GSM（Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统）900，作为GSM标准的一个频段（上行890-915MHz，下行935-960MHz），其核心多址技术是 TDMA/FDMA/SDMA 的结合，这是一种混合多址技术，它将三种技术巧妙地结合在一起,以高效地利用宝贵的无线频谱资源。
下面我们分别对这三种技术进行解释,并说明它们是如何协同工作的。
FDMA (Frequency Division Multiple Access) - 频分多址
这是GSM系统中最基础、最底层的多址技术。
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工作原理：将总频谱（对于GSM900是25MHz的带宽）划分为许多宽度为200kHz的物理信道，这些信道被称为载频，每个载频就像一条独立的“无线电高速公路”。
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GSM900中的应用：
（图片来源网络，侵删）- GSM900总共有25MHz的上行频谱和25MHz的下行频谱。
- 25MHz / 0.2MHz = 125个载频。
- GSM900系统在物理上提供了125对双向载频（一个上行，一个下行）。
- 每个基站小区会根据话务量需求,分配其中几个载频来为用户服务。
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简单比喻：想象一个巨大的体育场（总频谱），被划分成了125个独立的、宽度相同的赛道（200kHz载频），每个赛道一次只能跑一队人马,但不同的赛道可以同时进行比赛而互不干扰。
TDMA (Time Division Multiple Access) - 时分多址
这是GSM实现同一载频上容纳多个用户的关键技术。
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工作原理：在每一个200kHz的FDMA载频上，再进一步将时间划分为一个个小的周期，称为时隙，每个时隙大约为0.577毫秒，8个连续的时隙组成一个帧，这个帧的时长约为4.615毫秒,每个用户被分配在一个帧中的特定时隙进行通信。
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GSM900中的应用：
（图片来源网络，侵删）- 每个GSM载频（200kHz）被划分为8个时隙。
- 这意味着，理论上，一个200kHz的载频可以同时为8个用户提供服务，这8个用户轮流使用这个载频的无线资源，但由于切换速度极快（每秒约217次），用户感觉不到是轮流使用,而是像在独占信道一样。
- 这极大地提高了频谱利用率，相比于一个用户独占一个200kHz载频的模拟系统（如AMPS）,TDMA使容量提升了约8倍。
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简单比喻：回到赛道（载频）的比喻，每条赛道（200kHz）又被分成了8条并排的跑道（时隙），8名选手（用户）可以同时在同一条赛道上跑步，每人占据一条跑道，轮流前进，从远处看,就像8个人在同一条赛道上齐头并进。
SDMA (Space Division Multiple Access) - 空分多址
这是一种更高级的多址技术，它利用了空间位置的差异来区分用户。
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工作原理：通过使用定向天线，基站可以将小区划分为不同的扇区（通常是3个120度的扇区或6个60度的扇区），每个扇区使用独立的天线和一套收发信机,只覆盖特定的角度范围。
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GSM900中的应用：
- 在一个三扇区的基站中，即使同一个载频（第5号载频）被分配给了这个基站，它可以在A扇区、B扇区和C扇区同时使用。
- 这意味着，在A扇区的时隙1用户、B扇区的时隙1用户和C扇区的时隙1用户，他们使用的是相同的频率和时隙，但由于地理位置被天线隔离,他们之间不会产生同频干扰。
- SDMA通过复用频率，极大地增加了整个系统的容量，如果一个基站有3个扇区,那么它的容量理论上可以是无扇区设计时的3倍。
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简单比喻：想象体育场（基站）被分成了东、西、南三个看台（扇区），在每个看台里，都可以进行我们之前说的8人赛道比赛，这样，整个体育场就可以同时容纳 3个看台 × 8人/看台 = 24人同时比赛，而他们可能都使用着相同的“赛道编号”。
GSM900的多址技术如何协同工作？
我们把这三者结合起来,就能完整理解GSM900的通信过程了。
一个完整的GSM无线信道被称为一个 物理信道,它由以下三个维度唯一确定：
- 频率：一个200kHz的载频。
- 时间：一个载频帧中的8个时隙之一。
- 空间：一个基站小区的特定扇区。
一个典型的通信流程如下：
- 资源分配：当一个用户发起呼叫时，网络会为他分配一个空闲的物理信道，这个信道可能是：“在A小区的东扇区，使用第10号载频（1950MHz）的第2个时隙”。
- 建立连接：用户的手机被调谐到这个特定的频率（FDMA），并在网络指定的时隙（TDMA）内发送和接收信号。
- 保持通信：在整个通话期间，手机和网络都严格遵循这个时隙结构进行数据交互，由于手机位于东扇区的覆盖范围内，基站东扇区的天线只会与这个手机通信，而不会干扰到西扇区或南扇区的用户（SDMA）。
技术优势：
- 高容量：通过TDMA（一个载频8用户）和SDMA（一个基站多扇区）的结合,GSM在有限的频谱内实现了比模拟系统高得多的用户容量。
- 频谱效率高：频率可以被不同空间（扇区）的用户复用，时间可以被不同用户复用,资源利用率大大提高。
- 保密性好：由于信号只在特定的时隙和频率上传输，并且有加密算法保护,比模拟系统更难被窃听。
- 支持数据业务：这种结构化的时隙为后来的GPRS和EDGE等数据技术打下了基础,可以通过将多个时隙捆绑来提供更高的数据速率。
补充：GSM的信道概念
除了上述的物理信道，GSM还有逻辑信道的概念,用于区分不同类型的信息：
- 业务信道：用于传输语音或用户数据（如GPRS）。
- 控制信道：用于传输信令信息，如呼叫建立、鉴权、信道分配等，控制信道本身也分为广播信道、公共控制信道和专用控制信道等，它们同样占用不同的物理信道（频率+时隙+空间）。
GSM900的TDMA/FDMA/SDMA混合多址技术，是其在2G时代取得巨大成功的关键技术之一，它巧妙地在频率、时间和空间三个维度上对无线资源进行了精细的划分和管理。
