基本介紹
- 中文名：碼分復用
- 外文名：Code Division Multiplexing
- 縮寫：CDM
- 性質：復用方式
- 分類：碼分、頻分、時分、同步碼分
簡介,發展歷史,特點,命令,碼分多路復用,相關技術,FDMA,TDMA時分多址,CDMA碼分多址,同步碼分多址技術,套用,發展前沿,
簡介
碼分復用(CDM，Code Division Multiplexing)是靠不同的編碼來區分各路原始信號的一種復用方式，主要和各種多址技術結合產生了各種接入技術，包括無線和有線接入。例如在多址蜂窩系統中是以信道來區分通信對象的，一個信道只容納1個用戶進行通話，許多同時通話的用戶，互相以信道來區分，這就是多址。移動通信系統是一個多信道同時工作的系統，具有廣播和大面積覆蓋的特點。在移動通信環境的電波覆蓋區內，建立用戶之間的無線信道連線，是無線多址接入方式，屬於多址接入技術。
碼分復用
碼分復用發展歷史
1935年由Dmitriy V. Ageev教授發表結論，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，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是一個基站的實驗模型。 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，基站可以服務於幾個客戶。
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。為了服務更多的客戶，Kupriyanovich升級了該設備，由他命名為collllator。
1958年，蘇聯也開始發展“阿爾泰”國家民用行動電話服務的汽車，基於蘇聯MRT-1327標準。電話系統重11公斤。它被放置在高級官員的車輛的後備箱中，並在客艙中使用了一個標準的手機。阿爾泰系統的主要開發商是VNIIS（Voronezh科學研究所通信）和GSPI（國家專業項目研究所）。
1963年這項服務開始在莫斯科和1970年阿爾泰服務被用於30個蘇聯城市。
特點
碼分多址系統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系統的地址碼相互具有準正交性，以區別地址，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，這個地址碼用於區別每一個用戶，地址碼彼此之間是互相獨立的，也就是互相不影響的，但是由於技術等種種原因，我們採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，由於有地址碼區分用戶，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。
命令
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用(CDM)信號，並且利用另一個掩碼序列該CDM信號被進一步地進行掩碼，用於與一個和多個附加的信號進行碼分復用，以傳送到遠程站。在另一個實施例中，根據經掩碼的符號流形成了多個CDM信號，並且所述多個CDM信號在進一步進行掩碼之前被時分復用(TDM)。在其它實施例中，解掩碼和解復用被執行來恢復一個或多個符號流。也提出了其它不同的方面。這些方面具有的優點有：提供了對反向鏈路容量的有效利用，適應諸如低時延、高吞吐量或者不同服務質量這樣的變化的需求，並且減小了提供這些優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。
碼分復用
碼分復用碼分多路復用
碼分多路復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，但使用的是基於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，且抗乾攏能力強。碼分多路復用技術主要用於無線通信系統，特別是移動通信系統。它不僅可以提高通信的話音質量和數據傳輸的可靠性以及減少干擾對通信的影響，而且增大了通信系統的容量.筆記本電腦或個人數字助理(PersonalDataAssistant，PDA)以及掌上電腦(HandedPersonalCOmputer，HPC)等移動性計算機的聯網通信就是使用了這種技術。
碼分復用晶片
碼分復用晶片相關技術
FDMA
FDMA頻分多址採用調頻的多址技術，業務信道在不同的頻段分配給不同的用戶。FDMA適合大量連續非突發性數據的接入，單純採用FDMA作為多址接入方式已經很少見。
碼分復用TDMA時分多址
TDMA時分多址採用了時分的多址技術，將業務信道在不同的時間段分配給不同的用戶。TDMA的優點是頻譜利用率高，適合支持多個突發性或低速率數據用戶的接入。
CDMA碼分多址
CDMA是採用數位技術的分支——擴頻通信技術發展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術，它是在FDM和TDM的基礎上發展起來的。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據傳輸，它在信道與時間資源上均為共享，因此，信道的效率高，系統的容量大。CDMA的技術原理是基於擴頻技術，即將需傳送的具有一定信號頻寬的信息數據用一個頻寬遠大於信號頻寬的高速偽隨機碼(PN)進行調製，使原數據信號的頻寬被擴展，再經載波調製並傳送出去；接收端使用完全相同的偽隨機碼，與接收的頻寬信號作相關處理，把寬頻信號換成原信息數據的窄帶信號即解擴，以實現信息通信。CDMA碼分多址技術完全適合現代移動通信網所要求的大容量、高質量、綜合業務、軟切換等，正受到越來越多的運營商和用戶的青睞。
同步碼分多址技術
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，套用較廣泛，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，由於偽隨機碼之間的同步正交性，可以有效地消除碼間干擾，系統容量方面將得到極大的改善，它的系統容量是其他第3代移動通信標準的4～5倍。
碼分復用網路
碼分復用網路套用
1、碼分復用光接入網路系統
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/分路器進行基於碼分復用方式的雙向通信。光線路終端裝置具有頻帶控制部和頻帶分配部，頻帶控制部設有與光終端裝置的數量相等個數的信號轉換器對，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有各1組信號轉換器對。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/並轉換部和可變並/串轉換部構成的信號轉換部。能夠進行與數據包長度無關的數據包的傳輸，即使在其他用戶暫時需要大容量頻帶時也能夠應對。
2、碼分復用的早期套用之一是在全球定位系統（GPS）中。
3、高通標準IS-2000，被稱為CDMA2000，用於全球星衛星電話網路。
4、UMTS 3G手機標準，使用W-CDMA。
5、CDMA已經在OmniTRACS衛星系統中用於運輸物流。
發展前沿
1、基於超連續譜和超結構光纖光柵的波分復用/光碼分復用系統
實驗驗證了基於超連續譜(SC)和超結構光纖光柵(SSFBG)的波分復用/光碼分復用(WDM/OCDM)混合系統,超結構光纖光柵實現了對超連續譜光源的雙波段同時相位編解碼。由於波分復用/光碼分復用系統中信道間干涉和噪聲的影響,解碼輸出脈衝的信號波形出現劣化,自相關曲線旁瓣明顯增大,自相關峰展寬至8.2 ps。在非線性放大環鏡(NALM)的閾值判決作用下,解碼輸出脈衝的信號波形質量有了明顯的改善,自相關峰寬度壓縮至4.8 ps,較好地抑制了自相關曲線的旁瓣和噪聲。
2、波分復用/光碼分多址網路性能研究
基於波分復用/光碼分復用混合網路模型,研究了光碼分多址和波分復用/光碼分復用網路性能,導出網路誤碼率公式;針對加性白色高斯噪聲信道模型,將資訊理論套用到網路系統性能的分析上,得到網路的吞吐量公式。仿真結果表明:波分復用/光碼分復用混合網路較單純光碼分多址網路具有容量大,網路擴展容易、方便等優點。
