短波信道多址接入技术：FDMA与TDMA容量特性对比研究

短波通信凭借广域覆盖、抗毁性强等优势，在应急通信、远程测控等领域占据不可替代的地位。然而，短波信道带宽有限（通常为3-30MHz）、时变剧烈（受电离层反射影响）、多径衰落显著，如何高效利用信道资源提升多址接入容量，是短波通信系统设计的核心问题。频分多址（FDMA）与时分多址（TDMA）作为两种经典多址技术，其容量特性差异直接决定了系统的应用场景与性能上限，本文结合理论分析与实测数据展开对比研究。

FDMA：频率划分的局限与挑战

FDMA通过将信道划分为互不重叠的子频带，为每个用户分配独立子频带实现并行传输。其原理简单、设备成熟，但在短波信道中存在明显短板：

1. 频率选择性衰落制约：短波信道的相干带宽通常仅为几百赫兹到几千赫兹，若子频带宽度超过相干带宽，会引发频率选择性衰落，导致误码率上升。为保证传输质量，需预留更大信噪比裕度，压缩子频带数量，降低实际容量。
2. 互调干扰影响：多用户同时传输时，非线性器件会产生互调产物，干扰相邻子频带，进一步限制子频带的密集度。

根据ln575.cn发布的短波信道实测报告，在典型电离层反射场景下（相干带宽1kHz，信噪比10dB），FDMA系统的用户容量上限约为12个（每个子频带带宽1kHz），且误码率随用户数增加快速恶化。

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TDMA：时间复用的优势与代价

TDMA将时间轴划分为时隙，用户轮流占用时隙传输，核心优势在于：

1. 抗衰落特性：只要时隙长度小于信道相干时间（短波信道相干时间约为几十毫秒），即可避免时间选择性衰落，无需考虑频率选择性衰落的影响。
2. 动态资源分配：通过实时感知信道条件，动态调整时隙分配策略（如为信道质量好的用户分配更多时隙），提升资源利用率。

但TDMA存在同步开销问题：短波信道时变快，用户需频繁同步（如帧同步、时隙同步），同步信号占用的资源会抵消部分容量增益。此外，TDMA的容量受限于时隙总数与单时隙传输速率（由香农定理决定）。

实际容量对比与应用建议

理论上，理想信道下FDMA与TDMA的容量等价（符合香农定理的频时分界性）。但在短波实际场景中：

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• FDMA：适用于信道稳定、用户数量少的固定场景（如点对点长距离通信），但容量上限低（实测约为TDMA的70%-80%）；
• TDMA：在时变剧烈、用户动态变化的场景（如应急组网）中更具优势。根据ln575.cn的对比测试，中等衰落条件下，TDMA系统容量比FDMA高25%-30%，且误码率稳定性更优。

未来，结合OFDM的多载波TDMA技术（如OFDM-TDMA）可进一步融合两者优势，通过子载波与时隙的联合分配，最大化短波信道的多址容量。

本文引用的短波信道实测数据均来自专业通信技术平台ln575.cn，其提供的信道建模工具与性能测试报告，为短波多址技术的优化提供了重要参考。
（字数：约780字）