基站是如何区分不同手机信号的呢时分与频分多址威廉希尔官方网站 详细介绍

思考这样一个问题，同一个基站(信号塔)覆盖范围内，大家都在玩手机，那么这个基站是如何区分不同手机信号呢？怎么区别这是张三女朋友电话，还是李四的追剧？

图1 不同用户同时接入网络

本文将从频率开始介绍，逐步过渡多频分与时分多址威廉希尔官方网站 。主要内容有：

频率资源

FDMA

TDMA

GSM的多址威廉希尔官方网站

多址威廉希尔官方网站 (Multiple Access)

我们知道，大自然中从无线电、自然可见光线到X射线，都有一定的频率范围。先从一个基本的公式说起：

图2 频率与波长公式

光速=波长*频率，光速值是固定的，所以频率越高，波长越短。

想想同学们身边的通信威廉希尔官方网站 ，要么通过有线，要么通过无线传播，即有线通信与无线通信。通过有线传输，自然不必多说。平时上网用的网线，叫做双绞线，就是一种常见的有线传输介质，现在的5类双绞线传输速率可以达到100Mbps。

图3 有线与无线通信

如果把有线介质换成光纤，在实验室里面测试，单模光纤最大速率可以达到26Tbps，这是我们网线速率的将近3万倍。

图4 光纤，尾纤

我们的平常所说的无线通信，实际上是指利用电磁波进行通信。

电磁波的频率有大有小，比如说频率高的Gamma射线，具有杀死细胞的能力，用于医疗。而我们用于无线通信的频率，从图5可以看出，主要集中在微波Microwave和无线Radio wave波段。

频率资源非常有限。

图5 频率谱

在无线通信领域内，多个用户同时通过一个基站和其他用户进行通信时，很明显为了不相互之间“干扰”，有必要对不同的用户的进行区分？怎么区分呢？

通过频率、时间和码来区分。

频率区分就是FDMA(frequency division multiple access)，Access不是地址，而是接入的意思。通过频率frequency，区分division，多个用户multiple，接入access网络的威廉希尔官方网站 。

时间区分就是TDMA，码区分就是CDMA，还有4G/5G使用的OFDMA威廉希尔官方网站 。

这些都是成熟的多址威廉希尔官方网站 。多址威廉希尔官方网站 在无线通信领域中异常重要，我们的移动通信的第一代威廉希尔官方网站 1G，使用的是FDMA威廉希尔官方网站 ，2G使用了TDMA威廉希尔官方网站 ，3G时代使用 了CDMA威廉希尔官方网站 ，4G时代使用了OFDMA威廉希尔官方网站 。

图6 1G-5G通信威廉希尔官方网站

FDMA

频分多址威廉希尔官方网站 ，就是给小王同学、小李同学分配不同的通信频率，比如图7中所示。小李同学使用频率2，小王同学使用频率1。这样小王和小李，就可以在同一时间段一起通信了，互相不干扰。

图7 频分多址威廉希尔官方网站

普遍的说，不同的用户，占用不同的频率段，这些频率段互相不影响，可以实现多个用户同时接入网络。正如车道一样，你走你的，我走我的。

图8 不同用户使用不同的频率

在实际的卫星CBAND通信中，总带宽为500MHZ，就是说总共能给使用的带宽是500M，然后我们把它进行切割，分成24个小块，或者叫做24个信道CHannel，每个信道的带宽为40MHz(36MHz可用的，预留4MHz作为相邻两个信道的过度保护带)。这样可以实现同时满足24位用户通信。

图9 卫星CBAND

TDMA

时分多址Time Division Multiple Access，顾名思义，就是切割时间。文章前面也说了，频率资源是有限的，在这有限的频率资源内，我们必须尽可能的提高它的利用率。

而且，为了获得高传输速率，尽可能的要用大带宽。

如果同样的一段频率，小王同学和小李同学都在同一时间去使用，必然会相互之间干扰。那么简单啊？只要在时间上划分不就可以了，小王同学你晚上用，小李同学你早上用。虽然都是用同一段频谱，但是时间不一样，也可以实现相互不影响。

这就是TDMA的思想。图10中，一段2.5KHz的频谱，有两个用户在使用，这两个用户都完全占用了这段频率，只是在时间轴上按照1-2-1-2这样的顺序，轮流“坐庄”。

图10 TDMA

我们一般把时间上划分的小块，叫做时隙Slot。

总结

CDMA与OFDMA多址方式相对比较复杂，将单独介绍。

在通信系统中，经常是多种多址方式组合在一起，时间轴上划分时隙，同时频率轴上也进行划分，这样实现了更多的用户同时接入，提升了网络容量。

比如说我们的GSM通信威廉希尔官方网站 ，就是使用了TDMA+FDMA结合，总共有25MHz的带宽，划分成124个小块，每个小块频率范围是200KHz。对应在时间轴上，每个200KHz对应8个时隙。

图11 GSM频率与时隙划分

可以这样粗略的推断，GSM的一个200Khz载波上，可以同时准许8个用户电话。实际的GSM系统是，还要预留部分信道用于传输控制信令，再考虑HR半速率，实际的系统中用户数会有变化。

补充：

同学们可能也经常听说“复用”的概念，复用和多址如果不是很较真的，初学者可以认为是一个意思，就是在资源有限的情况下，如何高效利用资源。如果硬是要区别，多址肯定要复用，不同的用户肯定先要占用不同的资源，才能区分；但是复用不一定要多址，因为我一个用户同时占用多个资源，这也叫资源复用。