GPRS與CDMA技術(shù)簡(jiǎn)介
來(lái)源: 作者: 時(shí)間:2006-12-04 14:55:19 點(diǎn)擊: 155
目前,基于GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)數據傳輸業(yè)務(wù)廣泛在移動(dòng)辦公、工業(yè)控制、遠程遙測等多方面應用,網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商中國移動(dòng)GPRS和聯(lián)通CDMA各有其特點(diǎn)。本文從網(wǎng)絡(luò )的覆蓋、帶寬、頻譜等方面對GPRS和CDMA進(jìn)行了對比。
GPRS網(wǎng)絡(luò )
GPRS(General Packet Radio Service,通用無(wú)線(xiàn)分組業(yè)務(wù))作為第二代移動(dòng)通信技術(shù)GSM向第三代移動(dòng)通信(3G)的過(guò)渡技術(shù),是由英國B(niǎo)T Cellnet公司早在1993年提出的,是GSM Phase2+ (1997年)規范實(shí)現的內容之一,是一種基于GSM的移動(dòng)分組數據業(yè)務(wù),面向用戶(hù)提供移動(dòng)分組的IP或者X.25連接。
GPRS是在現有的GSM網(wǎng)絡(luò )基礎上疊加的一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò ),同時(shí)在網(wǎng)絡(luò )設備上增加一些硬件設備,并對原軟件升級,形成了一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò )邏輯實(shí)體。GPRS能給用戶(hù)提供端到端的、廣域的無(wú)線(xiàn)IP連接。通俗地講,GPRS是一項無(wú)線(xiàn)高速數據傳輸技術(shù),它以分組交換技術(shù)為基礎,用戶(hù)通過(guò)GPRS可以在移動(dòng)狀態(tài)下使用各種高速數據業(yè)務(wù),包括收發(fā)E-mail、進(jìn)行Internet瀏覽、即時(shí)聊天等。
CDMA網(wǎng)絡(luò )
CDMA是碼分多址的英文縮寫(xiě)(Code Division Multiple Access),它是在數字技術(shù)上的分支—擴頻通信技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的一種新的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。CDMA技術(shù)的原理是基于擴頻技術(shù),即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數據,用一個(gè)帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進(jìn)行調制,使原數據信號的帶寬被擴展,再經(jīng)載波調制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機碼,與接收的帶寬信號作相關(guān)處理,把寬帶信號換成原信息數據的窄帶信號即解擴,以實(shí)現數據傳輸。
CDMA技術(shù)的標準化經(jīng)歷了幾個(gè)階段。IS95是CDMAONE系列標準中最先發(fā)布的標準,真正在全球得到廣泛應用的第一個(gè)CDMA標準是IS95A,這一標準支持8K編碼話(huà)音服務(wù)。在ITU向各國征求第三代移動(dòng)通信無(wú)線(xiàn)候選技術(shù)時(shí),IS95由于剛取得商用成功,美國TR45標準委員會(huì )沒(méi)有將很多精力放在第三代標準的研究上,而是正在努力完成IS95B的標準。
在ITU的要求下,在當年提出了CDMA2000的第三代標準,即CDMA2000 1X和3X(1X代表其載波一倍于IS95A的帶寬,3X代表其載波三倍于IS95A的帶寬),3X又分為下行直接擴譜和三載波兩種方式,后來(lái)直接擴譜CDMA2000部分與WCDMA進(jìn)行了融合,所以實(shí)際上目前的CDMA2000就只包括CDMA2000 1X和三載波方式3X。
CDMA 1X是指CDMA 2000的第一階段(速率高于IS95,低于2Mbit/s),可支持308kbit/s的數據傳輸、網(wǎng)絡(luò )部份引入分組交換,支持移動(dòng)IP業(yè)務(wù)。是在現有CDMA IS95系統上發(fā)展出來(lái)的一種新的承載業(yè)務(wù),目的是為CDMA用戶(hù)提供分組IP形式的數據業(yè)務(wù)。
GPRS系統使用現有的GSM無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。GPRS和GSM共用相同的基站和頻譜資源,只是在現有的GSM網(wǎng)絡(luò )基礎上增加了一些硬件設備和軟件升級。因此,實(shí)現GSM升級至GPRS非常容易,且中國移動(dòng)借助原GSM網(wǎng)絡(luò ),所以GPRS覆蓋非常廣。目前中國移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò )已覆蓋全國所有省、直轄市、自治區,網(wǎng)絡(luò )遍及240多個(gè)城市。
CDMA基于擴頻技術(shù),占用的是全新的800M頻段(GSM占用的是900M頻段),所以不能在原GSM設備上直接升級。目前,中國聯(lián)通通過(guò)二期工程建設,對CDMA網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化和提升,網(wǎng)絡(luò )從IS95升級為CDMA1X網(wǎng)絡(luò );同時(shí)建成覆蓋全國31個(gè)省(自治區、直轄市)的無(wú)線(xiàn)數據網(wǎng)。
帶寬比較
GPRS/CDMA與傳統GSM電路型數據業(yè)務(wù)不同的是,GSM移動(dòng)用戶(hù)長(cháng)時(shí)間獨占一定的無(wú)線(xiàn)資源,而在分組數據業(yè)務(wù)下,所有的移動(dòng)用戶(hù)共享無(wú)線(xiàn)資源,并且每個(gè)用戶(hù)只在有業(yè)務(wù)數據傳送時(shí),才動(dòng)態(tài)地申請和占用無(wú)線(xiàn)資源,因此采用分組數據方式可以做到“永遠在線(xiàn)”。如GPRS的峰值速率為115.2kbit/s,CDMA 1X系統的峰值速率為153.6kbit/s。
與電路型數據業(yè)務(wù)相比,分組數據業(yè)務(wù)更適用于支持移動(dòng)Internet業(yè)務(wù)。但另一方面,由于在分組業(yè)務(wù)下,多個(gè)移動(dòng)用戶(hù)共享一定的無(wú)線(xiàn)資源,因此盡管分組業(yè)務(wù)可以有較高的峰值業(yè)務(wù)速率,但在用戶(hù)進(jìn)行數據傳送期間內的平均業(yè)務(wù)速率仍然較低,而平均業(yè)務(wù)速率與峰值業(yè)務(wù)速率的比值也成為衡量系統技術(shù)的一項重要指標。
經(jīng)過(guò)測試,GPRS的平均業(yè)務(wù)速率可以達到20kbit/s~40kbit/s,CDMA 1X的平均業(yè)務(wù)速率為80kbit/s~100kbit/s。相比較而言,GPRS采用語(yǔ)音和數據共享信道,如果網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)數量或語(yǔ)音用戶(hù)數量增加到一定程度,將導致頻率資源的問(wèn)題更加突出,那么每個(gè)GPRS用戶(hù)可以使用的帶寬將進(jìn)一步的降低。CDMA 1X的數據和語(yǔ)音采用不同的信道傳輸,在同一基站下語(yǔ)音用戶(hù)數量增加,也不會(huì )影響數據通信。
頻率資源比較
CDMA2000 1X占用的是全新的800M頻段,頻率資源豐富。GPRS采用的是GSM的900M頻段。GSM的頻率資源在很多地區本來(lái)就很缺乏,GPRS是用分組業(yè)務(wù),每個(gè)用戶(hù)占用比話(huà)音更多的頻率資源,導致GPRS的頻率資源進(jìn)一步的匱乏,從而限制了GPRS的數據用戶(hù)數量。
向3G過(guò)渡對比
GPRS是GSM移動(dòng)電話(huà)系統向第三代移動(dòng)通信邁進(jìn)的一個(gè)重要步驟,根據歐洲電信標準化協(xié)會(huì )對GPRS發(fā)展的建議,GPRS從試驗到投入商用后,分為兩個(gè)發(fā)展階段:第一階段可以向用戶(hù)提供電子郵件、Internet瀏覽、即時(shí)聊天等數據業(yè)務(wù);第二階段是EDGE(增強數據速率的GSM演進(jìn))的GPRS,簡(jiǎn)稱(chēng)E-GPRS。
WCDMA全稱(chēng)為Wideband CDMA,這是基于GSM網(wǎng)發(fā)展出來(lái)的3G技術(shù)規范,是歐洲提出的寬帶CDMA技術(shù),它與日本提出的寬帶CDMA技術(shù)基本相同,目前正在進(jìn)一步融合。
CDMA2000是由窄帶CDMA(CDMA IS95)技術(shù)發(fā)展而來(lái)的寬帶CDMA技術(shù),由美國主推。CDMA2000 1x被稱(chēng)為2.5代移動(dòng)通信技術(shù)。CDMA2000 3x與CDMA2000 1x的主要區別在于應用了多路載波技術(shù),通過(guò)采用三載波使帶寬提高。目前中國聯(lián)通正在采用這一方案向3G過(guò)渡,已建成了CDMA2000 1x網(wǎng)絡(luò )。
在核心網(wǎng)部分,GPRS核心網(wǎng)絡(luò )與3G分組域核心網(wǎng)絡(luò )可以實(shí)現平滑升級與演進(jìn)。3G分組核心網(wǎng)絡(luò )的整體構架與GPRS的核心網(wǎng)絡(luò )保持一致,僅在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接口、網(wǎng)絡(luò )協(xié)議等方面進(jìn)行了更新,并能夠保持向下兼容。CDMA的核心網(wǎng)絡(luò )部分電路域和分組域的基本構架都保持不變,僅需進(jìn)行簡(jiǎn)單的更新。在核心網(wǎng)絡(luò )部分二者基本都可以保持平滑過(guò)渡。 以上只是功能部分,如果由于用戶(hù)業(yè)務(wù)能力的提高或者用戶(hù)的數量的增長(cháng),除了升級之外,必要的擴容和增加設備也是必不可少的,具體依賴(lài)于目前網(wǎng)絡(luò )的設備能力。
| CDMA是什么意思?有什么好處呢 |
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請問(wèn)無(wú)線(xiàn)通信中載波沖突問(wèn)題是怎么回事
懸賞分:10 -
提問(wèn)時(shí)間2008-5-17 10:32 我在做這方面的論文,請問(wèn)無(wú)線(xiàn)通信中的載波沖突問(wèn)題究竟是怎么回事,請大蝦給個(gè)概述,據說(shuō)和頻率資源有關(guān),呵呵
擴展頻譜通信最早始于軍事通信,直到80年代末,美國FCC規劃出了ISM頻段,并且可以由采用擴頻通信機制的商用通信使用。由于擴頻通信在提高信號接收質(zhì)量,抗干擾,保密性,增加系統容量方面都有突出的優(yōu)點(diǎn)。擴頻通信迅速地在民用,商用通信領(lǐng)域普及開(kāi)來(lái)。近年來(lái)在國內,擴頻通信技術(shù)如雨后春筍般發(fā)展起來(lái),已經(jīng)廣泛應用在室內局域網(wǎng)互連,室外遠程城域網(wǎng)互連等領(lǐng)域。眾多的國際無(wú)線(xiàn)擴頻廠(chǎng)商紛紛加入了國內市場(chǎng)的競爭。如:PCOM(Cylink),ioWave,Breezecom,SR,Harris,Wireless,Glenayre等。如今,擴頻微波產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應用于中國的電信,移動(dòng),金融,證卷,稅務(wù),電力,公安,水利,交通,油田,衛生,廣電等部門(mén),并已安裝了上萬(wàn)套的擴頻微波設備。
常規無(wú)線(xiàn)通信,其載波頻譜寬度集中在其載頻附近的窄帶帶寬內。而擴頻通信采用專(zhuān)門(mén)的調制技術(shù),即將調制后的信息擴展到很寬的頻帶上去。常用的商用擴展頻譜技術(shù)分為兩種:即直接序列擴頻技術(shù)和跳頻技術(shù)。需要注意的是,即使采用同樣擴頻技術(shù),各種產(chǎn)品實(shí)現的方法也是不相同的。一些用戶(hù)的擴頻設備很實(shí)現了通信連網(wǎng)的目的,而另外一些擴頻設備在應用中則不斷出現問(wèn)題或實(shí)際性能明顯低于期望和產(chǎn)品指標。因此使廣大用戶(hù)對擴頻通信技術(shù)產(chǎn)生了不同的認識。PCOM,ioWave,Glenayre公司均采用直序擴頻技術(shù),Breezecom公司采用跳頻技術(shù),用戶(hù)可以根據實(shí)際應用需要,選用不同的擴頻技術(shù),更好的達到應用目標。
直擴系統
直擴技術(shù)使用偽隨機碼(PN CODE)對信息比特進(jìn)行模2加得到擴頻序列,然后將擴頻序列調制載波發(fā)射到空中,此時(shí)系統占用功率譜密度也大大降低。PN碼由偽隨機序列發(fā)生器產(chǎn)生,其碼速比原始信息碼速高的多,每一PN碼的長(cháng)度(即切普CHIP寬度)很小。
直擴系統的接收一般采用相關(guān)接收,分為兩步,即解擴和解調。在接收端,接收信號經(jīng)過(guò)放大混頻后,用于發(fā)射端相同且同步的偽隨機碼對中頻信號進(jìn)行相關(guān)解擴,把擴頻信號恢復成窄帶信號,然后再解調,恢復原始信息序列。對于干擾和噪音,由于與偽隨機碼不相關(guān),接收機的相關(guān)解擴相當于一次擴頻,將干擾和噪音進(jìn)行頻譜擴展,降低了進(jìn)入頻帶內的干擾功率,同時(shí)使得解調器的輸入信噪比和載干比提高,提高了系統的抗干擾能力。另外,采用不同PN碼即不相關(guān)的接收機很難發(fā)現和解出擴頻序列中的信息,由于不同構造的PN碼之間相關(guān)性很低,碼分多址CDMA就是采用同樣原理區別不同的用戶(hù)。
對于直擴系統最好是先解擴再解調,因為無(wú)線(xiàn)信號在空間傳輸中會(huì )有很大的信號衰減。未解擴前的信噪比很低,甚至信號淹沒(méi)在噪聲中。一般解調器很難在很低的信噪比下正常解調,導致高誤碼。
但在室內通信條件下,由于信號有較高的強度,可以先解調后解擴。當信號達到一定電平時(shí),簡(jiǎn)單的解調器已經(jīng)能夠正常的工作,可以先將信號解調為一個(gè)數據流(未解擴),然后用普通的集成電路進(jìn)行數字相關(guān)信號解擴。采用直擴的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)卡一般采用這種方法,射頻單元的處理大為簡(jiǎn)化,體積可以縮小很多,并且成本明顯下降。
在性能上,先解擴再解調明顯優(yōu)于先解調后解擴。先解擴可以通過(guò)解擴過(guò)程獲得擴頻增益(擴展的頻譜帶寬與原始信息的帶寬之比),提高接收信號信噪比。室外遠程(2、3公里以上的)擴頻通信必須采用這種方式,以保證通信質(zhì)量和可靠性。
直擴系統的同步
直擴系統采用先解擴時(shí),首先只有在完成偽隨機碼(PN碼)的同步后才可能用同一碼序列對擴頻信號進(jìn)行相關(guān)解擴。接收機本地PN碼的速率和相位要與接收到的高速擴頻序列保持一致。即使發(fā)射和接收端的相位差大于一個(gè)CHIP碼片時(shí),它們的相關(guān)性就不存在。解擴的第一步就是要在接收信號中捕獲到一個(gè)與本地PN碼一致的相位狀態(tài)。
擴頻序列中的相位捕獲一般采用匹配濾波器或相位搜索電路實(shí)現,接收機在搜索同步過(guò)程中,通過(guò)改變本地PN碼的時(shí)鐘速率,使接收信號中的PN碼相位和本地PN碼相位在相關(guān)器內相對滑動(dòng)?;瑒?dòng)過(guò)程中,當相關(guān)峰值超過(guò)捕獲門(mén)限,標志完成同步捕獲,此時(shí)收發(fā)雙方的PN碼的相位誤差已經(jīng)小于一個(gè)切普碼寬(Tc)。捕獲進(jìn)入跟蹤狀態(tài),相位差進(jìn)一步縮小,相關(guān)性增大,獲得高的解擴信號信噪比,滿(mǎn)足以后的解調門(mén)限的要求。
直擴技術(shù)中還有一種更高級的接收技術(shù),叫RAKE接收技術(shù)。RAKE接收技術(shù)可以實(shí)現多徑分集。由于大氣狀況,地理位置等各種組合因素影響,信號在空間的傳輸與只有直射波有很大不同,信號經(jīng)過(guò)多條路經(jīng)(直射,反射,折射,大氣波導)經(jīng)過(guò)不同時(shí)延到達接收端,各個(gè)信號到達的時(shí)間不同,相位不一致,造成最終信號的幅度相互抵消,引起信號大幅度衰落。
先解擴后解調的直擴系統具備了抗多徑的能力,在時(shí)間上將主通道(最大峰值)上的相關(guān)峰分離出來(lái)。從而降低多徑干擾。而RAKE接收技術(shù)實(shí)現多徑分集技術(shù),可以將接收的各個(gè)多徑信號組合起來(lái),獲得加權增益,轉化為合成的信號,達到更高的抗衰落性能。但由于 RAKE技術(shù)的接收加權合并實(shí)現復雜而且昂貴,目前只有美國少數幾家公司在其擴頻系統中實(shí)現了這一技術(shù)。
直擴中的“假擴頻”
假擴頻”即軟擴頻,對于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng),要在室內近距離范圍內達到速率每秒數兆比特時(shí),若采用一般的直序擴頻技術(shù),則系統擴展的頻譜帶寬甚至會(huì )超過(guò)開(kāi)放ISM頻段規定的頻率范圍。與“真擴頻”方法不同,軟擴頻實(shí)際是采用編碼的方法完成頻率的擴展。軟擴頻是一種(N,K)編碼,K為信息碼由N位長(cháng)的偽隨機序列來(lái)表示。用幾位信息元對應一條偽隨機碼,擴展的倍數不大,而且不一定是整數。而對比“真擴頻”,每一位信息碼都與多個(gè)整數位的PN碼相模2加。在室內距離通信的條件下,軟擴頻既滿(mǎn)足開(kāi)放頻段的系統要求,也能達到很高的速率,成本也低。
跳頻技術(shù)
跳頻技術(shù)與直序擴頻技術(shù)完全不同,是另一種意義上的擴頻。跳頻的載頻受一個(gè)偽隨機碼的控制,在其工作帶寬范圍內,其頻率合成器按PN碼的隨機規律不斷改變頻率。在接收端,接收機頻率合成器受偽隨機碼控制,并保持與發(fā)射端變化規律相同。
跳頻是載波頻率在一定范圍內不斷跳變意義上擴頻,而不是對被傳送信息進(jìn)行擴譜,不會(huì )得到直序擴頻的處理增益。跳頻相當于瞬時(shí)的窄帶通信系統,基本等同于常規通信系統,由于不能抗多徑,同時(shí)發(fā)射效率低,同樣發(fā)射功率的跳頻系統在有效傳輸距離上小于直擴系統。跳頻的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾,定頻干擾只會(huì )干擾部分頻點(diǎn)。用于語(yǔ)音信息的傳輸,當定頻干擾只占一部分時(shí)不會(huì )對語(yǔ)音通信造成很大的影響。
跳速的高低直接反映跳頻系統的性能,跳速越高抗干擾的性能越好,軍事上的跳頻系統可以達到每秒上萬(wàn)跳。實(shí)際上移動(dòng)通信GSM系統也是跳頻系統,其規定的跳速為每秒217跳。出于成本的考慮,商用跳頻系統跳速都很慢,一般在50跳/秒以下。由于慢跳跳頻系統可以簡(jiǎn)單的實(shí)現,因此低速無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)產(chǎn)品常常采用這種技術(shù)。
不同擴頻系統性能
以上描述了各種不同擴頻通信系統的原理和性能,擴頻通信設備的實(shí)現方法和難易程度,直接決定了其最終性能和成本。一般講慢跳跳頻系統的實(shí)現最簡(jiǎn)單,成本最低,但性能最差。采用軟擴頻的編碼技術(shù)可以達到高速率,但限制到室內近距離范圍內應用。先解調后解擴的直擴系統,可以采用集成電路直接對擴頻序列進(jìn)行數字處理,但前提是有足夠高的信號強度。
擴頻系統中性能最好的是直接序列擴頻中的先解擴再解調的技術(shù),這種擴頻系統對擴頻信號先相關(guān),再相關(guān)解調,需要完成偽隨機碼的同步和載波恢復,大大增加了系統的復雜程度。例如,一個(gè)速率64K的直擴系統,其偽隨機碼的速率要超過(guò)5Mbit/s左右,其實(shí)現方法比之于3M速率的跳頻系統還要復雜的多。因此,高性能的直序擴頻系統的成本很高。
信道特性對擴頻系統的影響
信道特性對無(wú)線(xiàn)信號的傳輸至關(guān)重要,信號通過(guò)不同的信道發(fā)生不同的失真和畸變。通信系統的收發(fā)設備必須依據信道特征來(lái)設計,采用不同技術(shù)的無(wú)線(xiàn)擴頻系統應用定位也不相同。
在無(wú)線(xiàn)通信中由于氣候,環(huán)境,距離等各種因素的影響,接收到的信號幅度和相位是隨機起伏變化的,主要需要考慮的是慢衰落,快衰落,平衰落,頻率選擇性衰落。室內信道的時(shí)間衰落特性是慢衰落的,同時(shí)時(shí)延擴展因素小,因而較為簡(jiǎn)單的達到通信速率Mbps數量級以上。而室外無(wú)線(xiàn)傳輸信道的特征有很大不同。必須考慮各種快衰落,深度平衰落,長(cháng)擴展時(shí)延等因素。通信速率高(占用帶寬大)時(shí)還要考慮頻率選擇性衰落等各種不確定因素。另外其接收靈敏度必須保障在信號衰減上百dB情況下的信號拾取。
為保證通信質(zhì)量和通信可靠性(用可用度表示)。常規微波頻段通信系統為了保證足夠的性能指標(誤碼指標)一般會(huì )預先在鏈路設計上予留30~50dB的鏈路裕度(或稱(chēng)衰落儲備)。然而對于多徑傳輸和深度衰落等原因造成的誤碼,除了采用快速自動(dòng)增益控制AGC等手段之外。必須采用抗多徑衰落的技術(shù)。正如前文所敘,采用直擴技術(shù)中高性能的實(shí)現手段(先解擴再解調)可以很好抵消多徑衰落的不利影響。更好的RAKE接收技術(shù)甚至可以實(shí)現多徑分集接收,進(jìn)而抵消室外無(wú)線(xiàn)衰落信道系統中的性能?chē)乐貝夯?。另外由于直擴技術(shù)的頻譜很寬,部分頻帶的選擇性衰落不會(huì )影響整體接收。
一般不要將室內擴頻設備用于室外,例如,即使利用高的鐵塔和好的傳輸路線(xiàn)空間,無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)擴頻產(chǎn)品實(shí)際上并不能解決由于信道特性引起的通信質(zhì)量迅速下降。一般無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)擴頻設備使用高增益天線(xiàn)在傳輸距離超過(guò)3,4公里后,誤碼率仍舊會(huì )迅速上升,并且隨氣候和環(huán)境的變化可用度很低。此時(shí)采用加入功率放大器等增加發(fā)射功率的措施是不現實(shí)的,考慮到深衰落和設備的非線(xiàn)形失真,誤碼率會(huì )出現平展,同時(shí)由于匹配非線(xiàn)形產(chǎn)生的寄生輻射甚至可能會(huì )影響常規微波頻段的其他設備正常通信。
無(wú)線(xiàn)電管理因素和開(kāi)放頻段資源的有效利用
各個(gè)國家對室外通信系統都有嚴格的無(wú)線(xiàn)電管理制度。開(kāi)放的ISM頻段同樣是寶貴的頻譜資源。例如商用擴頻系統中,慢跳跳頻最易實(shí)現,但是從頻率資源占用角度,它實(shí)際上會(huì )占用整個(gè)開(kāi)放頻段的頻率資源。跳頻系統從功率譜圖形上看是掃描性的占用所有開(kāi)放頻段,因此慢跳系統是最廉價(jià)的,但卻會(huì )對整個(gè)地區的頻率資源造成破壞影響。另外,跳頻圖案實(shí)際上不能隔離信道,即一個(gè)跳頻系統肯定會(huì )與另一條跳頻系統沖突。從已有資料上看,即使只有兩個(gè)跳頻線(xiàn)路,總的吞吐量也會(huì )下降20%到35%。對于網(wǎng)絡(luò )應用,可以靠重傳實(shí)現,但對于透明信道來(lái)說(shuō),引起的誤碼率(一般會(huì )下降到10E-4以下)通常是不能允許的。如果考慮到各個(gè)跳頻系統之間不存在同步機制(各個(gè)跳躍的頻度和時(shí)間),跳頻系統的容量會(huì )顯著(zhù)下降。相比之下,直序擴頻技術(shù)對容量的使用則更為有效,直序技術(shù)功率頻譜密度很低,不相關(guān)的接收機根本無(wú)法發(fā)現,同時(shí)直序擴頻有很高的C/I性能。頻譜重新利用率接近于最優(yōu)。第三代移動(dòng)通信采用的就是基于直序擴頻技術(shù)的碼分多址CDMA。
無(wú)線(xiàn)擴頻通信的其它相關(guān)問(wèn)題
即使同一種擴頻技術(shù),也可以有多種方法實(shí)現。如選擇擴頻增益的大小,雙工方式,接收靈敏度等各個(gè)方面。選擇高擴頻增益會(huì )提高抗干擾,抗衰落能力,但占用帶寬大;降低擴頻增益可以減少系統帶寬,容易提高系統接收靈敏度,實(shí)現簡(jiǎn)單;高接收靈敏度,原則上可以增大傳輸距離,保證足夠的鏈路裕度;而高擴頻帶寬,雖然容易導致靈敏度降低,但由于其抗多徑,抗衰落的能力高,卻可以減少鏈路裕度儲備。
擴頻通信的雙工方式也主要是頻分雙工FDD,如:(ioWave),時(shí)分雙工TDD,如:(P-COM)。頻分雙工在極限情況下可以傳輸更遠,TDD距離則有雙工協(xié)議的限制。但頻分雙工在改變信道時(shí)須更換雙工器,時(shí)分雙工可以更靈活地管理和調整頻率使用。但只限在E1以下的低速率適用,因當數據速率達到E1時(shí),TDD模式幾乎占用整個(gè)擴頻頻段的帶寬,即信道只有一個(gè)。
頻分雙工由于接收頻帶比時(shí)分雙工的接收機通頻頻帶窄一倍,因此可以容易實(shí)現較高的接收靈敏度。但同步TDD在對使用不同偽隨機碼的多個(gè)系統中可以更容易實(shí)現相位校準,多個(gè)用戶(hù)碼分的正交性,大大增加擴頻系統的容量。但同樣在高速E1或更高速率的鏈路中,由于受到信道數的限制,在一個(gè)點(diǎn)匯集多條線(xiàn)路時(shí)TDD模式只能靠天線(xiàn)角度和極化方式來(lái)提高信道隔離度。而頻分產(chǎn)品則可利用不同的模塊來(lái)大大提高組網(wǎng)能力。
擴頻通信的應用和可靠性
由于擴頻通信在可靠性和抗干擾性等方面具備了常規有線(xiàn)通信無(wú)法提供的優(yōu)勢,因此擴頻通信成為有關(guān)鍵事務(wù)通信需求的商業(yè)及工業(yè)機構組成專(zhuān)網(wǎng)的重要手段。近年來(lái),隨著(zhù)數據通信的迅速發(fā)展,比之于采用常規的有線(xiàn)基帶MODEM,擴頻通信提供了更高的速率和更遠的通信距離。因此電信機構和新興的ISP也大量采用高速擴頻通信技術(shù)實(shí)現數據網(wǎng)絡(luò )接入服務(wù)。
無(wú)線(xiàn)通信是一門(mén)奧妙而精微的科學(xué),不同擴頻技術(shù)實(shí)現本質(zhì)上有很大差別。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)MODEM,無(wú)線(xiàn)路由器,無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)等不同應用擴頻產(chǎn)品出現,只要仔細分析其實(shí)現原理和應用定位,我們就能夠更加有效的選擇合適的技術(shù),最終確保擴頻線(xiàn)路的高性能和高穩定性。否則既會(huì )導致通信可靠性的嚴重降低和實(shí)際吞吐量的成倍減少,甚至對有限而寶貴的頻率資源造成損害。