各种多址方式.docVIP

第六章 各种多址方式 多址接入和广播 使用公共的媒质连接多个通信设备，不象交换是在各媒质之间交换转发。 通过公共的媒质实现一对多广播、多对一的多址接入。节点只有一个公共收、发设备和相应的缓存器。 多址方式：时分多址、频分多址、码分多址 信号工作总是要占一定时间、频带和功率的。 多址信道的划分从时间、频率、功率三个轴上进行。 时分多址：组成一定的时间结构，形成帧 帧是由时隙组成的，每个用户分配一个时隙。 一般一个用户时隙由以下几部分组成： 导引：针对非连续信号，用于建立接收同步，尽可能缩短同步时间。 突发字：巴克码，标志信息的开始，自相关性极好。 帧头：维持通信，传输勤务、信令。 信息：用户信息。 校验：如CRC校验，用于碰撞检测。 保护： 频分：构成一定的频谱结构。 划分频带，每用户一个频道，频道之间要有保护间隔。 由于存在带外辐射：产生邻道干扰 对带外辐射有一定要求，在一倍频程处，信号能量应衰减10～20dB。 经过非线性设备会增加带外辐射，出现交调干扰，产生串话现象 解决方法：采用恒定包络信号。 码分：所有信号都在共同的频带和时隙上发射，按不同的码型调制 接收信号的格式： 希望格式之间的相互干扰越少越好，即 要找到这样的码型，即对任意的(，任意的旋转方向即正交的多对码是不太容易的，这是一种理想的状况。 解决方法1：使(i=(j，即整个系统是同步的，在广播型的网络中可以实现，但是对于不同源的多址接入则不能做到。 解决方法2：使上述的互相关值尽可能地小，不一定非为0。 假设信息带宽为rb，公用信道带宽为rc。 定一个量，，如果互相关值接近就可以使相互干扰降到，这样的系统称为“准正交系统”。 码分系统中近远干扰非常严重，即距离接收站远近不同的发射站之间的干扰。 前面曾经提到：地面电磁波与r4成反比。 如果二者的发射功率是相同的，那么距离接收端0.5米和10米的两个手机的接收功率相差52dB。 当n=1000时，要求=10-3，与52dB相比很小，因此近远干扰极为严重。 因此，在码分系统中功率控制是必须的。要求近的站功率小些，远的功率大些，发射功率要随距离发生变化，一般要能控制到90dB。 三种体制争论的焦点： ①频带利用率的高、低 频带资源有限，是宝贵资源。 ②系统容量的大小 系统容量要大。 TDMA系统的容量取决于： 时隙的个数 受到的干扰（邻区干扰、外来干扰） FDMA系统的容量取决于： 频道的个数 受到的干扰（邻区干扰、外来干扰、邻道干扰） CDMA系统的容量取决于 正交码的个数 对于“准正交系统”，码个数是不受限制的，它只受干扰的影响。 干扰（邻区干扰、外来干扰、本区其他用户干扰） 目前比较推崇CDMA体制，它的优点： ①用户容量大 理论分析表明可提供相当于TDMA系统4倍，FDMA系统20倍的容量。 ②CDMA系统可与目前使用的窄带FDMA系统信号共存。 重复利用现有的微波系统占用的系统，不影响现有系统。 ③覆盖范围广 同一小区内提供的信道多，小区的划分不如FDMA系统细，基站个数因此减少，节约投资。 ④具有抗干扰和必威体育官网网址的能力，因此话音质量高，系统规划简单 扩展频谱信号具有抗干扰能力 码调制本身具有加密性质 ⑤CDMA系统的越区切换可使用“软切换” 不用关掉信道，再打开另一个 同时接收两个基站的信号，这样切换过程中用户不会中断通话。即，先“换”后“断”，掉话（drop）的概率很小。 FDMA则为“硬切换”。 ⑥可以采用多种分集技术，抗多径干扰 空间分集、频率分集（本身固有的，宽带信号）、时间分集、路径分集（多径RAKE接收机、软切换） CDMA缺点： ①设备复杂度高。 ②存在近远效应，功率控制增加设备复杂度。 多址接入中信道的分配方法 ①固定分配方法 ②竞争分配（随机分配） ③按需分配：预约、轮询 以TDMA为例说明几种分配的方法 ①固定时隙的TDMA 最简单，效率最低，用户数受到时隙个数的限制 ②随机分配的TDMA：ALOHA，S-ALOHA 也比较简单，但用户数不受限，有碰撞，效率不高 ③预约：没有人用时，随机申请，占用以后保持该时隙，效率较高 随机分配方式效率分析 ALOHA： 夏威夷的问候语。1968.9 夏威夷大学一项研究计划取名为ALOHA，解决岛间通信。基本特征是所有用户对信道有同等的访问权，因此有时称为同等站系统。是适于广播网的方式。 ①随机ALOHA（纯ALOHA方式） 方法：任何一个站有消息传给广播网的其他站，可以利用共同媒介随时地立即发送；若不成功，随机时延一段后再发送，直至成功为止。 用监听或收ACK的方法确定是否成功 系统效率： 假设： 用户的数据包长度都是定长，