2.天线、移动蜂窝、复用和多址（FDM/FDMA、TDM/TDMA、CDM/CDMA、OFDM/OFDMA）5g愿你走出半生，归来仍是少年！-

天线技术

无线通信系统中，需要天线来完成射频电信号和电磁波之间的转换。

我们可以通过一张图来了解一下天线在通信系统中的位置：

 在发送端通过发射天线将射频电信号转换成电磁波在自由空间中进行传输，相应地在接收端通过接收天线将电磁波转换回射频电信号。

移动蜂窝通信

蜂窝移动通信（Cellular Mobile Communication）是采用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来，进而实现用户在活动中可相互通信。其主要特征是终端的移动性，并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音、数据、视频图像等业务。

从 1G 到 5G

第一代蜂窝通信系统（1G）：1G是基于模拟技术，且基本面向模拟电话的通信系统。它诞生于80年代初，是移动通信的第一个基本框架——包含了基本蜂窝小区架构、频分复用，和漫游的理念。高级移动电话服务（AMPS）就是一种主流1G技术。

第二代蜂窝通信系统（2G）：2G网络标志这移动通信技术从模拟走向了数字时代。这个引入了数字信号处理技术的通信系统诞生于1992年。2G系统第一次引入了流行的用户身份模块（SIM）卡。主流2G接入技术是CDMA和TDMA。GSM是一种非常成功的TDMA网络，它从2G的时代到现在都在被广泛使用。2.5G网络出现与1995年后，它引入了合并包交换技术，对2G系统进行了扩展。

第三代蜂窝通信系统（3G）：3G的基本思想是在支持更高带宽和数据速率的同时，提供多媒体服务。3G同时采用了电路交换和包交换策略。主流3G接入技术是TDMA、CDMA、宽频带CDMA（WCDMA）、CDMA2000，和时分同步CDMA（TS-CDMA）。

第四代蜂窝通信系统（4G）：广泛普及的4G包含了若干种宽带无线接入通信系统。4G的特点可以用MAGIC描述，即移动多媒体、任何时间任何地点、全球漫游支持、集成无线方案，和定制化个人服务。4G系统不仅支持升级移动服务，也支持很多既存无线网络。

第五代蜂窝通信系统 （5G）: 是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G（LTE-A、WiMAX）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。

复用和多址

先说一下多址和复用技术吧

一条信道上只传输一路数据的情况下，信源发出的信号经过信源编码、信道编码和交织、脉冲成形、调制之后就可以发送到信道上进行传输了。如果需要在一条信道上同时传输多路数据，还要用到复用和多址技术。

复用技术

复用技术是指一条信道同时传输多路数据的技术，可以通过下面这张图进行理解：

TDM（时分复用）、FDM（频分复用）、CDM（码分复用）是最常见的3种复用技术。 

多址技术

多址技术是指一条信道同时传输多个用户数据的技术，可以通过下面这张图进行理解：

 TDMA（时分多址）、FDMA（频分多址）、CDMA（码分多址）是最常见的3种多址技术。一个用户对应一路数据，多个用户就对应多路数据，因此多址技术是以多路复用技术为基础的。

TDM/TDMA

按时间将信道划分为N个时隙，并行传输N路数据，这就是时分复用TDM：

将N个时隙动态分配给多个用户使用，就是时分多址TDMA：

实现方法：经过信源编码、信道编码、交织等处理的多路数据按照一定的时序关系对载波进行调制，即可实现TDM/TDMA。

 FDM/FDMA

按频率将信道划分为N个载波，并行传输N路数据，这就是频分复用FDM：

 将N个载波动态分配给多个用户使用，就是频分多址FDMA：

实现方法：利用调制技术，将多个用户的多路数据分别调制到多个载波上，即可实现FDM/FDMA。

CDM/CDMA

按码字将信道划分为N个码道，并行传输N路数据，这就是码分复用CDM：

将N个码道动态分配给多个用户使用，就是码分多址CDMA：

实现方法：利用扩频技术，对多个用户的多路数据用不同码字进行扩频处理，即可实现CDM/CDMA。

 OFDM/OFDMA

OFDM：正交频分复用。OFDM为了提高频谱利用率，采用了相互正交的子载波，子载波间不需要增加保护带宽：

 将N个子载波和M个符号动态分配给多个用户使用，这就是OFDMA：

 实现方法：OFDM的本质就是发送端用待调制的数据对一系列复指数信号进行加权，合成一个复信号，利用IQ调制发送出去，接收端通过IQ解调恢复出复信号，求出加权系数，也就是傅里叶系数，就得到了调制数据。在实际的通信系统中，一般使用IDFT来实现基带OFDM调制，使用DFT来实现基带OFDM解调。