碼分復(fù)用相關(guān)介紹

碼分復(fù)用(CDM，Code Division Multiplexing)是靠不同的編碼來區(qū)分各路原始信號的一種復(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)，包括無線和有線接入。例如在多址蜂窩系統(tǒng)中是以信道來區(qū)分通信對象的，一個信道只容納1個用戶進行通話，許多同時通話的用戶，互相以信道來區(qū)分，這就是多址。移動通信系統(tǒng)是一個多信道同時工作的系統(tǒng)，具有廣播和大面積覆蓋的特點。在移動通信環(huán)境的電波覆蓋區(qū)內(nèi)，建立用戶之間的無線信道連接，是無線多址接入方式，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光纖傳輸路（和光合/分路器進行基于碼分復(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)量相等個數(shù)的信號轉(zhuǎn)換器對，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組信號轉(zhuǎn)換器對。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)成的信號轉(zhuǎn)換部。能夠進行與數(shù)據(jù)包長度無關(guān)的數(shù)據(jù)包的傳輸，即使在其他用戶暫時需要大容量頻帶時也能夠應(yīng)對。

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

4、UMTS 3G手機標準，使用W-CDMA。

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

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時分多址

TDMA時分多址采用了時分的多址技術(shù)，將業(yè)務(wù)信道在不同的時間段分配給不同的用戶。TDMA的優(yōu)點是頻譜利用率高，適合支持多個突發(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——擴頻通信技術(shù)發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)，它是在FDM和TDM的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。FDM的特點是信道獨占，而時間資源共享，每一子信道使用的頻帶互不重疊；TDM的特點是獨占時隙，而信道資源共享，每一個子信道使用的時隙不重疊；CDMA的特點是所有子信道在同一時間可以使用整個信道進行數(shù)據(jù)傳輸，它在信道與時間資源上均為共享，因此，信道的效率高，系統(tǒng)的容量大。CDMA的技術(shù)原理是基于擴頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號帶寬的信息數(shù)據(jù)用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼(PN)進行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴展，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碼，與接收的帶寬信號作相關(guān)處理，把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴，以實現(xiàn)信息通信。CDMA碼分多址技術(shù)完全適合現(xiàn)代移動通信網(wǎng)所要求的大容量、高質(zhì)量、綜合業(yè)務(wù)、軟切換等，正受到越來越多的運營商和用戶的青睞。

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)指偽隨機碼之間是同步正交的，既可以無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碼在到達基站時是同步的，由于偽隨機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代移動通信標準的4～5倍。

碼分多路復(fù)用也是一種共享信道的方法，每個用戶可在同一時間使用同樣的頻帶進行通信，但使用的是基于碼型的分割信道的方法，即每個用戶分配一個地址碼，各個碼型互不重疊，通信各方之間不會相互干擾，且抗干擾能力強。碼分多路復(fù)用技術(shù)主要用于無線通信系統(tǒng)，特別是移動通信系統(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.筆記本電腦或個人數(shù)字助理(PersonalDataAssistant，PDA)以及掌上電腦(HandedPersonalCOmputer，HPC)等移動性計算機的聯(lián)網(wǎng)通信就是使用了這種技術(shù)。

利用多個掩碼序列的其中一個對多個符號流的每一個進行編碼，該已掩碼的符號流被組合以形成碼分復(fù)用(CDM)信號，并且利用另一個掩碼序列該CDM信號被進一步地進行掩碼，用于與一個和多個附加的信號進行碼分復(fù)用，以發(fā)送到遠程站。在另一個實施例中，根據(jù)經(jīng)掩碼的符號流形成了多個CDM信號，并且所述多個CDM信號在進一步進行掩碼之前被時分復(fù)用(TDM)。在其它實施例中，解掩碼和解復(fù)用被執(zhí)行來恢復(fù)一個或多個符號流。也提出了其它不同的方面。這些方面具有的優(yōu)點有：提供了對反向鏈路容量的有效利用，適應(yīng)諸如低時延、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)點的前向和反向鏈路開銷，這樣就避免了干擾過多和容量增加。

碼分多址系統(tǒng)為每個用戶分配了各自特定的地址碼，利用公共信道來傳輸信息。CDMA系統(tǒng)的地址碼相互具有準正交性，以區(qū)別地址，而在頻率、時間和空間上都可能重疊。也就是說，每一個用戶有自己的地址碼，這個地址碼用于區(qū)別每一個用戶，地址碼彼此之間是互相獨立的，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，即完全獨立，相互不影響，所以稱為準正交，由于有地址碼區(qū)分用戶，所以我們對頻率、時間和空間沒有限制，在這些方面他們可以重疊。

1935年由Dmitriy V. Ageev教授發(fā)表結(jié)論，通過使用線性方法可以使三種類型的信號分離：頻率，時間和補償。

1957年使用CDMA的技術(shù)，年輕的軍事無線電工程師Leonid Kupriyanovich做了一個可穿戴的自動手機——LK-1是一個基站的實驗?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，基站可以服務(wù)于幾個客戶。

1958年，Kupriyanovich做了手機的新的實驗“口袋”模型。這部手機重0.5公斤。為了服務(wù)更多的客戶，Kupriyanovich升級了該設(shè)備，由他命名為collllator。

1958年，蘇聯(lián)也開始發(fā)展“阿爾泰”國家民用移動電話服務(wù)的汽車，基于蘇聯(lián)MRT-1327標準。電話系統(tǒng)重11公斤。它被放置在高級官員的車輛的后備箱中，并在客艙中使用了一個標準的手機。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（國家專業(yè)項目研究所）。

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

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)

實驗驗證了基于超連續(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)光纖光柵實現(xiàn)了對超連續(xù)譜光源的雙波段同時相位編解碼。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)擴展容易、方便等優(yōu)點。

碼分復(fù)用(CDM，Code Division Multiplexing)是靠不同的編碼來區(qū)分各路原始信號的一種復(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)，包括無線和有線接入。例如在多址蜂窩系統(tǒng)中是以信道來區(qū)分通信對象的，一個信道只容納1個用戶進行通話，許多同時通話的用戶，互相以信道來區(qū)分，這就是多址。移動通信系統(tǒng)是一個多信道同時工作的系統(tǒng)，具有廣播和大面積覆蓋的特點。在移動通信環(huán)境的電波覆蓋區(qū)內(nèi)，建立用戶之間的無線信道連接，是無線多址接入方式，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。目前中國聯(lián)通、中國移動所使用的GSM移動電話網(wǎng)就是采用FDMA和TDMA兩種方式的結(jié)合。

(2)TDMA時分多址

TDMA時分多址采用了時分的多址技術(shù)，將業(yè)務(wù)信道在不同的時間段分配給不同的用戶。TDMA的優(yōu)點是頻譜利用率高，適合支持多個突發(fā)性或低速率數(shù)據(jù)用戶的接入。除中國聯(lián)通、中國移動所使用的GSM移動電話網(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——擴頻通信技術(shù)發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)，它是在FDM和TDM的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。FDM的特點是信道不獨占，而時間資源共享，每一子信道使用的頻帶互不重疊；TDM的特點是獨占時隙，而信道資源共享，每一個子信道使用的時隙不重疊；CDMA的特點是所有子信道在同一時間可以使用整個信道進行數(shù)據(jù)傳輸，它在信道與時間資源上均為共享，因此，信道的效率高，系統(tǒng)的容量大。CDMA的技術(shù)原理是基于擴頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號帶寬的信息數(shù)據(jù)用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼(PN)進行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴展，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碼，與接收的帶寬信號作相關(guān)處理，把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴，以實現(xiàn)信息通信。CDMA碼分多址技術(shù)完全適合現(xiàn)代移動通信網(wǎng)所要求的大容量、高質(zhì)量、綜合業(yè)務(wù)、軟切換等，正受到越來越多的運營商和用戶的青睞。

(4)同步碼分多址技術(shù)

同步碼分多址(SCDMA，Synchrnous Code Division Multiplexing Access)指偽隨機碼之間是同步正交的，既可以無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技術(shù)，例如美國泰立洋公司(Terayon)和北京凱視通電纜電視寬帶接入，結(jié)合ATDM(高級時分多址)和SCDMA上行信道通信(基于DOCSIS2.0或Eruo DOCSIS2.0)。

中國第3代移動通信系統(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碼在到達基站時是同步的，由于偽隨機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代移動通信標準的4～5倍。