1、無線通信多址接入技術2063214石偉在無線通信環境中的電波覆蓋區內，如何建立用戶之間的無線信道的連接，這便是多址連接問題。在移動通信中，也稱多址接入問題。解決多址連接問題的方法叫多址接入技術。從移動通信網的構成可以看出，大部分移動通信系統都有一個或幾個基站和若干個移動臺。基站要和許多移動臺同時通信，因而基站通常是多路的，有多個信道，而每個移動臺只供一個用戶使用，是單路的。許多用戶同時通話，以不同的信道分隔，防止相互干擾，各用戶信號通過在射頻波道上的復用，從而建立各自的信道，以實現雙邊通信的聯接稱多址聯接。多址聯接方式是移動通信網體制范疇，關系到系統容量、小區構成、頻譜和信道利用效率以及系統復

2、雜性移動通信系統中基站的多路工作和移動臺的單路工作形成了移動通信的一大特點。在移動通信業務區內，移動臺之間或移動臺與市話用戶之間是通過基站(包括移動交換局和局間聯網)，同時建立各自的信道，從而實現多址聯接的。多址接入方式的數學基礎是信號的正交分割原理。無線電信號可以表達為時間、頻率和碼型的函數，即可寫作：二C1)寫(/1)其中c(t)是碼型函數，s(f,t)是時間(t)和頻率(f)的函數。當以傳輸信號的載波頻率不同來區分信道建立多址接入時，稱為頻分多址方式（FDMA;當以傳輸信號存在的時間不同來區分信道建立多址接入時，稱為時分多址方式（TDMA;當以傳輸信號的碼型不同來區分信道建立多址接入時，

3、稱為碼分多址方式（CDMA下圖分別給出了N個信道的FDMATDM厭口CDMA勺示意圖FDM際意圖TDM際意圖CDM廓意圖目前在移動通信中應用的多址方式有：頻分多址（FDMA、時分多址（TDMA、碼分多址（CDMA以及它們的混合應用方式等。F面將分別介紹它們的原理:1頻分多址為每一個用戶指定了特定信道，這些信道按要求分配給請求服務的用戶。在呼叫的整個過程中，其它用戶不能共享這一頻段。在FDD系統中，分配給用戶一個信道，即一對頻譜；一個頻譜用作前向信道即基站向移動臺方向的信道，另一個則用作反向信道即移動臺向基站方向的信道。這種通信系統的基站必須同時發射和接收多個不同頻率的信號；任意兩個移動用戶之間

4、進行通信都必須經過基站的中轉，因而必須同時占用2個信道（2對頻譜）才能實現雙工通信在頻率軸上，前向信道占有較高的頻帶，反向信道占有較低的頻帶，中間為保護頻帶。在用戶頻道之間，設有保護頻隙Fg,以免因系統的頻率漂移造成頻道間的重疊。前向與反向信道的頻帶分割，是實現頻分雙工通信的要求；頻道間隔（例如為（25kHz）是保證頻道之間不重疊的條件。FDM驚統是基于頻率劃分信道。每個用戶在一對頻道（J一二'）中通信。若有其它信號的成分落入一個用戶接收機的頻道帶內時，將造成對有用信號的干擾。就蜂房小區內的基站動臺系統而言，主要干擾有互調干擾和鄰道干擾。在頻率集重復使用的蜂房系統中，還要考慮同頻道干擾

5、。2時分多址是在一個寬帶的無線載波上，把時間分成周期性的幀，每一幀再分割成若干時隙（無論幀或時隙都是互不重疊的），每個時隙就是一個通信信道，分配給一個用戶。系統根據一定的時隙分配原則，使各個移動臺在每幀內只能按指定的時隙向基站發射信號（突發信號），在滿足定時和同步的條件下，基站可以在各時隙中接收到各移動臺的信號而互不干擾。同時，基站發向各個移動臺的信號都按順序安排在預定的時隙中傳輸，各移動臺只要在指定的時隙內接收，就能在合路的信號（TDM言號）中把發給它的信號區分出來。所以TDM解統發射數據是用緩存-突發法，因此對任何一個用戶而言發射都是不連續的。這就意味著數字數據和數據調制必須與TDMA-起

6、使用，而不象采用模擬FM的FDM原統。TDM硼是TDM粽統的基本時隙單元，各個用戶的發射相互連成一個重復的幀結構。幀是由時隙組成的，每一幀都是由頭比特，信息數據和尾比特組成。在TDMA/TDDR統中，幀信息中時隙的一半用于前向鏈路，而另一半用于反向鏈路。在TDMA/FD廉統中，有一個完全相同或相似的幀結構，要么用于前向傳送要么用于反向傳送，但前向和反向鏈路使用的載頻和時間是不同的。TDMA/FD晾統有目的地在一個特定用戶的前向和反向時隙間設置了幾個延時時隙，以便在用戶單元中不需要使用雙工器。在一個TDM顏中，頭比特包含了基站和用戶用來確認彼此的地址和同步信息。利用保護時間來保證不同時隙和幀之間

7、的接收機同步。同步和定時是CDM能動通信系統正常工作的前提。因為通信雙方只允許在規定的時隙中發送信號和接收信號，因而必須在嚴格的幀同步、時隙同步和比特（位）同步的條件下進行工作，如果通信設備采用相干檢測，則接收機還必須獲得載波同步。3碼分多址系統為每個用戶分配了各自特定的地址碼，利用公共信道來傳輸信息。CDM粽統的地址碼相互具有準正交性，以區別地址，而在頻率、時間和空間上都可能重疊。系統的接收端必須有完全一致的本地地址碼，用來對接收的信號進行相關檢測。其他使用不同碼型的信號因為和接收機本地產生的碼型不同而不能被解調。它們的存在類似于在信道中引入了噪聲或干擾，通常稱之為多址干擾。在CDMAJ窩通

8、信系統中，用戶之間的信息傳輸也是由基站進行轉發和控制的。為了實現雙工通信，正向傳輸和反向傳輸各使用一個頻率，即通常所謂的頻分雙工。無論正向傳輸或反向傳輸，除了傳輸業務信息外，還必須傳送相應的控制信息。為了傳送不同的信息，需要設置相應的信道。但是，CDMAS信系統既不分頻道又不分時隙，無論傳送何種信息的信道都靠采用不同的碼型來區分。類似的信道屬于邏輯信道。這些邏輯信道無論從頻域或時域來看都是相互重疊的，或者說它們均占有相同的頻段和時間。CDM徽字蜂窩移動通信系統的各種信道的選擇，可用正交Walsh函數來實現。CDM徽字蜂窩移動通信系統中移動用戶的識別，需要采用周期足夠長的PN序列，以滿足對用戶地

9、址量的需求。利用Walsh函數的正交性，可作為碼分多址的地址碼。利用Walsh函數矩陣的遞推關系，可得到64X64陣列的Walsh序列。這些序列在Qualcomm-CDMA數字蜂窩移動通信系統中被作為前向碼分信道，并用作反向信道的編碼調制。三種多址技術的特點比較FDMAC統的特點1FDMA言道每次只能傳送一個電話。2每信道占用一個載頻，每個信道對應的每一載波僅支持一個電路連接。所以FDMA!常在窄帶系統中實現。3每信道只傳送一路數字信號，信號速率低，一般在25kb/s以下，遠低于多徑時延擴展所限定的100kb/s,所以在窄帶FDMAC統中無需自適應均衡。4基站系統龐大復雜，因為BS有多少信道，就需要多少部收發信機。5FDM解統每載波單個信道的設計，使得在接收設備中必須使用帶通濾波器允許指定信道里的信號通過。6越區切換較為復雜和困難。TDM解統的特點1突發傳輸的速率高，遠大于語音編碼速率。TDM麻統中需要較高的同步開銷。2發射信號速率隨N的增大而提高，如果達到100kb/s以上，碼間串擾就將加大，必須采用自適應均衡。3基站復雜性減小。N個時分信道共用一個載波，占據相同帶寬，只需一部收發信機。互調干擾小。4抗干擾能力強，頻率利用率高，系統容量大。5越區切換簡單。越區切換時不必中斷信息的傳輸，即使傳輸數據也不會因越區切