多址连接通信系统

多址技术是指把处于不同地点的多个用户接入一个公共传输媒质，实现各用户之间通信的技术。多址技术多用于无线通信。多址技术又称为"多址连接"技术。下面以卫星通信为例说明频分多址、时分多址和码分多址的概念。

多址技术分为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、空分多址(SDMA)。频分多址是以不同的频率信道实现通信。时分多址是以不同时隙实现通信。码分多址是以不同的代码序列来实现通信的。空分多址是以不同方位信息实现多址通信的。目前，人们对正交变扩频因子码(OVSF)进行了广泛研究，希望彻底解决其生成方法、可用数目和复用等问题;同时对CDMA/PRMA多址协议也给予了极大关注被视作传统分组预约多址(PRMA)初议的扩展。3G系统中多址技术包括CDMA系统中地址码和各种多址协议两方面研究，对扩频码的选择也就变得很重要。

1.频分多址(FDMA)技术

是让不同的地球通信站占用不同频率的信道进行通信。因为各个用户使用着不同频率的信道，所以相互没有干扰。早期的移动通信就是采用这个技术。

2.时分多址(TDMA)技术

这种多址技术是让若干个地球站共同使用一个信道。但是占用的时间不同，所以相互之间不会干扰。显然，在相同信道数的情况下，采用时分多址要比频分多址能容纳更多的用户。现在的移动通信系统多数用这种多址技术。

3.码分多址(CDMA)技术

这种多址技术也是多个地球站共同使用一个信道。但是每个地球站都被分配有一个独特的"码序列"，与所有别的"码序列"都不相同，所以各个用户相互之间也没有干扰。因为是靠不同的"码序列"来区分不同的地球站，所以叫做"码分多址"。采用CDMA技术可以比时分多址方式容纳更多的用户。这种技术比较复杂，但现在已经为不少移动通信系统所采用。在第三代移动通信系统中，也采用宽带码分多址技术。

除了上述3种多址技术之外，还有一种叫做"空分多址"的技术。

4.空分多址(SDMA)技术

是利用空间分割来构成不同信道的技术。举例来说，在一个卫星上使用多个天线，各个天线的波束分别射向地球表面的不同区域。这样，地面上不同区域的地球站即使在同一时间使用相同的频率进行通信，也不会彼此形成干扰。

空分多址是一种信道增容的方式，可以实现频率的重复使用，有利于充分利用频率资源。空分多址还可以与其它多址方式相互兼容，从而实现组合的多址技术，例如"空分-码分多址(SD-CDMA)"。

在工程上，多址通信也称为点对多点通信。点对点通信(一个地点的通信设备只与另外一个指定地点的通信设备相联接)是多址通信的简单特例。按照信号的参量，多址通信的具体联接方式可以分为频分多址、时分多址、码分多址和空分多址等不同方式。频分多址的特点是给不同的地址分配不同的频率;时分多址的特点是给不同的地址分配不同的时隙位置;码分多址是给不同地址分配不同的码型;空分多址则是给不同地址分配不同的传输方位(空间)。

多址通信系统的关键问题，是既要使各用户能实时地使用信道，又要最大限度地提高信道利用率。多址通信技术的主要内容包括信道分配和信道复用。

信道分配给各用户使用，其主要分配方式有固定分配、按需分配和随机占用三种方式。①固定分配(亦称预分配):把公共信道分成为若干子信道，任何两个站之间通信时要占用预先分配给它们的固定子信道，分配好后不再变更。用这种方式通信时不需要附加控制和调度信道，因而设备简单。但是，各信道的容量固定、不能增减，特别是当某站分得的信道空闲不用时，其他台站不能利用它，因此信道利用率低。②按需分配:按照需要和业务变动情况，随时把信道合理地分配给用户使用。多数这类系统设有一中心站集中控制信道分配。当某用户需要通信时,它先与中心站联系,中心站根据当时情况给通信双方安排信道。有些系统采用分散控制方式，这时上述中心站的功能分别由各用户自己实现。采用按需分配方式，虽然系统设备复杂，但信道利用率高。③随机占用(亦称争用):它没有信道控制系统，当用户需要通信时可按一定的规程随机占用信道。这种方式适用于各用户通信量较小的情况。当系统中同时工作的用户过多时，会造成较大的互相干扰甚至失效，因而信道利用率低。

主要方式有:频分多址、时分多址、码分多址、空分多址和极化分割等。

频分多址

各站发出的信号在指定频带内互不重叠地排列，共同使用一个射频信道。这种方式在卫星通信和地面通信中使用得最多。它的优点是设备比较简单，技术比较成熟。采用预分配方式的频分多址通信最适用于对信道需要量变化不大的大容量通信干线。当采用按需分配信道时，根据需要,每个站可使用不同的载频,占用不同的频带。频分方式的缺点是不同载频的多个信号同时在一个信道中传输时，由于信道非线性(如卫星转发器的非线性)产生的互调干扰，会导致信道的功率和频带利用率降低。

时分多址

信道按时隙顺序分配给不同的用户。各站信号都使用相同的载频，而在每瞬时只有一个站的信号在信道中传输。时分多址方式的优点是可以充分利用信道的功率和频带。其缺点是要求各站信号在时间上保持严格的同步，因而各站需要有复杂的同步设备。随着数字集成电路技术的发展，时分多址将在多址技术中占据越来越重要的地位。

码分多址

主要包括时频编码和扩频多址两种形式。①时频编码:各个用户发出的每个信息码元都由一组射频脉冲传输。这些射频脉冲之间的时间间隔和载频有约定的规律。各站根据其约定不同，可以实现多址通信。这种系统可容纳同时工作的用户数由射频脉冲的时隙数、载频数和约定方式等因素决定。由于信道分配采用随机占用方式，所以它主要用于移动无线通信网。②扩频多址:各站使用扩展频谱信号(见扩频通信)互相通信。它们同时占用同一频段。收信端根据信号采用的特定扩频方式(如地址码)来识别需要接收的信号。而对收到的其他信号有很强的抑制能力，所以尽管各信号同时被接收机接收，但解调器能排除无用信号的干扰，解调出需要的信号。

空分多址

利用不同空间的线路实现多址通信。例如，在地面线路中使用同一根电缆中的不同线对，在一颗卫星上产生不同指向的多个天线波束来分别供各站使用。各站可以同时使用相同频率通信,不会互相干扰(即频率再用)。通常,这种系统需要有控制设备，用以编排在各线路上传输的信号。

极化分割

使两个站的信号极化方向不同(如互相正交)。这样，两个信号可以使用同一频率但没有相互干扰。这种方法主要用在卫星通信中。

各种多址技术与多路复用、交换技术等通信技术相互配合，已成为有效利用信道的关键措施。