本文是其中的一部分沟通系列:什么是差异：串行通信101
访问方法是多路复用技术，其在单个带宽有线或无线介质中向多个用户提供通信服务。通信通道，无论是无线频谱段还是电缆连接，都是昂贵的。通信服务提供商必须将多个付费用户与有限的资源相互作用以获取利润。访问方法允许许多用户共享这些有限渠道，以提供成功的通信业务所需的规模经量。有五种基本访问或多路复用方法：频分多址（FDMA），时分多址（TDMA），码分多址（CDMA），正交频分多址（OFDMA），以及空间划分多址（SDMA）．
表的内容
FDMA
FDMA是将一个通道或带宽划分为多个单独带的过程，每个频带都用于由单个用户使用(图1)．每个单独的频带或信道都足够宽，以适应要传播的传输的信号频谱。要传输的数据被调制到每个子载波上，所有这些子载波线性混合在一起。
最好的例子就是有线电视系统。这种媒体是一根同轴电缆，用于向家庭广播数百个频道的视频/音频节目。同轴电缆的有用带宽约为4兆赫兹到1兆赫兹。这个带宽被划分为6兆赫兹宽通道。最初，一个电视台或频道使用单一的6兆赫兹波段。但是随着数字技术的发展，由于压缩和多路复用技术在每个频道中使用，今天多个电视频道可能共享一个频带。
这种技术也用于光纤通信系统。一根光纤电缆有巨大的带宽，可以细分以提供FDMA。不同的数据或信息源被分配不同的光频率进行传输。光通常不是指频率，而是指波长(λ)。因此，光纤FDMA被称为波分多址(WDMA)或只是波分复用(WDM)。
一种较老的FDMA系统是最初的模拟电话系统，它使用一种频率多路复用技术将多个电话呼叫放在单线上。模拟的300-Hz到3400-Hz的语音信号被用来调制从60 kHz到108 kHz的12个信道的子载波。调制器/混频器产生单边带(SSB)信号，包括上边带和下边带。然后使用相同的调制方法，在312-kHz到552-kHz范围的子载波上进一步对这些子载波进行频率复用。在系统接收端，通过滤波器和解调器对信号进行分类和恢复。
原始航空航天遥测系统使用FDMA系统在单个无线电通道上容纳多个传感器数据。早期卫星系统通过FDMA共享4-GHz到6-GHz范围内的单个36-MHz带宽转发器，通过多种语音，视频或数据信号。如今，所有这些应用都使用TDMA数字技术。
TDMA
TDMA是一种数字技术，它将单个通道或频段分成时隙。每个时隙用于以顺序串行数据格式发送每个信号的一个字节或另一个数字段。该技术适用于慢的语音数据信号，但它对压缩视频和其他高速数据也很有用。
一个很好的例子就是广泛使用的T1传输系统，它在电信行业已经使用了多年。T1线路在一条线路上最多可承载24个个人语音电话(图2)．每个语音信号通常覆盖300赫兹到3000赫兹，并以8 khz的速率进行数字化，这仅比保留所有模拟内容所需的最高频率分量的2倍的最小奈奎斯特速率稍高一点。
数字化语音显示为以64 kHz速率发生的单独串行字节，并且这些字节的24个是交错的，产生一个T1数据帧。该帧以1.536-MHz速率（24乘64 kHz）发生，总共192位。添加单个同步位以进行时序目的，用于总数据速率为1.544 Mbits / s。在接收端，以64-kHz速率恢复各个语音字节，并通过再现模拟语音的数字到模拟转换器（DAC）。
基本的GSM(全球移动通信系统)蜂窝电话系统是基于tdma的。它将无线电频谱划分为200 khz的频段，然后使用时间分割技术将8个语音通话放到一个信道中。图3显示了GSM TDMA信号的一帧。8个时间段可以是语音信号，也可以是文本、邮件等数据。帧以270kbit /s速率传输，使用高斯最小移键(GMSK)，这是一种移频键控(FSK)调制形式。
CDMA
CDMA是另一种纯数字技术。它也称为扩频谱，因为它需要模拟信号的数字化版本，并在较低功率电平以更宽的带宽传播它。此方法也称为直接序列扩频（DSSS）（图4）．通过在XOR电路中处理串联数据形式的数字化和压缩语音信号以及以更高的频率的切屑信号进行扩展。在CDMA IS-95标准中，1.2288 Mbit / s的切屑信号将数字化压缩的声音分为13 kbits / s。
该芯片信号来自一个伪随机码生成器，该生成器为信道的每个用户分配一个唯一的代码。这个代码在1.25兆赫的带宽上传播语音信号。产生的信号处于低功率水平，看起来更像噪音。许多这样的信号可以同时占据同一信道。例如，使用64个唯一的芯片代码允许多达64个用户同时占用同一个1.25兆赫兹信道。在接收器上，相关电路找到并识别特定的呼叫者的代码并将其恢复。
第三代(3G)手机技术被称为宽带CDMA (WCDMA)，使用类似的方法，在5 mhz信道中压缩语音和3.84 mbit /s芯片代码，允许多个用户共享同一个频段。
OFDMA
OFDMA是长期演进（LTE）蜂窝系统中使用的访问技术，以在给定的带宽中容纳多个用户。正交频分复用（OFDM）是一种调制方法，其将信道划分为间隔的多个窄正交频带，以便它们不会彼此干扰。每个频段分为数百甚至数千个15 kHz宽的子载波。
要传输的数据被分成许多低速比特流并调制到子载波上。每个子信道数据流中的时隙用于打包要传输的数据（图5）．这种技术非常具有频谱效率，因此它提供了非常高的数据速率。受多径传播效应的影响较小。
SDMA.
SDMA使用物理分离方法，允许共享无线信道。例如，如果用户之间的距离足够远，以避免干扰，则可以同时使用单个信道。这种方法被称为频率复用，广泛应用于蜂窝无线电系统中。每个基站之间都有间隔，以减少干扰。
除了间距外，定向天线也用于避免干扰。大多数蜂窝基站使用三个天线来创建120°扇区，允许频率共享（图6A）．智能天线或自适应阵列等新技术使用动态波束形成技术，将信号收缩成可聚焦于特定用户的窄波束，而不包括其他所有用户（图6B）．
SDMA的一种独特变体，偏振分割多址(PDMA)，通过使用天线的不同极化来分离信号。两个不同的信号可以使用相同的频率，一个发射垂直极化信号，另一个发射水平极化信号。
这些信号不会相互干扰，即使它们在同一频率上，因为它们是正交的，天线不会对极性相反的信号作出响应。采用独立的垂直和水平接收天线来恢复两个正交信号。这种技术广泛应用于卫星系统。
在光纤系统中，偏振也用于多路复用。新的100gbit /s系统使用双偏振正交相移键控(DP-QPSK)在单光纤上实现高速。将高速数据分为两种较慢的数据流，一种采用垂直光偏振，另一种采用水平光偏振。偏振滤波器在发射端和接收端分离这两个信号，并将它们合并回高速流中。
其他方法
具有冲突检测功能的载波侦听多址访问(CSMA-CD)是一种独特且广泛应用的多址访问方法。这是以太网局域网(lan)中使用的经典接入方法。它允许网络中的多个用户访问一根电缆进行传输。所有网络节点都在持续监听。当它们想要发送数据时，它们首先侦听，如果线路上没有其他信号，它们就发送。例如，传输将是一个包或帧。然后重复这个过程。如果两个或多个传输同时发生，就会发生碰撞。网络接口电路可以检测到一个碰撞，然后节点将等待一个随机的时间重新发送。
这种方法的一种变体称为带冲突避免的载波侦听多址访问(CSMA-CA)。这种方法类似于CSMA-CD。然而，一种特殊的调度算法被用来确定在共享信道上传输的适当时间。CSMA-CD技术主要用于有线网络，而CSMA-CA是无线网络的首选方法。
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参考文献
- 夫兰泽尔,路易斯·E。电子通信系统原理3理查德·道金斯版本，麦格劳希尔，2008年。
- 杰里·D·吉布森，编辑通讯手册， CRC出版社，1997。
- Skylar，伯纳德，数字通信, 2nd普伦蒂斯霍尔出版社，2001年版。
- 韦恩,预先进的电子通信系统4钍普伦蒂斯霍尔出版社，1998年版。
