移动通信多址接入技术：FDMA、TDMA与CDMA容量比较

"本文讨论了移动通信中四种主要的多址接入技术——FDMA(频分多址)、TDMA(时分多址)、CDMA(码分多址)和SDMA(空分多址)，并深入比较了它们的系统容量。" 移动通信中的多址接入技术是实现多个用户在同一频段内同时通信的关键技术，它涉及到系统容量、频谱利用率和复杂性。其中，FDMA、TDMA、CDMA和SDMA是四种常见的多址方式。 1. **FDMA(频分多址)** FDMA基于频率资源的分配，将总的频谱带宽划分为多个不重叠的子频段或频道，每个用户占用一个频道进行通信。例如，模拟TACS系统中，系统总频段带宽为1.25MHz，频道间隔为25kHz，因此可以提供50个频道。在一个簇内如果有7个小区，那么每个小区的系统容量为7.1信道。FDMA的优点在于实现简单，但缺点是频率利用率不高，且容易受到同频干扰。 2. **TDMA(时分多址)** TDMA则是通过时间分割来实现多址，每个用户在指定的时间段内独占整个频带。这种方式提高了频谱利用率，因为同一频率可以在不同时间分配给多个用户。然而，TDMA系统需要精确的同步，以确保不同用户的数据在正确的时间发送和接收。此外，由于上下行链路可能在不同的时隙交替传送，因此需要考虑同步问题和收发切换的时间。 3. **CDMA(码分多址)** CDMA利用不同的伪随机码序列来区分不同的用户，所有用户在同一时间和频率上发送数据，通过码型划分实现多址。CDMA具有较高的频谱利用率和抗干扰能力，但系统复杂度较高，需要处理多径衰落和多用户干扰。 4. **SDMA(空分多址)** SDMA利用空间位置的不同来区分用户，每个用户可以通过指向特定方向的天线接收和发送信号。这种方式可以提高频谱效率，减少干扰，但需要更复杂的天线系统和定位技术。 系统容量是衡量多址技术性能的重要指标，它取决于频谱利用率、信道编码效率、干扰抑制能力等因素。FDMA的系统容量受限于频道数量，而TDMA和CDMA可以通过增加时隙或码片数来提高容量。CDMA尤其在处理多用户干扰方面有优势，理论上可支持无限数量的用户，但实际中会受到功率控制和多用户干扰消除策略的限制。 理解这些多址技术的基本概念和特性对于设计和优化移动通信系统至关重要，尤其是在频谱资源日益紧张的今天，选择合适的多址方式对于提升系统容量和用户体验有着决定性的影响。