移动通信原理与关键技术学习之多址接入（6）

1.多址接入的目的：支持基站与小区中多个用户的通信，提高信道容量。

2.频分多址FDMA (frequency division multiple access)：频域正交，时域和码域资源公用，给不同用户分配不同频率供其使用；优点是使用简单，信号连续传输，可以进行模拟话音通信，技术成熟，第一代移动通信系统就采用FDMA；缺点是易受非线性功率放大器性能限制（器件要求高，造成频谱展宽、信号抑制和互调失真），系统频率利用率低（需要有频带保护），容量小。

• 频谱展宽：单载波——>非线性功放，会产生频谱展宽，对相邻信道造成干扰，需要加入保护间隔；
• 信号抑制：多载波——>非线性功放，会产生大信号抑制小信号的现象；
• 互调失真：多载波——>非线性功放，在发送信号频率以外会产生互调噪声，对其他的业务信道形成互调干扰。

3.时分多址TDMA (time division multiple access)：时域正交，频域和码域资源共用，用户通信时间在时间上是区分开的；优点是系统容量大大提升；缺点是系统定时要求非常高，系统更为复杂。

关键问题：系统的定时问题；

4.码分多址CDMA (code division multiple access)：码域分离，频域和时域资源共用，使用不同的扩频码来区分用户；优点是频率复用因子可达 1，且扩频码可以使近似是正交的，系统具有软容量（用户数可一直增加），利用多径信道，实现软切换；缺点是需要对系统进行功率控制以防远近效应使小信号被大信号覆盖（不完全正交造成）。

5.空分多址SDMA (space division multiple access)：空域分离，频域、时域、码域资源共用，是利用空间分割来构成不同信道的技术。空分多址还可以与其它多址方式相互兼容，从而实现组合的多址技术，例如“空分-码分多址（SD-CDMA）”。

6.跳频扩频Frequency-hopped spread spectrum (FHSS)：收发双方无线传输信号的载波频率按照预定算法进行随机变化。

7.直接序列扩频Direct-sequence spread spectrum (DSSS）：将数据与高速率的扩频序列相乘。

为什么乘上序列就实现了扩频？

答：?信号时域与频域的关系：时域越窄， 频域越宽；频域越窄，时域越宽；乘上序列，缩小了传输的符号间隔Ts。Ts越小，频率越大，实现扩频。

8.什么是直接序列扩频? 如何基于直接序列扩频实现多址接入?

答：将传输数据与高速率扩频码相乘，产生速率更高、带宽更大的信号。
为不同用户分配不同的扩频码，各扩频码的自相关值大，互相关值小，降低用户间干扰。

9.什么是远近效应?应采用哪些技术来克服这种效应?

答：远近效应:各用户以同样的发送功率发送信号；各用户基站之间距离不同，基站接收到的信号中，近的用户信号幅度大，而远的用户信号幅度小；CDMA中扩频码不完全正交，小信号检测时干扰较大，难以正确检测信号。
CDMA采用功率控制，调整用户的发送功率，使基站接收信号中每个用户信号幅度尽可能相同。

10.基于 DSSS 的 CDMA 系统是如何区分用户的？对扩频码有什么要求？

答：直接序列扩频 DSSS(Direct-sequence spread spectrum)和码分多址 CDMA(code division multiple access)都通过不同的扩频码来区分用户，扩频码的使用可以提高系统抗窄带和宽带的干扰。

扩频码是伪随机，自相关值越大越好，互相关性越低越好（不同码之间，码循环移位以后），并且不要求完全正交。

11.DSSS 抗窄带干扰的原理是什么？MAI 的英文全称是什么？DSSS 抗 MAI 的原理是什么？

答：DSSS 技术抗窄带干扰中，接收机信号直接乘以扩频码，这使原始信号变为窄带信号（功率谱密度更大），而噪声信号变成宽带信号（功率谱密度更小）。

MAI（multiple access interference，多址接入干扰），因为扩频码的自相关性很高，而互相关性很低，所以具有 MAI 的接收信号直接乘以扩频码，原始信号因为扩频码的自相关性高变为窄带信号（功率谱密度更大），而 MAI 因为扩频码因为互相关性仍保持为宽带信号（功率谱密度更小）。

12.CDMA (码分多址)，频率复用因子是1，不同的用户使用近似正交的不同扩频码 (即扩频序列)，使得接收机可以区分每个信号。用户之间非正交，远近效应造成用户之间强烈干扰。

使用功率控制来协调，通过快速采样每个移动台的无线电信号强度指示器电平，然后在前向无线链路上发送功率改变命令(基站指示终端调节发送功率)，在基站处实现确保每个用户接收和发射刚好足够的能量来正确地传递信息，而不干扰其他用户。电池支持时间延长；避免远近效应；增加容量。

13.RAKE接收机：多径分集增益

CDMA系统的许多用户共享相同的频率。同一频带上的多个用户共存；

软容量：CDMA具有软容量限制。在CDMA系统中，增加用户数量会提高噪声本底值因此，在码分多址系统中用户数量没有绝对的限制；

随着用户数的增加(减少)，所有用户的系统性能逐渐下降提高；

可以利用固有的频率分集 (多径分集)来减轻小规模衰落的不利影响。

14.考虑多径信道，CDMA系统接收端应采用何种接收技术?阐述其原理及优点。

答：Rake接收机能够在CDMA系统中利用多径实现分集

Rake接收机利用扩频码间互相关值低，提取并合并接收信号不同时延分量值，实现多径分集，提高系统通信性能；