现代移动通信 第3版 教学课件 ppt 作者 蔡跃明 10次课 第05章 抗衰落技术-3_2013
56页1、10-1,Digital Mobile Communication,数字移动通信,第五章 抗衰落技术,抗衰落技术的基本原理 分集技术 自适应均衡技术 多径信号的分离与合并 发射分集与空时编码 补充:多址接入,10-2,第一次课,第二次课,第三次课,要求与重点,掌握多址接入的基本原理以及实现方式 理解RAKE机的原理与方法 了解发射分集的原理 重点:RAKE接收机原理 难点:扩频信号的相关函数 方法论:变换角度考虑问题,10-3,本节课主要解决的问题,1、基站如何区分手机-多址接入技术(多址技术) 2、码分多址下的抗衰落技术?,10-4,一、多址接入技术,问题的引入(基站如何区分手机?能同时区分多少手机),10-5,已知条件:运营商使用的某一段频率。 问题:区分在同一频段下通信的不同终端。 解决这一问题的技术称为多址接入技术。,用什么来区分?,一、多址接入技术,频分多址(FDMA) 空分多址(SDMA) 时分多址(TDMA) 码分多址(CDMA),5-6,一、多址接入技术,5-7,假设一间屋子中有很多人,每个人都想说话,如果所有人同时说话,那么想听清楚别人说什么很困难。 如果其中有人提高
2、声音,其他人也会随之提高声音,最终没有人能听到别人在说什么。 如何解决这种状况?,一、多址接入技术,5-8,如何解决这种状况? 每个人轮流说话 (TDMA) 分组,每组使用不同的语言 (CDMA) 分组,每组占居房间的一角 (SDMA),一、多址接入技术-频分多址,频分多址是最常用的多址接入方法。,5-9,核心思想:将给定的频谱资源划分为若干个等间隔的频道供不同的用户使用。 应用实例: 广播、电视,一、多址接入技术-频分多址,基站怎么提取不同用户的信号呢?,5-10,采用不同载频的带通滤波器来提取用户的信号 各用户的信道真是无缝对接的吗? 用户的信道之间通常设有保护频隙以防止相邻信道之间的混叠,一、多址接入技术-频分多址,移动通信系统能只采用频分多址来区分用户吗?,5-11,问题:广播、电视一个频点可以服务千万个用户,移动通信可不行,在频分多址方式下,用户要实现通信必须要独占某一个甚至某两个频点,容量限制太大了。 GSM:890915 124个频点,一、多址接入技术-频分多址,频率复用同频点位置不同,5-12,大区制-小区制(改变发射功率),一、多址接入技术-时分多址,频分多址和空分多
3、址结合,大大提高了系统容量,但前面提到的问题仍然没有解决。 这就有了时分多址。,5-13,在时分多址中,使用相同频率的用户是通过在不同的时间(时隙)里工作来区分的。 GSM8个时隙,一、多址接入技术-空分多址,空分多址是通过不同的空间来区分用户,采用的技术是智能天线。,5-14,全向-定向(改变天线发射方向),一、多址接入技术-码分多址,谈到码分多址,就要谈到美国高通(Qualcomm)公司 一流的公司做标准,二流的公司做品牌,三流的公司做产品。,5-15,在码分多址中,用户是通过不同的扩频码里来区分的。,一、多址接入技术-码分多址,正交:数学的概念就是完全不相关,两个信号的乘积在某个区间的积分为零。(互相关性) 为了有效区分用户。,5-16,扩频码,什么是扩频? 为什么用扩频? 如何实现扩频?,一、多址接入技术-码分多址,扩频后,占用的带宽增加了,带宽上平均功率降低了。 理论基础:香农公式,5-17,CDMA中的扩频,一、多址接入技术-码分多址,5-18,CDMA的抗干扰特性,一、多址接入技术-码分多址,5-19,是不是随便什么码都能当扩频码?,扩频码用来区分用户的,显然两个用户使用
4、的扩频码差别越大越好,完全不相关更好,就是正交更好。,一、多址接入技术-码分多址,5-20,码分多址的特点,软容量 多址干扰是限制容量提升的主要因素 远近效应 可以采用Rake接收机抑制多径传播问题,思考题,两个相近的概念:复用与多址 FDM、TDM、SDM FDMA、TDMA、SDMA 有什么区别与联系呢?,5-21,5-22,信号经过多径传播产生时延扩展,二、多径信号分离与合并的概念,多径传播从分集的效果上来看相当于是?,在前一节讲述的内容中,直接用均衡将多径消除,为什么不能利用多径这种时间分解的好处呢?,5-23,时间分集的概念: 从时间上人为的产生多条路径 时间间隔是已知的,接收端便于进行合并 多径的时间分集效果与上述思想有什么不同呢? 时间间隔随机性(不知道支路之间相差多少时间) 支路数目动态性(不知道需要合并多少支路),二、多径信号分离与合并的概念,多径具备隐含的时间分集,二、多径信号分离与合并的概念,在一般的通信系统中,认为多径会产长码间串扰,通常采用均衡方式加以消除 多径信号真的无法利用吗? 如果可以利用,有什么条件吗?,5-24,二、多径信号分离与合并的概念,关键点:
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