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CONTENTS無線通信基礎(chǔ)知識傳輸介質(zhì)無線傳播理論無線信道簡介信道復(fù)用擴(kuò)頻通信技術(shù)無線通信系統(tǒng)重要概念我國無線電業(yè)務(wù)頻率劃分第二章無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第1頁。無線通信基礎(chǔ)知識1.傳輸介質(zhì)02核桃AI無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第2頁。傳輸介質(zhì)是連接通信設(shè)備,為通信設(shè)備之間提供信息傳輸?shù)奈锢硗ǖ?;是信息傳輸?shù)膶?shí)際載體。有線通信與無線通信中的信號傳輸,都是電磁波在不同介質(zhì)中的傳播過程,在這一過程中對電磁波頻譜的使用從根本上決定了通信過程的信息傳輸能力。
2.1傳輸介質(zhì)無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第3頁。傳輸介質(zhì)可以分為三大類:有線通信、無線通信、光纖通信。對于不同的傳輸介質(zhì),適宜使用不同的頻率。無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第4頁。無線通信基礎(chǔ)知識2.無線傳播理論02核桃AI無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第5頁。電磁波在理想空間(真空)的傳播時,在各個方向的衰落特性相同。但在現(xiàn)實(shí)生活中,電磁波傳播的環(huán)境很復(fù)雜,經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),在移動通信所使用的頻段中,可以把無線電波的傳播方式歸納為直射、反射、衍射和折射四種主要類型。2.2.1電磁波的傳播方式無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第6頁。在發(fā)射和接收機(jī)之間沒有除空氣外的其它介質(zhì),電磁波在空間自由傳播,這種最簡單的傳播方式就叫做直射。如圖2.1所示直射無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第7頁。在發(fā)射和接收機(jī)之間的電波傳播的路徑上,有體積遠(yuǎn)大于電磁波波長的物體,電波不能繞射過該物體,而被物體反射到不同的方向(類似于光的反射)。如圖2.2所示:反射無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第8頁。
繞射是衍射的一種特殊情況。電磁波在傳播時,如果被一個大小近于或小于波長的物體阻擋,就繞過這個物體繼續(xù)進(jìn)行(繞射),如果通過一個大小近于或小于波長的孔,則以孔為中心,形成環(huán)形波向前傳播,這種現(xiàn)象叫衍射。如圖2.3所示:衍射無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第9頁。電磁波在傳播時,遇到墻體等障礙物,就會穿過障礙物繼續(xù)傳播,這種現(xiàn)象就稱為折射,電磁波的折射和光線在透明物體中的折射有很強(qiáng)的類似性。如圖2.4所示:折射無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第10頁。11無線信號從天線到用戶之間的信道衰落,按照衰落特性的不同,可以分為慢衰落和快衰落兩種。2.2.2無線電磁波的衰落和分集技術(shù)無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第11頁。由地形和障礙物阻擋而造成的陰影效應(yīng),致使接收到的信號強(qiáng)度下降,信號強(qiáng)度隨地理環(huán)境的改變而緩慢變化,這種衰落稱為慢衰落,又稱為陰影衰落。慢衰落的場強(qiáng)中值服從對數(shù)正態(tài)分布,且與位置和地點(diǎn)相關(guān),衰落的速度取決于移動臺的速度,它反映了傳播在空間距離的接收信號電平值的變化趨勢。慢衰落無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第12頁。由于多徑效應(yīng),導(dǎo)致在接收點(diǎn)合成波的振幅和相位,隨移動臺的運(yùn)動而劇烈變化,這種由多徑效應(yīng)而導(dǎo)致的衰落稱為快衰落,又因其場強(qiáng)中值服從瑞利分布,故也稱為瑞利衰落。它主要反映微觀小范圍內(nèi)幾個波長量級接收電平的均值變化趨勢。快衰落可以細(xì)分為以下3類:(1)時間選擇性衰落:移動臺快速移動時,由于多普勒效應(yīng)導(dǎo)致頻率擴(kuò)散,從而引起的衰落。時間選擇性衰落在移動臺高速運(yùn)動時影響較大。(2)空間選擇性衰落:由于多徑效應(yīng),導(dǎo)致在不同地點(diǎn)的傳輸路徑衰落特性不相同。它是產(chǎn)生紅燈效應(yīng)的主要原因。(3)頻率選擇性衰落:不同的頻率在同一空間傳播時,其衰落也各不相同,這種現(xiàn)象就是頻率選擇性衰落。往往空間環(huán)境越復(fù)雜,頻率選擇性衰落越強(qiáng)??焖ヂ錈o線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第13頁。1)時間分集:不同編碼方式所具備的抗衰落特性不同,故通過符號的交織、檢錯和糾錯編碼等方法,來對抗衰落的方法稱為時間分集技術(shù),這也是移動通信研究的前沿課題。2)空間分集:通過在空間位置不同的天線(主、分集天線)來接收同一信號,再對所接受的信號進(jìn)行合并,以對抗衰落的方法稱為空間分集技術(shù)??臻g分集技術(shù)要求不同天線接收到的同一信號有較強(qiáng)的不相關(guān)性。所謂不相關(guān)性是指,主、分集天線接收信號具有不同的衰減的特性,也就要求主、分集天線之間的間距大于10倍的無線信號波長(對于GSM900M要求天線間距大于4米、GSM1800M要求天線間距大于2米,對于WCDMA要求天線間距大于1.56米)。由于移動臺只有1根天線,故不能采用空間分集技術(shù)。3)頻率分集:不同的頻率的衰落特性不同,用不同的頻率來傳輸同一信號的技術(shù)稱為頻率分集,在通信系統(tǒng)中,主要采取擴(kuò)頻的方式來實(shí)現(xiàn)。GSM移動通信采用簡單地采用跳頻方式來實(shí)現(xiàn)頻率分集,而在WCDMA移動通信中,由于每個信道都工作在較寬頻段(5MHz),這本身就是一種擴(kuò)頻通信。分集技術(shù)無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第14頁。無線電磁波在折射和繞射過程中,都會產(chǎn)生一定的損耗,其中折射過程中的穿透損耗對通信系統(tǒng)影響較大。穿透損耗代表信號穿透物體的能力,不同材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的物體對信號的穿透能力影響很大。在通信系統(tǒng)所使用過的頻段中,同一物體對高頻產(chǎn)生的穿透損耗小于低頻。2.2.3無線電磁波的損耗無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第15頁。無線通信基礎(chǔ)知識3.無線信道簡介02核桃AI無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第16頁。1.傳播損耗:主要包括路徑損耗、陰影衰落、多經(jīng)衰落。2.傳播時延:包括傳播時延的平均值、傳播時延的最大值和傳播時延的統(tǒng)計(jì)特性等;3.時延擴(kuò)展:信號通過不同的路徑沿不同的方向到達(dá)接收端會引起時延擴(kuò)展,時延擴(kuò)展是對信道色散效應(yīng)的描述;4.多普勒擴(kuò)展:是一種由于多普勒頻移現(xiàn)象引起的衰落過程的頻率擴(kuò)散,又稱時間選擇性衰落,是對信道時變效應(yīng)的描述;5.干擾:包括干擾的性質(zhì)以及干擾的強(qiáng)度2.3.1無線信道指標(biāo)無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第17頁。18無線信道模型一般可分為室內(nèi)傳播模型和室外傳播模型,后者又可以分為宏蜂窩模型和微蜂窩模型。2.3.2無線信道模型1) 室內(nèi)傳播模型:室內(nèi)傳播模型的主要特點(diǎn)是覆蓋范圍小、環(huán)境變動較大、不受氣候影響,但受建筑材料影響大。典型模型包括:對數(shù)距離路徑損耗模型、Ericsson多重斷點(diǎn)模型等;2) 室外宏蜂窩模型:當(dāng)基站天線架設(shè)較高、覆蓋范圍較大時所使用的一類模型。實(shí)際使用中一般是幾種宏蜂窩模型結(jié)合使用來完成網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃;3) 室外微蜂窩模型:當(dāng)基站天線的架設(shè)高度在3~6m時,多使用室外微蜂窩模型;其描述的損耗可分為視距損耗與非視距損耗。無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第18頁。無線通信基礎(chǔ)知識4.信道復(fù)用02核桃AI無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第19頁。信道復(fù)用是指多個用戶同時使用一條信道。為了區(qū)分多個用戶的信號,理論上采用正交劃分的方法。復(fù)用方法有以下三大類:多路復(fù)用、多路復(fù)接、多址接入2.4信道復(fù)用無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第20頁。無線自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)8.1Adhoc網(wǎng)絡(luò)協(xié)議60GHZ無線通信技術(shù)8.2移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)的TCP協(xié)議8.3移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)的低功耗技術(shù)8.4無線自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用主要內(nèi)容:無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第21頁。無線自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
無線自組織網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的無線移動網(wǎng)絡(luò)。一般由一組具有自主能力的無線終端相互協(xié)作形成的一種獨(dú)立于固定基礎(chǔ)設(shè)施、采用分布式管理的多跳網(wǎng)絡(luò);網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的地位都是平等的,無需任何預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施和任何中心控制節(jié)點(diǎn);網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)具有普通移動終端的功能;節(jié)點(diǎn)間可通過空中接口直接通信且,具有分組轉(zhuǎn)發(fā)能力。無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第22頁。8.1.1移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議對于移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)來說,信道接入的控制必須是分布式的。每個移動節(jié)點(diǎn)必須知道自己的周圍環(huán)境中發(fā)生了什么,且需要和其他節(jié)點(diǎn)合作,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)傳輸。移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)的信道接入需要在競爭節(jié)點(diǎn)之間協(xié)調(diào)。需要采用某些分布式協(xié)商機(jī)制來得到高效率的MAC協(xié)議。協(xié)商中需要的時間和帶寬等信道資源是影響網(wǎng)絡(luò)性能的重要因素。無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第23頁。8.1.1移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議
當(dāng)兩個節(jié)點(diǎn)向同一個節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時,如果在接收節(jié)點(diǎn)處導(dǎo)致沖突,就認(rèn)為這兩個節(jié)點(diǎn)相互隱藏(互相不在對方的信號范圍之內(nèi))。1)隱藏終端與暴露終端問題圖8.1節(jié)點(diǎn)A、C相對節(jié)點(diǎn)B是隱藏終端圖無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第24頁。8.1.1移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議為了避免沖突,所有接收節(jié)點(diǎn)的鄰近節(jié)點(diǎn)需要得到信道將被占用的通知。通過使用握手協(xié)議讓節(jié)點(diǎn)預(yù)先留出信道。請求發(fā)送(RequestToSend,RTS)分組可以用來表示節(jié)點(diǎn)請求發(fā)送數(shù)據(jù)。如果接收節(jié)點(diǎn)允許發(fā)送,就用同意發(fā)送(ClearToSend,CTS)分組表示同意。1)隱藏終端與暴露終端問題圖8.2RTS/CTS交互沒有完全解決隱藏終端問題!無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第25頁。8.1.1移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議例:不同節(jié)點(diǎn)發(fā)送的RTS和CTS幀發(fā)生沖突情況1)隱藏終端與暴露終端問題節(jié)點(diǎn)B發(fā)送CTS響應(yīng)節(jié)點(diǎn)A發(fā)送的RTS幀,與節(jié)點(diǎn)D發(fā)送的RTS在節(jié)點(diǎn)C處發(fā)生了沖突。此時,節(jié)點(diǎn)D是節(jié)點(diǎn)B的隱藏終端。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)D沒有接收到節(jié)點(diǎn)C的CTS應(yīng)答,所以定時器超時,重傳RTS。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A收到節(jié)點(diǎn)B的CTS時,并不知道發(fā)生在節(jié)點(diǎn)C處的沖突,所以繼續(xù)向節(jié)點(diǎn)B發(fā)送數(shù)據(jù)幀。在此情形中,數(shù)據(jù)幀與節(jié)點(diǎn)C發(fā)出的CTS(應(yīng)答節(jié)點(diǎn)D的RTS)發(fā)生了沖突。圖8.3沖突情形1無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第26頁。8.1.1移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議例:不同節(jié)點(diǎn)發(fā)送的RTS和CTS幀發(fā)生沖突情況1)隱藏終端與暴露終端問題兩個節(jié)點(diǎn)在不同的時刻發(fā)送RTS,節(jié)點(diǎn)A發(fā)送RTS給節(jié)點(diǎn)B,當(dāng)節(jié)點(diǎn)B用CTS應(yīng)答節(jié)點(diǎn)A的時候,節(jié)點(diǎn)C向節(jié)點(diǎn)B發(fā)送RTS。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)C在向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送CTS的時候不可能聽到節(jié)點(diǎn)B發(fā)出來的RTS,所以節(jié)點(diǎn)C不知道節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B之間的通信。節(jié)點(diǎn)D用CTS應(yīng)答節(jié)點(diǎn)C的RTS。所以,最后節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)C的數(shù)據(jù)幀發(fā)生了沖突。圖8.4沖突情形2無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第27頁。8.1.1移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議MACA協(xié)議是PhilKarn在其業(yè)余分組無線電的研究中提出的。2)MACA協(xié)議與MACAW協(xié)議圖8.7幀交互示例圖
圖8.8減輕暴露終端的問題無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第28頁。8.1.1移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議IEEE802.11MAC協(xié)議是IEEE802.11無線局域網(wǎng)(WLAN)標(biāo)準(zhǔn)的一部分(另一部分是物理層規(guī)范)。IEEE802.11MAC協(xié)議的主要功能是信道分配、協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)尋址、成幀、檢錯、分組分片和重組等。3)IEEE802.11MAC協(xié)議(DCF)IEEE802.11MAC協(xié)議有兩種工作方式:一種是分布式控制功能(DistributedCoordinationFunction,DCF);另一種是中心控制功能(PointCoordinationFunction,PCF)。無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第29頁。8.1.1移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議
如圖8.9所示為在DCF基本接入方式中,成功發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀的示意圖。當(dāng)數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去時,其持續(xù)期字段讓聽到這個數(shù)據(jù)幀的節(jié)點(diǎn)(目的節(jié)點(diǎn)除外)知道信道的忙碌時間,然后調(diào)整各自的網(wǎng)絡(luò)分配矢量(NAV)。這個NAV里也包含了一個SIFS時間和后續(xù)的ACK持續(xù)期。3)IEEE802.11MAC協(xié)議(DCF)無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第30頁。8.1.1移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議
如圖8.9所示為在DCF基本接入方式中,成功發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀的示意圖。當(dāng)數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去時,其持續(xù)期字段讓聽到這個數(shù)據(jù)幀的節(jié)點(diǎn)(目的節(jié)點(diǎn)除外)知道信道的忙碌時間,然后調(diào)整各自的網(wǎng)絡(luò)分配矢量(NAV)。這個NAV里也包含了一個SIFS時間和后續(xù)的ACK持續(xù)期。3)IEEE802.11MAC協(xié)議(DCF)無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第31頁。8.1.1移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議使用RTS/CTS的交互方式如圖8.10所示。移動節(jié)點(diǎn)可以選擇不使用RTS/CTS,也可以要求只有在MPDU超過一定的大小時才使用RTS/CTS,或不管什么情況下均使用RTS/CTS,一旦沖突發(fā)生在RTS或CTS,帶寬的損失也都是很小的。然而,對于低負(fù)荷的信道,RTS/CTS的開銷會增加時延。3)IEEE802.11MAC協(xié)議(DCF)無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第32頁。8.1.1移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議4)帶信令的功率感知多址協(xié)議(PAMAS)Raghavendra等提出PAMAS協(xié)議。這個協(xié)議源于MACA協(xié)議,但是帶有一個分離的信令信道。該協(xié)議的主要特點(diǎn)是當(dāng)節(jié)點(diǎn)沒有處于發(fā)送狀態(tài)和接收狀態(tài)時,智能地將節(jié)點(diǎn)關(guān)閉,以節(jié)省節(jié)點(diǎn)的消耗。無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第33頁。8.1.1移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議4)帶信令的功率感知多址協(xié)議(PAMAS)為了節(jié)省移動節(jié)點(diǎn)的能量消耗,延長工作時間,PAMAS協(xié)議要求節(jié)點(diǎn)在聽到信息傳輸時關(guān)閉。節(jié)點(diǎn)可以在下列兩種條件下關(guān)機(jī):(1)若節(jié)點(diǎn)的鄰近節(jié)點(diǎn)開始發(fā)送,且這個節(jié)點(diǎn)無分組發(fā)送,那么這個節(jié)點(diǎn)就關(guān)機(jī)。(2)若節(jié)點(diǎn)至少有一個鄰近節(jié)點(diǎn)在發(fā)送,還有一個鄰近節(jié)點(diǎn)在接收,則該節(jié)點(diǎn)關(guān)閉。無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第34頁。8.1.1移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議目前MAC協(xié)議主要的發(fā)展方向集中于以下幾個方面:支持多信道(指數(shù)據(jù)信道)、支持QoS、支持多種傳輸速率等。MAC協(xié)議必須支持多種傳輸速率的信道5)基于移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)的其他MAC協(xié)議無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第35頁。8.1.2移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議1)移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的分類圖8.14移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議分類無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第36頁。8.1.2移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議2)目的排序距離矢量(DSDV)協(xié)議DSDV(DestinationSequencedDistanceVector)協(xié)議對Bellman-Ford路由算法,即距離矢量(DistanceVector,DV)算法進(jìn)行了改進(jìn)。在傳統(tǒng)的DV算法中,每個節(jié)點(diǎn)同時保存兩個矢量表,一個是該節(jié)點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)的距離D(i)(可以是跳數(shù),也可以是時延);另一個是要到此目的節(jié)點(diǎn)需要經(jīng)過的下一跳節(jié)點(diǎn),即N(i)。每個節(jié)點(diǎn)周期性地發(fā)送自己的DV表,即D(i),其他節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己的DV表和從相鄰節(jié)點(diǎn)收到的DV表來更新自己的路由表.無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第37頁。8.1.2移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議2)目的排序距離矢量(DSDV)協(xié)議節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B的路由表中到節(jié)點(diǎn)D的入口分別如圖7.16和圖8.17所示。
圖8.16節(jié)點(diǎn)A的路由表圖8.17節(jié)點(diǎn)B的路由表
圖8.18更新前節(jié)點(diǎn)B的路由表
圖8.19更新后節(jié)點(diǎn)B的路由表無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第38頁。8.1.2移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議2)目的排序距離矢量(DSDV)協(xié)議
圖8.20節(jié)點(diǎn)A的路由表
圖8.21節(jié)點(diǎn)B的路由表圖8.22節(jié)點(diǎn)C更新前的路由表
圖8.23節(jié)點(diǎn)C更新后的路由表無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第39頁。8.1.2移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議2)目的排序距離矢量(DSDV)協(xié)議
圖8.24節(jié)點(diǎn)B更新前的路由表圖8.25節(jié)點(diǎn)B更新后的路由表圖8.26節(jié)點(diǎn)A更新前的路由表
圖8.27節(jié)點(diǎn)A更新后的路由表無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第40頁。2.4.1基本概念(1)多路復(fù)用:實(shí)現(xiàn)的方法有頻分復(fù)用、時分復(fù)用、碼分復(fù)用、空分復(fù)用、極化復(fù)用、波分復(fù)用。(2)多路復(fù)接:充分利用頻帶和時間,預(yù)先分配給多個用戶資源,使得每條信道為多個用戶共享。(3)多址接入:與多路復(fù)用方式不同,多址接入的用戶網(wǎng)絡(luò)資源可動態(tài)分配,可由用戶在遠(yuǎn)端隨時提出共享要求(例如衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng))。實(shí)現(xiàn)的方法包括頻分多址、時分多址、碼分多址、空分多址、極化多址、波分多址、利用統(tǒng)計(jì)信號特性多址等。無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第41頁。信道分割:賦予各個信號不同的特征,根據(jù)信號特征之間的差異來區(qū)分,實(shí)現(xiàn)互不干擾的通信。無線通信信號有三個維度,分別是無線信號的頻率、時間、碼型。如下圖2.5所示:2.4.2無線通信的多址復(fù)用技術(shù)無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第42頁。常見的無線通信的信道復(fù)用方法有三種:頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)。1.頻分多址方式如下圖2.6所示,該技術(shù)較為成熟,在模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信、少部分移動通信中使用該種方式、一點(diǎn)多址微波通信中,均有此類技術(shù)應(yīng)用。2.4.2無線通信的多址復(fù)用技術(shù)無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第43頁。無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第44頁。2.時分多址方式如圖2.7所示,將傳遞時間分割成周期性的幀,每一幀在分隔成若干個間隙,各用戶在同一頻帶中,使用各自指定的時隙。此類通信方法由于實(shí)際信道中幅頻特性、相頻特性不理想,同時由于多徑效應(yīng)等因素影響,可能形成碼間串?dāng)_。時分多址只能傳送數(shù)字信號,按照收發(fā)方式的區(qū)別,可分為頻分雙工方式(FDD)和時分雙工(TDD)。FDD中上行鏈路與下行鏈路占用不同的頻段,幀結(jié)構(gòu)可相同也可不同;TDD占用同一個頻率,采用不同時隙發(fā)送和接收,無需使用雙工器。2.4.2無線通信的多址復(fù)用技術(shù)無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第45頁。3.碼分多址方式如圖2.8所示,以相互正交的碼序列區(qū)分用戶。基于頻譜擴(kuò)展的通信方式,即擴(kuò)頻方式。不同用戶采用不同的碼序列對信號進(jìn)行解析。CDMA是今后無線通信中主要的多址手段。2.4.2無線通信的多址復(fù)用技術(shù)無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第46頁。無線通信基礎(chǔ)知識5.擴(kuò)頻通信技術(shù)02核桃AI無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第47頁。擴(kuò)頻通信具有如下特征:(1)其信號所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必須的最小寬度。(2)頻帶的擴(kuò)展通過獨(dú)立的碼序列完成,與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)。(3)抗干擾能力強(qiáng)、誤碼率低、暴民性能強(qiáng)、功率譜密度低、易于實(shí)現(xiàn)大容量多址通信。2.5擴(kuò)頻通信技術(shù)無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第48頁。2320MHz的擴(kuò)頻通信實(shí)現(xiàn)方法擴(kuò)頻技術(shù)利用偽隨機(jī)編碼對將要傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制,實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展后在傳輸;在接收端,采用相同的偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制及相關(guān)處理,恢復(fù)成原始信息數(shù)據(jù)。此過程有以下兩個特點(diǎn):(1)信息的頻譜擴(kuò)展后形成寬帶傳輸。(2)相關(guān)處理后恢復(fù)成窄帶信息數(shù)據(jù)。擴(kuò)頻技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要以下三方面的機(jī)制:(1)信號頻譜被展寬。頻帶是指信息帶寬(如語音信息帶寬為300~3400Hz,圖像信息帶寬一般為6MHz)。擴(kuò)頻通信的信號帶寬(可理解為電磁波的頻率)要比信息帶寬(可理解為比特率)高100~1000倍。(2)采用擴(kuò)頻碼序列調(diào)制來擴(kuò)展信號頻譜。擴(kuò)頻碼序列(PN碼)是指一組序列很窄,碼速率很高,與所傳信息無關(guān),用于擴(kuò)展信號頻譜作用的碼序列。(3)在接收端應(yīng)用相關(guān)解調(diào)來接擴(kuò)。接收端與發(fā)射端使用相同的擴(kuò)頻碼序列,與收到的擴(kuò)頻信號進(jìn)行相關(guān)解調(diào),恢復(fù)所傳信息。無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第49頁。擴(kuò)頻通信的目的擴(kuò)頻通信能夠?qū)崿F(xiàn)的有益效果:提高通信的抗干擾能力。由于噪聲與干擾信號隨機(jī),不能通過擴(kuò)頻碼序列被解調(diào),原始信號中摻雜的噪聲和干擾,解調(diào)后即消失(由寬頻變?yōu)檎l)。無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第50頁。擴(kuò)頻通信的主要技術(shù)指標(biāo)擴(kuò)頻的主要技術(shù)指標(biāo):處理增益、干擾容限。處理增益(GP):指擴(kuò)頻信號帶寬W與基帶數(shù)據(jù)信號帶寬B之比。該值的大小與系統(tǒng)的抗干擾能力成正比。干擾容限:在系統(tǒng)能夠正常工作的前提下,能夠承擔(dān)的干擾信號分貝(dB)數(shù)。無線通信基礎(chǔ)知識全文共56頁,當(dāng)前為第51頁。52擴(kuò)頻通信的幾種實(shí)現(xiàn)方式擴(kuò)頻通信有兩種實(shí)現(xiàn)方式:直接序列擴(kuò)頻(DS)、跳變頻率擴(kuò)頻(FH)、跳變時間擴(kuò)頻(
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