DMA = Division Multiple access

FDMA

频分多址(Frequency Division Multiple access),它也是最为经典的一种多址接入方式。最熟悉的例子:收音机。
平时,我们在收听无线电广播的时候,如果需要收听不同电台就需要将频率调到对应的电台上。这里实际上就是利用了一种频分复用(Frequency Division Multiplexing:FDM)的技术,不同电台的信号分别从不同频率的电磁波上传输,他们之间不会相互干扰,因此,我们就可以根据自己的需要进行收听.
FDMA实际上就是基于这种FDM技术实现,它通过将频带资源进行分割,产生若干个子频段,每路信号占用一个频段,从而形成若干个子信道,以供不同的用户使用。信号在分割的频率的各个子信道上相互不重叠,为了防止相邻用户之间频段的干扰,还需要留有一定的保护间隔频段。
DMA多址接入技术 - 图1

TDMA

进入数字通信时代,诞生了新的多址接入技术——时分多址(Time Division Multiple Access),与FDMA明显的区别是,它是在时间维度上将时间分割成具有周期性的帧,再把每一帧分成若干个时隙,而每个用户就可以占用不同的时隙进行通信。这样就可以实现多个用户在不同的时间段里进行通信。在这种方式下,在相同的信道数情况下,相比于FDMA能够容纳更多的用户。
DMA多址接入技术 - 图2
在FDMA的通信系统中,一般采用FDD的双工方式;而在TDMA的通信系统中,一般有两种双工方式可以选择:频分双工(FDD)和时分双工(TDD)。TDD上下行使用相同的频段,而FDD上行和下行频段不同。

  • 在TDD方式下,基站只有在下行时隙发射信号,移动台只有在上行时隙发射信号。
  • FDD方式是在下行频段发信号,在上行频段收信号。

DMA多址接入技术 - 图3

CDMA

码分多址(Code Division Multiple Access)的原理是对不同用户通过使用互不相同、互相正交的地址码分别调制不同用户的信号数据并将其发送出去。而在接收信号的时候,也同样根据地址码的正交性,通过对地址的码的相关性检测,从不同的信号中选出相应的信号
DMA多址接入技术 - 图4
显而易见,这样不同的用户就可以在同样的时间和同样的频率上进行通信,其系统容量也将大幅度提高。理论上,CDMA系统的系统容量可以达到FDMA系统的20倍左右,是TDMA系统的5倍左右。这在当时,3G系统中的三大主流标准也都以CDMA作为基础。

形象解释三种接入方式

了更好的理解CDMA我们可以通过宴会上人和人之间进行交流的例子来形象的解释。对TDMA系统来说,大家都在一个房间里,每个人能只能说话五分钟,然后下个人再说五分钟….直到所有人说完再从第一个人开始新一次的循环。对于FDMA系统,分别把大家分到不同的房间里,每个房间的人互相进行交流。在上面的这两种场景来说,只有有人从房间退出,才能有新的人加入。而对于CDMA系统,大家在同一个房间里使用不同的语言进行交流,A同学可以使用英文,B同学可以使用日文,C同学可以使用中文,如果你听得懂某个人说的话,其他人的话语言听不懂也就当作噪声过滤掉了,大家说话互不干扰,在房间容量足够的情况下,大家也就可以随时进入房间交流了。
DMA多址接入技术 - 图5

OFDMA

正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access),是将传输带宽划分成正交的一系列子载波集,将不同的子载波集分配给不同的用户。通过给不同用户分配不同的子载波,实现了多址方式,用户之间满足正交,在理想的同步条件下,用户之间没有相互干扰。OFDMA是TDMA、FDMA的综合应用,它也是4G以及5G系统主要采用的多址技术
DMA多址接入技术 - 图6
与FDMA方式类似,它们都会对传输频带进行划分。不过,不同的是FDMA不同用户的信号在不同的频段上传输时,不同频段之间需要有保护间隔;而OFDMA通过分配相互正交的子载波可以使不同用户相互重叠并同时传输信号,这种方式明显大大提高频率的利用效率,它是将资源粒度分配的更小,还可以在时间上进行分割,通过不同的子载波集使其无线系统更加灵活。

SDMA

空分多址(Space Division Multiple Access),既将空间分割成不同的区域,在空间上形成不同的信道。它是利用阵列天线,产生不同的用户方向的波束,各个波束的信号在空间上不重叠,这样就可以实现区分不同用户的目的。由于利用空间进行划分,所以它也可以充分的利用频率资源。
DMA多址接入技术 - 图7