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思考這樣一個(gè)問(wèn)題，同一個(gè)基站(信號(hào)塔)覆蓋范圍內(nèi)，大家都在玩手機(jī)，那么這個(gè)基站是如何區(qū)分不同手機(jī)信號(hào)呢？怎么區(qū)別這是張三女朋友電話，還是李四的追??？

頻率主要內(nèi)容有：

頻率資源

FDMA

TDMA

GSM 的多址技術(shù)

多址技術(shù)(Multiple Access)

我們知道，大自然中從無(wú)線電、自然可見(jiàn)光線到 X 射線，都有一定的頻率范圍。先從一個(gè)基本的公式說(shuō)起：

光速=波長(zhǎng)*頻率，光速值是固定的，所以頻率越高，波長(zhǎng)越短。

想想同學(xué)們身邊的通信技術(shù)，要么通過(guò)有線，要么通過(guò)無(wú)線傳播，即有線通信與無(wú)線通信。通過(guò)有線傳輸，自然不必多說(shuō)。平時(shí)上網(wǎng)用的網(wǎng)線，叫做雙絞線，就是一種常見(jiàn)的有線傳輸介質(zhì)，現(xiàn)在的 5 類雙絞線傳輸速率可以達(dá)到 100Mbps。

如果把有線介質(zhì)換成光纖，在實(shí)驗(yàn)室里面測(cè)試，單模光纖最大速率可以達(dá)到 26Tbps，這是我們網(wǎng)線速率的將近 3 萬(wàn)倍。

我們的平常所說(shuō)的無(wú)線通信，實(shí)際上是指利用電磁波進(jìn)行通信。

電磁波的頻率有大有小，比如說(shuō)頻率高的 Gamma 射線，具有殺死細(xì)胞的能力，用于醫(yī)療。而我們用于無(wú)線通信的頻率，從圖 5 可以看出，主要集中在微波 Microwave 和無(wú)線 Radio wave 波段。

頻率資源非常有限，無(wú)線通信領(lǐng)域內(nèi)，多個(gè)用戶同時(shí)通過(guò)一個(gè)基站和其他用戶進(jìn)行通信時(shí)，很明顯為了不相互之間“干擾”，有必要對(duì)不同的用戶的進(jìn)行區(qū)分？怎么區(qū)分呢？

通過(guò)頻率、時(shí)間和碼來(lái)區(qū)分。

頻率區(qū)分就是 FDMA(frequency division multiple access)，Access 不是地址，而是接入的意思。通過(guò)頻率 frequency，區(qū)分 division，多個(gè)用戶 multiple，接入 access 網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。

時(shí)間區(qū)分就是 TDMA，碼區(qū)分就是 CDMA，還有 4G/5G 使用的 OFDMA 技術(shù)。

這些都是成熟的多址技術(shù)。多址技術(shù)在無(wú)線通信領(lǐng)域中異常重要，我們的移動(dòng)通信的第一代技術(shù) 1G，使用的是 FDMA 技術(shù)，2G 使用了 TDMA 技術(shù)，3G 時(shí)代使用 了 CDMA 技術(shù)，4G 時(shí)代使用了 OFDMA 技術(shù)。

FDMA

頻分多址技術(shù)，就是給小王同學(xué)、小李同學(xué)分配不同的通信頻率，比如圖 7 中所示。小李同學(xué)使用頻率 2，小王同學(xué)使用頻率 1。這樣小王和小李，就可以在同一時(shí)間段一起通信了，互相不干擾。

普遍的說(shuō)，不同的用戶，占用不同的頻率段，這些頻率段互相不影響，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶同時(shí)接入網(wǎng)絡(luò)。正如車道一樣，你走你的，我走我的。

在實(shí)際的衛(wèi)星 CBAND 通信中，總帶寬為 500MHZ，就是說(shuō)總共能給使用的帶寬是 500M，然后我們把它進(jìn)行切割，分成 24 個(gè)小塊，或者叫做 24 個(gè)信道 CHannel，每個(gè)信道的帶寬為 40MHz(36MHz 可用的，預(yù)留 4MHz 作為相鄰兩個(gè)信道的過(guò)度保護(hù)帶)。這樣可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)滿足 24 位用戶通信。

TDMA

時(shí)分多址 Time Division Multiple Access，顧名思義，就是切割時(shí)間。文章前面也說(shuō)了，頻率資源是有限的，在這有限的頻率資源內(nèi)，我們必須盡可能的提高它的利用率。

而且，為了獲得高傳輸速率，盡可能的要用大帶寬。

如果同樣的一段頻率，小王同學(xué)和小李同學(xué)都在同一時(shí)間去使用，必然會(huì)相互之間干擾。那么簡(jiǎn)單?。恐灰跁r(shí)間上劃分不就可以了，小王同學(xué)你晚上用，小李同學(xué)你早上用。雖然都是用同一段頻譜，但是時(shí)間不一樣，也可以實(shí)現(xiàn)相互不影響。

這就是 TDMA 的思想。圖 10 中，一段 2.5KHz 的頻譜，有兩個(gè)用戶在使用，這兩個(gè)用戶都完全占用了這段頻率，只是在時(shí)間軸上按照 1-2-1-2 這樣的順序，輪流“坐莊”。 

我們一般把時(shí)間上劃分的小塊，叫做時(shí)隙 Slot。

CDMA 與 OFDMA 多址方式相對(duì)比較復(fù)雜，將單獨(dú)介紹。

在通信系統(tǒng)中，經(jīng)常是多種多址方式組合在一起，時(shí)間軸上劃分時(shí)隙，同時(shí)頻率軸上也進(jìn)行劃分，這樣實(shí)現(xiàn)了更多的用戶同時(shí)接入，提升了網(wǎng)絡(luò)容量。

比如說(shuō)我們的 GSM 通信技術(shù)，就是使用了 TDMA+FDMA 結(jié)合，總共有 25MHz 的帶寬，劃分成 124 個(gè)小塊，每個(gè)小塊頻率范圍是 200KHz。對(duì)應(yīng)在時(shí)間軸上，每個(gè) 200KHz 對(duì)應(yīng) 8 個(gè)時(shí)隙。

可以這樣粗略的推斷，GSM 的一個(gè) 200Khz 載波上，可以同時(shí)準(zhǔn)許 8 個(gè)用戶電話。實(shí)際的 GSM 系統(tǒng)是，還要預(yù)留部分信道用于傳輸控制信令，再考慮 HR 半速率，實(shí)際的系統(tǒng)中用戶數(shù)會(huì)有變化。