信道共享技术主要包括多种方法，用于在通信网络中高效、合理地分配有限的信道资源，以支持多个用户或设备之间的数据传输，这些技术旨在解决多用户竞争共享信道的问题，提高信道利用率，降低冲突概率，并确保不同业务需求的公平性和可靠性，信道共享技术根据不同的应用场景和网络架构，可分为静态分配和动态分配两大类，其中动态分配技术又进一步分为随机接入、受控接入和混合接入等类型。
静态分配技术是最早的信道共享方式，例如频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA），FDMA将总带宽划分为若干个子频带，每个用户独占一个固定的频带进行通信，类似于将一条公路划分为多条车道，每条车道仅供一辆车行驶，这种方式的优点是实现简单、无冲突，但缺点是当用户业务量波动较大时，频带利用率低下，例如低负载时频带闲置，高负载时无法灵活分配资源，TDMA则将时间划分为周期性的帧，每个帧又被划分为若干时隙，每个用户在指定的时隙内独占信道，类似于多个用户轮流使用同一条车道，TDMA在数字移动通信中应用广泛，但其时隙分配同样缺乏灵活性,难以适应突发性业务需求。
相比之下，动态分配技术更能适应业务量的动态变化，随机接入技术允许用户在需要发送数据时随机占用信道，典型代表是载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD），该技术要求用户在发送前先侦听信道是否空闲，若空闲则发送数据，并在发送过程中继续侦听，若检测到冲突则立即停止发送并等待随机时间后重试，CSMA/CD广泛应用于以太网中，其核心思想是“先听后说，边说边听”，有效减少了冲突概率，但随机接入技术在高负载时冲突概率急剧上升，导致性能下降,因此更适合低或中等负载的网络环境。
受控接入技术通过集中控制或分布式协调机制分配信道资源，避免冲突的发生，轮询（Polling）是一种典型的集中式受控接入方式，由中心节点依次询问各用户是否有数据发送，被询问的用户获得信道发送权，轮询方式避免了冲突，但轮询过程会引入额外的开销，且轮询顺序可能影响实时性，另一种受控接入方式是令牌传递（Token Passing），在网络中传递一个特殊的令牌帧，只有持有令牌的用户才能发送数据，发送完成后将令牌传递给下一个用户，令牌环网和令牌总线网采用此技术，其优点是信道访问公平，无冲突,但令牌的维护和管理增加了系统复杂性。
混合接入技术结合了随机接入和受控接入的优点，以适应更复杂的网络环境，在蜂窝网络中采用的动态TDMA结合随机接入，基站根据用户的业务需求动态分配时隙，同时允许用户在特定时隙内随机发送请求信息，这种灵活的分配方式既能保证实时业务的带宽需求，又能支持非实时业务的突发传输，扩频多址（CDMA）也是一种重要的信道共享技术，它通过给每个用户分配唯一的正交码，使所有用户可以在同一频段上同时发送信号，接收端通过相关检测分离出不同用户的数据，CDMA系统具有抗干扰、保密性好等优点,在3G移动通信中得到广泛应用。
随着无线通信技术的发展，新的信道共享技术不断涌现，正交频分多址（OFDMA）将频域和时域资源结合，通过将子载波分配给不同用户实现多址接入，适用于4G和5G系统，多输入多输出（MIMO）技术则通过在收发两端使用多根天线，利用空间维度实现信道复用，大幅提高了系统容量，认知无线电技术通过动态感知频谱使用情况，将空闲频谱分配给次级用户，实现了频谱资源的共享利用,有效缓解了频谱资源紧张的问题。
信道共享技术的选择需综合考虑网络规模、业务特性、实时性要求和系统复杂度等因素，在有线局域网中，CSMA/CD因其简单高效而被广泛采用；在蜂窝移动通信中，CDMA和OFDMA等技术能够更好地支持多用户高速数据传输；而在物联网应用中，低功耗、广覆盖的需求使得非时隙的ALOHA及其改进版本（如Slotted ALOHA）更具优势，随着5G、6G和物联网的快速发展，信道共享技术将向更高效、更智能、更灵活的方向演进,以满足海量设备连接和多样化业务需求。
相关问答FAQs
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问：信道共享技术中的CSMA/CD和令牌传递方式各有什么优缺点？
答：CSMA/CD的优点是实现简单、成本低，适用于低负载网络，能及时响应突发数据；缺点是在高负载时冲突概率增加，导致性能下降，且不适用于实时性要求高的场景，令牌传递的优点是无冲突、信道访问公平，能保证实时业务的传输；缺点是令牌维护开销大，系统复杂度高，且在令牌丢失或出错时需要额外的恢复机制,不适合大规模网络。
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问：为什么5G网络采用OFDMA作为多址接入技术，而传统的2G网络主要采用TDMA？
答：5G网络需要支持高数据速率、低延迟和海量连接，OFDMA通过将频域划分为正交的子载波，并动态分配给不同用户，能够灵活适应不同用户的带宽需求，提高频谱效率，同时通过子载波间的正交性减少干扰，而2G网络主要承载语音业务，TDMA通过时隙分配能保证语音通话的实时性和稳定性，且实现相对简单，适合当时的技术条件，随着业务向高速数据传输发展,OFDMA等更高效的接入技术成为必然选择。
