多址技术概述

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网络中的终端设备通过通信子网来访问网络中的资源。当多个终端同时访问同一资源（如共享的通信信道）时，就可能会产生信息的碰撞，导致通信失败。典型的共享链路有：卫星链路和蜂窝移动通信系统的链路、个域网、局域网、分组无线电网等。在卫星和蜂窝移动通信系统中，多个用户采用竞争或预约分配等方法向一个中心站（卫星或移动通信系统中的基站）发送信息，中心站通过下行链路（中心站到用户的链路）发送应答信息。在局域网、个域网中，一个用户发送，所有用户都可以接收到，它们是一个全连通的网络，其典型网络是以太网（Ethernet）。在分组无线电网络中，用户分布在一个很广的范围内，每个用户只能接收到其通信范围以内的信息，任意两个用户之间可能需要多次中转才能相互交换信息，它是一个部分连通（或称为多跳）的网络。在上述网络中，如果多个用户同时发送时，就会发生多个用户的帧在物理信道上相互重叠（及碰撞），可能是接收端无法正确接收。为了有效地进行通信，就需要某种机制来决定资源的使用权，这就是多址接入控制问题。所谓多址接入协议（multiple access protocol）就是在一个网络中，解决多个用户如何高效率共享一个物理链路资源的技术。

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1 MAC层在通信协议中的位置从分层的角度来看，多址技术是数据链路层的一个子层。多址接入控制MAC层（Medium Access Control）在通信协议中的位置如图8.1所示。它处于数据链路逻辑控制层下方，物理层的上方。MAC层将有限的资源分配给多个用户，从而使得在众多用户之间实现公平、有效地共享有限的带宽资源；实现各用户之间良好的连通性，获得尽可能高的系统吞吐量以及尽可能低的系统时延。逻辑链路控制子层（LLC）为本节点提供了到其邻节点的“链路”，而如何协调本节点和其他节点有效地共享带宽资源，是媒质接入控制子层——MAC层的主要功能2 多址协议的分类多址协议主要分为固定分配多址接入协议、随机分配多址接入协议和基于预约方式的多址接入协议。所谓固定分配多址接入是指用户接入信道时，专门为其分配一定的信道资源（如频率、时隙、码字或空间），用户独享该资源，直到通信结束。超宽带通信中的多址技术主要采用扩频技术（如TH、DS），也属于固定分配多址接入协议。所谓随机多址接入是指用户可以随时接入信道，并且可能不会顾及其他用户是否在传输。当信道中同时有多个用户接入时，在信道资源的使用上就会发生冲突（碰撞）。因此，对于有竞争的多址接入协议如何解决冲突，从而使所有碰撞用户都可以成功进行传输是一个非常重要的问题。所谓基于预约的多址接入协议，是指在数据分组传输之前，先进行资源预约。一旦预约到资源（如频率、时隙），则在该资源内可进行无冲突的传输。一种好的多址技术能有效减少通信系统中多用户间的相互干扰，有助于提高UWB通信的性能。如何设计更好的UWB的调制和多址方式，使系统发射信号具有较大的离散谱线的间隔、较低的抗检测/低截获能力和对现有无线系统造成的影响较小是人们研究的方向。这里将介绍几种在UWB系统中常用的多址技术，包括较早期已使用的技术较成熟的跳时和直扩多址方式，以及最新发展起来的伪混沌跳时、波分多址等多址技术。

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