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在无线通信系统中，无论前向链路还是反向链路都需要使用一种技术来区分不同的用户，即多址技术。多址方式允许多个移动用户同时共享有限的频谱资源。**频分多比(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)**是无线通信系统中共享有效带宽的几种主要接入技术。
OFDM和多址技术的结合能够允许多个用户同时共宁有限的无线频谱,从而获得较高的系统容量。OFDM本身也可作为一种多址接入技术，又称正交频分多址接入(OFDMA，Orthogonal Frequency Division Multple Access)技术。在这些多址技术中，CDMA以其诸多的优点，并可提供比频分多址和时分多址更高的系统容量，成为第三代移动通信系统标准中采用的多址接入方式，因此CDMA和OFDM结合的方案也成为当前研究的热点问题之一。OFDM和CDMA结合形成的多载波CDMA方案，不仅可以满足多用户共享频率资源，而且同时可以减少码间干扰，提高系统性能。
1.OFDM的多址接入技术
通常由四种多用户通信系统。
第一种多用户系统采用多址通信技术，即大量用户通过一个公用通信信道向相同的接收机发送信息。最典型的例子就是移动蜂窝通信系统：一个小区内的用户通过同一个通道向公共基站发送信息。
第二类多用户通信系统是一个广播网络。通常一个单独的发射机向多个接收机发送信息。例如电视广播系统等。
第三类和第四类系统比较少，分别是存储转发网络和双向通信系统。
FDMA是一种相当成熟的多址接入技术，已经发展了数十年。它将不同的载波频率分配给每个用户，保护带宽的存在使得布桕邻的调制载波间没有重叠部分。信号间隔的大小取决于信号带宽和所使用的晶体振荡器的稳定性。在接收机端，传统的FDMA技术针对每个用户信号使用单独的解调器。如果考虑一个简单的FDMA方案，系统有N个用户，每个用户分配的带宽为w,在假设相邻信号频谱间的保护带宽可忽略不计的情况下，总的占用带宽为NW.
如果说FDMA是一种在频域上区分多个用户的技术，那么另一种多址接入方式是在时域区分多个用户。这种技术将帧间隔的持续时间T划分成K个相互间没有重叠的子间隔(即时隙)，稣个时隙持续时间为T{/K,不同用户的信息在不同的时隙上进行传送。这种多址接入方式被称为时分多址(TDMA，Time-Division Multiple Access),它更广泛地用于数据和数字语音传输中。可见，在FDMA中,用户的信息是在不同频带、相同时间内进行传输的，而TDMA接入方式中，用户是在相同频带但不同时隙进行信息的发送。
在介绍了FDMA和TDMA的基本原理后，下 面将回顾一下OFDM传输技术的特点。宽带无线信道以多径传播引起的频率选择性衰落为上要特征。在移动通信应用中，由于移动终端的运动使得无线信道具有时变特性。OFDM传输技术能够以较低的运算复杂度处理频率选择性和时交性所带来的影响。OFDM技术将全部系统带宽划分成人量频谱相以正交的非频率选择性的窄带了信道，并且将附加的保护间隔引入OFDM符号，这种处理可基本避免符号间干扰iSI（Inter Symbol Interferences)和载波间干扰(ICI， Inter Carrier Interferences)。 这样，即使在频率选择性信道的输出端，依然可以维持了载波之间的正交性，因而在接收端，对每个子信道的均衡操作简化为对每个子信道进行单次复数乘法运算。
对于使用OFDM传输技术的多载波系统，将OFDM技术与传统的多址接入万案例如FDMA和TDMA相结合可以实现多用户OFDM系统，这样派生出两种多址接入方案:OFDM- FDMA和OFDM-TDMA。 同时，有人提出OFDM本身既可作为调制方案，也可通过在频域使用扩频码作为多址接入技术的一部分， 基于这种思想又产生了正交频分多址接入**(OFDMA)**。
1.1 跳频OFDMA(FH-OFDMA)方案
在OFDMA中，可以通过为每个用户提供部分可用子载波的方法来实现多用户接入。这样，OFDMA就相当于传统的FDMA，但其中不同的是，OFDMA方法不需要像传统FDMA那样采用保护频段去区分不同的用户。
上图中给出了固定分配子载波的OFDMA方案的时间一频率方格图，其中包括7个用户，每个用户使用特定的部分子载波，而且各个用户所用的子载波是不同的。实际上，该实例结合使用了OFDMA和TDMA,每个用户只利用4个时隙进行传输，每个时隙中包括一个或者多个OFDM符号。
OFDMA主要有以下特点：
(1)由于OFDMA系统可以不受小区内干扰的影响，而对于DS-CDMA和MC-CDMA系统来说，这种干扰则是主要的干扰源，因此OFDMA系统可以获得更大的系统容量。
(2)OFDMA叮以灵活地适应带宽的要求。OFDMA通过简单地改变所使用的子载波数量，就以适用于特定的传输带宽。而对于DS-CDMA和MC-CDMA系统，由于使用固定的扩频序列码片速率，所以它们要求固定的并且相对较大的传输带宽。
(3)当用户的传输速率提高时，DS-CDMA系统和MC-CDMA系统的扩频增益有所降低，这样就会丧失扩频系统的优势。而OFDMA如与动态信道分配技术结合使用，则可支持高速数据的传输。
1.2 OFDM-FDMA基本原理
OFDM-FDMA多址接入方案将传输带宽划分成正交的子载波集，通过将不同的子载波集分配给不同的用户，可用带宽资源可灵活地在不同移动终端之间共享，从而避免了不同用户间的多址干扰(MAI, Multiple Access Interferences)。如图所示，灰色、白色以及深灰色时频栅格代表不同的子载波集，它们在频率上是正交的。OFDM-FDMA方案可以看作将总资源(时间、带宽)在频率上进行分割，从而实现多用户接入。这是一 种以频率来区分用户的多址接入方式。
OFDM-FDMA方案，是指将所有载波的确定子集分配给每个用户。这种分配表现为一种纯粹的数字化子载波管理，这种子载波分配不是固定的，可以采取自适应方式。对于有效的多址接入方案，当其进行时间和带宽资源分配时应满足高度适应性。具体体现在，一方面，应考虑频率选择性无线信道的特性:另一方面，也要满足用户对不同的或可变的数据速率的需求。
1.3 OFDM-TDMA基本原理
OFDM-TDMA中，在一段时间内将全部带宽资源(所有子载波)分配给一-个特定的用户，即在单个TDMA帧内，所有子载波在几个时隙内为某个用户独占。这种OFDM-TDMA的时间、带宽资源分配方式，可看作将全部资源(时间、带宽)在时间轴上进行分割。如图所示，在以时间和频率为坐标轴的二维平面中，深灰色、白色以及灰色时频栅格所代表的不同部分，分别被分配给3个不同用户。每个用户在各自所占用的OFDM符号内拥有全部带宽资源(全部子载波)，第一个用户在深灰色所示的5个OFDM符号内占用全部带宽资源，其他两用户分别在浅灰色和灰色所示的5个OFDM符号内占用全部带宽资源,这是一种以时间区分用户的多址接入方式。
多址接入方案的性能，可以从灵活性、计算复杂度和信令开销等诸多方面进行评价。所谓灵活性，足指多址接入方案在进行时间和带宽资源分配时是否具有高度的灵活性。这种灵活性具体体现在，进行时频分配时，一方面应考虑频率选择性无线信道的特性:另一方面，也要满足用户对不同的或可变的数据速率的要求。
既然OFDM-TDMA方案在一段时间内将全部带宽资源分配给一个特定用户，考虑无线信道对不同子载波的影响，对不同子载波衰减所作出的响应应包含滤除高度失真的子载波这类操作。
为满足用户对不同数据速率的要求,每帧中各个用户所占用的OFDM符号数可以进行相应的调整。用户请求高数据速率时，分配给该用户的OFDM符号数相应增加;反之，用户要求较低的数据速率时，分配给该用户的OFDM符号数相应减少。由于分配给用户的OFDM符号数可变，因而OFDM-TDMA方案支持具有不同数据速率的多种业务。
OFDM-TDMA方案具有如下特点:
●OFDM-TDMA 方案在特定OFDM符号内将全部带宽分配给一个用户， 这种分配方式不可避免地存在带宽资源浪费，频带利用率较低，灵活性差。
●OFDM-TDMA的信令开销很大程度上取决于是否采用滤除具有较低信噪比了载波的技术和自适应调制编码技术，采用上.述技术虽然可以改善性能但也会增加信号开销。
2.多载波CDMA
无线信道时刑弥散会限制无线信道传输速率的提高。这是因为在无线环境中，由于存在多径效应，到达接收机的信号是由一些通过不同路径到达的信号叠加而成的。这些幅度衰减利时延不同的信号相叠加造成接收信号失真。特别是在高速数据传输时，路径的时延扩展大于传输数据周期，信号间的干扰更加严重。另外，数据传输速率较高时，信号占有的频带变宽，当信号带宽接近或人于信道相干带宽时，信道的时间弥散将对接收信号造成频率选择生衰落。因此在复杂多变的无线信道中，需耍设计出性能良好的能够抗多径干扰的无线传输技术，对信道具有很强的适应能力。
码分多址技术(CDMA, Code Diversion Multiple Access)是 一项发展成熟、很有前途的技术。窄带信号通过与扩频信号柑乘而扩展为宽带信号后并进行发射。使用的扩频信号可以是为随机代码序列，码片速率比原数据速率高若干个数量级。CDMA技术能让很多的用户共享相同的频谱资源，而不会产生明显的干扰，因此在多用户情况下可以提高频谱效率。通过扩频技术不但可以将某一特定扩频信号从其他信号中恢复出来，还能有效的对抗窄带下扰，因为窄带干扰只影响扩频信号中的一小部分信号。同时良好的抗多径干扰的特性也是无线通信
系统巾广泛采用CDMA技术的重要原因之一 。
直接序列扩频码分多址(DS -CDMA, Direct Sequence Code Diversion Multiple Access)是一种应用广泛的扩频多址技术。它采用伪随机序列调制数据符号，只要选取的码片周期小于传播路径中的最小相对时延，则每条路径信号就可通过RAKE接收机分离识别，再利用伪随机
字列的相关性，按适当的算法将多径信号合并以恢复原始信号，这样能有效地对抗频率选择性衰落，获得时间分集的效果。但是，山于扩频序列设计不理想会引入多址干扰(MAI)，特别是对于互相关性不为零所产生的多址干扰，除研究中的多用户检测技术外， 日前尚无有效
的解决办法:高速的数据传送(如车载情况超过2Mbits、 步行时达到10~ 20MbiUs)会增加可识别的路径数量，使信号分布在每条路径上的能量减少，这会给信道估计和柑关检测带来很大的困难，增加了RAKE接收机的复杂度。
OFDM利用了多径效应在频域上的特性，使信道的频域均衡更易实现，适合高速数据传送。它是把数据流分解为若干个子数据流，再把这些子数据流分别调制到若十个相互正交的子载波上。在这种多载波调制信道中，数据传输速度相对较低，码元周期加长，只要保证时
延扩展小于码元周期，就不会造成码间干扰;若干个子载波把频域分成多个个相互正交的子信道，只要了信道的带宽小于相干带宽，使每-一个了信道的频谱特性都近似平坦，也可以有效对抗频率选择性衰落。这种方案可以解决信道的时间弥散性问题。但是，如果子载波处于深衰落时，如不采用纠错编码，会产生很高的误比特率。
将CMDA技术与OFDM技术两者相结合就能取长补短获得更好的效果。一类是用给定的扩频序列对经过串并转换后的数据流进行扩频，也就是在对应的每路载波上执行类似DS-CDMA操作，即在时域上数据扩频。另一类是用给定的扩频序列对原始数据流扩频，用扩频序列中对应的每个码片将数据调制到不同的子载波，即在频域上扩展。
2.1 多载波CDMA方案
2.1.1 时域扩频
时域扩频主要有两种形式多载波DS-CDMA和多音调CDMA
MC/DS CDMA这种方案在时域上完成数据信号扩频。发送数据序列(假定这个序列已经过映射、调制)首先经过串并变换变成Ne路并行输出，然后并行的每路数据由相间的短扩频码扩频，最后对这Ne路数据进行OFDM调制。扩频后的相邻子带之间有1/2 的重叠，且保持正交关系。由于书频后的信号带宽被限制在一个子带中，内此-般宜 选择较短的扩频序列。小于这种方案引入了OFDM信令，有助于建立同步信道，因此它适用于上行通信链路。
MT-CDMA发射设备也利用给定扩频序列在时域内扩展经串并转换后的数据流。但是，一般的DS CDMA相比，MT-CDMA采用与载频数成比例的长扩频序列，使系统可容纳更多的用户。在这种方案中，每个子载波的频谱不再满足正交状态。
MT-CDMA所需要的带宽和DS-CDMA所需要的带宽几乎是相等的。MT-CDMA接收设备由若干个RAKE接收机组成。与MCDS CDMA相比，MT-CDMA的频讲分布不均匀，各个子载波在同一个物理信道中心部分的频谱达加的成分最多，这将导致了抗干扰性能的下降，因此MT-CDMA方案存在载频T扰。与一般的DS-CDMA方案相比，该系统使用较长的扩频序列可以减小白干扰和多址干扰。
2.1.2 频域扩频
MC.CDMA(Mulicarier CDMA)系统采用频域扩频的方式。其基本过程是:每个信息符号由一个特定的扩频码片进行扩频，然后将扩频以后的每个符号调制到一个子载波上，因此，若扩频码的长度为N,那么对应的这N个子载波传输的是相同的信息数据。下图是MC CDMA实现的基本原理图。a{k]长示第i个用户的输入数据序列中的一一个调制符号，{Crg.C.I， . C1,x-}是与第i个用户对应的扩频码，{f, f2, … fv_1}是一组正交的了载波集，其频谱相互重叠。
2.1.3 方案对比
MC-CDMA具有最佳的频谱分布，抗十扰性能力强，而且发射机的实现较简单，所以MC-CDMA的总体性能优于MT-CDMA和MC/DS CDMA。MC-CDMA的秘个数据符号的扩频在频域内完成，接收机在频域上能充分聚集信号的能量，从而作由最佳判决:而MC/DS-CDMA在时域上不能完全聚集信号能量，因此，MC-CDMA性能要优于MC/DS-CDMA。此外，MC-CDMA技术采用频域比扩频，在频域内有一定的自由度，每个用户的处理增益可以随移动通信网络的要求进行及时修正，同时接收端的解扩合并技术和OFDM的频域均衡技术结合，实现的复杂度较低。