无线通信 - 多址接入
多址接入方案用于允许许多移动用户同时共享有限的无线频谱资源。
多址接入技术
在无线通信系统中，通常希望允许用户同时从移动台向基站发送信息，同时接收从基站到移动台的信息。
蜂窝系统将任何给定区域划分为小区，其中每个小区中的移动单元与基站通信。蜂窝系统设计的目标是提高信道容量，即在给定的带宽内以足够的质量服务水平处理尽可能多的呼叫。
有多种不同的方法允许访问信道。主要包括以下几种：
- 频分多址 (FDMA)
- 时分多址 (TDMA)
- 码分多址 (CDMA)
- 空分多址 (SDMA)
根据可用带宽如何分配给用户，这些技术可以分为窄带和宽带系统。
窄带系统
使用远窄于相干带宽的信道的系统称为窄带系统。窄带 TDMA 允许用户使用相同的信道，但为信道上的每个用户分配一个唯一的时间槽，从而在时间上将少量用户分隔在单个信道上。
宽带系统
在宽带系统中，单个信道的传输带宽远大于信道的相干带宽。因此，多径衰落不会很大程度上影响宽带信道内的接收信号，并且频率选择性衰落仅发生在信号带宽的一小部分。
频分多址 (FDMA)
FDMA 是先进移动电话服务的基本技术。FDMA 的特点如下。
- FDMA 为每个不同的用户分配不同的频带子信道来访问网络。
- 如果 FDMA 未使用，则信道保持空闲状态，而不是分配给其他用户。
- FDMA 在窄带系统中实现，它比 TDMA 更简单。
- 此处进行严格滤波以减少邻道干扰。
- 在 FDMA 中，基站 (BS) 和移动台 (MS) 同时连续地进行收发。
时分多址 (TDMA)
在不需要连续传输的情况下，使用 TDMA 代替 FDMA。TDMA 的特点包括以下几点。
- TDMA 将单个载波频率与多个用户共享，每个用户使用不重叠的时间槽。
- TDMA 中的数据传输不是连续的，而是以突发方式进行。因此，切换过程更简单。
- TDMA 使用不同的时间槽进行收发，因此不需要双工器。
- TDMA 的一个优点是可以为不同的用户分配不同数量的每帧时间槽。
- 可以通过根据优先级连接或重新分配时间槽来按需提供带宽。
码分多址 (CDMA)
码分多址技术是一种多址接入的例子，其中多个发射机使用单个信道同时发送信息。其特点如下。
- 在 CDMA 中，每个用户使用完整的可用频谱，而不是分配单独的频率。
- CDMA 非常推荐用于语音和数据通信。
- 当多个码占用相同的信道时，在 CDMA 中，具有相同码的用户可以相互通信。
- CDMA 提供比 TDMA 更大的空中容量。
- CDMA 很好地处理了基站之间的切换。
空分多址 (SDMA)
空分多址或空间分多址是一种利用 MIMO（多输入多输出）架构的技术，主要用于无线和卫星通信。它具有以下特点。
- 所有用户可以使用相同的信道同时通信。
- SDMA 完全没有干扰。
- 单个卫星可以与更多相同频率的卫星接收器通信。
- 使用定向点波束天线，因此 SDMA 中的基站可以跟踪移动用户。
- 控制每个用户的空间辐射能量。
扩频多址
扩频多址 (SSMA) 使用其传输带宽大小大于最小所需射频带宽的信号。
主要有两种扩频多址技术：
- 跳频扩频 (FHSS)
- 直接序列扩频 (DSSS)
跳频扩频 (FHSS)
这是一种数字多址系统，其中各个用户的载波频率以伪随机方式在一个宽带信道内变化。数字数据被分成大小均匀的突发，然后在不同的载波频率上传输。
直接序列扩频 (DSSS)
这是 CDMA 最常用的技术。在 DS-SS 中，消息信号乘以伪随机噪声码。每个用户都被赋予他自己的码字，该码字与其他用户的码字正交，为了检测用户，接收机必须知道发射机使用的码字。
组合序列，称为混合序列，也用作另一种扩频技术。跳时也是另一种很少提及的类型。
由于许多用户可以共享相同的扩频带宽而不会相互干扰，因此扩频系统在多用户环境中变得带宽效率高。