示时间，纵坐标表示频率。为获得高效的通信系统，如
何规划系统用户之间的资源分配，从而不造成时间/频
率块的浪费，使用户能以有效的方式共享资源是一个非
常重要的问题。
➢术语“多路复用”和“多址接入”是指CR的共享。多路复
用和多址接入的区别。
✓就“多路复用”而言，用户对CR共享的需求是固定的，
或者至多是缓慢变化的。资源已经预先分配；共享通常
（4.1）
其中K是一个非零常量。类似地，如果信号在频域中有如下关系，则它们 也是正交的。
（4.2）
其中函数Xi(f)是信号xi(t)的傅立叶变换。 ➢用式（4.1）所示的正交波形表征的信道化，称为时分复用或时分多址 （TDM/TDMA）；同样，由关系式（4.2）所示的正交频谱表征的信道 化，称为频分复用或频分多址（FDM/FDMA）。
第4讲 多路复用和多址接入
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多路复用与多址接入指导
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内容
• 通信资源的分配 • 多址通信系统及其结构 • 接入算法 • 国际通信卫星中使用的多址技术 • 局域网中的多址接入技术
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多路复用与多址接入指导
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➢通信资源描述了一个给定通信系统进行信号处理时所
能使用的时间和带宽。它可以用平面图表示，横坐标表
（4.3）
描述了混频器作用后的结果。
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4.1 通信资源的分配
图4.4a描述了一个典型的语 音电话信号x(t)（基带频率 范围为300-3400 Hz）和一 个20 kHz正弦波相混频的 过程。图4.4a描述了基带双 边振幅谱|X(f)|。混频器显 然不是线性设备。线性设 备的输出信号与输入信号 具有相同的频率成分，区 别仅是幅度和/或相位。
是发生在本地端点（例如一块电路板）内的一个过程。
✓但是“多址方式”通常包括资源的远程共享，比如卫星
通信时的情形。对于动态变化的多址接入方案而言，系
统控制器必须知道每个用户的CR需求；信息传输所需
时间也是系统开销的一部分，它决定了CR利用率的上
限。
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带之间的区域称为防护频带，其作用是减少相邻频道之间的干扰。那么怎样变
换基带信号使其占用一个高频带呢？可以用正弦波振荡器获得固定频率的信号， 对其进行外差或混频（也可称为调制）得到。
➢ 如果输入混频器的两个信号是频率为fA和fB正弦波，混频或相乘的结果将是 一个频率为fA-B和fA+B的信号。三角等式
这是对双边带频谱进行低通滤波的结果。这种边带有时称为反向边带，因为
4.1 通信资源的分配
频分复用/频分多址：频分复用电话
➢通信资源（CR）可用图4.3所示的频率-时间平面图描述。图中信道信道化的频 谱便是FDM或FDMA的一个例子。一个信号（或用户）的频带分配是长期或永 久的；CR可以同时提供多个频带分离的信号。第一个频带内的信号的频率范围 为f0与f1之间，第二个频带内的信号的频率范围为f2与f3之间，等等。各个分配频
✓1. 频分（FD）。分配频率的特定子带。 ✓ 2. 时分（TD）。识别周期循环的时隙。有些系统为用户分配固定的时隙；
而在另一些系统中，用户可随机访问资源。
✓3. 码分（CD）。分配一个正交或接近正交的扩频码本集中的特定成员（每
个都使用全部信道带宽）。
✓4. 空分（SD）或多波束频率再用。采用点波束天线通过指向不同的方向来
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4.1 通信资源的分配
FDMA
电话发展的初期，每一个电话中继器 （中继器互连市内各交换中心）都需 要一对单独的导线。随着通信服务需 求的增长，高架天线使得世界上所有 主要城市的天空都变灰暗了。二十世 纪初的一个主要进展就是频分复用 （FDM）电话，该技术使得在一根电 话线上能同时传输几个电话信号，从 而改变了电话的传输方式。
2006-08 图4.4 频分多路复用 多路复用与多东址接南入大指导学移动通信国家重点实验室 9
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4.1 通信资源的分配
频分复用/频分多址：频分复用电话
➢图4.4b描述了混频器输出端的单边幅度谱|X(f-f0)|。输出频谱作为等式（4.13） 描述的混频结果，是基带频谱的频率上移，其中心为20 kHz晶振频率。由于 信息出现在以调制频率为中心的左右两个频带，所以称这种频谱为双边带 （DSB）频谱。图4.4c给出了频率范围从16,600到19,700 Hz的下边带（LSB），
分离无线电信号。它允许同一频带的再利用。
✓5. 极分（PD）或双极化频率再用。使用正交极化来分离信号，其允许同一
频带的再使用。
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4.1 通信资ห้องสมุดไป่ตู้的分配
➢所有多路复用和多址方式方案的关键是，各种信号在共享通信资源时不会 在检测过程中产生难以处理的相互干扰。此类干扰的允许界限是，在一个 CR信道中的传输信号不能显著地增加另一个信道中传输信号的误码率。在 分离信道上传输的正交信号可以避免用户间的干扰。信号波形xi(t)，i = 1,2,…，若在时域中满足如下关系，则是正交的。
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图4.2 在电话发展的初期每个中继器 上需要一对导线
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4.1 通信资源的分配
频分复用/频分多址：频分复用电话
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图4.3 频分多路复用 多路复用与多东址接南入大指导学移动通信国家重点实验室 7
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4.1 通信资源的分配
➢提高通信资源的总数据速率有3种基本方法：第1种方法是提高发射机的有 效各向同性辐射功率（EIRP）或降低系统损耗，从而提高接收端的信噪比； 第2种方法是提供更多的信道带宽；第3种方法是更高效地分配CR，这是多址 通信技术的主要研究领域。对于卫星转发器，需要解决的问题是如何有效地 将固定的CR分配给大量的用户，这些用户之间以各种比特速率和占空比相互 传递数字信息。 ➢几种通信资源的基本分配方法：