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无线电频谱在移动通信系统中的应用及多址接入方式原理分析

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:无线电频谱是一种有限的自然资源,它广泛地使用于通信及其他一些领域中。移动通信系统是一个多信道同时工作的系统,具有广播信道和大面积覆盖的特点。多址接入方式的数学基础是信号的正交分割原理。在实际的移动通信系统中可能采用混合多址方式,如GSM采用了FDMA/TDMA方式,SDMA也可以与FDMA、TDMA、CDMA中的任何一个组合实现系统。

无线电频谱在移动通信系统中的应用及多址接入方式原理分析

无线电频谱是一种有限的自然资源,它广泛地使用于通信及其他一些领域中。移动通信主要是无线通信,所以对频谱使用的依赖性很大。频谱资源有限,如何实现频率资源的共享?采用什么样的多址技术,使得有限的资源能传输更大容量的信息?

蜂窝系统是以信道来区分通信对象的,一个信道只容纳一个用户进行通话,许多同时通话的用户,互相以信道来区分,这就是多址。移动通信系统是一个多信道同时工作的系统,具有广播信道和大面积覆盖的特点。在无线通信环境的电波覆盖区内,如何建立用户之间的无线信道的连接,这是多址接入方式的问题。解决多址接入问题的方法叫作多址接入技术。

多址接入方式的数学基础是信号的正交分割原理。无线电信号可以表达为时间、频率和码型的函数,即可写成:

Scft)=ctsft) (1-4-3)

式中,ct)是码型函数;sft)是时间t和频率f的函数。(www.xing528.com)

传输信号可以根据载波频率的不同、时间不同和码型不同,建立多址接入,对应频分多址方式(FDMA)、时分多址方式(TDMA)和码分多址方式(CDMA)。

当以传输信号的载波频率不同来区分信道建立多址接入时,称为频分多址方式(FD-MA,Frequency Division Multiple Access);当以传输信号的存在的时间不同来区分信道建立多址接入时,称为时分多址方式(TDMA,Time Division Multiple Access);当以传输信号的码型不同来区分信道建立多址接入时,称为码分多址方式(Code Division Multiple Access,CDMA)。随着智能天线技术的发展,产生了第四种多址方式——空分多址(Space Division Multiple Access,SDMA),即依靠阵列天线来实现空间分隔,构成信道。在实际的移动通信系统中可能采用混合多址方式,如GSM采用了FDMA/TDMA方式,SDMA也可以与FDMA、TDMA、CDMA中的任何一个组合实现系统。N个信道的FDMA、TDMA和CDMA的示意图分别如图1-4-7所示,其中c代表码维,t代表时间维,f代表频率维。

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图1-4-7 FDMA、TDMA和CDMA

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