复用技术是现代通信和网络系统中的核心概念,旨在通过共享资源提高系统效率、降低成本，并优化资源利用率，在技术书籍中，复用技术通常被系统性地分类讲解，涵盖多种原理、应用场景及优缺点分析，以下从常见类型、技术原理、应用场景及对比等方面展开详细说明。
在通信领域,复用技术主要分为频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、波分复用（WDM）、码分复用（CDM）和空分复用（SDM）等，频分复用是将总带宽划分为若干子频带，每个子频带分配给不同的信号源，例如无线电广播中不同电台使用不同频率传输信号，其优点是技术简单、易于实现，但频带利用率较低且易受干扰，时分复用则是将时间划分为周期性的帧，每帧再划分为时隙，不同信号源在不同时隙中传输数据，如传统的电话系统（POTS）和GSM网络中的TDMA技术，其优势在于实现成本低，但对同步要求严格，且时隙空闲时会造成资源浪费，波分复用是光通信中的关键技术，通过不同波长的光信号在同一光纤中传输，类似于频分复用在光域的延伸，常见于光纤骨干网，可大幅提升光纤传输容量，例如密集波分复用（DWDM）技术可在单根光纤中支持数十个波长信道，码分复用利用正交码区分不同信号，所有用户可在同一频率同时传输，如3G网络中的CDMA技术，其抗干扰性强但系统复杂度高，空分复用则通过空间维度区分信号，如MIMO（多输入多输出）技术利用多根天线实现空间并行传输，提升无线通信的频谱效率和可靠性。
复用技术的选择需根据具体应用场景权衡,在无线局域网（WLAN）中，OFDM（正交频分复用）作为FDM的改进版本，通过子载波正交重叠传输提高了频谱利用率；而在卫星通信中，FDMA与TDMA常结合使用，以兼顾带宽分配和时隙管理，现代5G网络中还采用了非正交多址（NOMA）技术，允许用户在相同时频资源上叠加传输，通过功率域或码域区分用户，进一步提升了系统容量。
以下通过表格对比主要复用技术的核心特点：
| 复用类型 | 原理 | 优点 | 缺点 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|
| 频分复用（FDM） | 划分频带，各信号独立传输 | 技术简单，无需同步 | 频带利用率低，易受干扰 | 广播电视、AM/FM radio |
| 时分复用（TDM） | 划分时隙，轮换传输 | 实现成本低，抗频偏 | 同步要求高，时隙空闲浪费 | 传统电话、GSM |
| 波分复用（WDM） | 不同波长光信号同光纤传输 | 容量大，扩展性强 | 设备成本高，需波长稳定 | 光纤骨干网、DWDM系统 |
| 码分复用（CDM） | 正交码区分信号，同时同频 | 抗干扰强，保密性好 | 系统复杂，容量受限 | 3G CDMA、GPS |
| 空分复用（SDM） | 多天线空间并行传输 | 频谱效率高，提升容量 | 需多天线支持，算法复杂 | 5G MIMO、Wi-Fi 6 |
相关问答FAQs：
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问：复用技术与多路访问技术有何区别？
答：复用技术（Multiplexing）旨在将多个低速率信号合并为单个高速率信号以共享传输媒介，如FDM、TDM；而多路访问技术（Multiple Access）则允许多个用户竞争或共享同一信道资源，如FDMA、TDMA、CDMA，简言之，复用是“信号合并”的过程，多路访问是“用户接入”的机制，两者常结合使用（如GSM同时采用TDMA和FDMA）。 -
问：为什么5G网络需要结合多种复用技术？
答：5G场景多样化（如eMBB、uRLLC、mMTC），单一复用技术难以满足需求，OFDM用于提升频谱效率，灵活 numerology 支持不同时延要求；NOMA实现非正交多址，增强连接数；Massive MIMO通过空分复用提升容量和覆盖，结合多种技术可平衡高速率、低时延和大连接的需求，优化网络性能。
