CDMA - 多址接入方法



根据不同地区的频率分配,允许在FDD或TDD模式下运行,以有效利用可用频谱。

频分双工

一种双工方法,其中上行链路和下行链路传输使用两个独立的频带:

  • 上行链路 - 1920 MHz 至 1980 MHz

  • 下行链路 - 2110 MHz 至 2170 MHz

  • 带宽 - 每个载波位于 5 MHz 宽带的中心

信道分离

标称值为 5 MHz,可调整。

信道栅格

200 kHz(中心频率必须是 200 kHz 的倍数)。

收发频率分离

标称值为 190 MHz。此值可以是固定的或可变的(最小 134.8 MHz,最大 245.2 MHz)。

信道编号

载波频率由 UTRA 绝对无线电频率信道号 (UARFCN) 指定。此编号由网络(对于上行链路和下行链路)在 BCCH 逻辑信道上传送,并由 Nu = 5 * (上行链路频率 MHz) 和 ND = 5 * (下行链路频率 MHz) 定义。

时分双工

时分双工是一种通过使用同步时间间隔在同一频率上传输上行链路和下行链路传输的技术。载波使用 5 MHz 带宽,尽管 3GPP 正在研究一种低芯片速率方案 (1.28 Mcps)。TDD 可用的频带为 1900–1920 MHz 和 2010–2025 MHz。

无线链路的双工方法

Duplex Methods Radio Links

在时分双工的情况下,前向链路频率与反向链路频率相同。在每个链路中,信号轮流连续传输——就像乒乓球游戏一样。

Ping-Pong

TDD 系统示例

TDD 使用单个频带进行收发。此外,它通过分配交替的时隙来进行收发操作来共享频带。要传输的信息可以是语音、视频或位串行格式的计算机数据。每个时间间隔可以是 1 字节长,或者可能是几个字节的一部分。

TDD 随时间交替地传输和接收站数据。时隙可以是可变长度的。由于高速数据的性质,通信双方不能认为传输是间歇性的。看似同时的传输实际上是在相互竞争。数字转换为模拟语音,没有人可以说它不是全双工的。

TDD System Example

在某些 TDD 系统中,交替的时间间隔具有相同的持续时间或同时具有下行链路和上行链路;但是,系统不需要对称 50/50。系统可以根据需要是非对称的。

例如,在访问互联网时,下载速度通常高于上传速度。大多数设备在异步模式下工作,其中下载速度高于上传速度。当下载速度高于上传速度时,上传所需的时隙较少。一些 TDD 格式提供动态带宽分配,其中时间间隔的数量或持续时间根据需要动态更改。

TDD 的真正优势在于它只有一个频谱通道,不需要频带保护或信道分离,因为间隔使用时隙进行。缺点是 TDD 的成功实施需要一个定时系统。需要对发射机和接收机进行精确定时,以确保时间间隔不会重叠或相互干扰。

定时通常与 GPS 原子钟标准特定衍生同步。时隙之间还需要保护时间以避免重复。此时间通常等于传输接收处理时间(传输接收切换时间)和通信信道上的传输延迟(延迟)。

频分双工

在频分双工 (FDD) 中,前向链路频率与反向链路频率不同。在每个链路中,信号连续并行传输。

Frequency Division Duplex

FDD 系统示例

FDD 需要两个对称的频谱段用于上行链路和下行链路信道。

在具有发射机和接收机的手机中,由于同时在如此接近的位置运行,接收机必须尽可能滤除来自发射机的信号。频谱分离越多,滤波器越有效。

FDD System Example

FDD 使用大量的频谱,通常是所需 TDD 频谱的两倍。此外,传输和接收信道之间必须有足够的频谱分离。这些频带一直都说——不能使用,它们是不必要的。鉴于频谱的稀缺性和成本,它们是真正的缺点。

FDD 的用途

FDD 广泛用于不同的蜂窝电话系统。在某些系统中,频带 869-894 MHz 用作从基站塔到设备的下行链路 (DL) 频谱。并且,频带 824-849 MHz 用作手机在基站的上行链路 (UL) 频谱。

FDD 也适用于电缆,其中发射和接收通道被赋予电缆频谱的不同部分,如在有线电视系统中。并且,滤波器用于保持信道分离。

FDD 的缺点

FDD 的缺点是它不允许使用多天线、多输入多输出 (MIMO) 和波束成形等特殊技术。这些技术是新一代长期演进 (LTE) 4G 手机提高数据速率的必要组成部分。很难制造足够宽的带宽来覆盖两组天线频谱。需要复杂的电路动态调整。

多址接入方法

无线信道是由地理区域中的多个用户共享的通信介质。移动站为了传输其信息流而相互竞争频率资源。如果没有其他措施来控制多个用户的并发访问,则可能会发生冲突。由于冲突对于诸如移动电话之类的面向连接的通信是不希望的,因此需要根据请求为个人/移动用户站分配专用信道。

Multiple Access Methods

移动通信,在所有用户上共享无线资源,必须进行通信以识别用户。在识别用户的同时,它被称为“多址接入”(多址接入),即在接收站接收多个发射站的无线电波(如下图所示)。

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