码分复用

码组携带多路信号

码分复用是用一组包含互相正交的码字的码组携带多路信号。采用同一波长的扩频序列，频谱资源利用率高，与WDM结合，可以大大增加系统容量。有码分多址，频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和同步码分多址(SCDMA)等相关技术。

系统简介

码分复用(CDM，Code Division Multiplexing)是靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式，主要和各种多址技术结合产生了各种接入技术，包括无线和有线接入。例如在多址蜂窝系统中是以信道来区分通信对象的，一个信道只容纳1个用户进行通话，许多同时通话的用户，互相以信道来区分，这就是多址。移动通信系统是一个多信道同时工作的系统，具有广播和大面积覆盖的特点。在移动通信环境的电波覆盖区内，建立用户之间的无线信道连接，是无线多址接入方式，属于多址接入技术。

发展历史

1935年由Dmitriy V. Ageev教授发表结论，通过使用线性方法可以使三种类型的信号分离：频率，时间和补偿。

1957年使用CDMA的技术，年轻的军事无线电工程师Leonid Kupriyanovich做了一个可穿戴的自动手机——LK-1是一个基站的实验模型。 LK-1的重量为3公斤，操作距离为20-30公里，电池寿命为20-30小时，基站可以服务于几个客户。

1958年，Kupriyanovich做了手机的新的实验“口袋”模型。这部手机重0.5公斤。为了服务更多的客户，Kupriyanovich升级了该设备，由他命名为collllator。

1958年，苏联也开始发展“阿尔泰”国家民用移动电话服务的汽车，基于苏联MRT-1327标准。电话系统重11公斤。它被放置在高级官员的车辆的后备箱中，并在客舱中使用了一个标准的手机。阿尔泰系统的主要开发商是VNIIS（Voronezh科学研究所通信）和GSPI（国家专业项目研究所）。

1963年这项服务开始在莫斯科和1970年阿尔泰服务被用于30个苏联城市。

系统特点

码分多址系统为每个用户分配了各自特定的地址码，利用公共信道来传输信息。CDMA系统的地址码相互具有准正交性，以区别地址，而在频率、时间和空间上都可能重叠。也就是说，每一个用户有自己的地址码，这个地址码用于区别每一个用户，地址码彼此之间是互相独立的，也就是互相不影响的，但是由于技术等种种原因，我们采用的地址码不可能做到完全正交，即完全独立，相互不影响，所以称为准正交，由于有地址码区分用户，所以我们对频率、时间和空间没有限制，在这些方面他们可以重叠。

命令编码

利用多个掩码序列的其中一个对多个符号流的每一个进行编码，该已掩码的符号流被组合以形成码分复用(CDM)信号，并且利用另一个掩码序列该CDM信号被进一步地进行掩码，用于与一个和多个附加的信号进行码分复用，以发送到远程站。在另一个实施例中，根据经掩码的符号流形成了多个CDM信号，并且所述多个CDM信号在进一步进行掩码之前被时分复用(TDM)。在其它实施例中，解掩码和解复用被执行来恢复一个或多个符号流。也提出了其它不同的方面。这些方面具有的优点有：提供了对反向链路容量的有效利用，适应诸如低时延、高吞吐量或者不同服务质量这样的变化的需求，并且减小了提供这些优点的前向和反向链路开销，这样就避免了干扰过多和容量增加。

共享方法

码分多路复用也是一种共享信道的方法，每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信，但使用的是基于码型的分割信道的方法，即每个用户分配一个地址码，各个码型互不重叠，通信各方之间不会相互干扰，且抗干扰能力强。码分多路复用技术主要用于无线通信系统，特别是移动通信系统。它不仅可以提高通信的话音质量和数据传输的可靠性以及减少干扰对通信的影响，而且增大了通信系统的容量.笔记本电脑或个人数字助理(PersonalDataAssistant，PDA)以及掌上电脑(HandedPersonalCOmputer，HPC)等移动性计算机的联网通信就是使用了这种技术。

相关技术

FDMA

FDMA频分多址采用调频的多址技术，业务信道在不同的频段分配给不同的用户。FDMA适合大量连续非突发性数据的接入，单纯采用FDMA作为多址接入方式已经很少见。

TDMA时分多址

TDMA时分多址采用了时分的多址技术，将业务信道在不同的时间段分配给不同的用户。TDMA的优点是频谱利用率高，适合支持多个突发性或低速率数据用户的接入。

CDMA码分多址

CDMA是采用数字技术的分支——扩频通信技术发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术，它是在FDM和TDM的基础上发展起来的。FDM的特点是信道独占，而时间资源共享，每一子信道使用的频带互不重叠；TDM的特点是独占时隙，而信道资源共享，每一个子信道使用的时隙不重叠；CDMA的特点是所有子信道在同一时间可以使用整个信道进行数据传输，它在信道与时间资源上均为共享，因此，信道的效率高，系统的容量大。CDMA的技术原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽的信息数据用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码(PN)进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去；接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。CDMA码分多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等，正受到越来越多的运营商和用户的青睐。

同步码分多址技术

同步码分多址(SCDMA，Synchrnous Code Division Multiple Access)指伪随机码之间是同步正交的，既可以无线接入也可以有线接入，应用较广泛，它意味着代表所有用户的伪随机码在到达基站时是同步的，由于伪随机码之间的同步正交性，可以有效地消除码间干扰，系统容量方面将得到极大的改善，它的系统容量是其他第3代移动通信标准的4～5倍。

主要应用

1、码分复用光接入网络系统

在光线路终端装置与光终端装置和光终端装置之间通过光纤传输路（和光合/分路器进行基于码分复用方式的双向通信。光线路终端装置具有频带控制部和频带分配部，频带控制部设有与光终端装置的数量相等个数的信号转换器对，光终端装置分别具有频带控制部和频带分配部，频带控制部中分别设有各1组信号转换器对。光线路终端装置和光终端装置的频带控制部分别具有由分别具有通信频带可变控制功能的1组可变串/并转换部和可变并/串转换部构成的信号转换部。能够进行与数据包长度无关的数据包的传输，即使在其他用户暂时需要大容量频带时也能够应对。

2、码分复用的早期应用之一是在全球定位系统（GPS）中。

3、高通标准IS-2000，被称为CDMA2000，用于全球星卫星电话网络。

4、UMTS 3G手机标准，使用W-CDMA。

5、CDMA已经在OmniTRACS卫星系统中用于运输物流。

发展前沿

1、基于超连续谱和超结构光纤光栅的波分复用/光码分复用系统

实验验证了基于超连续谱(SC)和超结构光纤光栅(SSFBG)的波分复用/光码分复用(WDM/OCDM)混合系统,超结构光纤光栅实现了对超连续谱光源的双波段同时相位编解码。由于波分复用/光码分复用系统中信道间干涉和噪声的影响,解码输出脉冲的信号波形出现劣化,自相关曲线旁瓣明显增大,自相关峰展宽至8.2 ps。在非线性放大环镜(NALM)的阈值判决作用下,解码输出脉冲的信号波形质量有了明显的改善,自相关峰宽度压缩至4.8 ps,较好地抑制了自相关曲线的旁瓣和噪声。

2、波分复用/光码分多址网络性能研究

基于波分复用/光码分复用混合网络模型,研究了光码分多址和波分复用/光码分复用网络性能,导出网络误码率公式;针对加性白色高斯噪声信道模型,将信息论应用到网络系统性能的分析上,得到网络的吞吐量公式。仿真结果表明:波分复用/光码分复用混合网络较单纯光码分多址网络具有容量大,网络扩展容易、方便等优点。

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