欢迎来到通信人在线![用户登录] [免费注册]

移动通信系统的多址方式及其频谱效率分析

浏览:7223  来源:通信人在线  日期:2018-05-06

移动通信中的多址技术可以被认为是滤波技术。许多用户可以同时使用同一频谱,然后采用不同的滤波器和处理技术,使不同用户信号互不干扰地被分别接收和解调。移动通信现在主要采用三种多址技术:频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)

一、三种多址方式简介

1、频分多址:所谓频分多址(FDMAFrequency Division Multiple Access),就是在频域中一个相对窄带的信道里,信号功率被集中起来传输,不同信号被分配到不同频率的信道里,发往和来自邻近信道的干扰用带通滤波器限制,这样在规定的窄带里只能通过有用信号的能量,而任何其它频率的信号被排斥在外。

2、时分多址:所谓时分多址(TDMATime Division Multiple Access),就是一个信道由一连串周期性的时隙构成。不同信号的能量被分配到不同的时隙里,利用定时选通来限制邻近信号的干扰,从而只让在规定时隙中有用的信号能量通过。典型系统有欧洲的GSM和美国的DAMPS

3、码分多址:所谓码分多址(CDMACode Division Multiple Access,就是每一个信号被分配一个伪随机(二进制)序列,不同信号的能量被分配到不同的伪随机序列里。由于伪随机序列带宽比信号带宽大100多倍,这一过程称为扩频。不同的伪随机序列具有正交性,在接收机里,信号用相关器加以分离。相关器只接收选定的伪随机序列,并压缩其频谱,凡不符合该用户伪随机序列的信号就不被压缩带宽。结果只有有用信号的信息才被识别和提取出来。典型系统有美国的IS-95

二、三种多址方式的频谱效率

频谱效率可以用每话音信道占用的频谱带宽来表示。移动通信不同的多址方式有不同的频谱效率。

1FDMA的频谱效率

FDMA的频谱效率取决于每信道带宽和频率复用因子。

如美国AMPS系统:信道带宽为30kHz,信道总数666,话音信道数624,其余为控制信道。为保证可靠通话所需的18dB载干比,频率复用因子应该取7,即每7个小区组成一个群,每个群的频率可复用。这样,每个小区中每话音信道占用的频谱带宽为B=224kHz

再如英国TACS系统:信道带宽为25kHz,信道总数300,话音信道数279,其余为控制信道。频率复用因子为7。这样,每个小区中每话音信道占用的频谱带宽为B=188kHz

2TDMA的频谱效率

TDMA的频谱效率计算方法与FDMA基本相同。

如欧洲GSM系统:每载频带宽200kHz,有话音信道8个。为保证可靠通话所需的9dB载干比,频率复用因子取3。这样,每个小区中每话音信道占用的频谱带宽为B=75kHz

再如美国DAMPS系统:每载频带宽30kHz,有话音信道3个。为保证可靠通话,频率复用因子取7。这样,每个小区中每话音信道占用的频谱带宽为B=70kHz

3CDMA的频谱效率

CDMA的频谱效率依赖于处理增益(BW/R)、每个比特能量对于干扰的比(Eb/Io)、话音负荷周期、全向频率再用效率ηf和扇区数G。即使上述参数都确定,频谱效率还受具体的地理环境、背景噪声、外部干扰等条件的影响。所以,CDMA中每话音信道占用的频谱带宽是不确定的。理论估算的公式如下,式(1)(2)中各符号的含义详见下表2-3

CDMA每小区容量为:

N= ηf BW Cd G/[VfR(Eb/Io)]               (1)

CDMA每话音信道占用的频谱带宽为:

B=BW/N=Vf R (Eb/Io)/(ηf Cd G)             (2)

2-3CDMA系统频谱效率计算公式中符号的含义

如美国IS-95系统:ηf=0.67Cd=0.5Vf=0.4BW=1250R=9.6G=2.55Eb/Io=5。代入公式,可估算得:CDMA每小区用户容量约为N=56

CDMA每小区每话音信号占用频谱带宽约为B=22.5kHz

三、小结

通过上述分析估算可知,FDMATDMACDMA每小区每话音信号占用频谱带宽分别为224/188kHz70/75kHz22.5kHz。可见,TDMA的频谱效率是FDMA2~3倍;CDMA的频谱效率是FDMA8~10倍。

欲进一步了解各种通信技术频率利用率比较的请进入

附录
© 2004-2024 通信人在线 版权所有 备案号:粤ICP备06113876号 网站技术:做网站