移动通信网络规划：多址技术

常见的多址技术有频分多址、时分多址、码分多址等。通过这部分内容的学习，了解多址接入的原理，即在无线通信环境中的电波覆盖区内，如何建立用户之间的无线信道的连接，从而对多址接入技术有一个全面深入的理解。

一、频分多址

当多个地球站共用卫星转发器时，如果根据配置的载波频率的不同来区分地球站的地址，这种多址联接方式就为频分多址。各地球站配置不同的频率，这种频率配置可以是预先固定指配的，也可以是按需分配的。

 

如图所示，频分多址的频谱分割原理是每个用户分配一个信道，即一对频谱，必须同时占用2个信道（2对频谱）才能实现双工通信；用户频道之间设置频道间隔，以免因系统的频率漂移造成频道间重叠，前向信道与反向信道之间设有保护频带，避免收发之间的干扰。

频分多址的优点：第一，技术成熟、稳定、容易实现且成本较低；第二，每路一个载频，每个频道只传一路话音；第三，连续传输。

它的缺点有：第一，基站需要相当多的共同设备；第二，频谱利用率较低，容量小、功率损耗大；第三，越区切换比较复杂，容易产生掉话，尤其是在基站集中发送多个频率的信号时，容易产生互调干扰。

二、时分多址

在一个宽带的无线载波上，把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干时隙，无论帧还是时隙都是互不重叠的，每个时隙就是一个通信信道，分配给一个用户使用，基站按时隙排列顺序发收信号，各移动台在指定的时隙内收发信号。

 

时分多址具有通信质量高、保密较好、系统容量大等优点，但它必须有精确的定时和同步以保证移动终端和基站间正常通信，技术上较复杂。

三、码分多址

码分多址也即CDMA，是在数字技术的分支即扩频通信技术的基础上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。

在码分多址(CDMA)通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分，而是用各自不同的编码序列来区分。 

 

下面我们来看CDMA的系统框图，它的原理是基于扩频技术，将需要传送的具有一定信号带宽远大于信号带宽的高速伪随机码调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去，接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号做相关处理，把带宽信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。

要有数量足够多、相关性足够好的地址码才能实现码分多址，同时必须用地址码对发射信号进行扩频调制，使传输信号所占频带极大地展宽；接收端必须要有与发送端地址码完全一致的本地地址码，这些都是实现码分多址的条件。

码分多址主要的特点是通信容量大，接续灵活方便；抗干扰、抗截获能力强；抗多径衰落，频谱利用率低，仅适于低速的数据传输，对窄带系统的干扰很小，有可能与其他系统共用频段等。

接下来我们对频分多址、时分多址、码分多址的特性进行概括对比，首先是三种多址技术的实现方式，分别要采用频分复用、时分复用、码分复用进行实现；第二是干扰问题，频分多址需克服的干扰比较多，时分多址抗干扰能力强，码分多址存在自身多址干扰的问题；第三是容量，频分多址的带宽利用率偏低，时分多址容量灵活性较大，码分多址系统容量大；第四是越区切换的问题，频分多址要实现越区切换较为困难和复杂，时分复用切换简单，码分复用可实现软切换。

四、多种技术的应用

无线通信系统必须同时向同一区域的用户提供服务，为了协调和保证多个用户的服务，需要采用多址技术。前四代蜂窝系统依赖于正交多址接入。第一代（1G）系统采用频分多址，比如高级移动电话系统；实现全球移动通信系统（GSM）的第二代（2G）系统主要使用时分多址，如美国数字蜂窝、日本数字蜂窝；实现通用移动通信系统系统的第三代（3G）系统依赖于码分多址（CDMA），如美国窄带扩频、WCDMA等；实现LTE的第四代（4G）系统采用正交频分多址接入。