多址技术

多址技术的思维导图，是用来区分不同用户的技术，目的是使得多个独立用户同时使用传输介质而互不影响。为了使用户地址之间互不干扰，地址之间必须满足相互正交。

多址技术

• 概述
  • 用来区分不同用户的技术，目的是使得多个独立用户同时使用传输介质而互不影响。为了使用户地址之间互不干扰，地址之间必须满足相互正交。
• 固定多址接入
  • FDMA
    • 概念：实现简单，更适合模拟技术
    • 系统中的干扰问题：互调干扰 邻道干扰 同频干扰
    • 特点
      • 每个信道占用一个频段，相邻频段之间的间隔应该满足传输信号带宽要求
      • 符号时间大于平均延迟扩展：码间干扰少，无需自适应均衡
      • 基站复杂庞大：基站需要多个收发信道设备
      • 需要设置大量带通滤波器哦：抑制邻道干扰
      • 越区切换复杂：只能采用硬切换
      • 频率利用率低，容量小
  • TDMA
    • 采用缓存-突发法发射数据，对于任何一个用户的发射都是不连续的
    • 特点
      • 传输速率高 大于语音编码速率、
      • 发射信号速率随着时隙N的增大而提高，需要自适应均衡
      • 不需要双工器
      • 基站复杂性减小，只需要一部收发器
      • 抗干扰能力强 频率利用率高 系统容量较大
      • 越区切换简单
      • 同步困难且开销大
  • CDMA
    • 是一种共享信道的方法，会出现远近效应
    • 优点
      • 多用户共享同一频率
      • 通信容量大
      • 用户数量增加时，系统性能逐渐减降低，反之增加
      • 抗多径衰落
      • 平滑的软切换和有效的宏分集
      • 信道速率高
      • 低信号功率谱密度：抗干扰能力强
    • 问题
      • 多址干扰
      • 远近效应
  • SDMA
    • 特点
      • 空间分隔不同用户
      • 利用无线的方向性波束，将小区划分为不同的子空间来实现空间的正交分割
      • 可以在不同的用户方向上形成不同的波速
      • 可用于上述三种多址技术结合
  • OFDMA
    • 概念
      • 基本思想：将传输带宽划分为正交的互不重叠的一系列子载波集，将不同的子载波分配给不同的用户实现多址
      • 分类子信道OFDMA
        • 集中式
          • 将若干连续的子载波分配给同一个子信道
          • 可获得用户分集增益
          • 信道估计容易
          • 适用于终端低速运动
        • 分布式
          • 分配给一个子信道的子载波分散到整个频段，各个子载波交替排列
          • 获得频率分集增益
          • 信道估计复杂
          • 适用于终端快速移动
      • 跳频OFDMA
        • 概念
          • 分配给一个用户的子载波资源快速变化
          • 见图3-6便于理解同一时隙和不同时隙
        • 特点
          • 不受小区内干扰
          • 支持两种子载波分配模式
          • 可以灵活适应带宽要求
          • 有效抵抗无线移动环境的频率选择性衰落
          • 能够提供较高的频带利用率和传输速率
        • 优势
          • 发射机和接收机易于实现，复杂度低；发射机与接收机都容易与多天线硬件集成
          • 抗多径能力强 抗小区干扰能力强
          • 易于自适应调制技术耦合
        • 问题
          • FDMA时域使用矩形脉冲，导致频域衰减缓慢
          • 多径影响下，频谱利用率低
          • 严格同步，保持正交
          • 较高的峰值平均功率比PAPR，对放大器有极高要求
• 随机多址接入
  • 含义：按需接入业务；用户接入共享信道时会产生线路竞争；特别适合数据通信这种突发性强的业务
  • ALOHA
    • 纯ALOHA；工作在无线信道和总线型网络；发：想说就说（具体的见p211）；最大缺点：最大吞吐率不到理想的18.4%
    • 时隙ALOHA:信道时间分为等长的时间长度，长度正好等于一个帧的传输时间；所有站点的时钟必须保持同步；各站只能在时隙的起始时间才能开始发送消息；信道的吞吐率最大可达37%
  • CSCM
    • 概述：在发送分组数据之前侦听信道，如果有用户在信道上发送则用户就延迟自己的分组发送 先听后说 ；具体方案：非持续性CSMA 和持续CSMA
    • 有线中 CSMA/CD 载波侦听多点接入/碰撞检测
      • 主要目的：提供寻址和媒体存取的控制方式，使得不同设备或网络节点可以在多点网络上通信不互相冲突
      • 特点：原理简单 技术上容易实现 网络中各工作站处于平等地位，不需要集中控制，不提供优先级控制。网络负载增大时，发送时间增长，发送效率急剧下降。应用在OSI第二层数据流量层
    • 无线中 CSMA/CA 载波侦听/冲突避免
      • 利用ACK信号来避免冲突的发生
      • 基本单元：帧内间隔DIFS 竞争窗CW 后退计数器
    • 比较
      • CSMA/CA比较CSMA/CD 最大优点：无需冲突检测程序 等候时间公平分布 平均来说执行了先来先服务的原则
      • 主要差别
        • 原理：CD：可以检测但无法避免 CA:发送包时不能检测到信道上有无冲突 只能尽量避免
        • 传输介质：CD：总线式以太网 CA：无线局域网902.11a/b/g/n
        • 检测方式: CD:通过电缆中电压的变化来检查 CA:能量检查ED 载波检测CS 能量载波混合检测
    • RTS/CTS 请求-发送/清除-发送 机制：无需竞争