《電信傳輸原理》課件第5章 無(wú)線(xiàn)傳輸理論

第5章無(wú)線(xiàn)傳輸理論信源編碼以降低對(duì)信道傳輸帶寬的要求；信道編碼用于提高信道可靠性；調(diào)制以適應(yīng)不同傳輸設(shè)備；加密不僅是為軍政通信的需要，在商業(yè)、乃至個(gè)人通信方面也是重要；鏈路（或信道）容量的評(píng)價(jià)也是非常重要的問(wèn)題。☆構(gòu)成無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵性問(wèn)題：內(nèi)容提要3無(wú)線(xiàn)電波傳輸理論無(wú)線(xiàn)傳播損耗無(wú)線(xiàn)傳輸中的噪聲與干擾無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)亩嘀贩绞?.1無(wú)線(xiàn)電波傳輸理論電磁波（總稱(chēng)）可按頻率和波長(zhǎng)劃分為：無(wú)線(xiàn)電波、紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)以及X射線(xiàn)等。電磁波會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，能用于通信的無(wú)線(xiàn)電頻率范圍約100kHz~100GHz以上。電磁波傳播主要分為：中長(zhǎng)波地表波傳播、超短波以及微波視距傳播、短波電離層反射、對(duì)流層散射、電離層散射等。5.1.1.電磁波常見(jiàn)傳播模式在傳輸線(xiàn)導(dǎo)行的電磁波的類(lèi)型（稱(chēng)為模式或場(chǎng)結(jié)構(gòu)或場(chǎng)分布），按其有無(wú)縱向場(chǎng)分量Ez和Hz，可分為四類(lèi)：一．橫電磁波（TEM波）

這種波在傳播方向Z上既無(wú)縱向電場(chǎng)Ez分量又無(wú)縱向磁場(chǎng)Hz分量，即Ez=0且Hz=0。電場(chǎng)、磁場(chǎng)分量都在橫截面上與傳播方向垂直。這種模式存在于：雙導(dǎo)體傳輸線(xiàn)、同軸線(xiàn)、帶狀線(xiàn)以及無(wú)線(xiàn)傳輸（無(wú)界空間理想介質(zhì)）中。二．橫電波（TE波）

這種波的Ez=0，其電場(chǎng)分量與傳播方向垂直，但Hz≠0。這種模式存在于金屬波導(dǎo)中。三．橫磁波（TM波）

這種波的Hz=0，其磁場(chǎng)分量與傳播方向垂直，但Ez≠0。這種模式存在于金屬波導(dǎo)中。5四．EH波或HE波（混合模）

這種波的Ez≠0且Hz≠0。它們是TE波和TM波的線(xiàn)性疊加，縱向電場(chǎng)占優(yōu)勢(shì)的模式稱(chēng)為EH波，縱向磁場(chǎng)占優(yōu)勢(shì)的模式稱(chēng)為HE波。這種模式存在于介質(zhì)波導(dǎo)中。

以上TEM波、TE波、TM波的電場(chǎng)方向及磁場(chǎng)方向與傳播方向的關(guān)系，如圖5-1所示。6圖5-1TEM波、TE波、TM波電場(chǎng)及磁場(chǎng)與傳播方向關(guān)系5.1.2電磁波傳播特性從科學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，電磁輻射是能量的一種，凡是能夠釋放出能量的物體，都會(huì)釋放電磁輻射。正像人們一直生活在空氣中而眼睛卻看不見(jiàn)空氣一樣，人們也看不見(jiàn)無(wú)處不在的電磁波，電磁波就是這樣一位人類(lèi)素未謀面的“朋友”。7射頻是射頻電流，簡(jiǎn)稱(chēng)RF，是一種高頻交流變化電磁波的簡(jiǎn)稱(chēng)。電磁波頻率低于100KHz時(shí)，電磁波會(huì)被地表吸收，不能形成有效的傳輸。電磁波頻率高于100KHz時(shí)，電磁波在空氣中傳播，形成遠(yuǎn)距離傳輸能力，無(wú)線(xiàn)通信就是采用射頻傳輸方式的。有時(shí)也把具有遠(yuǎn)距離傳輸能力的高頻電磁波稱(chēng)為射頻信號(hào)。電磁波的傳播主要有以下特性，這些特性與無(wú)線(xiàn)通信密切相關(guān)。8趨膚效應(yīng)射頻信號(hào)存在于導(dǎo)體中或以波的形式存在于自由空間中。當(dāng)射頻信號(hào)存在于導(dǎo)體中時(shí)，它只是存在于導(dǎo)體的表面。如果將射頻信號(hào)放在一個(gè)球形的實(shí)心導(dǎo)體上，那么它只出現(xiàn)在該導(dǎo)體的表面，不會(huì)進(jìn)入里面，如果可以將一個(gè)檢測(cè)器放在球里面，它將檢測(cè)不到射頻信號(hào)的存在。射頻信號(hào)所呈現(xiàn)的這種行為稱(chēng)為“趨膚效應(yīng)”。9二.自由空間損耗一旦射頻信號(hào)逃離導(dǎo)體邊界飛翔在自由空間中形成電磁波，它們將經(jīng)受所謂的自由空間損耗。電磁波的損耗與我們學(xué)習(xí)過(guò)的電路損耗是不同的，從“路”的概念發(fā)展到“場(chǎng)”的概念。

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以光為例子來(lái)進(jìn)行分析，打開(kāi)一個(gè)手電筒的電源開(kāi)關(guān)后，光從手電筒射出后開(kāi)始發(fā)散。

如果將食指和拇指搭成一個(gè)圓圈放在手電筒跟前，幾乎所有的光線(xiàn)都可以從圓圈中通過(guò)。但當(dāng)這個(gè)圓圈離開(kāi)手電筒一定距離之后，部分光線(xiàn)就不會(huì)從圓圈中通過(guò)了，實(shí)質(zhì)上，所有的光仍然在那里，只不過(guò)發(fā)散的范圍更大了。把這個(gè)圓圈想像成一個(gè)接收機(jī)，離得越遠(yuǎn)，所接收的光（信號(hào)）就越少。

所以對(duì)于接收機(jī)來(lái)說(shuō)，類(lèi)似于要接收從手電筒（發(fā)射機(jī)）發(fā)射出的光。距離遠(yuǎn)的接收機(jī)接收的信號(hào)功率僅僅是發(fā)射機(jī)輻射功率的一小部分，大部分能量都向其它方向擴(kuò)散了，這就是自由空間損耗的概念。11三.吸收除了自由空間損耗以外，射頻信號(hào)在空間傳播所遇到的任何東西都會(huì)使射頻信號(hào)發(fā)生一定形式的變化。這些變化歸為兩種：變得更小（吸收）或者改變傳播方向（反射）。射頻所遇到的很多物體都會(huì)使射頻信號(hào)變得更小，包括空氣、雨雪、玻璃、墻、木頭甚植物。我們可以把這些物體看成具有一定插入損耗的某種類(lèi)型的無(wú)源器件，這些物體所表現(xiàn)出來(lái)的插入損耗稱(chēng)為吸收，因?yàn)樗鼈兾樟松漕l信號(hào)。12射頻信號(hào)穿過(guò)物體損失的能量到哪里去了？它們被物體吸收并變成熱量了！物體會(huì)變暖，當(dāng)然它的溫度變化很小，我們很難測(cè)量得到。我們?nèi)粘Ｉ钍褂玫奈⒉t恰恰是利用了射頻信號(hào)的吸收來(lái)工作的。13四.反射不是所有東西遇到電磁波后都要吸收射頻能量。有的東西遇到射頻后會(huì)改變射頻信號(hào)的方向，這種方向的改變叫做反射。一般射頻信號(hào)會(huì)以遇到物體時(shí)相反的角度反射回去，就像光在鏡子表面的反射一樣。反射與兩個(gè)因素有關(guān)：射頻頻率和物體的材料。有些材料只是以一定程度反射射頻信號(hào)（還有一部分被吸收），如混凝土，而有些材料會(huì)發(fā)生完全反射，如金屬導(dǎo)體。14內(nèi)容提要15無(wú)線(xiàn)電波傳輸理論無(wú)線(xiàn)傳播損耗無(wú)線(xiàn)傳輸中的噪聲與干擾無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)亩嘀贩绞?.2無(wú)線(xiàn)傳播損耗在有線(xiàn)傳輸信道中，電信號(hào)封閉在相對(duì)固定的導(dǎo)線(xiàn)中傳輸，其起點(diǎn)和終點(diǎn)的截面積近似相等，因此其單位面積上的功率變化僅僅受制于傳輸過(guò)程中介質(zhì)對(duì)電信號(hào)的衰減。在無(wú)線(xiàn)信道中，電磁波離開(kāi)天線(xiàn)后向四面八方擴(kuò)散，隨著傳播距離增加，電磁波能量分布在越來(lái)越大的面積上。在天線(xiàn)輻射的總能量—定時(shí)，離開(kāi)天線(xiàn)的距離越遠(yuǎn)，空間的電磁場(chǎng)就越來(lái)越弱。假設(shè)發(fā)射天線(xiàn)置于自由空間中，若天線(xiàn)無(wú)方向性，輻射功率為P（單位為W），則距離輻射天線(xiàn)d（單位為m）處的電場(chǎng)強(qiáng)度有效值E0為：（5-1）上式表明，電場(chǎng)強(qiáng)度與傳播距離成反比。隨著傳播距離的增加使電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減弱的現(xiàn)象，完全是出于電波在自由空間傳播時(shí)能量的擴(kuò)散而引起。電磁波在大氣中傳播，實(shí)際上會(huì)遇到各種介質(zhì)、導(dǎo)體或半導(dǎo)體，因而會(huì)損耗一部分能量，這種現(xiàn)象叫做電磁波能量吸收?？紤]電磁波能量吸收，空間任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)將小于E0值。無(wú)線(xiàn)傳輸損耗包括：自由空間損耗、大氣吸收損耗、降雨引起的損耗以及由折射、散射與繞射、電離層閃爍與多徑等引起的附加損耗，其中最主要的是自由空間傳播損耗。5.2.1自由空間傳播損耗1.自由空間傳播損耗的計(jì)算自由空間是一種抽象空間，通常是指充滿(mǎn)均勻、無(wú)耗媒質(zhì)的無(wú)限大空間。無(wú)線(xiàn)電波在自由空間傳播不產(chǎn)生電磁波的吸收、散射、折射和反射等現(xiàn)象。在自由空間中，只考慮無(wú)線(xiàn)電波從源點(diǎn)到目的點(diǎn)由電波傳播帶來(lái)的損耗。電波在自由空間傳播時(shí)，其能量向四面八方擴(kuò)散。對(duì)于無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于信號(hào)接收裝置的接收面積有限，因此只能接收其中的一部分能量。當(dāng)總能量保持不變，相對(duì)于發(fā)射端的發(fā)射能量，接受能量實(shí)際上減少。5.2.1自由空間傳播損耗一個(gè)各向均勻接收的天線(xiàn)，其有效接收面積為：一個(gè)無(wú)方向性天線(xiàn)在B點(diǎn)收到的功率為：或由電磁場(chǎng)理論可知，若無(wú)方向性（也稱(chēng)全向天線(xiàn)）天線(xiàn)的輻射功率為PT瓦，則距輻射源d米的接收點(diǎn)B處的單位面積上的電波平均功率為：（5-2）（5-3）205.2.1自由空間傳播損耗（5-5）自由空間的傳播損耗定義為：式中，d為收、發(fā)天線(xiàn)的距離，f為發(fā)信頻率。若發(fā)射天線(xiàn)增益為GT，接收天線(xiàn)增益為GR，則式（5.5）改寫(xiě)為：（5-4）215.2.1自由空間傳播損耗例5-1

某微波中繼傳輸信道，發(fā)射天線(xiàn)的增益為22dB，接收天線(xiàn)的增益為18dB，收發(fā)距離為14500km，載波中心頻率為5.904GHz。求：

（1）該信道的基本傳輸損耗為多少?

（2）若發(fā)射功率為25W，接收機(jī)接收功率為多少?解：（1）該信道的基本傳輸損耗為：（2）接收機(jī)接收功率為：225.2.1自由空間傳播損耗2.自由空間傳播條件下收信功率的計(jì)算無(wú)線(xiàn)通信實(shí)際使用的天線(xiàn)均為定向天線(xiàn)；收發(fā)天線(xiàn)增益分別為：[GR]（dB），[GT]（dB）；收發(fā)天線(xiàn)饋線(xiàn)系統(tǒng)損耗分別為：[Lr]（dB），[Lt]（dB）；自由空間傳播條件下，接收機(jī)接收功率為：例5-2某微波中繼傳輸信道，已知發(fā)射功率PT=1W，發(fā)信頻率f=3800MHz，收發(fā)距離為45km，[GT]=38dB，[GR]=40dB，饋線(xiàn)系統(tǒng)損耗[Lr]=1（dB），[Lt]=3（dB），求自由空間傳播條件下的收信功率。235.2.1自由空間傳播損耗將PT=1W換成電平值：解：245.2.2自然現(xiàn)象引起的損耗1.大氣吸收損耗大氣吸收引起的損耗主要與電波的頻率、地面站天線(xiàn)波束的仰角、地面站的海拔高度及水蒸氣密度（絕對(duì)濕度）有關(guān)。當(dāng)電波頻率低于12GHz時(shí)，該損耗可以忽略不計(jì)；當(dāng)電波頻率高于12GHz時(shí)，隨著頻率的提高，該損耗將顯著增加，進(jìn)行線(xiàn)路計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮在內(nèi)。如圖5-3所示。圖5-2水蒸氣和氧吸收衰減255.2.2自然現(xiàn)象引起的損耗2.雨霧引起的散射損耗降雨引起的電波傳播損耗的增加稱(chēng)為雨衰，雨衰是由于雨滴和霧對(duì)無(wú)線(xiàn)電波能量的吸收和散射產(chǎn)生的。雨霧中的小水滴能散射電磁波能量而造成散射衰耗。圖5-3雨霧的散射損耗265.2.3自然現(xiàn)象引起的損耗在濃霧情況下，波長(zhǎng)大于4cm(7500MHz)、站距為50km的散射損耗約為3.3dB。一般來(lái)說(shuō)，10GHz以下頻段，雨霧的散射衰耗還不太嚴(yán)重，通常兩站之間的衰耗也只有幾分貝。10GHz以上頻段，中繼站之間距離將主要受降雨衰耗所限制，在20GHz（波長(zhǎng)為1.5cm）以上時(shí)，中繼站站距只好縮減到幾千米。在設(shè)計(jì)微波或者衛(wèi)星等通信系統(tǒng)時(shí)，為考慮降雨引起的影響，應(yīng)事先留有2dB左右的發(fā)射功率余量。由圖5-3可知：275.2.2自然現(xiàn)象引起的損耗3.大氣折射引起的損耗離地表越高，大氣密度越低，對(duì)電波的折射率減小，使電磁波在大氣層中的傳播路徑出現(xiàn)彎曲（衛(wèi)星位置）。溫度的變化、云霧等也導(dǎo)致大氣密度分布不連續(xù)和起伏，使傳播路徑產(chǎn)生隨機(jī)、時(shí)變的彎曲，引起接收信號(hào)的起伏（此外，低仰角：相互干擾）。4.電離層、對(duì)流層閃爍引起的損耗電離層內(nèi)存在電子密度的隨機(jī)不均勻性而引起閃爍，其強(qiáng)度大致與頻率的平方成反比。因此，電離層閃爍會(huì)對(duì)較低頻段（1GHz以下）的電波產(chǎn)生明顯的散射和折射，從而引起信號(hào)的衰落。比如，對(duì)于200MHz的工作頻率，電離層閃爍使信號(hào)損耗有10％的時(shí)間大于6dB。285.2.3多徑傳播引起損耗地面和環(huán)境設(shè)施對(duì)信號(hào)的反射，可形成信號(hào)的多徑傳播。天線(xiàn)高度低，增益小的移動(dòng)終端更容易出現(xiàn)多徑傳播。信號(hào)通過(guò)多徑信道到達(dá)接收端時(shí)，由于不同路徑的信號(hào)延時(shí)不一樣，接收端多徑信號(hào)可能同相疊加，合成信號(hào)增強(qiáng)；也可能各個(gè)多徑信號(hào)反相抵消，合成信號(hào)被減弱，從而形成接收信號(hào)的衰落。實(shí)際系統(tǒng)總是將收發(fā)天線(xiàn)相互對(duì)準(zhǔn)，以便收方接收到較強(qiáng)的直射波。天線(xiàn)的方向性受限，因此不可避免多徑傳輸。接收點(diǎn)除收到直射波外，還會(huì)收到由地面反射的波（反射角等于入射角），下面推導(dǎo)一下由直射波和反射波在收信點(diǎn)產(chǎn)生的合成場(chǎng)強(qiáng)。5.2.4多徑傳播引起損耗圖5-4平坦地面的電波反射設(shè)E0為自由空間傳播時(shí)，直射波到達(dá)R處的電場(chǎng)強(qiáng)度有效值，則直射波電場(chǎng)強(qiáng)度的瞬時(shí)值為：反射波與直射波路程差為：305.2.4多徑傳播引起損耗反射波到達(dá)R處場(chǎng)強(qiáng)的瞬時(shí)值為：式中，

為反射系數(shù)的模；

ρ為反射系數(shù)的相位；為反射波與直射波之間的總相位差。按平行四邊形法則求得接收點(diǎn)R處，電場(chǎng)強(qiáng)度矢量和的有效值E為：5.2.4多徑傳播引起損耗將合成電場(chǎng)強(qiáng)度有效值E與自由空間的直射波電場(chǎng)強(qiáng)度有效值E0之比稱(chēng)為地面反射引起的衰落因子Lk，表示為：一般入射角

很小，

而

（全反射）：（5.13）考慮地面發(fā)射影響，實(shí)際的收信點(diǎn)功率電平為：[Pr](dBm)=[Pr0](dBm)+[Lk](dB)

式中，Pr0(dBm)為未考慮地面影響時(shí)的直射波收信功率。325.2.4多徑傳播引起損耗將式（5.13）的Lk～Δr（路程差）關(guān)系，繪出曲線(xiàn)如圖5-5所示。由圖可見(jiàn)，隨著Δr的變化，收信點(diǎn)電場(chǎng)E可從零變化到2E0，E=0出現(xiàn)在Δr=λ，2λ，…時(shí)，應(yīng)盡量避免。圖5-5Lk～

r關(guān)系曲線(xiàn)內(nèi)容提要33無(wú)線(xiàn)電波傳播特征無(wú)線(xiàn)電波傳播損耗無(wú)線(xiàn)傳輸中的噪聲與干擾無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)亩嘀贩绞皆肼暩蓴_的分類(lèi)噪聲干擾原因34按照噪聲干擾來(lái)源，噪聲干擾可分為以下三類(lèi)：一、外部噪聲干擾1.概念

在無(wú)線(xiàn)通信接收機(jī)外部產(chǎn)生并進(jìn)入無(wú)線(xiàn)通信接收機(jī)的噪聲。2.分類(lèi)一是近地噪聲；二是太陽(yáng)系噪聲；三是宇宙噪聲。一般來(lái)說(shuō)，近地噪聲對(duì)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的影響最大。5.3.1噪聲干擾的分類(lèi)二、內(nèi)部噪聲干擾

內(nèi)部噪聲干擾是抗干擾無(wú)線(xiàn)通信接收機(jī)本身產(chǎn)生的各種噪聲，包括天線(xiàn)噪聲、饋線(xiàn)噪聲、收發(fā)開(kāi)關(guān)噪聲、前端低噪聲放大器噪聲、前端其他放大器噪聲、量化噪聲等。

一般來(lái)說(shuō)，天線(xiàn)噪聲、饋線(xiàn)噪聲、收發(fā)開(kāi)關(guān)噪聲、前端低噪聲放大器噪聲占無(wú)線(xiàn)通信接收機(jī)內(nèi)部噪聲中的比例最重。35三、人為噪聲干擾

人為噪聲干擾是指人類(lèi)活動(dòng)所產(chǎn)生的對(duì)通信造成干擾的各種噪聲。包括工業(yè)噪聲和無(wú)線(xiàn)電噪聲。如各種電器開(kāi)關(guān)通斷時(shí)產(chǎn)生的短脈沖、熒光燈閃爍產(chǎn)生的脈沖串、其他無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)產(chǎn)生的信號(hào)等。3637一、外部噪聲

在無(wú)線(xiàn)通信傳輸過(guò)程中，能對(duì)無(wú)線(xiàn)通信傳輸產(chǎn)生干擾的因素很多，其中大部分的干擾因素來(lái)源于外部噪聲，主要包括宇宙、太陽(yáng)及其余的方面，并且具有強(qiáng)度大、時(shí)間短等特點(diǎn)。

在傳輸過(guò)程中，應(yīng)針對(duì)性采取措施才能將其克服。另外，人為因素中的車(chē)輛、電器及高壓輸電線(xiàn)等噪聲，也是外部噪聲的主要來(lái)源。這一部分噪音與頻率有著直接關(guān)系，同時(shí)也會(huì)受到外界環(huán)境的影響。因此為了降低這一類(lèi)干擾的影響，需要采取一些屏蔽方式來(lái)降低干擾。5.3.2噪聲干擾的原因二、通信設(shè)備本身在傳輸過(guò)程中，因?yàn)橥ㄐ旁O(shè)備本身的原因，也可能對(duì)傳輸造成一定的干擾，如，收信機(jī)、發(fā)信機(jī)被干擾或者是天線(xiàn)內(nèi)部出現(xiàn)缺陷。尤其是在工作過(guò)程中，通信設(shè)備極易產(chǎn)生噪聲，影響信號(hào)的傳輸。另外，由于電路內(nèi)部被外界干擾物質(zhì)侵入，而內(nèi)部又缺少先進(jìn)的過(guò)濾設(shè)備，使得雜亂的電磁波影響到信號(hào)的正常傳輸。對(duì)于這樣的干擾，就可以通過(guò)通信設(shè)備改良的措施提供通信設(shè)備性能，有效降低通信設(shè)備自身的干擾。38三、通信網(wǎng)絡(luò)各個(gè)電臺(tái)發(fā)出的信號(hào)會(huì)相互影響，尤其是在同時(shí)工作時(shí)，更容易出現(xiàn)同頻干擾、信號(hào)阻礙或者鄰道干擾，個(gè)別情況還會(huì)出現(xiàn)互調(diào)干擾。一旦產(chǎn)生這幾類(lèi)型干擾，就需要采取改善措施。四、網(wǎng)絡(luò)間在同一個(gè)區(qū)域之內(nèi)有眾多通信網(wǎng)絡(luò)，由于通信網(wǎng)的不同，也會(huì)在彼此之間產(chǎn)生干擾，這些干擾就會(huì)影響信號(hào)的傳輸。面對(duì)這一類(lèi)情況，就需要在組網(wǎng)之前勘察當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，對(duì)周?chē)念l點(diǎn)有充分地了解，才能確保組網(wǎng)設(shè)計(jì)的合理性。39內(nèi)容提要40無(wú)線(xiàn)電波傳輸理論無(wú)線(xiàn)傳播損耗無(wú)線(xiàn)傳輸中的噪聲與干擾無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)亩嘀贩绞?.4無(wú)線(xiàn)通信的多址連接及工作方式無(wú)線(xiàn)通信的兩種傳輸方式：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)與廣播型。廣播通信是一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信。信號(hào)傳輸一個(gè)很重要的問(wèn)題就是如何充分地利用信道。在兩點(diǎn)之間的同一條信道上同時(shí)傳送不同的多個(gè)信號(hào)而不互相干擾，這是信道的“多路復(fù)用”。多路復(fù)用技術(shù)在地面微波中繼通信中已經(jīng)普遍應(yīng)用，目前常用的多路復(fù)用方式有頻分多路復(fù)用（FDM）、時(shí)分多路復(fù)用（TDM）、碼分多路復(fù)用（CDM）、空分多路復(fù)用（SDM）等方式。在多點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)互不干擾和影響的多邊通信稱(chēng)為“多址通信”或“多址連接”。多址連接是實(shí)現(xiàn)多個(gè)站(眾多移動(dòng)用戶(hù))間共同使用公共傳輸信道相互通信，主要是在射頻信道上進(jìn)行分割。(不等同于多路復(fù)用)5.4.1頻分多址（FDMA）方式頻分多址（FDMA，F(xiàn)requencyDivisionMultipleAccess）使用較早，被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信、一點(diǎn)多址微波通信系統(tǒng)中。技術(shù)核心是把傳輸頻帶劃分為較窄的且互不重疊的多個(gè)子頻帶，每個(gè)用戶(hù)都被分配到一個(gè)獨(dú)立的子頻帶中；各用戶(hù)采用濾波器，分別按分配的子頻帶從信道上提取信號(hào)，實(shí)現(xiàn)多址通信。FDMA通信系統(tǒng)的基站必須同時(shí)發(fā)射和接收多個(gè)不同頻率的信號(hào)；任意兩個(gè)移動(dòng)用戶(hù)之間進(jìn)行通信都必須經(jīng)過(guò)基站的中轉(zhuǎn)，因而必須占用4個(gè)頻道才能實(shí)現(xiàn)雙工通信。不過(guò)，移動(dòng)臺(tái)在通信時(shí)所占用的頻道并不是固定指配的，它通常是在通信建立階段由系統(tǒng)控制中心臨時(shí)分配的，通信結(jié)束后，移動(dòng)臺(tái)將退出它占用的頻道，這些頻道又可以重新分配給別的用戶(hù)使用。435.4.1頻分多址（FDMA）方式FDMA特點(diǎn)是技術(shù)成熟、穩(wěn)定、容易實(shí)現(xiàn)且成本較低。主要缺點(diǎn)是頻譜利用率較低，每個(gè)用戶(hù)(遠(yuǎn)端站)都要占用一定的頻帶，尤其在空中帶寬資源有限的情況下，F(xiàn)DMA系統(tǒng)組織多扇區(qū)基站會(huì)遇到困難。單純采用FDMA作為多址接入方式已經(jīng)很少見(jiàn)，實(shí)用系統(tǒng)多采用TDMA方式或采用FDMA+TDMA方式。圖5-7為頻分多址方式的原理圖。45圖5-7頻分多址方式的原理示意圖5.4.2時(shí)分多址（TDMA）方式時(shí)分多址（TDMA，TimeDivisionMultipleAccess）是在給定頻帶的最高數(shù)據(jù)傳輸速率的條件下，把傳遞時(shí)間劃分為若干時(shí)間間隙即時(shí)隙，各用戶(hù)按照分配的時(shí)隙，以突發(fā)脈沖序列方式接收和發(fā)送信號(hào)。圖5-8TDMA方式工作原理示意圖同F(xiàn)DMA通信系統(tǒng)比較，具有以下特點(diǎn)：①TDMA通信系統(tǒng)的基站只需要一部發(fā)射機(jī)，可以避免像FDMA系統(tǒng)那樣因多部不同頻率的發(fā)射機(jī)同時(shí)工作而產(chǎn)生的互調(diào)干擾；②頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單，有利于加強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)的控制功能和保證移動(dòng)臺(tái)的越區(qū)切換。475.4.3碼分多址（CDMA）方式碼分多址（CDMA，CodeDivisionMultipleAccess）是利用信號(hào)結(jié)構(gòu)的正交性來(lái)鑒別有用信號(hào)的多址方式。在碼分多址（CDMA）系統(tǒng)中，站址的劃分是根據(jù)各站的碼型結(jié)構(gòu)不同來(lái)實(shí)現(xiàn)的。各地球站可以使用相同的載波頻率，占用同樣的射頻帶寬，在任意時(shí)間內(nèi)發(fā)射信號(hào)。一般選擇偽隨機(jī)（PN）碼作地址碼。一個(gè)地球站發(fā)出的信號(hào)，只能用與它相關(guān)的接收機(jī)才能檢測(cè)出來(lái)。CDMA實(shí)際是一種擴(kuò)頻系統(tǒng)。CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)與FDMA模擬蜂窩通信系統(tǒng)或TDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)相比具有更大的系統(tǒng)容量、更高的話(huà)音