碼分復(fù)用發(fā)展歷史

1935年由Dmitriy V. Ageev教授發(fā)表結(jié)論，通過(guò)使用線性方法可以使三種類型的信號(hào)分離：頻率，時(shí)間和補(bǔ)償。

1957年使用CDMA的技術(shù)，年輕的軍事無(wú)線電工程師Leonid Kupriyanovich做了一個(gè)可穿戴的自動(dòng)手機(jī)——LK-1是一個(gè)基站的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?LK-1的重量為3公斤，操作距離為20-30公里，電池壽命為20-30小時(shí)，基站可以服務(wù)于幾個(gè)客戶。

1958年，Kupriyanovich做了手機(jī)的新的實(shí)驗(yàn)“口袋”模型。這部手機(jī)重0.5公斤。為了服務(wù)更多的客戶，Kupriyanovich升級(jí)了該設(shè)備，由他命名為collllator。

1958年，蘇聯(lián)也開始發(fā)展“阿爾泰”國(guó)家民用移動(dòng)電話服務(wù)的汽車，基于蘇聯(lián)MRT-1327標(biāo)準(zhǔn)。電話系統(tǒng)重11公斤。它被放置在高級(jí)官員的車輛的后備箱中，并在客艙中使用了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)。阿爾泰系統(tǒng)的主要開發(fā)商是VNIIS（Voronezh科學(xué)研究所通信）和GSPI（國(guó)家專業(yè)項(xiàng)目研究所）。

1963年這項(xiàng)服務(wù)開始在莫斯科和1970年阿爾泰服務(wù)被用于30個(gè)蘇聯(lián)城市。

碼分復(fù)用(CDM，Code Division Multiplexing)是靠不同的編碼來(lái)區(qū)分各路原始信號(hào)的一種復(fù)用方式，主要和各種多址技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生了各種接入技術(shù)，包括無(wú)線和有線接入。例如在多址蜂窩系統(tǒng)中是以信道來(lái)區(qū)分通信對(duì)象的，一個(gè)信道只容納1個(gè)用戶進(jìn)行通話，許多同時(shí)通話的用戶，互相以信道來(lái)區(qū)分，這就是多址。移動(dòng)通信系統(tǒng)是一個(gè)多信道同時(shí)工作的系統(tǒng)，具有廣播和大面積覆蓋的特點(diǎn)。在移動(dòng)通信環(huán)境的電波覆蓋區(qū)內(nèi)，建立用戶之間的無(wú)線信道連接，是無(wú)線多址接入方式，屬于多址接入技術(shù)。

1、碼分復(fù)用光接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

在光線路終端裝置與光終端裝置和光終端裝置之間通過(guò)光纖傳輸路（和光合/分路器進(jìn)行基于碼分復(fù)用方式的雙向通信。光線路終端裝置具有頻帶控制部和頻帶分配部，頻帶控制部設(shè)有與光終端裝置的數(shù)量相等個(gè)數(shù)的信號(hào)轉(zhuǎn)換器對(duì)，光終端裝置分別具有頻帶控制部和頻帶分配部，頻帶控制部中分別設(shè)有各1組信號(hào)轉(zhuǎn)換器對(duì)。光線路終端裝置和光終端裝置的頻帶控制部分別具有由分別具有通信頻帶可變控制功能的1組可變串/并轉(zhuǎn)換部和可變并/串轉(zhuǎn)換部構(gòu)成的信號(hào)轉(zhuǎn)換部。能夠進(jìn)行與數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)包的傳輸，即使在其他用戶暫時(shí)需要大容量頻帶時(shí)也能夠應(yīng)對(duì)。

2、碼分復(fù)用的早期應(yīng)用之一是在全球定位系統(tǒng)（GPS）中。

3、高通標(biāo)準(zhǔn)IS-2000，被稱為CDMA2000，用于全球星衛(wèi)星電話網(wǎng)絡(luò)。

4、UMTS 3G手機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，使用W-CDMA。

5、CDMA已經(jīng)在OmniTRACS衛(wèi)星系統(tǒng)中用于運(yùn)輸物流。

碼分復(fù)用FDMA

FDMA頻分多址采用調(diào)頻的多址技術(shù)，業(yè)務(wù)信道在不同的頻段分配給不同的用戶。FDMA適合大量連續(xù)非突發(fā)性數(shù)據(jù)的接入，單純采用FDMA作為多址接入方式已經(jīng)很少見。

碼分復(fù)用TDMA時(shí)分多址

TDMA時(shí)分多址采用了時(shí)分的多址技術(shù)，將業(yè)務(wù)信道在不同的時(shí)間段分配給不同的用戶。TDMA的優(yōu)點(diǎn)是頻譜利用率高，適合支持多個(gè)突發(fā)性或低速率數(shù)據(jù)用戶的接入。

碼分復(fù)用CDMA碼分多址

CDMA是采用數(shù)字技術(shù)的分支——擴(kuò)頻通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種嶄新而成熟的無(wú)線通信技術(shù)，它是在FDM和TDM的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。FDM的特點(diǎn)是信道獨(dú)占，而時(shí)間資源共享，每一子信道使用的頻帶互不重疊；TDM的特點(diǎn)是獨(dú)占時(shí)隙，而信道資源共享，每一個(gè)子信道使用的時(shí)隙不重疊；CDMA的特點(diǎn)是所有子信道在同一時(shí)間可以使用整個(gè)信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，它在信道與時(shí)間資源上均為共享，因此，信道的效率高，系統(tǒng)的容量大。CDMA的技術(shù)原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬的信息數(shù)據(jù)用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼(PN)進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去；接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。CDMA碼分多址技術(shù)完全適合現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)所要求的大容量、高質(zhì)量、綜合業(yè)務(wù)、軟切換等，正受到越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商和用戶的青睞。

碼分復(fù)用同步碼分多址技術(shù)

同步碼分多址(SCDMA，Synchrnous Code Division Multiple Access)指?jìng)坞S機(jī)碼之間是同步正交的，既可以無(wú)線接入也可以有線接入，應(yīng)用較廣泛，它意味著代表所有用戶的偽隨機(jī)碼在到達(dá)基站時(shí)是同步的，由于偽隨機(jī)碼之間的同步正交性，可以有效地消除碼間干擾，系統(tǒng)容量方面將得到極大的改善，它的系統(tǒng)容量是其他第3代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的4～5倍。

碼分多路復(fù)用也是一種共享信道的方法，每個(gè)用戶可在同一時(shí)間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信，但使用的是基于碼型的分割信道的方法，即每個(gè)用戶分配一個(gè)地址碼，各個(gè)碼型互不重疊，通信各方之間不會(huì)相互干擾，且抗干擾能力強(qiáng)。碼分多路復(fù)用技術(shù)主要用于無(wú)線通信系統(tǒng)，特別是移動(dòng)通信系統(tǒng)。它不僅可以提高通信的話音質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸约皽p少干擾對(duì)通信的影響，而且增大了通信系統(tǒng)的容量.筆記本電腦或個(gè)人數(shù)字助理(PersonalDataAssistant，PDA)以及掌上電腦(HandedPersonalCOmputer，HPC)等移動(dòng)性計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)通信就是使用了這種技術(shù)。

利用多個(gè)掩碼序列的其中一個(gè)對(duì)多個(gè)符號(hào)流的每一個(gè)進(jìn)行編碼，該已掩碼的符號(hào)流被組合以形成碼分復(fù)用(CDM)信號(hào)，并且利用另一個(gè)掩碼序列該CDM信號(hào)被進(jìn)一步地進(jìn)行掩碼，用于與一個(gè)和多個(gè)附加的信號(hào)進(jìn)行碼分復(fù)用，以發(fā)送到遠(yuǎn)程站。在另一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)經(jīng)掩碼的符號(hào)流形成了多個(gè)CDM信號(hào)，并且所述多個(gè)CDM信號(hào)在進(jìn)一步進(jìn)行掩碼之前被時(shí)分復(fù)用(TDM)。在其它實(shí)施例中，解掩碼和解復(fù)用被執(zhí)行來(lái)恢復(fù)一個(gè)或多個(gè)符號(hào)流。也提出了其它不同的方面。這些方面具有的優(yōu)點(diǎn)有：提供了對(duì)反向鏈路容量的有效利用，適應(yīng)諸如低時(shí)延、高吞吐量或者不同服務(wù)質(zhì)量這樣的變化的需求，并且減小了提供這些優(yōu)點(diǎn)的前向和反向鏈路開銷，這樣就避免了干擾過(guò)多和容量增加。

碼分多址系統(tǒng)為每個(gè)用戶分配了各自特定的地址碼，利用公共信道來(lái)傳輸信息。CDMA系統(tǒng)的地址碼相互具有準(zhǔn)正交性，以區(qū)別地址，而在頻率、時(shí)間和空間上都可能重疊。也就是說(shuō)，每一個(gè)用戶有自己的地址碼，這個(gè)地址碼用于區(qū)別每一個(gè)用戶，地址碼彼此之間是互相獨(dú)立的，也就是互相不影響的，但是由于技術(shù)等種種原因，我們采用的地址碼不可能做到完全正交，即完全獨(dú)立，相互不影響，所以稱為準(zhǔn)正交，由于有地址碼區(qū)分用戶，所以我們對(duì)頻率、時(shí)間和空間沒(méi)有限制，在這些方面他們可以重疊。

1、基于超連續(xù)譜和超結(jié)構(gòu)光纖光柵的波分復(fù)用/光碼分復(fù)用系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于超連續(xù)譜(SC)和超結(jié)構(gòu)光纖光柵(SSFBG)的波分復(fù)用/光碼分復(fù)用(WDM/OCDM)混合系統(tǒng),超結(jié)構(gòu)光纖光柵實(shí)現(xiàn)了對(duì)超連續(xù)譜光源的雙波段同時(shí)相位編解碼。由于波分復(fù)用/光碼分復(fù)用系統(tǒng)中信道間干涉和噪聲的影響,解碼輸出脈沖的信號(hào)波形出現(xiàn)劣化,自相關(guān)曲線旁瓣明顯增大,自相關(guān)峰展寬至8.2 ps。在非線性放大環(huán)鏡(NALM)的閾值判決作用下,解碼輸出脈沖的信號(hào)波形質(zhì)量有了明顯的改善,自相關(guān)峰寬度壓縮至4.8 ps,較好地抑制了自相關(guān)曲線的旁瓣和噪聲。

2、波分復(fù)用/光碼分多址網(wǎng)絡(luò)性能研究

基于波分復(fù)用/光碼分復(fù)用混合網(wǎng)絡(luò)模型,研究了光碼分多址和波分復(fù)用/光碼分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)性能,導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)誤碼率公式;針對(duì)加性白色高斯噪聲信道模型,將信息論應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的分析上,得到網(wǎng)絡(luò)的吞吐量公式。仿真結(jié)果表明:波分復(fù)用/光碼分復(fù)用混合網(wǎng)絡(luò)較單純光碼分多址網(wǎng)絡(luò)具有容量大,網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展容易、方便等優(yōu)點(diǎn)。

碼分復(fù)用(CDM，Code Division Multiplexing)是靠不同的編碼來(lái)區(qū)分各路原始信號(hào)的一種復(fù)用方式，主要和各種多址技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生了各種接入技術(shù)，包括無(wú)線和有線接入。例如在多址蜂窩系統(tǒng)中是以信道來(lái)區(qū)分通信對(duì)象的，一個(gè)信道只容納1個(gè)用戶進(jìn)行通話，許多同時(shí)通話的用戶，互相以信道來(lái)區(qū)分，這就是多址。移動(dòng)通信系統(tǒng)是一個(gè)多信道同時(shí)工作的系統(tǒng)，具有廣播和大面積覆蓋的特點(diǎn)。在移動(dòng)通信環(huán)境的電波覆蓋區(qū)內(nèi)，建立用戶之間的無(wú)線信道連接，是無(wú)線多址接入方式，屬于多址接入技術(shù)。聯(lián)通CDMA(Code Division Multiple Access)就是碼分復(fù)用的一種方式，稱為碼分多址，此外還有頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)和同步碼分多址(SCDMA)。

(1)FDMA

FDMA頻分多址采用調(diào)頻的多址技術(shù)，業(yè)務(wù)信道在不同的頻段分配給不同的用戶。FDMA適合大量連續(xù)非突發(fā)性數(shù)據(jù)的接入，單純采用FDMA作為多址接入方式已經(jīng)很少見。目前中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)所使用的GSM移動(dòng)電話網(wǎng)就是采用FDMA和TDMA兩種方式的結(jié)合。

(2)TDMA時(shí)分多址

TDMA時(shí)分多址采用了時(shí)分的多址技術(shù)，將業(yè)務(wù)信道在不同的時(shí)間段分配給不同的用戶。TDMA的優(yōu)點(diǎn)是頻譜利用率高，適合支持多個(gè)突發(fā)性或低速率數(shù)據(jù)用戶的接入。除中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)所使用的GSM移動(dòng)電話網(wǎng)采用FDMA和TDMA兩種方式的結(jié)合外，廣電HFC網(wǎng)中的CM與CMTS的通信中也采用了時(shí)分多址的接入方式(基于DOCSIS1.0或1.1和Eruo DOCSIS1.0或1.1)。

(3)CDMA碼分多址

CDMA是采用數(shù)字技術(shù)的分支——擴(kuò)頻通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種嶄新而成熟的無(wú)線通信技術(shù)，它是在FDM和TDM的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。FDM的特點(diǎn)是信道不獨(dú)占，而時(shí)間資源共享，每一子信道使用的頻帶互不重疊；TDM的特點(diǎn)是獨(dú)占時(shí)隙，而信道資源共享，每一個(gè)子信道使用的時(shí)隙不重疊；CDMA的特點(diǎn)是所有子信道在同一時(shí)間可以使用整個(gè)信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，它在信道與時(shí)間資源上均為共享，因此，信道的效率高，系統(tǒng)的容量大。CDMA的技術(shù)原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬的信息數(shù)據(jù)用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼(PN)進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去；接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。CDMA碼分多址技術(shù)完全適合現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)所要求的大容量、高質(zhì)量、綜合業(yè)務(wù)、軟切換等，正受到越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商和用戶的青睞。

(4)同步碼分多址技術(shù)

同步碼分多址(SCDMA，Synchrnous Code Division Multiplexing Access)指?jìng)坞S機(jī)碼之間是同步正交的，既可以無(wú)線接入也可以有線接入，應(yīng)用較廣泛。廣電HFC網(wǎng)中的CM與CMTS的通信中就用到該項(xiàng)技術(shù)，例如美國(guó)泰立洋公司(Terayon)和北京凱視通電纜電視寬帶接入，結(jié)合ATDM(高級(jí)時(shí)分多址)和SCDMA上行信道通信(基于DOCSIS2.0或Eruo DOCSIS2.0)。

中國(guó)第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)也采用同步碼分多址技術(shù)，它意味著代表所有用戶的偽隨機(jī)碼在到達(dá)基站時(shí)是同步的，由于偽隨機(jī)碼之間的同步正交性，可以有效地消除碼間干擾，系統(tǒng)容量方面將得到極大的改善，它的系統(tǒng)容量是其他第3代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的4～5倍。