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多址方式又叫多址接入方式或多址技术#xff0c;是指在一个网络#xff08;如移动通信的小区、无线局域网#xff09;中#xff0c;当多个用户接入网络时#xff0c;解决如何高效地共享一个无线资源#xff08;时间/频率/空间/载波#xff09;的技术。 …什么是多址方式
多址方式又叫多址接入方式或多址技术是指在一个网络如移动通信的小区、无线局域网中当多个用户接入网络时解决如何高效地共享一个无线资源时间/频率/空间/载波的技术。
通俗地说当多个用户共享一个无线资源时按照时间、频率、空间、编码、子载波等进行划分从而使不同用户在不同的分割下使用接入该资源进行通信。占用不同的分割资源就像拥有不同的地址而同一资源可以有多个地址因此称为多址接入。
有哪些多址方式
多址方式大致上分为两类正交多址Orthogonal Multiple AccessOMA即用户之间不存在干扰非正交多址NOMA每个用户的信号可能和其他用户相干扰。
在5G第五代移动通信之前的多址方式都属于正交多址。随着移动通信的不断演进传统正交多址技术已经无法满足要求因此5G开始采用非正交多址技术。5G有三大应用场景这么广泛的应用场景采用一种固定的多址方式是不现实的这就要求5G采用多种多址方式为系统提供灵活性和扩展性。下面介绍各种多址方式。
FDMAFrequency Division Multiple Access中文名为频分多址不同用户采用不同的频率信道进行通信从而区分不同用户。TDMATime Division Multiple Access中文名为时分多址不同用户在不同的时间时隙进行通信从而区分不同用户。比如GSM的信道分成8个时隙轮流使用每个时间点上只有1个用户使用。CDMACode Division Multiple Access中文名为码分多址不同用户采用不同的编码序列伪随机码进行扩频。SDMASpace Division Multiple Access中文名为空分多址不同用户采用不同的空间信道定向天线波束从而区分不同用户。OFDMAOrthogonal Frequency Division Multiple Access中文名为正交频分多址它是从OFDM信道调制技术演变而来的。OFDM是一种多载波调制技术它把一个信道分为若干个正交的子载波每个子载波就是一个子信道而OFDMA是把若干子信道组成的载波集分配给不同用户的一种多址技术。CSMA/CACarrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance中文名为“带有冲突避免的载波监听多用户接入”广义上来说CSMA/CA也属于TDMA技术。CSMA/CA的原理在发送数据前先监听链路信道如空闲没有其他用户占用则立即发送边发送边监听如果检测到冲突则立即停止发送随机等待一段时间后再尝试。通俗地概括为先听后说边听边说冲突不说随机重说。NOMANon-Orthogonal Multiple Access中文名为非正交多址。NOMA的种类有多种总体来说其原理大致相同。之前的正交多址技术是在时域、频域、码域上做文章NOMA则增加了一个新的维度—功率域不同用户采用相同的时间和频率资源发送信息利用每个用户的不同路径损耗来实现用户的复用在接收端采用自干扰消除SIC技术对信号进行处理。
NOMA是目前多址技术领域中的热门技术很多公司都提出了解决方案如华为提出的SCMA稀疏码多址、诺基亚提出的IDMA交织分多址、中兴通讯提出的MUSA基于多用户共享接入、三星提出的IGMA交织分割多址接入、高通提出的RSMA资源扩展多址接入等。
到目前为止这些多址技术都没有被3GPP正式定为协议标准都还在讨论阶段。
采用NOMA的原因和NOMA的应用场景。
由于5G需要满足低时延URLLC1 ms、低信令开销mMTC、eMBB、URLLC、低功耗mMTC、eMMB、海量接入数mMTC物联网海量机器通信要求每平方千米内上百万个连接对系统容量、时延、信令开销、功耗提出了非常高的要求传统的正交多址接入方式的弊端将无法满足5G系统的要求。
例如在一个正交多址接入系统中一块资源时间/频率/编码/空间平均分配给N个用户每个用户能够分到1/N的资源。
而采用NOMA多址接入时由于每个用户不必正交从而共享资源因此显著提高了系统的接入数量。
除此之外NOMA在信令开销、功耗、时延方面的优点刚好满足了5G系统的要求。
但是由于NOMA技术固有的干扰问题同时同频发送决定了NOMA并不能广泛地应用于各种场景。
对于eMBB场景大多数情况下仍旧是正交多址即OFDMA和SC-FDMA。
应用
移动通信
GSM: FDMA信道TDMA时隙WCDMA: CDMAcdma2000 1X: CDMA, TDMACDMA EVDO 前向链路TD-SCDMA: TDMAFDMACDMASDMALTE: SC-OFDMA上行链路OFDMA下行链路5G:SC-FDMA上行链路OFDMA下行链路NOMA
其他
Wi-Fi : CSCMA/CAZigBee: CSCMA/CANB-IoT:FDMA上行链路OFDMA下行链路Bluetooth: TDMAGPS: CDMALoRa: ALOHA
无线通信的起源 商用无线通信信道带宽 无线通信多址Multiple Access方式 无线通信双工Duplex方式 无线通信调制Modulation方式 无线通信分集Diversity 无线通信多输入多输出MIMO
