GSM900作为全球移动通信系统（GSM）在900MHz频段的工作版本，其多址技术是实现多用户共享有限频谱资源、保证通信高效与可靠的核心机制，GSM900采用的多址技术是频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）的组合应用，其中以FDMA和TDMA为主，CDMA仅在特定场景（如跳频）中体现，这种混合多址方式通过频率、时间和码字的正交分割，有效解决了多用户接入、干扰抑制和容量提升的问题，奠定了GSM900作为2G移动通信技术基石的地位。
频分多址（FDMA）：频谱资源的基础分割
FDMA是GSM900多址技术的第一层分割逻辑,其核心思想是将900MHz频段划分为一系列离散的物理信道，每个信道占用固定的频带宽度，通过频率的正交性区分不同用户，GSM900的上行链路（移动台到基站）频段为890~915MHz，下行链路（基站到移动台）为935~960MHz，总带宽各为25MHz，为避免与模拟通信系统（如AMPS）干扰，GSM900在上下行频段中各预留了200MHz的保护带，实际可用频段为890~915MHz（上行）和935~960MHz（下行）。
在这25MHz带宽中,每个语音信道或数据信道占用200kHz的频带，称为一个“频点”，上行频点编号从1到124，对应频率为890.2MHz + (n-1)×0.2MHz（n=1~124）；下行频点编号为频点编号+45，即935.2MHz + (n-1)×0.2MHz，通过FDMA，基站可为不同小区分配不同的频点组，确保相邻小区使用不同频率（如频率复用技术），避免同频干扰，同时同一小区内的不同用户通过不同频点实现物理隔离。
FDMA的优势在于技术简单、实现成本低，但固定频率分配导致频谱利用率较低——当某个频点未被使用时，资源无法被其他用户共享，这在用户密度高的场景下会造成频谱浪费，GSM900在FDMA基础上引入了TDMA，进一步提升频谱效率。
时分多址（TDMA）：时间资源的动态复用
TDMA是GSM900多址技术的核心,它在FDMA划分的频点基础上，将每个200kHz的频点进一步划分为8个时隙（Time Slot），每个时隙长度为577μs（一个TDMA帧周期为4.615ms，包含8个时隙），通过时间切片，不同用户可在同一频点、不同时隙上传输信号，实现“频分+时分”的二维复用。
每个时隙的结构如图1所示（注：此处用文字描述），包含156.25个比特，
- 尾比特（Tail Bits）：3比特，位于时隙首尾，用于功率 ramping-up 和 ramp-down，减少信号突变对邻道的干扰；
- 训练序列（Training Sequence）：26比特，用于信道均衡和解调，接收端通过已知序列估计信道特性（如多径效应）；
- 数据比特（Data Bits）：58比特，承载用户语音或数据信息（语音经编码后速率为13kbps，每个时隙需经信道编码后传输）；
- 偷比特（Stealing Bits）：2比特，用于在业务信道中插入信令（如越区切换指令），当无信令传输时承载语音数据。
通过TDMA,单个200kHz频点可同时支持8个用户通信（理论上），频谱利用率提升至FDMA的8倍，一个基站小区分配了10个频点，理论上可同时支持80个用户（10频点×8时隙），TDMA的动态时隙分配机制（如按需分配）进一步优化了资源利用率，当用户通话间隙（如语音停顿时），时隙可暂时释放给其他用户使用。
TDMA的引入也带来了新的技术挑战：由于用户在不同时隙传输，需要严格的同步机制（包括帧同步、时隙同步和比特同步），否则会导致时隙间干扰（ISI），为此，GSM900设计了复杂的同步流程：移动台在接入时通过基站的同步信道（SCH）获取帧号和基站识别码（BSIC），实现与基站的时隙对齐；基站则通过时间提前量（TA）指令，调整移动台的发送时间，补偿信号传输延迟（确保基站在不同时隙接收到的信号来自同一移动台的不同时延）。
码分多址（CDMA）的辅助应用：跳频技术
尽管GSM900以FDMA和TDMA为主,但在抗干扰和提升容量方面，引入了基于CDMA思想的跳频技术（Frequency Hopping），跳频是一种“慢速跳频”机制，其速率为217跳/秒（每帧跳一次），即移动台和基站在每个TDMA帧（4.615ms）切换一次工作频点，但保持时隙不变。
跳频的码字（ hopping sequence）由基站分配，每个小区使用唯一的 hopping 序列（基于基站识别码BSIC和移动台识别码TMSI生成），确保相邻小区的跳频序列正交或准正交，小区A的 hopping 序列为{f1, f3, f5,...}，小区B为{f2, f4, f6,...}，避免两小区用户在同一时隙跳到相同频点。
跳频的核心优势在于抗干扰：
- 频率分集：当某一频点受到窄带干扰（如工业噪声）时，跳频可快速切换至无干扰频点，降低误码率；
- 干扰平滑：在多用户环境下，跳频可将干扰信号分散到不同频点，避免用户在固定频点上持续受到强干扰；
- 容量提升：通过跳频，同一频点在不同时间可被不同小区复用，相当于在频率复用基础上增加了时间维度的资源复用，间接提升系统容量。
需要注意的是,GSM900的跳频并非严格意义上的CDMA（不同用户通过不同码字区分），而是通过频率和时间的联合变化实现干扰规避，但其本质体现了“码字”（ hopping 序列）对资源的分割，可视为CDMA的简化应用。
多址技术的协同工作与系统容量
GSM900的FDMA+TDMA+跳频协同工作流程如下：
- 资源分配：基站根据小区负载和频率复用规划，为用户分配一个频点（FDMA）和时隙（TDMA）；
- 同步接入：移动台通过频点和时隙建立同步，接收基站发送的 hopping 序列；
- 跳频通信：在通信过程中，双方按 hopping 序列在每个TDMA帧切换频点，同时保持时隙不变；
- 动态调整：当用户越区切换时，基站为新小区分配新的频点-时隙资源，并更新 hopping 序列。
这种多址技术的组合,使GSM900的系统容量在传统FDMA基础上提升了数十倍，以单小区为例，假设分配10个频点，每个频点8时隙，理论容量为80个用户；若采用跳频（频率复用因子为4），4个小区可复用10个频点，每小区实际可用2.5个频点（10/4），容量为20用户/小区，但通过跳频的抗干扰能力，实际可容纳用户数可提升30%~50%（因误码率降低，可降低复用因子）。
相关问答FAQs
Q1：GSM900的TDMA时隙结构中，训练序列的作用是什么？为什么需要26比特的长度？
A：训练序列（Training Sequence）是TDMA时隙中用于信道估计和解调的关键字段，其作用是：接收端通过已知的训练序列序列，与实际接收信号进行相关运算，估计信道的多径特性（如时延扩展、衰落幅度），从而设计自适应均衡器，消除多径效应引起的码间干扰（ISI），26比特的长度设计是基于GSM900的信道特性：在典型城市环境下，多径时延扩展约为5~16μs，26比特（对应约48μs，按比特速率270.833kbps计算）可覆盖主要多径分量，确保均衡器能有效估计信道参数；26比特的长度较短，不会显著增加时隙开销（时隙总长度156.25比特，训练序列占比约16.6%），平衡了性能与效率。
Q2：GSM900的跳频技术与纯CDMA系统的多址方式有何本质区别？
A：GSM900的跳频技术与纯CDMA系统的多址方式在核心原理和应用场景上存在本质区别：
- 资源分割维度：跳频是“频分+时分”的辅助技术，通过 hopping 序列（码字）实现频率的动态切换，但用户仍通过频点（FDMA）和时隙（TDMA）区分；纯CDMA则直接通过不同的正交/准正交码字区分用户，所有用户在同一频段、同一时间上传输，仅靠码字分割。
- 抗干扰机制：跳频通过“频率分集”和“干扰平滑”抗干扰，适合慢速移动、低速率业务（如语音）；纯CDMA通过“码间正交性”和“扩频增益”抗干扰，适合高速移动、高速率业务（如3G数据）。
- 系统复杂度：跳频的实现依赖同步 hopping 序列，复杂度较低；纯CDMA需要复杂的功率控制（如快速闭环功率控制）和多用户检测（如干扰消除），复杂度较高。
简言之，跳频是GSM900在FDMA/TDMA基础上的“抗干扰增强手段”，而CDMA是独立的多址技术，两者在资源分割和抗干扰原理上完全不同。
