移動(dòng)通信課程設(shè)計(jì)--多址技術(shù)的分析

1、<p>　　移動(dòng)通信課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b>　　多址技術(shù)的分析</b></p><p>　　專業(yè)班級(jí) 通信01班 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué)生姓名

2、 </p><p>　　指導(dǎo)老師 </p><p>　　起止日期 2016.6.6-2016.6.16 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　多址一直都是無(wú)線通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，甚至是移動(dòng)通信換代的一個(gè)重要標(biāo)志，同時(shí)對(duì)于衛(wèi)星通信也很重要。多址

3、技術(shù)有四種常見(jiàn)的信號(hào)空間劃分方法，分別對(duì)應(yīng)于頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）的技術(shù)研究。頻分多址是以不同的頻率信道實(shí)現(xiàn)通信。時(shí)分多址是以不同時(shí)隙實(shí)現(xiàn)通信。碼分多址是以不同的代碼序列來(lái)實(shí)現(xiàn)通信的。空分多址是以不同方位信息實(shí)現(xiàn)多址通信的。本課題主要介紹了這四種多址方式的相關(guān)理論，各自的優(yōu)缺點(diǎn)，使用范圍和相關(guān)性擴(kuò)展。</p><p>　　關(guān)鍵詞：無(wú)線通信；多址技術(shù)；

4、FDMA；TDMA；CDMA；SDMA</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Multiple Access has always been one of the key technologies of wireless communication, or even an important symbol generation mo

5、bile communication, but also very important for satellite communications. Multiple access techniques There are four common signal space division method, respectively corresponding to frequency division multiple access (F

6、DMA), Time Division Multiple Access (TDMA), Code Division Multiple Access (CDMA) and spatial division multiple access (SDMA) technology. Frequency divis</p><p>　　Keywords: Wireless communication; DS system;

7、FDMA; TDMA; CDMA; SDMA</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　多址通信技術(shù)在現(xiàn)代通信中起著重要的作用。多址技術(shù)是指把處于不同地點(diǎn)的多個(gè)用戶接入一個(gè)公共傳輸媒質(zhì)，實(shí)現(xiàn)各用戶之間通信的技術(shù)。在衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信等通信網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)多個(gè)用戶通過(guò)一個(gè)公共信道與其他用戶進(jìn)行通信時(shí)，就必須采用某種多址技術(shù)。多址連接通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多址通信

8、的技術(shù)基礎(chǔ)是信號(hào)的分割。所謂多址技術(shù)是指允許兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的發(fā)射機(jī)通過(guò)一個(gè)公共信道發(fā)送信號(hào)的技術(shù)。利用信號(hào)在頻率或時(shí)間上的正交性來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行劃分，從而進(jìn)行多址傳輸。多址技術(shù)多用于無(wú)線通信。多址技術(shù)又稱為“多址連接”技術(shù)。根據(jù)多址連接的調(diào)制方式，在通信系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的多址技術(shù)可分為4類：頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)和空分多址（SDMA）。</p><p>　　近幾十年來(lái)，通信系統(tǒng)

9、的規(guī)模和復(fù)雜度以前所未有的速度增長(zhǎng)，使得對(duì)通信系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)要耗費(fèi)更多的時(shí)間、人力和物力?，F(xiàn)有的通信系統(tǒng)是十分復(fù)雜的，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的構(gòu)成復(fù)雜、系統(tǒng)內(nèi)各模塊之間的聯(lián)系復(fù)雜、以及外部環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的影響難于把握。這使得系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)人員在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究時(shí)，如果僅靠數(shù)學(xué)分析的方法，得出的結(jié)論往往和實(shí)際相差較遠(yuǎn)有時(shí)還受限于現(xiàn)代數(shù)學(xué)發(fā)展水平，甚至無(wú)法進(jìn)行數(shù)學(xué)分析。在這種情況下可以有兩種選擇，一種是做出實(shí)際的系統(tǒng)，另一種采用計(jì)算機(jī)仿真的方法來(lái)模擬這

10、個(gè)系統(tǒng)。顯然，前者是高風(fēng)險(xiǎn)、高代價(jià)、周期長(zhǎng)。相比之下，計(jì)算機(jī)仿真所特有的低風(fēng)險(xiǎn)、低代價(jià)、高速度的優(yōu)點(diǎn)必將受到人們的重視。通信系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真是指系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)人員根據(jù)通信系統(tǒng)組成模塊的物理含義，建立數(shù)學(xué)模型，然后根據(jù)這些模型來(lái)編制仿真程序，利用計(jì)算機(jī)再現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，以此來(lái)研究和分析系統(tǒng)特性。通信系統(tǒng)的仿真程序主要任務(wù)是處理傳遞于系統(tǒng)內(nèi)各模塊之間的波形和分析仿真所得的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)分析人員需要對(duì)組成通信系統(tǒng)的各模塊以及模塊之間的關(guān)系有較深

11、入的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　隨著社會(huì)節(jié)奏的加快，產(chǎn)品的更新速度越來(lái)越快，而且實(shí)際的通信系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，因此，在對(duì)原有的通信系統(tǒng)做出改進(jìn)或建立一個(gè)新系統(tǒng)之前，通常需要對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真，通過(guò)仿真結(jié)果衡量方案的可行性，從中選擇最合理的系統(tǒng)配置和參數(shù)設(shè)置，然后再應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)中。目前，CDMA技術(shù)正逐漸大量被用于通信方面，這是技術(shù)發(fā)展、用戶需求、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等各方面因素造成的。因此對(duì)CDMA的研究具有一定的

12、價(jià)值。 </p><p>　　2 通信系統(tǒng)中的多址技術(shù)相關(guān)理論</p><p>　　多址通信技術(shù)在現(xiàn)代通信中起著重要的作用。在衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信等通信網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)多個(gè)用戶通過(guò)一個(gè)公共信道與其他用戶進(jìn)行通信時(shí)，就必須采用某種多址技術(shù)。多址連接通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多址通信的技術(shù)基礎(chǔ)是信號(hào)的分割。利用信號(hào)在頻率或時(shí)間上的正交性來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行劃分，從而進(jìn)行多址傳輸。根據(jù)多址連接的調(diào)制方式，可將多址方式分為頻分

13、多址、時(shí)分多址、碼分多址及空分多址等方式。</p><p>　　2.1 頻分多址技術(shù)（FDMA）的概述</p><p>　　FDMA是使用較早也是現(xiàn)在使用較多的一種多址接人方式，它廣泛應(yīng)用在衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信、一點(diǎn)多址微波通信系統(tǒng)中。它把傳輸頻帶劃分為若干個(gè)較窄的且互不重疊的子頻帶，每個(gè)用戶分配到一個(gè)固定子頻帶，按頻帶區(qū)分用戶。信號(hào)調(diào)制到該子頻帶內(nèi)，各用戶信號(hào)同時(shí)傳送，接收時(shí)分別按頻帶提

14、取，從而實(shí)現(xiàn)多址通信。</p><p>　　2.1.1 頻分多址技術(shù)的相關(guān)理論</p><p>　　頻分多址技術(shù)的模型如圖2.1的三維圖所示。</p><p>　　圖2.1 頻分多址技術(shù)的模型</p><p>　　在任何時(shí)間每一載頻只傳送一路電話。任何一個(gè)用戶在每次通話中都可以分配到一個(gè)可用的頻道。由于FDMA的頻道僅傳送一路電話，因此，頻

15、道的帶寬是比較窄的。 </p><p>　　若兩個(gè)信號(hào)f1(X)和f2(X)滿足下面的關(guān)系式（2.1），則稱 f1(X)和f2(X)在（Xl，X2）區(qū)間正交；</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　若一組信號(hào)的自相關(guān)為1，互相關(guān)為0，

16、則稱這一組信號(hào)為正交信號(hào)組，或稱為正交信號(hào)集合?；卣恍盘?hào)組表示如關(guān)系式（2.2）</p><p><b>　　(2.2)</b></p><p>　　在采用理想濾波分割各用戶信號(hào)時(shí)，滿足式（2.3）所示的正交分割條件。實(shí)際的濾波器總達(dá)不到理想條件，各信號(hào)間總存在一定的相關(guān)性，總有一定的干擾，各頻帶之間必須留有一定的保護(hù)間隔以減少各頻帶之間的串?dāng)_。FDMA有采用模擬調(diào)

17、制的，也有采用數(shù)字調(diào)制的，也可以由一組模擬信號(hào)用頻分復(fù)用方式（FDM/FDMA）或一組數(shù)字信號(hào)用時(shí)分復(fù)用方式占用一個(gè)較寬的頻帶（TDM/TDMA），調(diào)制到相應(yīng)的子頻帶后傳送到同一地址。模擬信號(hào)數(shù)字化后占用帶寬較大，若要縮小間隔，必須采用壓縮編碼技術(shù)和先進(jìn)的數(shù)字調(diào)制技術(shù)。總的說(shuō)來(lái)，F(xiàn)DMA技術(shù)比較成熟，應(yīng)用也比較廣泛。</p><p><b>　　(2.3)</b></p>&l

18、t;p>　　2.1.2 頻分多址技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　1、FDMA的主要優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　設(shè)備簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟。使用簡(jiǎn)單，信號(hào)連續(xù)傳輸，滿足模擬話音通信，容易實(shí)現(xiàn)且成本較低。</p><p>　　2、FDMA的主要缺點(diǎn)</p><p>　　所有的FDMA系統(tǒng)，不論是模擬的還是數(shù)字的，都有一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)，那就是為了滿足

19、給定數(shù)量的用戶的通信需求，需要相當(dāng)多的共用設(shè)備。這是由于每載波單路所造成的。多頻道信號(hào)互調(diào)干擾嚴(yán)重，頻率利用率低，容量小。同時(shí)頻譜利用率較低，每個(gè)用戶（遠(yuǎn)端站）都要占用一定的頻帶，尤其在空中帶寬資源有限的情況下，F(xiàn)DMA系統(tǒng)組織多扇區(qū)基站會(huì)遇到困難。單純采用FDMA作為多址接入方式已經(jīng)很少見(jiàn)，實(shí)用系統(tǒng)多采用TDMA方式或采用FDMA＋TDMA方式。</p><p>　　2.1.3 頻分多址技術(shù)的使用范圍<

20、/p><p><b>　　1、應(yīng)用于移動(dòng)通信</b></p><p>　　在傳統(tǒng)的移動(dòng)通信中，長(zhǎng)期以來(lái)延用了FDMA方式。就應(yīng)用最廣的蜂窩區(qū)移動(dòng)電話而言，第1代系統(tǒng)是以FDMA多址和模擬調(diào)制為基礎(chǔ)的，它的系統(tǒng)容量?jī)H為帶寬的l0%左右，如AMPS系統(tǒng)等。第l代系統(tǒng)曾得到廣泛應(yīng)用，但由于通信容量小、話音質(zhì)量差和保密性差等問(wèn)題的存在，難以繼續(xù)發(fā)展。</p><

21、;p><b>　　2、應(yīng)用于衛(wèi)星通信</b></p><p>　　其是讓不同的地球通信站占用不同頻率的信道進(jìn)行通信。因?yàn)楦鱾€(gè)用戶使用著不同頻率的信道，所以相互沒(méi)有干擾。</p><p>　　2.2 時(shí)分多址技術(shù)（TDMA）的概述</p><p>　　TDMA也是非常成熟的通信技術(shù)，所謂TDMA就是一個(gè)信道由連續(xù)的周期性時(shí)隙構(gòu)成，不同信號(hào)

22、被分配到不同的時(shí)隙里，系統(tǒng)中心站將用戶數(shù)據(jù)按時(shí)隙排列（TDM）廣播發(fā)送，所有的TS都可接收到，根據(jù)地址信息取出送給自己的數(shù)據(jù)，下行發(fā)送使用一個(gè)載頻；所有TS共享上行載頻，在中心站控制下，按分配給自己的時(shí)隙將數(shù)據(jù)突發(fā)到中心站。</p><p>　　2.2.1 時(shí)分多址技術(shù)的相關(guān)理論</p><p>　　由于TDMA的頻譜利用率相對(duì)FDMA要高，在寬帶無(wú)線接入領(lǐng)域中被廣泛采用。時(shí)分多址只傳數(shù)

23、字信息，信息需經(jīng)壓縮和緩沖存儲(chǔ)的過(guò)程，在實(shí)際使用時(shí)常 FDMA/TDMA復(fù)分使用。</p><p>　　TDMA是在給定頻帶的最高數(shù)據(jù)傳送速率的條件下，把傳遞時(shí)間劃分為若干時(shí)間間隙，即時(shí)隙，用戶的收發(fā)各使用一個(gè)指定的時(shí)隙，以突發(fā)脈沖序列方式接收和發(fā)送信號(hào)。多個(gè)用戶依序分別占用時(shí)隙，在一個(gè)寬帶的無(wú)線載波上以較高速率傳遞信息數(shù)據(jù)，接收并解調(diào)后，各用戶分別提取相應(yīng)時(shí)隙的信息，按時(shí)間區(qū)分用戶，從而實(shí)現(xiàn)多址通信?？偟拇a元速

24、率是各路之和，還有一些位同步、幀同步等額外開(kāi)銷。圖2.2所示為一幀8個(gè)時(shí)隙的圖例?，F(xiàn)在的TDMA系統(tǒng)總是采用數(shù)字體制，每時(shí)隙可以是單個(gè)用戶占用，也可以是一組時(shí)分復(fù)用的用戶占用。</p><p>　　圖2.2 一幀八個(gè)時(shí)隙的圖例 圖2.3 時(shí)分多址的技術(shù)模型</p><p>　　圖2.3所示為T(mén)DMA的三維圖，式（2.4）給出了時(shí)域正交的表示式。各用戶在同一頻帶

25、中傳送，時(shí)間上互不重疊，符合時(shí)域的正交條件。在實(shí)際傳輸時(shí)，由于多徑等各種影響，可能破壞正交條件，形成碼間串?dāng)_。</p><p><b>　　(2.4)</b></p><p>　　2.2.2 時(shí)分多址技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　1、TDMA的主要特點(diǎn)</p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)要有精確的同步，要由基準(zhǔn)站統(tǒng)一系統(tǒng)

26、內(nèi)各站的時(shí)鐘，才能保證各站準(zhǔn)確地按時(shí)隙提取本站需要的信號(hào)。包括信號(hào)的傳輸、處理、交換等，必須要有一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)。要解決上述問(wèn)題，使用的方法是系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備內(nèi)部設(shè)置一個(gè)高精度時(shí)鐘，在通信開(kāi)始時(shí)，進(jìn)行一次時(shí)鐘校正，只要時(shí)鐘不發(fā)生明顯漂移，系統(tǒng)都能準(zhǔn)確定時(shí)。但真正的情況不是這樣，因?yàn)橐瓜到y(tǒng)的時(shí)鐘很精確，無(wú)論從技術(shù)還是價(jià)格方面考慮都不適合。</p><p>　　2、TDMA的主要優(yōu)點(diǎn)</p><

27、;p>　　TDMA系統(tǒng)同F(xiàn)DMA系統(tǒng)相比，其主要優(yōu)點(diǎn)在于每一個(gè)信道為許多用戶有效地使用。TDMA同F(xiàn)DMA的主要區(qū)別在于每載波多路。所有TDMA系統(tǒng)都是時(shí)分多路復(fù)用的，通常為8路、15路、30路或者更多。</p><p>　　3、TDMA的主要缺點(diǎn)</p><p>　　系統(tǒng)要求嚴(yán)格的系統(tǒng)定時(shí)同步，是時(shí)隙受限和干擾受限系統(tǒng)。</p><p>　　2.2.3 時(shí)

28、分多址技術(shù)的使用范圍</p><p><b>　　1、應(yīng)用于移動(dòng)通信</b></p><p>　　將TDMA方法用于移動(dòng)通信的理由之一是：寬帶傳輸可以緩和對(duì)無(wú)線頻率穩(wěn)定度的要求。自20世紀(jì)80年代末起，以TDMA和數(shù)字調(diào)制為基礎(chǔ)的第2代移動(dòng)通信迅速發(fā)展起來(lái)。第2代系統(tǒng)是以歐洲開(kāi)發(fā)的泛歐數(shù)字蜂窩區(qū)移動(dòng)電話系統(tǒng)為代表，又稱GSM系統(tǒng)。目前，GSM在我國(guó)也得到廣泛應(yīng)用，GS

29、M數(shù)字移動(dòng)電話用戶已突破l000萬(wàn)戶。第2代系統(tǒng)的特點(diǎn)是在容量、質(zhì)量、功能和功耗等方面比第1代系統(tǒng)有很大的改進(jìn)，進(jìn)入20世紀(jì)90年代中期，又出現(xiàn)了可傳送話音、數(shù)據(jù)等各種業(yè)務(wù)。</p><p><b>　　2、應(yīng)用于衛(wèi)星通信</b></p><p>　　TDMA用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的基本原理，是用不同時(shí)間間隙來(lái)區(qū)分地球站的地址，在該系統(tǒng)中只允許各地球站在規(guī)定的時(shí)隙內(nèi)發(fā)射信

30、號(hào)，這些射頻信號(hào)通過(guò)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)，在時(shí)間上是嚴(yán)格依次排列，互不重疊的。這種多址技術(shù)是讓若干個(gè)地球站共同使用一個(gè)信道。但是占用的時(shí)間不同，所以相互之間不會(huì)干擾。顯然，在相同信道數(shù)的情況下，采用時(shí)分多址要比頻分多址能容納更多的用戶。它有如下基本特點(diǎn)：</p><p>　　(1) 任何時(shí)刻在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器中都只有一個(gè)載波工作。</p><p>　　(2) 可以比FDMA方式更充分地利用轉(zhuǎn)發(fā)器的輸出功

31、率。</p><p>　　(3) 易于實(shí)現(xiàn)信道的按需分配。</p><p>　　(4) 全網(wǎng)正常工作要靠網(wǎng)同步，技術(shù)和設(shè)備比較復(fù)雜。</p><p>　　2.2.4 應(yīng)用于時(shí)分多址技術(shù)的GSM系統(tǒng)</p><p><b>　　1、GSM的信道</b></p><p>　　在GSM系統(tǒng)規(guī)范中，對(duì)總

32、的頻譜劃分成200kHz為單位的一個(gè)個(gè)頻段，稱為頻段，而對(duì)每一個(gè)頻隙，允許8個(gè)用戶使用，即從時(shí)分多址方式來(lái)看，每個(gè)時(shí)幀有8個(gè)時(shí)隙（TimeSlot），每個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度為BP＝15/26＝0.577ms，而每一個(gè)時(shí)幀長(zhǎng)度為15/26×8＝4.615ms。所講的時(shí)隙長(zhǎng)度是GSM規(guī)范定義的，而移動(dòng)臺(tái)在無(wú)線路徑上的傳輸?shù)膶?shí)際情況是不同的。前面講到的經(jīng)交織加密后的數(shù)據(jù)塊為114位，這些位加上其它一些信息位元共組成156.25位，以脈沖串的

33、形成調(diào)制到某一個(gè)頻率上，并限定在一個(gè)時(shí)隙范圍內(nèi)進(jìn)行傳輸，這些脈沖串稱為"Burst"（突發(fā)）。在常規(guī)Burst之間，即每個(gè)時(shí)隙之間要有一定的保護(hù)間隔，即147位有用信息的前后有一段保護(hù)時(shí)間，取信號(hào)小于-59dB的部分為保護(hù)時(shí)間，約30μs。</p><p>　　2、GSM的時(shí)幀結(jié)構(gòu)</p><p>　　GSM的時(shí)幀結(jié)構(gòu)有5個(gè)層次，分別是高幀、超幀、復(fù)幀、TDMA時(shí)幀和時(shí)

34、隙，時(shí)隙是構(gòu)成物理信道的基本單元，8個(gè)時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)TDMA時(shí)幀。TDMA時(shí)幀構(gòu)成復(fù)幀，復(fù)幀是業(yè)務(wù)信道和控制信道進(jìn)行組合的基本單元。由復(fù)幀構(gòu)成超幀，超幀構(gòu)成高幀，高幀是TDMA幀編號(hào)的基本單元，即在高幀內(nèi)對(duì)TDMA幀順序進(jìn)行編號(hào)。1高幀＝2048個(gè)超幀＝2715648個(gè)TDMA幀，高幀的時(shí)長(zhǎng)為3小時(shí)28分53秒760毫秒。高幀周期與加密及跳頻有關(guān)，每經(jīng)過(guò)一個(gè)高幀時(shí)長(zhǎng)會(huì)重新啟動(dòng)密碼與跳頻算法。1個(gè)超幀＝1326個(gè)TDMA幀，超幀時(shí)長(zhǎng)為6.1

35、2秒。復(fù)幀有兩種結(jié)構(gòu)，一種用于業(yè)務(wù)信道，其結(jié)構(gòu)形式是由26個(gè)TDMA幀構(gòu)成的復(fù)幀；另一種用于控制信道，其結(jié)構(gòu)為51個(gè)TDMA幀構(gòu)成的復(fù)幀。1個(gè)TDMA幀＝8個(gè)時(shí)隙，其時(shí)幀長(zhǎng)度為4.615毫秒，1個(gè)時(shí)隙長(zhǎng)度為0.577ms，在時(shí)隙內(nèi)傳送數(shù)據(jù)脈沖串，稱為突發(fā)（Burst），一個(gè)突發(fā)包含156.25位數(shù)據(jù)。</p><p>　　GSM系統(tǒng)的定時(shí)采用的是主從同步法。即系統(tǒng)所有的時(shí)鐘均直接或間接從屬于某一個(gè)主時(shí)鐘信息。主時(shí)

36、鐘有很高的精度，其時(shí)鐘信息以廣播的方式傳送到系統(tǒng)的許多設(shè)備，或以分層方式逐層傳送給系統(tǒng)的其他設(shè)備。各設(shè)備收到上層的時(shí)鐘信號(hào)后，提取出定時(shí)信息，與上層時(shí)鐘保持一致，這個(gè)過(guò)程又稱之為時(shí)鐘鎖定。</p><p>　　2.3 碼分多址技術(shù)（CDMA）的概述</p><p>　　CDMA多址技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)

37、制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端由使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。</p><p>　　2.3.1 碼分多址技術(shù)的發(fā)展情況</p><p>　　自20世紀(jì)80年代開(kāi)始，CDMA的技術(shù)取得了很大的進(jìn)展，F(xiàn)DMA系統(tǒng)每載波只傳送一路電話，TDMA系統(tǒng)可傳送幾路或幾十路電話，而CDMA系統(tǒng)

38、則可傳送幾百路電話。信道的帶寬一般可達(dá)到1～10MHz。</p><p>　　CDMA技術(shù)起源于美國(guó)。近幾年，美國(guó)進(jìn)一步將CDMA方式在移動(dòng)通信中實(shí)用化，新的CDMA制式也將用于蜂窩區(qū)移動(dòng)通信，有人稱其為2．5代蜂窩區(qū)移動(dòng)通信。CDMA技術(shù)的應(yīng)用帶動(dòng)了一系列新的通信技術(shù)的發(fā)展。從上述對(duì)幾種多址連接技術(shù)的比較分析來(lái)看，每種連接技術(shù)都有其不同的特點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢(shì)，其中CDMA技術(shù)以它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)成為實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信、無(wú)線多媒體

39、通信、無(wú)線傳輸?shù)鹊睦硐爰夹g(shù)。在實(shí)際運(yùn)用中，選擇哪種多址方式，則應(yīng)根據(jù)具體情況作出具體決定。</p><p>　　2.3.2 碼分多址技術(shù)的相關(guān)理論</p><p>　　CDMA多址技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端由使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)

40、作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。擴(kuò)頻信號(hào)是用擴(kuò)頻碼序列填充到所需傳送的數(shù)據(jù)中形成的信號(hào)。頻帶展寬的倍數(shù)稱為擴(kuò)頻系數(shù)，用分貝表示稱為擴(kuò)頻增益。每個(gè)用戶具有特定的地址碼（相當(dāng)于擴(kuò)頻中的PN碼），利用地址碼相互之間的正交性（或準(zhǔn)正交性）完成信道分離的任務(wù)。不同用戶使用不同的碼序列，它們占用相同頻帶，接收機(jī)雖然能收到，但不能解出，這樣可實(shí)現(xiàn)互不干擾的多址通信。它以不同的互相正交的碼序列區(qū)分用戶，故稱為“碼分

41、多址”。</p><p>　　2.3.3 擴(kuò)頻方式及擴(kuò)頻碼</p><p>　　1、目前應(yīng)用最多的擴(kuò)頻方式有兩類</p><p>　　（1）直接擴(kuò)頻方式碼分多址（DS/CDMA）</p><p>　　直接用擴(kuò)頻碼作為地址碼調(diào)制信號(hào)，調(diào)制方式通常用PSK。眾所周知，DS/CDMA在現(xiàn)在的第二代移動(dòng)通信中已經(jīng)得到了成功應(yīng)用,而且它還是第三代移動(dòng)

42、通信的核心技術(shù)，在IMT－2000的眾多標(biāo)準(zhǔn)中，大部分都采用了DS/CDMA。此外，在軍事通信和衛(wèi)星通信中，DS/CDMA也都受到了青睞。從原理上來(lái)說(shuō)，DS/CDMA是通過(guò)將攜帶信息的窄帶信號(hào)與高速地址碼信號(hào)相乘而獲得的寬帶擴(kuò)頻信號(hào)。收端需要用與發(fā)端同步的相同地址碼信號(hào)去控制輸入變頻器的載頻相位即可實(shí)現(xiàn)解擴(kuò)。 </p><p>　　DS/CDMA系統(tǒng)具有抗窄帶干擾、抗多徑衰落和保密性好的優(yōu)點(diǎn)。此外，關(guān)

43、于DS/CDMA的優(yōu)點(diǎn)還可以羅列很多：許多用戶可以共享頻率資源，無(wú)須復(fù)雜的頻率分配和管理；具有“軟容量”特性，即在一定限度內(nèi)的用戶數(shù)增加，只會(huì)使得信噪比下降，而不會(huì)終止通信，也就是說(shuō)DS/CDMA沒(méi)有絕對(duì)的容量限制。當(dāng)然，DS/CDMA也存在一些問(wèn)題，如多址干擾問(wèn)題，這是由于不同地址碼之間的非完全正交性而造成的，通信過(guò)程中不同用戶的發(fā)射信號(hào)會(huì)相互干擾。多址干擾是DS/CDMA系統(tǒng)中相當(dāng)嚴(yán)重的一個(gè)問(wèn)題，這還需要人們通過(guò)對(duì)地址碼選擇的進(jìn)一步

44、研究來(lái)解決。此外，在DS/CDMA系統(tǒng)中還存在“遠(yuǎn)近效應(yīng)”，就是說(shuō)離基站近的強(qiáng)信號(hào)用戶會(huì)對(duì)遠(yuǎn)離基站的弱信號(hào)用戶的通信形成干擾，本質(zhì)上說(shuō)這還是由于地址碼的非完全正交性所致，但現(xiàn)階段人們已通過(guò)在移動(dòng)通信系統(tǒng)中引入“自動(dòng)功率控制”技術(shù)削弱了遠(yuǎn)近效應(yīng)的影響。</p><p>　?。?）跳頻擴(kuò)頻方式碼分多址（FH/CDMA）</p><p>　　屬于間接型，用MFSK調(diào)制。通常用地址碼控制特制的頻率

45、合成器，產(chǎn)生頻率在較大范圍內(nèi)按一定規(guī)律周期性跳動(dòng)的本振信號(hào)，與高速的信息碼混頻后輸出。</p><p>　　跳頻碼分多址（FH/CDMA）在民用通信中并不多見(jiàn)，但在軍事抗干擾通信中則是一種常見(jiàn)的通信方式。FH/CDMA的基本原理是優(yōu)選一組正交跳頻碼（地址碼/擴(kuò)頻碼），為每個(gè)用戶分配一個(gè)唯一的跳頻碼，并用該跳頻碼控制信號(hào)載頻在一組分布較寬的跳頻集中進(jìn)行跳變。</p><p><b>

46、;　　2、擴(kuò)頻碼</b></p><p>　?。?）擴(kuò)頻碼的相關(guān)理論</p><p>　　在碼分多址通信中，所用擴(kuò)頻碼也就是地址碼，應(yīng)符合式（2.5）確定的正交條件。</p><p><b>　　(2.5)</b></p><p>　　有多少個(gè)互為正交的碼序列，就可以有多少個(gè)用戶同時(shí)在一個(gè)載波上通信。互正交的

47、碼序列數(shù)取決于碼的位數(shù)和擴(kuò)頻碼的類型。一般而言，位數(shù)越多，正交碼序列數(shù)越多，但帶寬也展得越寬。例如用511位擴(kuò)頻碼，帶寬就要擴(kuò)展511倍。至于序列數(shù)有多少，取決于擴(kuò)頻碼的性質(zhì)。</p><p>　　地址碼應(yīng)當(dāng)具有尖銳的自相關(guān)特性，保證信號(hào)經(jīng)過(guò)地址碼解擴(kuò)后具有較高的信噪比，同時(shí)互相關(guān)性最?。ㄏ嗷フ唬ＷC碼序列之間干擾最小。為了克服多徑衰落和實(shí)現(xiàn)有效可靠的通信，地址碼應(yīng)當(dāng)逼近白噪聲的統(tǒng)計(jì)特性。</p>

48、<p>　　常用的地址碼是偽隨機(jī)碼序列（PN碼）。偽隨機(jī)碼序列具有類似于隨機(jī)序列的基本特性，是一種貌似隨機(jī)但實(shí)際上是有規(guī)律的周期性二進(jìn)制序列。在所有的偽隨機(jī)序列中，m序列是最重要、最基本的一種偽隨機(jī)序列，它容易產(chǎn)生、規(guī)律性強(qiáng)、有很好的自相關(guān)性和較好的互相關(guān)特性。Gold碼序列是一種基于m序列的碼序列，具有較優(yōu)良的自相關(guān)和互相關(guān)特性，產(chǎn)生的序列數(shù)多。Gold碼的自相關(guān)性不如m序列，具有三值自相關(guān)特性；互相關(guān)性比m序列要好，但

49、還沒(méi)有達(dá)到最佳。Walsh函數(shù)正交碼是一種典型的正交碼，因?yàn)榛ハ嚓P(guān)特性很好，在IS-95系統(tǒng)中，每個(gè)前向碼分信道用1.2288Mbit/s比特率的64階Walsh函數(shù)進(jìn)行擴(kuò)頻，以使各前向碼分信道間互相正交。</p><p>　　CDMA是碼分多址通信系統(tǒng)，它主要使用到了兩類碼資源，Walsh碼和PN碼。Walsh碼前向用于區(qū)分不同物理信道，反向用于擴(kuò)頻。 PN偽隨機(jī)碼前向用于區(qū)分不同基站（m序列）和加擾（長(zhǎng)碼），

50、反向用于區(qū)分不同用戶和反向物理信道（長(zhǎng)碼）。</p><p><b>　?。?）Walsh碼</b></p><p>　　Walsh碼來(lái)源于H矩陣，根據(jù)H矩陣中“＋1”和“－1”的交變次數(shù)重新排列就可以得到Walsh矩陣，該矩陣中各行列之間是相互正交(Mutual Orthogonal)的，可以保證使用它擴(kuò)頻的信道也是互相正交的。對(duì)于CDMA前向鏈路，采用64階Wal

51、sh序列擴(kuò)頻, 每個(gè)W序列用于一種前向物理信道(標(biāo)準(zhǔn)），實(shí)現(xiàn)碼分多址功能。信道數(shù)記為W0-W63，碼片速率：1.2288Mc/S。沃爾什序列可以消除或抑制多址干擾(MAI)。理論上，如果在多址信道中信號(hào)是相互正交的，那么多址干擾可以減少至零。然而實(shí)際上由于多徑信號(hào)和來(lái)自其他小區(qū)的信號(hào)與所需信號(hào)是不同步的，共信道干擾不會(huì)為零。異步到達(dá)的延遲和衰減的多徑信號(hào)與同步到達(dá)的原始信號(hào)不是完全正交的，這些信號(hào)就帶來(lái)干擾。來(lái)自其他小區(qū)的信號(hào)也不是同步

52、或正交的，這也會(huì)導(dǎo)致干擾發(fā)生。在反向鏈路中，沃爾什碼序列僅用作擴(kuò)頻。</p><p>　?。?）偽隨機(jī)序列PN(Pseudorandom Noise) </p><p>　　CDMA系統(tǒng)中，偽隨機(jī)序列(PN)用于數(shù)據(jù)的加擾和擴(kuò)譜調(diào)制。在傳送數(shù)據(jù)之前，把數(shù)據(jù)序列轉(zhuǎn)化成“隨機(jī)的”，類似于噪聲的形式，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加擾。接收機(jī)再用PN碼把被加擾的序列恢復(fù)成原始數(shù)據(jù)序列。</p>&l

53、t;p>　　需要指出的是，如果發(fā)送數(shù)據(jù)序列經(jīng)過(guò)完全隨機(jī)性的加擾，接收機(jī)就無(wú)法恢復(fù)原始序列。換句話說(shuō)，如果接收機(jī)知道如何恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，發(fā)送的數(shù)據(jù)序列就不可能完全隨機(jī)化。因此，在實(shí)際cdma系統(tǒng)中使用的是一個(gè)足夠隨機(jī)的序列，一方面這個(gè)隨機(jī)序列對(duì)非目標(biāo)接收機(jī)是不可識(shí)別的，另一方面目標(biāo)接收機(jī)能夠識(shí)別并且很容易同步的產(chǎn)生這個(gè)隨機(jī)序列。所以把這種序列成為偽隨機(jī)序列(PN)。CDMA中用到的PN序列可以分為長(zhǎng)PN碼（長(zhǎng)碼）和短PN碼（短碼），長(zhǎng)

54、PN碼可用于區(qū)分不同的用戶，短PN碼用于區(qū)分不同的基站。</p><p>　　2.3.4 CDMA的抗遠(yuǎn)近效應(yīng)</p><p>　　CDMA通信系統(tǒng)是干擾受限的系統(tǒng)，任何降低干擾和噪聲的技術(shù)的采用都能提高系統(tǒng)的容量和通信的質(zhì)量。CDMA的抗遠(yuǎn)近效應(yīng)即為提高通信的容量及通信的質(zhì)量。采用的抗遠(yuǎn)近效應(yīng)的主要技術(shù)如下。</p><p><b>　　1、擴(kuò)頻碼的選

55、擇</b></p><p>　　研究和設(shè)計(jì)具有互相關(guān)值低的偽隨機(jī)碼（如Walsh函數(shù)序列），在理想情況下，如果偽碼是正交的，則不存在多址干擾問(wèn)題。但是，實(shí)際應(yīng)用中系統(tǒng)通常是工作在異步狀態(tài)，設(shè)計(jì)在任何時(shí)延情況下都正交的擴(kuò)頻碼是不可能的，只能是設(shè)計(jì)互相關(guān)值盡可能小的擴(kuò)頻碼序列。同時(shí)PN碼之間正交特性良好；PN碼要有足夠長(zhǎng)度，以提高擴(kuò)頻增益，即干擾容限。</p><p><b&

56、gt;　　2、功率控制</b></p><p>　　CDMA技術(shù)的成功在很大程度上是依賴于功率控制技術(shù)的成功應(yīng)用。功率控制是工程中解決遠(yuǎn)近效應(yīng)的簡(jiǎn)單有效的方法。通過(guò)對(duì)基站和移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的限制和優(yōu)化，使得所有用戶終端到達(dá)接收機(jī)具有相同的功率，從而使系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)近效應(yīng)有一定的抑制能力。功率控制由前向鏈路功率控制和反向鏈路功率控制來(lái)共同完成。前向功率控制的目的主要是通過(guò)在各個(gè)前向業(yè)務(wù)信道上合理的分配功率來(lái)確保

57、各個(gè)用戶的通信質(zhì)量，同時(shí)使前向鏈路容量達(dá)到最大。前向功率控制是在移動(dòng)臺(tái)的協(xié)助下完成的。移動(dòng)臺(tái)檢測(cè)前向傳輸?shù)恼`幀率，并向基站報(bào)告該誤幀率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果?；靖鶕?jù)移動(dòng)臺(tái)報(bào)告的誤幀率統(tǒng)計(jì)結(jié)果，決定增大還是減小前向傳輸功率。反向功率控制是控制移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，它由開(kāi)環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制兩部分來(lái)共同控制移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。開(kāi)環(huán)功率控制是移動(dòng)臺(tái)根據(jù)它收到基站導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度，估計(jì)前向傳輸路徑的損耗，從而確定發(fā)射功率的大小。閉環(huán)功率控制是在移動(dòng)臺(tái)的協(xié)助下

58、完成的?；窘邮找苿?dòng)臺(tái)的信號(hào)，并測(cè)量其信噪比，然后將其與一門(mén)限作為比較，若收到的信噪比大于門(mén)限值，基站就在前向傳輸信道上傳輸一個(gè)減小發(fā)射功率的命令；反之，就送出一個(gè)增加發(fā)射功率的命令。閉環(huán)功率控制可以修正反向</p><p><b>　　3、多用戶檢測(cè)</b></p><p>　　由于多址干擾具有很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性，在用戶間擴(kuò)頻碼的互相關(guān)系數(shù)已知的條件下，完全可以利用多址干

59、擾的這些結(jié)構(gòu)信息（擴(kuò)頻序列相關(guān)特性，信號(hào)幅度變化，信號(hào)同步特征等），進(jìn)一步消除它的負(fù)面影響，提高系統(tǒng)的性能。針對(duì)這一點(diǎn)，S.Verdu首先提出多用戶檢測(cè)技術(shù)，它對(duì)每個(gè)用戶信號(hào)的檢測(cè)不是獨(dú)立進(jìn)行的，而是將輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)一組匹配濾波器后得到多個(gè)用戶的充分估計(jì)量，共同應(yīng)用于每個(gè)用戶進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)。這種多用戶檢測(cè)可以為遠(yuǎn)近效應(yīng)提供一個(gè)良好的解決途徑。采用了多用戶檢測(cè)的接收機(jī)，功率控制的要求可大大降低，同時(shí)，由于多用戶檢測(cè)中的干擾消除要求可大大降低，

60、同時(shí)，由于多用戶檢測(cè)中心的干擾消除特性，也降低了用戶碼序列間的互相性的要求。多用戶檢測(cè)接收機(jī)的研究得到越來(lái)越多的研究人員重視。已經(jīng)是CDMA研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。</p><p>　　多用戶檢測(cè)可分為線性檢測(cè)和干擾消除兩大類。線性多用戶檢測(cè)技術(shù)主要有：解相關(guān)檢測(cè)、最小均方誤差檢測(cè)、子空間斜投影檢測(cè)和多項(xiàng)式擴(kuò)展檢測(cè)。在抗遠(yuǎn)近效應(yīng)方面常用的是解相關(guān)檢測(cè)和最小均方誤差檢測(cè)。解相關(guān)檢測(cè)器的基本思想是對(duì)匹配濾波器的輸出進(jìn)

61、行線性處理，其變換矩陣是互相關(guān)系數(shù)矩陣的逆矩陣。這種方法不用估計(jì)接收信號(hào)的幅度，計(jì)算量小，但是解相關(guān)操作將加強(qiáng)斯白噪聲，互相關(guān)系數(shù)矩陣的逆矩陣計(jì)算量仍然很大。最小均方誤差檢測(cè)器的基本思想是計(jì)算經(jīng)線性變換的接收數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)檢測(cè)器的輸出間的均方差，最小的即為所求的線性變換。該檢測(cè)器考慮了背景噪聲的存在并利用接收信號(hào)的功率值進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，在消除多址干擾和不增強(qiáng)背景噪聲之間取得了一個(gè)平衡點(diǎn)，但是它需要對(duì)信號(hào)的幅度進(jìn)行估計(jì)，性能依賴于干擾用戶的功率

62、，在抗遠(yuǎn)近效應(yīng)方面的性能不如解相關(guān)檢測(cè)器。</p><p>　　4、自適應(yīng)干擾消除技術(shù)</p><p>　　多用戶檢測(cè)器在抑制多址干擾和遠(yuǎn)近效應(yīng)方面有其優(yōu)勢(shì)的地方，但多用戶檢測(cè)器也存在局限性。所有的多用戶接收機(jī)需要準(zhǔn)確知道除本用戶之外的所有正在通話的用戶的時(shí)延和地址碼。此外，一些多用戶接收機(jī)還需估計(jì)信號(hào)的功率或碼的互相關(guān)值。因此，人們的注意力轉(zhuǎn)移到了自適應(yīng)干擾消除技術(shù)上來(lái)。</p&g

63、t;<p>　　自適應(yīng)干擾消除技術(shù)只需知道所需恢復(fù)的用戶的時(shí)延和地址碼。采用的自適應(yīng)干擾消除技術(shù)是盲自適應(yīng)多用戶檢測(cè)。該檢測(cè)中代價(jià)函數(shù)基于輸出能量最小原理。將均衡器分為相互正交的兩部分，其中一部分為用戶的地址碼，在迭代中不作變化。由于均衡器的自適應(yīng)部分不能總是滿足正交性條件，需要經(jīng)常用它的正交分量來(lái)代替。當(dāng)接收碼與理想的地址碼不一致時(shí)，必須引入剩余能量使輸出能量最小。盲自適應(yīng)多用戶檢測(cè)器在采用與傳統(tǒng)接收機(jī)相同的輸入條件下，

64、能有效地克服遠(yuǎn)近效應(yīng)。</p><p>　　2.3.5 碼分多址技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　1、CDMA的主要優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　在CDMA系統(tǒng)中，由于帶寬展寬帶來(lái)了很多優(yōu)點(diǎn)，因此有很好的發(fā)展前景，最重要的是它的抗干擾能力強(qiáng)。</p><p>　　(1) 非擴(kuò)頻的干擾信號(hào)進(jìn)人接收機(jī)后，與本地?cái)U(kuò)頻碼相乘，干擾功率被分散到很寬的頻譜

65、上，落在有效頻帶內(nèi)的干擾功率只有很小一部分，影響大為減小。</p><p>　　(2) 其他擴(kuò)頻碼干擾進(jìn)人時(shí)，只要不是同一個(gè)擴(kuò)頻系列，在經(jīng)過(guò)相關(guān)接收以后，沒(méi)有輸出或輸出極小，影響也小。</p><p>　　(3) 由于采用相關(guān)接收技術(shù)，只有主信號(hào)和本地?cái)U(kuò)頻碼同步解擴(kuò)后有輸出，延時(shí)后的信號(hào)雖然屬同樣的擴(kuò)頻序列，相關(guān)后輸出極小或沒(méi)有輸出，從而可以去除多徑效應(yīng)引起的碼間串?dāng)_，所以無(wú)需均衡器。&l

66、t;/p><p>　　(4) 擴(kuò)頻機(jī)制使信號(hào)帶寬遠(yuǎn)大于相關(guān)帶寬時(shí)，由于多徑而產(chǎn)生的選擇性快衰落的影響大大減弱。</p><p>　　(5) 抗干擾能力強(qiáng)，寬帶傳輸，抗衰落能力強(qiáng)，即功率譜密度比較低，有利于信號(hào)隱蔽。</p><p>　　(6) 具有軟容量特性?？梢栽谠拕?wù)量高峰期通過(guò)提高誤幀率來(lái)增加可以用的道數(shù)。當(dāng)相鄰小區(qū)的負(fù)荷一輕一重時(shí)，負(fù)荷重的小區(qū)可以通過(guò)減少導(dǎo)頻的發(fā)

67、射功率，使本小區(qū)的邊緣用戶由于導(dǎo)頻強(qiáng)度的不足而切換到相臨小區(qū)，使負(fù)擔(dān)分擔(dān)。 </p><p>　　(7) 兼容性好。由于CDMA的帶寬很大，功率分布在廣闊的頻譜上，功率譜密度低，對(duì)窄帶模擬系統(tǒng)的干擾小，因此兩者可以共存。即兼容性好。 (8) COMA的頻率利用率高，不需頻率規(guī)劃，這也是CDMA的特點(diǎn)之一。 </p><p>　　2、CDMA的主要缺點(diǎn)</p><

68、;p>　?。?）在小區(qū)的規(guī)劃問(wèn)題上，雖然CDMA無(wú)需頻率規(guī)劃，但它的小區(qū)規(guī)劃卻并非十分容易。由于所有的基站都使用同一個(gè)頻率，相互之間是存在干擾的，如果小區(qū)規(guī)劃做得不好，將直接影響話音質(zhì)量和使系統(tǒng)容量打折扣，因而在進(jìn)行站距、天線高度等方面的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)小心謹(jǐn)慎。 </p><p>　?。?）其次，在標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題上，CDMA的標(biāo)準(zhǔn)并不十分完善。許多標(biāo)準(zhǔn)都仍在研究制定之中。如A接口，目前各廠家有的提供IS一634版本

69、0，有的支持IS－634版本。還有的使用Is－634／TSB－80。因此對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，選擇統(tǒng)一的A接口是比較困難的。 </p><p>　?。?）由于功率控制的誤差所導(dǎo)致的系統(tǒng)容量的減少。</p><p>　　2.3.6 碼分多址技術(shù)的使用范圍</p><p><b>　　1、應(yīng)用于移動(dòng)通信</b></p><p&g

70、t;　　采用CDMA技術(shù)可以比時(shí)分多址方式容納更多的用戶。這種技術(shù)比較復(fù)雜，但現(xiàn)在已經(jīng)為不少移動(dòng)通信系統(tǒng)所采用。在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，也采用寬帶碼分多址技術(shù)。</p><p><b>　　2、應(yīng)用于衛(wèi)星通信</b></p><p>　　這種多址技術(shù)也是多個(gè)地球站共同使用一個(gè)信道。但是每個(gè)地球站都被分配有一個(gè)獨(dú)特的“碼序列”，與所有別的“碼序列”都不相同，所以各個(gè)用戶

71、相互之間也沒(méi)有干擾。因?yàn)槭强坎煌摹按a序列”來(lái)區(qū)分不同的地球站。</p><p>　　2.4 空分多址技術(shù)（SDMA）的概述</p><p>　　空分多址(SDMA)，也稱為多光束頻率復(fù)用。它通過(guò)標(biāo)記不同方位的相同頻率的天線光束來(lái)進(jìn)行頻率的復(fù)用。這種技術(shù)是利用空間分割構(gòu)成不同的信道。舉例來(lái)說(shuō)，在一顆衛(wèi)星上使用多個(gè)天線，各個(gè)天線的波束射向地球表面的不同區(qū)域。地面上不同地區(qū)的地球站，它們?cè)谕?/p>

72、一時(shí)間、即使使用相同的頻率進(jìn)行工作，它們之間也不會(huì)形成干擾?？辗侄嘀罚⊿DMA）是一種信道增容的方式，可以實(shí)現(xiàn)頻率的重復(fù)使用，充分利用頻率資源?？辗侄嘀愤€可以和其它多址方式相互兼容，從而實(shí)現(xiàn)組合的多址技術(shù)，例如空分-碼分多址（SD-CDMA）。</p><p>　　2.4.1空分多址技術(shù)的發(fā)展概況</p><p>　　隨著通信業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展和移動(dòng)通信用戶的不斷增加，現(xiàn)有通信體制（FDMA、

73、 TDMA、CDMA）的容量已漸趨飽和，如何提高無(wú)線資源的利用率，成為人們思考的重點(diǎn)。隨著陣列信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，空分多址（SDMA：Spatial Division Multiple Access）技術(shù)可以顯著改善通信系統(tǒng)的性能，其在移動(dòng)通信領(lǐng)域的應(yīng)用已引起人們的極大關(guān)注。SDMA技術(shù)使用定向波束服務(wù)于不同的用戶，控制了基站和用戶的空間輻射能量，引導(dǎo)能量沿用戶方向發(fā)送。SDMA 在提高通信服務(wù)質(zhì)量、擴(kuò)大系統(tǒng)容量、提高無(wú)線資源的利用率、

74、提高系統(tǒng)的可靠性以及降低系統(tǒng)成本等方面有卓越的優(yōu)點(diǎn)。空分多址技術(shù)起源于雷達(dá)、聲納等軍事領(lǐng)域，由于造價(jià)昂貴及其他因素，一直未能應(yīng)用于民用通信領(lǐng)域。隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展， DSP芯片的價(jià)格不斷下降以及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的日益完善，空分多址正在向民用通信系統(tǒng)滲透。依托先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，空分多址在移動(dòng)通信系統(tǒng)中將會(huì)有良好的應(yīng)用前景。</p><p>　　2.4.2空分多址技術(shù)的相關(guān)理論</p>&l

75、t;p>　　SDMA體制又稱空間分割，它使用陣列天線，通過(guò)在角度域提供虛信道來(lái)控制空間。一般來(lái)說(shuō)，IS - 95中的120扇區(qū)分割，固定多波束的切換也可以認(rèn)為屬于 SDMA 的范疇。SDMA 技術(shù)允許在一個(gè)小區(qū)內(nèi)，用相同的頻率、相同的時(shí)隙、相同的擴(kuò)頻碼，通過(guò)不同的波束為不同的用戶服務(wù)。通過(guò)使用陣列天線，提供對(duì)空間的動(dòng)態(tài)控制，從而增加了一個(gè)維度。SDMA的基本思想是引導(dǎo)能量沿用戶方向傳輸。通常情況下，同移動(dòng)用戶的空間位置和移動(dòng)速度不

76、同，在基站一側(cè)所接收到的不同用戶的信號(hào)的DOA、多普勒頻移和多徑結(jié)構(gòu)等特征也就不同。SDMA 就是利用這些特征的差異，通過(guò)陣列天線技術(shù)在用戶方向上形成定向波束，在同一信道上接收和發(fā)送多個(gè)用戶信號(hào)而不發(fā)生相互干擾。實(shí)際上它使通信資源不再局限于時(shí)間域、頻率域或碼域而拓展到了空間域。一個(gè)理想的SDMA系統(tǒng)應(yīng)能夠?yàn)槊恳粋€(gè)用戶形成一個(gè)波束，基站跟蹤用戶的位置移動(dòng)，始終使用戶處于波束的中心處。在SDMA系統(tǒng)中的所有用戶，將能夠用同一信道在同一時(shí)間實(shí)

77、現(xiàn)雙向通信。</p><p>　　2.4.3空分多址技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p><b>　　(1)主要優(yōu)點(diǎn)</b></p><p>　　應(yīng)用SDMA的優(yōu)勢(shì)是明顯的：它可以提高天線增益，使得功率控制更加合理有效，顯著地提升系統(tǒng)容量；此外一方面可以削弱來(lái)自外界的干擾，另一方面還可以降低對(duì)其他電子系統(tǒng)的干擾。</p><p>

78、;<b>　　(2)主要缺點(diǎn)</b></p><p>　　SDMA實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是智能天線技術(shù)，這也正是當(dāng)前應(yīng)用SDMA的難點(diǎn)。特別是對(duì)于移動(dòng)用戶，由于移動(dòng)無(wú)線信道的復(fù)雜性，使得智能天線中關(guān)于多用戶信號(hào)的動(dòng)態(tài)捕獲、識(shí)別與跟蹤以及信道的辨識(shí)等算法極為復(fù)雜，從而對(duì)DSP（數(shù)字信號(hào)處理）提出了極高的要求，對(duì)于當(dāng)前的技術(shù)水平這還是個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。</p><p>　　2.4.4空分

79、多址技術(shù)的運(yùn)用場(chǎng)合</p><p>　　空分多址（SDMA）是一種新發(fā)展的多址技術(shù)，在由中國(guó)提出的第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)TD－SCDMA中就應(yīng)用了SDMA技術(shù)；此外在衛(wèi)星通信中也有人提出應(yīng)用 SDMA。SDMA實(shí)現(xiàn)的核心技術(shù)是智能天線的應(yīng)用，理想情況下它要求天線給每個(gè)用戶分配一個(gè)點(diǎn)波束；這樣根據(jù)用戶的空間位置就可以區(qū)分每個(gè)用戶的無(wú)線信號(hào)，換句話說(shuō)，處于不同位置的用戶可以在同一時(shí)間使用同一頻率和同一碼型而不會(huì)相互干擾。

80、實(shí)際上，SDMA通常都不是獨(dú)立使用的，而是與其他多址方式如FDMA、TDMA和CDMA等結(jié)合使用；也就是說(shuō)對(duì)于處于同一波束內(nèi)的不同用戶再用這些多址方式加以區(qū)分。</p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，鞏固了我學(xué)習(xí)過(guò)的專業(yè)知識(shí)，對(duì)通信系統(tǒng)有了更深層次的理解，尤其是在“移動(dòng)通信系統(tǒng)組成及功能”、各類多址技術(shù)的理論及發(fā)展、“擴(kuò)頻方式

81、及擴(kuò)頻碼”、“PN碼同步”、“Walsh碼相關(guān)檢測(cè)”等方面有了更加直觀的了解。</p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，導(dǎo)師黎曦對(duì)我們的設(shè)計(jì)過(guò)程和論文提出了寶貴的意見(jiàn)和輔導(dǎo)。他對(duì)于多址領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)和MATLAB的熟悉，對(duì)于所學(xué)知識(shí)的靈活運(yùn)用，對(duì)工作的認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，對(duì)困難敢于克服的精神，都給了我們很大的啟示。他在技術(shù)上幫我們答疑解惑，軟件上提供幫助支持，學(xué)習(xí)中給我們指導(dǎo)和鼓勵(lì)。在這里表示衷心的感謝! </p&g

82、t;<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王秉均.現(xiàn)代通信原理.人民郵電出版社.2006:45-48</p><p>　　[2] 何世彪,譚曉衡.擴(kuò)頻技術(shù)及其實(shí)現(xiàn).電子工業(yè)出版社. 2007:43-52</p><p>　　[3] 許麗艷. CDMA通信系統(tǒng)多址干擾的仿真研究.青島大學(xué)學(xué)報(bào). 2005:

83、 34-56</p><p>　　[4] 王文博.時(shí)分雙工CDMA移動(dòng)通信技術(shù).北京郵電大學(xué)出版社.2001:42-47</p><p>　　[5] 彭木根,王文博.基于多用戶檢測(cè)技術(shù)的時(shí)分雙工-碼分多址系統(tǒng)上行鏈路容量研究［J ］.北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào),2003,26（3）:27-31.</p><p>　　[6] 王麗娜.衛(wèi)星通信系統(tǒng).國(guó)防工業(yè)出版社.2006:13