2022年多址技术扩频通信原理.ppt

1.单击此处编辑式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,教学目标,了解三大制式的特点,掌握常见的三种多址技术的概念,理解扩频通信基本概念、原理,掌握扩频通信的特点,教学重点,掌握常见的三种多址技术的概念,掌握扩频通信的特点,一、,3G,移动通信概述,二、多址技术,三、扩频通信原理,一、,3G,移动通信概述,发展历程,3G,的目标,3G,频率划分,CDMA2000,系统中的频率分配,CDMA2000,标准演进,第一代移动通信,1980s,第二代移动通信,1990s,第三代移动通信,现在,3G,为运营商提供了完善的解决方案,AMPS,模拟技术,TACS,NMT,OTHERS,数字技术,语音业务,GSM,CDMA IS95,TDMA IS-136,PDC,宽带业务,UMTS WCDMA,CDMA 2000,TD-SCDMA,一、,3G,移动通信概述,发展历程,一、,3G,移动通信概述,全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖,高效的频谱效率,更高的服务质量、保密性和可靠性,易于从,2G,系统平滑演进与过渡，并反向兼容,2G,系统,能提供多种业务，数据业务速率最高可达,2Mbps,车速环境：,144kbps,步行环境：,384kbps,室内环境：,2Mbps,3G,的目标,一、,3G,移动通信概述,3G,频率划分,一、,3G,移动通信概述,CDMA2000,系统中的频率分配,1,Transmit Frequency Band(MHz),Block,Designator,CDMA Channel Validity,CDMA Channel Number,Mobile Station,Base Station,A(10MHz),Valid,1-311,825.030-834.330,870.030-879.330,B(10MHz),Valid,356-644,835.680-844.320,880.680-889.320,A(1.5MHz),Valid,689-694,845.670-845.820,890.670-890.820,B(2.5MHz),Valid,739-777,847.170-848.310,892.170-893.310,频率计算公式,N:CDMA,信道号（频点）,一、,3G,移动通信概述,CDMA2000,标准演进,二、多址技术,多址的概念,信道的含义,CDMA,是码分多址,自从电话技术和无线电技术问世以来，人们就在试图通过单条电路传送尽可能多的业务。,多址技术的概念,多址技术,传输,介质,每对用户各自通过传输介质使用一专用电路通信而彼此并不知道其他用户的存在。,多址技术：多个独立用户同时使用传输介质而互不影响。,采用多址技术的好处,增加系统的容量，为更多的用户提供服务,因为所需传输媒介减少，降低了系统成本,降低单用户的费用,传输介质类型举例,双绞线,同轴电缆,光缆,空中接口,(,无线电信号,),二、多址技术,信道的含义,物理传输介质是一种可以根据所采用的不同技术进一步划分为单个信道的资源。,信道：通过传输媒介为一个用户传送信息的专用通路。,CDMA,码分多址,一个信道对应一种独特的码序列。,每个用户使用相同的频率，但采用不同的码序列。,TDMA,时分多址,每个用户使用不同的时隙,一个信道就是特定频率的特定时隙,FDMA,频分多址,每个用户使用不同的频率,一个信道对应一个频率,Frequency,Time,Power,Frequency,Time,Power,Frequency,Time,Power,FDMA,TDMA,CDMA,多址技术,CDMA,码分多址,45 MHz,CDMA,反向信道,1.23 MHz,CDMA,前向信道,1.23 MHz,码分信道,频率,多址技术,CDMA,频点与信道,三、扩频通信原理,扩频通信的定义,CDMA,扩频原理,扩频通信的理论基础,扩频通信的特点和分类,因为所需传输媒介减少，降低了系统成本,掌握常见的三种多址技术的概念,CDMA B-Band Carriers,CDMA B-Band Carriers,一、3G移动通信概述,自从电话技术和无线电技术问世以来，人们就在试图通过单条电路传送尽可能多的业务。,能提供多种业务，数据业务速率最高可达2Mbps,扩频通信定义、特点及分类,扩频通信定义、特点及分类,扩频通信定义、特点及分类,理论基础Shanon公式,C：信道容量，单位b/s,S：信号平均功率，单位W,*Requires frequency coordination with A-band carrier,步行环境：384kbps,扩频通信技术:在发端采用扩频码调制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息必须的带宽，在收端采用相同的扩频码进行相关解调来解扩以恢复所传信息数据。,扩展频谱（,SS:Spread Spectrum),通信简称扩频通信。,扩频通信,扩频通信的定义,扩频通信定义、特点及分类,三、扩频通信原理,发送端以正交函数为扩频码进行扩频,CDMA,核心技术,1,0,0,1,1,0110,0110,0110,0110,0110,1001,0110,0110,1001,1001,用户输入信息,正交扩频序列（正交函数）,扩频后的发送数据,+1,-1,+1,-1,CDMA,扩频原理,2,在接收端的信号恢复,1,0,0,1,1,+1,-1,接收数据,1001,0110,0110,1001,1001,0110,0110,0110,0110,0110,1111,0000,0000,1111,1111,相关扩频序列,?,?,?,?,?,接收数据,1001,0110,0110,1001,1001,0101,0101,0101,0101,0101,1100,0011,0011,1100,1100,不相关扩频序列,CDMA,核心技术,CDMA,扩频原理,3,不同用户使用不同的扩频码,扩频通信定义、特点及分类,CDMA,扩频原理,4,理论基础,Shanon,公式,C=B*log,2,(1+S/N),C,：,信道容量，单位,b/s,B,：,信号频带宽度，单位,Hz,S,：,信号平均功率，单位,W,N,：,噪声平均功率，单位,W,扩频通信的理论基础,扩频通信定义、特点及分类,产品粮仓市场,结论,在信道容量,C,不变的情况下，信号频带宽度,B,与信噪比,S/N,完全可以互相交换，即可以通过增大传输系统的带宽以在较低信噪比的条件下获得比较满意的传输质量,隐蔽性和保密性好,多个用户可以同时占用相同频带,实现多址,抗衰落、抗多径干扰,抗干扰能力强,特点,扩频通信的特点和分类,扩频通信定义、特点及分类,分类,直接序列扩展频谱,DSSSCDMA,采用的是直接序列扩频，即将需要传送的信号与速率远大于信息速率的伪随机序列编码（扩频码）直接混合，这样调制信号的频谱宽度远大于原来信息的频谱宽度。,跳频,FH,跳时,TH,线性调频,扩频通信定义、特点及分类,作业：,P40,2,、什么是扩频通信？扩频通信的原理是什么？,