无线通信系统有哪些

无线通信中多址方式有哪些
在现代通信技术日新月异的快速发展过程中，重新审视通信中的一些基本问题是必要的，而且是有益的。在现代通信中，多址技术是非常关键而重要的技术，因此有必要加以研究讨论，深入认识他们的特点和相互之间的关系。
现代通信中多址方式有4种：空分多址（SDMA）、频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。在这4种多址方式中，空分多址是最基本和最早被应用的多址方式，其次是频分多址，而时分多址和码分多址在应用中是以空分多址和频分多址方式为前提的。
1 4种多址方式
(1)空分多址方式这是最早广泛应用的复用方式。由于有线通信出现早于无线通信，而有线通信系统广义上均是SDMA方式的。绞线电缆、同轴电缆、光缆的应用都是SDMA方式的例子。在无线通信中，电磁频谱被开发利用的全部频带是有限的，但不同地域使用相同的这一共同被开发的频带，这是SDMA方式。任何蜂窝移动通信系统，都是每隔一定空间距离重复使用相同的频带；在卫星通信中不同方向的卫星天线波束使用了相同的频带；这些都是SDMA方式的例子。应用SDMA方式才使我们能够利用有限的频带满足通信容量无限发展的需求，使我们能无限多次地重复使用这一被开发的有限总带宽。可见，SDMA是一种最常见、最直观、最早被广泛应用的多址方式，也是最基本、最重要的多址方式。在4种多址方式中，其他3种方式都是在其基础上运用，因此SDMA在多址方式中是位于最高层次或者说是第一层。我们应充分认识SDMA的作用及其重要性，使通信系统和通信网络得到优化。
(2)频分多址方式同一空间的全部频率资源是有限的，同一空间所有系统和用户必然对这一共用的全部频带加以分割分配，使之在频率上不相重合，而形成同一空间，同一时间以不同的频率通信的方式，这就是FDMA方式。他是在SDMA的前提下，将全频带分成若干个子频带分配给不同的系统用户，每个系统对其所分的子频带，再进行FDMA、TDMA和CDMA方式的通信。因此，全频带的FDMA是次于SDMA第二层次的位置。其下是子带频的FDMA、TDMA、CDMA方式。
(3)时分多址方式TDMA方式是以FDMA为前提的。因为一般的通信系统不可能占用可以利用的全部频带，只能是占全部频带的一部分（子频带），完成同一空间、同一子频带中的不同时隙的时分多址方式的通信，所以在层次上TDMA应在FDMA层次之下的第3层。
(4)码分多址方式在同一空间中的某一子频带中的通信系统，除了可以使用FDMA和TDMA方式外，还可以在子频带内以CDMA方式工作。CDMA系统中的用户是在同一时间、同一频段以不同的扩频码来区别不同的用户。同样CDMA是在SDMA和全频带FDMA的前提下进行工作的，因此这种方式和子频带的FDMA、TDMA一样处于第3层。
2 4种方式的关系
综上所述，得到图1所示的4种多址方式的层次关系示意图。

图1中，最高层也就是第1层是SDMA方式，他是最基本的复用方式。在SDMA前提下的不同空间可享有相同可以利用的全部频带；FDMA方式是第2层，是将全频带进行分割分配的层次；第3层是在第2层分配的基础上，系统可按FDMA、TDMA、CDMA三种方式来进行在同一空间中、同一子频带中的多路无扰通信，这是第3层的情况。这一层的FDMA方式和上一层的FDMA方式不同，第2层是对可以利用的全频带进行分配，而第3层是对系统所分得的子频带进行细分。如果TDMA方式以及CDMA方式的系统能够占用全部可以利用的频带，那么TDMA方式和CDMA方式也可以上升为第2层而与全频带的FDMA并列。只有在这种情况下，4种多址方式的关系可变成图2所示的情况。这里第2层是FDMA、TDMA、CDMA方式并列，而第3层是在第2层FDMA方式下，子频带的FDMA，TDMA和CDMA方式，仍然是三层次的结构。
3不同多址方式混合的系统
同一通信系统中可使用单一的多址方式，也可以使用不同的方式。在同一系统中采用2种复用方式是常见的，最常见的无线通信与有线通信系统相互转接是SDMA和FDMA的混合使用例子。另一个例子是卫星通信中有时上行采用FDMA方式，而下行采用同一频带中的TDMA方式，这样上行FDMA方式可以避免系统由于全TDMA方式时为了精确的同步而带来的复杂性，而使系统简单经济，而下行TDMA方式可使发射末级功率器件尽限使用，以提高功率和效率，改善系统的性能指标；当然系统也可以采用收发分别是FDMA方式和TDMA方式；或收发分别是TDMA和CDMA方式；GSM是SDMA，FDMA和TDMA相结合的系统；而CDMA2000是SDMA，FDMA和CDMA互相组合的系统。根据实际情况采用不同的组合方式是有益的。

4 4种多址方式的系统特点
对于SDMA的系统，他是空间受限的。信号能量必须在限定的空间传播，而不能扩散到以外的空间，否则一方面是信息的能量丢失，另一方面会对其他空间造成干扰。因此，在SDMA中不同空间之间应有隔离带，没有隔离带的交界区域应按其他的复用方式加以区别。所以SDMA系统是空间受限的系统。
对于FDMA的系统，他是频率受限的。因为一个系统或系统内的一个用户，被指定在某一确定的频带内进行通信，超出了这一频率范围就会对其他的系统造成干扰，相邻系统之间及相邻用户之间应有保护带。所以他是频带受限或频率受限的系统。
对于TDMA的系统，他是时间受限的。TDMA系统中每个用户工作在系统频带内的某一个确定时隙上，超越了这个时隙即超前、滞后或延长时间间隔都会对其他的系统或用户产生干扰，相邻时隙间应有保护带。所以他是时间受限系统。
对于CDMA的系统，他是功率受限的。由于CDMA系统中的所有用户是在同一空间、同一频带、同一时间以不同的扩频码进行的扩频通信，所以他是一种自干扰系统，要求各用户发送的信号到达同一接收机的功率是某一相同的水平，才能保证系统内部干扰和外部干扰存在的情况下完成解调，若某个或某些用户发送的信号到达同一接收机的功率水平提高，则可能对其他用户发送到该接收机的信号造成超过干扰容限水平，造成其他用户信号在接收端由于信杂比下降而不能正常接收解调，因此必须对系统内的各用户的发射功率作出限制，所以他是一种功率受限的系统。
5结语
SDMA，FDMA，TDMA和CDMA是现代通信中4种多址方式，他们分别是空间受限、频率受限、时间受限和功率受限的。SDMA是最基本、最重要、最早应用的多址方式，也是最常见、最简单、最易实现和最直观的方式，无疑他的应用是广泛的；SDMA的作用使他处于这4种多址方式的第1层的位置。FDMA一般处于第2层的位置；而FDMA，TDMA和CDMA在全频段FDMA方式下并列于第3层。随着技术的发展，TDMA和CDMA有可能上升到第2层而与FDMA相并列；而在FDMA第二层之下是FDMA，TDMA和CDMA并列的第3层次。
认识多址方式特点和相互关系是指导优化通信系统和通信网络的基本出发点。

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