FDMA、TDMA 和 CDMA 多重存取：有效利用頻寬 (2)

與 FDMA、TDMA 及 CDMA Multiple Access (1)相關的補充資訊如下。

< 專欄 > 多工工作原理：FDM、TDM 和 CDM

無線通訊使用多種多工技術，以下是一些最常見的多工技術：

- 頻分多工 (FDM)
- 時分多工 (TDM)
- 碼分多工 (CDM)

圖 7-1、7-2 和 7-3 是這些多工技術的概念圖，重點在紅色虛線所圍的傳輸路徑部分。

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頻分多工 (FDM)

頻分多工 (FDM) 是一種多工技術，可將多個資料流分配至不同頻帶，並透過單一傳輸路徑將頻帶作為頻道同時傳輸。

圖 7-1 顯示 FDM 的一般概念圖。在傳送端，指定給多個資料串流的頻段被視為頻道，透過單一傳輸路徑使用多工技術傳送。在接收端，傳輸的資料串流會被能夠選擇特定頻帶的裝置擷取。
FDM 用於無線通訊的一個例子是日本的地面數位電視廣播。只有單一的傳輸路徑 (即空氣)，而包含影像和音訊資料的訊號是由多個電視台在不同的頻率上播送。在接收端，用戶可以通過選擇特定頻率來觀看自己喜歡的電視節目。FDM 也用於類比電台廣播。

時分多工 (TDM)

時分多工 (TDM) 是一種多工技術，可將多個資料串流分割成指定為頻道的時間間隔，並透過單一傳輸路徑以相同頻率傳輸。

圖 7-2 顯示 TDM 的一般概念圖。在傳送端，來自裝置的多個資料串流會被分割成時隙，並分配給頻道，這些頻道會利用多工技術透過單一傳輸路徑傳送。在接收端，透過使用與傳送相同的時序來分割頻道，傳送的資料就能被多台裝置接收。
TDM 用於無線通訊的一個例子是歐洲和北美的電視廣播。

碼分多工 (CDM)

碼分多工 (CDM) 是一種多工技術，可將每個裝置的獨特識別碼與資料混合，在單一頻帶中合併訊號，然後透過單一傳輸路徑同時傳送合併訊號。

圖 7-3 顯示 CDM 的運作方式。資料與週期性的識別碼混合 (調變)，這些識別碼的持續時間短於一個位元資料的持續時間，以產生調變信號。^*8來自每個裝置的多個調變信號原封不動地加在一起，將它們多路複用，然後將多路複用的信號透過單一傳輸路徑傳送。在接收端，各裝置會將用於調變的識別碼混入多工信號中，以還原 (解調) 資料並擷取傳輸的資料。
目前還沒有使用 CDM 作為無線通訊標準的實例，但稱為碼分多址 (CDMA) 的相關多址存取方案已被廣泛採用。

*8 在傳輸過程中，調變信號的頻率頻寬最終會比原始資料流（原始信號）的頻寬更寬。此特性為通訊應用提供了優勢，例如對傳輸路徑上的外部雜訊有更大的容忍度。

< 專欄 > 智慧型手機技術規格中的 FDD-LTE 和 TD-LTE 術語說明

在智慧型手機或翻蓋電話的行動通訊以及固定電話的通話過程中，傳送與接收是同時進行的，單一頻道可用於音訊資料的雙向傳輸。這種雙向傳輸也可視為一種多工技術。

FDD-LTE」和「TD-LTE」（TDD-LTE 通常縮寫為 TD-LTE）等名詞經常出現在智慧型手機等產品的技術規格中。FDD 代表「頻分雙工」（frequency-division duplex），TDD 代表「時分雙工」（time-division duplex）^{*9，兩者均}指雙向傳輸。
另一方面，長期演進 (LTE) 是第四代行動通訊系統 (4G) 的電信標準，這也包括多重存取 (在 4G 的情況下為 OFDMA)。因此，「FDD-LTE」同時表示雙向傳輸和所使用的多重存取方案。
雖然有點複雜，但雙向傳輸並不等同於多重存取，因此在撰寫同時使用雙向傳輸和多重存取的多重存取時，通常會將兩者分開提及。

*9 FDD 代表「頻率分割雙工」（frequency-division duplex），將不同的頻率分配給下載（裝置接收資料）和上傳（裝置傳送資料），以實現雙向傳輸（圖 8-1）。
另一方面，TDD 代表 「时分雙工」，其中下載和上傳使用相同的頻帶，音訊資料沿著時間軸分開，語音資料的傳送和接收以非常短的間隔交替進行（在語音通話的情況下為毫秒級），以實現雙向傳輸（圖 8-2）。因此，嚴格來說，TDD 並不提供同時傳送和接收的功能，雖然在語音通話的情況下，這不會造成不自然的聽覺效果。
雙向傳輸的詳細說明，請參閱無線通訊的基本知識：無線機制 (2).

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