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无线通信技术原理

已经提出并实现了三种多址方式,如FDMA、TDMA、CDMA, SDMA (空分多址)即依靠阵列天线来实现,空分多址应该是非常有前途的第 四种多址方式。在实际的移动通信系统中可能采用混合多址方式如GS M采用了FDMA/TDMA方式,SDMA可以与FDMA、TDMA、CDMA中的任何一 个组合实现系统。
移动通信的多址方式
FDMA 频分多址
FDMA, 每TRX一路,适合大型固定带宽的网 络,不适于多分散用户,欠灵活
TDMA 时分多址
FDD/TDMA, 每TRX m路,容易进行频率规 划、干扰计算和频率管理
CDMA 码分多址
FDD/CDMA, 每TRX n 路,容量大,效率高, 但要求网同步,需要计算和分配正交码
CDMA数字通信系统:采用CDMA(码分多址)技术。可以 想象一个宽敞的房间内正在进行一个聚会,宾客在两两一对 进行交谈。假设每一对人使用一种语言,有说中文的,有说 英语的,也有日语的等等,所有交谈的人都只懂一种语言。
CDMA、TDMA和FDMA三者主要性能比较
信道带宽 系统容量
话音质量
模拟FDMA 窄 较小
移动通信系统的无线资源包括频谱、时间、功率、空间和特征码 等要素。从移动通信发展历史看,提高无线资源利用率一直是追求的 主要目标。
FDMA、TDMA与CDMA的最大不同点在于:CDMA是统计复用资源,每 个载频的所有用户共享频率、时间、功率资源,用户之间只依靠特征 码来区分;而FDMA、TDMA是固定分配资源,不同的用户在频率、时间、 功率资源上部分或全部不同,用户之间有较好的隔离度。所有FDMA、 TDMA和CDMA的技术差异都来源于这个不同点。
移动通信的工作方式
➢ 双向同频(单频)单工方式
这种方式是指通信双方(如基地台与移动台之间,移 动台与移动台之间)使用同一个工作频率,但各方收发设 备不能同时工作的通信方式。
图1.2 双向单工方式
移动通信的工作方式
➢ 双向异频(双频)单工方式
通信双方使用两个频率(一对频率),两频率有一定的 间隔。这种工作方式类似双向同频单工方式,只是甲、乙 双方各用一个频率发射。也可改为双工方式,双方设备各 加上收发双工器即可。
图1.2 双向单工方式
4G 3G(CDMA)
2G(TDMA) 1G (FDMA)
1970
1980
1990
2000
2010 年
移动通信的分类
❖ 按工作方式分类:单工,双工(FDD,TDD),半双工 ❖ 按多址方式分类:FDMA、TDMA、CDMA、SDMA ❖ 按信号形式分类:模拟网和数字网 ❖ 按覆盖范围分类:城域网、局域网、广域网 ❖ 按业务类型分类:电话网、数据网、综合业务网、多媒体网 ❖ 按服务特性分类:专用网、公用网 ❖ 按使用环境分类:陆地通信、海上通信、空中通信 ❖ 按使用对象分类:民用系统、军用系统
b = bandwidth per CH; m = time multiplex factor; S = CDMA spreading factor
模拟系统:采用FDMA(频分多址)技术。我们可以想象 一个很大的房间被做成很多的隔断,每一个隔断里有一对人 正在交谈。由于隔断的分隔,谈话者不会听到其他人的交谈, 这就是FDMA频分多址系统。这是我国最早采用的移动通信技 术。它的缺点是系统受房间面积(也就是频率)的限制很大, 无线频率的利用率很低。
GSM蜂窝数字系统:采用TDMA(时分多址)技术。我们 可以想象把隔断作得大些,这样一个隔断可容纳几对交谈者。 但大家交谈有一个原则:只能同时有一对人讲话。如果再把 交谈的时间按交谈者的数目分成若干等分,就成为一个TDMA (时分多址)系统。这种系统受容量的限制很大,即一个隔 断中有几个人是确定的,如果人数已满,则无法进入。
移动通信系统概论
通信系统网络的分类
通信网
核心网 接入网
有线接入 无线接入
光纤接入: PON、A
PON FTTB/C/H/R
混合光纤同轴网
Cable Modem DSL(ADSL、HD
S卫L星) 接入 高空平台 蜂窝接入 微波接入 FWA、WLL
WLAN
PAN
移动通信系统需要解决的首要问题是多个用户如何共享无线媒体, 也就是解决多址接入问题。
无线通信技术原理
2007年12月2日
• 移动通信系统概述 • 移动通信的组网技术原理 • 移动通信基本概念
第一节 移动通信系统概述
移动通信的概念
所谓移动通信,是指通信的一方或双方是在移动中实现通信的。也就是说,通信 的双方至少有一方处在运动中或暂时停留在某一非预定的位置上。其中,包括移动台 (汽车、火车、飞机、船舰等移动体上)与固定台之间通信、移动台与移动台之间通 信、移动台通过基站与有线用户通信等。
无线电频谱管理与使用
移动通信使用的频谱要考虑以下几个方面的因素: 无线电管理局(或管理委员会)的规定和指配; 电波传播特性; 环境噪声及各种干扰情况(要进行电测); 覆盖区域范围; 区域内地形、地物及各种障碍情况; 设备特性; 经济成本等。
移动通信的工作方式
➢ 单向单工方式
图1.1 单向单工方式(寻呼系统)
移动通信的特点
➢ 移动通信必须利用无线电波进行信息传 输;
➢ 电波传播特性复杂; ➢ 干扰多而复杂; ➢ 组网方式多样灵活; ➢ 移动通信设备必须适于在移动环境中使
用,对手机的主要要求是体积小、重量 轻、省电、操作简单携带方便。
移动通信的发展历程
广泛应用 产品研发 规范标准 技术研究
3G广泛应用在2 005到2006年
一般
安全保密性 易截获
基站覆盖范围 小
系统规划
较复杂
高级功能
较少
手机通话时间 较短Fra bibliotek数字TDMA 宽 大
较好
加密和鉴权安 全 较大 较复杂 较多 较短
CDMA 更宽 更大 更好、更稳定可 靠 加密和鉴权更安 全 更大 简单 更多 较长
无线电频谱管理与使用
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。因此要对频谱进行科学 的管理和使用。即: (1)对频率实施严格的管理与协调 (2)开发新频段 (3)研究并采用各种频率的有效利用技术
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