CDMA 和復(fù)用技術(shù)

1、 CDMA CDMA 和復(fù)用技術(shù)和復(fù)用技術(shù) CDMA定義特點(diǎn)定義AND原理碼分多址(CDMA)是在數(shù)字技術(shù)的分支-擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)。CDMA技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴(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(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。CDMA是指一種擴(kuò)頻多址數(shù)字式通信技術(shù)，通過獨(dú)特的代碼序列建立信道，可用于二代和三代無線通信中的任何一種協(xié)議。CDMA是一種多路方式，多路信號只占

2、用一條信道，極大提高帶寬使用率，應(yīng)用于800MHz和1.9GHz的超高頻(UHF)移動電話系統(tǒng)。CDMA使用帶擴(kuò)頻技術(shù)的模-數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)，輸入音頻首先數(shù)字化為二進(jìn)制元。傳輸信號頻率按指定類型編碼1CDMA是擴(kuò)頻通信的一種，它具有擴(kuò)頻通信的以下特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)。這是擴(kuò)頻通信的基本特點(diǎn)，是所有通信方式無法比擬的。寬帶傳輸，抗衰落能力強(qiáng)。由于采用寬帶傳輸，在信道中傳輸?shù)挠杏眯盘柕墓β时雀蓴_信號的功率低得多，因此信號好像隱蔽在噪聲中；即功率譜密度比較低，有利于信號隱蔽。利用擴(kuò)頻碼的相關(guān)性來獲取用戶的信息，抗截獲的能力強(qiáng)。2在擴(kuò)頻CDMA通信系統(tǒng)中，由于采用了新的關(guān)鍵技術(shù)而具有一些新的特點(diǎn)：采用了

3、多種分集方式。除了傳統(tǒng)的空間分集外。由于是寬帶傳輸起到了頻率分集的作用，同時(shí)在基站和移動臺采用了RAKE接收機(jī)技術(shù)，相當(dāng)于時(shí)間分集的作用。采用了話音激活技術(shù)和扇區(qū)化技術(shù)。因?yàn)镃DMA系統(tǒng)的容量直接與所受的干擾有關(guān)，采用話音激活和扇區(qū)化技術(shù)可以減少干擾，可以使整個(gè)系統(tǒng)的容量增大。采用了移動臺輔助的軟切換。通過它可以實(shí)現(xiàn)無縫切換，保證了通話的連續(xù)性，減少了掉話的可能性。處于切換區(qū)域的移動臺通過分集接收多個(gè)基站的信號，可以減低自身的發(fā)射功率，從而減少了對周圍基站的干擾，這樣有利于提高反向聯(lián)路的容量和覆蓋范圍。采用了功率控制技術(shù)，這樣降低了平準(zhǔn)發(fā)射功率。具有軟容量特性?？梢栽谠拕?wù)量高峰期通過提高誤幀率

4、來增加可以用的信道數(shù)。當(dāng)相鄰小區(qū)的負(fù)荷一輕一重時(shí)，負(fù)荷重的小區(qū)可以通過減少導(dǎo)頻的發(fā)射功率，使本小區(qū)的邊緣用戶由于導(dǎo)頻強(qiáng)度的不足而切換到相臨小區(qū)，使負(fù)擔(dān)分擔(dān)。兼容性好。由于CDMA的帶寬很大，功率分布在廣闊的頻譜上，功率話密度低，對窄帶模擬系統(tǒng)的干擾小，因此兩者可以共存。即兼容性好。CDMA的頻率利用率高，不需頻率規(guī)劃，這也是CDMA的特點(diǎn)之一。CDMA高效率的OCELP話音編碼。話音編碼技術(shù)是數(shù)字通信中的一個(gè)重要課題。OCELP是利用碼表矢量量化差值的信號，并根據(jù)語音激活的程度產(chǎn)生一個(gè)輸出速率可變的信號。這種編碼方式被認(rèn)為是目前效率最高的編碼技術(shù)，在保證有較好話音質(zhì)量的前提下，大大提高了系統(tǒng)的

5、容量。這種聲碼器具有8kbit/S和13kbit/S兩種速率的序列。8kbit/S序列從1.2kbit/s到9.6kbit/s可變，13kbit/S序列則從1.8kbt/s到14.4kbt/S可變。最近，又有一種8kbit/sEVRC型編碼器問世，也具有8kbit/s聲碼器容量大的特點(diǎn)，話音質(zhì)量也有了明顯的提高。復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)是指一種在傳輸路徑上綜合多路信道，然后恢復(fù)原機(jī)制或解除終端各信道復(fù)用技術(shù)的過程。在數(shù)據(jù)通信中，復(fù)用技術(shù)提高了信道傳輸效率，有廣泛應(yīng)用。多路復(fù)用技術(shù)是在發(fā)送端將多路信號進(jìn)行組合(如廣電前端使用的混合器)，在一條專用的物理信道上實(shí)現(xiàn)傳輸，接收端再將復(fù)合信號分離出來。多路復(fù)用

6、技術(shù)主要有兩大類：頻分多路復(fù)用(即頻分復(fù)用)和時(shí)分多路復(fù)用(即時(shí)分復(fù)用)，波分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)復(fù)用本質(zhì)上也屬于這兩種復(fù)用技術(shù)。另外還有其他復(fù)用技術(shù)，如碼分復(fù)用、極化波復(fù)用和空分復(fù)用。頻分復(fù)用頻分復(fù)用(FDM，F(xiàn)requency Division Multiplexing)就是將用于傳輸信道的總帶寬劃分成若干個(gè)子頻帶(或稱子信道)，每一個(gè)子信道傳輸1路信號。頻分復(fù)用要求總頻率寬度大于各個(gè)子信道頻率之和，同時(shí)為了保證各子信道中所傳輸?shù)男盘柣ゲ桓蓴_，應(yīng)在各子信道之間設(shè)立隔離帶，這樣就保證了各路信號互不干擾(條件之一)。頻分復(fù)用技術(shù)的特點(diǎn)是所有子信道傳輸?shù)男盘栆圆⑿械姆绞焦ぷ?，每一路信號傳輸時(shí)可不考慮傳輸時(shí)

7、延，因而頻分復(fù)用技術(shù)取得了非常廣泛的應(yīng)用。頻分復(fù)用技術(shù)除傳統(tǒng)意義上的頻分復(fù)用(FDM)外，還有一種是正交頻分復(fù)用(OFDM)。傳統(tǒng)的頻分復(fù)用傳統(tǒng)的頻分復(fù)用典型的應(yīng)用莫過于廣電HFC網(wǎng)絡(luò)電視信號的傳輸了，不管是模擬電視信號還是數(shù)字電視信號都是如此，因?yàn)閷τ跀?shù)字電視信號而言，盡管在每一個(gè)頻道(8 MHz)以內(nèi)是時(shí)分復(fù)用傳輸?shù)模鱾€(gè)頻道之間仍然是以頻分復(fù)用的方式傳輸?shù)?。正交頻分復(fù)用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)實(shí)際是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)。OFDM全部載波頻率有相等的頻率間隔，它們是一個(gè)基本振蕩頻率的整數(shù)倍，正交指各個(gè)載波的信號頻譜

8、是正交的。OFDM系統(tǒng)比FDM系統(tǒng)要求的帶寬要小得多。由于OFDM使用無干擾正交載波技術(shù)，單個(gè)載波間無需保護(hù)頻帶，這樣使得可用頻譜的使用效率更高。另外，OFDM技術(shù)可動態(tài)分配在子信道中的數(shù)據(jù)，為獲得最大的數(shù)據(jù)吞吐量，多載波調(diào)制器可以智能地分配更多的數(shù)據(jù)到噪聲小的子信道上。目前OFDM技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于廣播式的音頻和視頻領(lǐng)域以及民用通信系統(tǒng)中，主要的應(yīng)用包括：非對稱的數(shù)字用戶環(huán)線(ADSL)、數(shù)字視頻廣播(DVB)、高清晰度電視(HDTV)、無線局域網(wǎng)(WLAN)和第4代(4G)移動通信系統(tǒng)等。時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用(TDM，Time Division Multiplexing)就是將提供給整個(gè)信道傳

9、輸信息的時(shí)間劃分成若干時(shí)間片(簡稱時(shí)隙)，并將這些時(shí)隙分配給每一個(gè)信號源使用，每一路信號在自己的時(shí)隙內(nèi)獨(dú)占信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。時(shí)分復(fù)用技術(shù)的特點(diǎn)是時(shí)隙事先規(guī)劃分配好且固定不變，所以有時(shí)也叫同步時(shí)分復(fù)用。優(yōu)點(diǎn)：時(shí)隙分配固定，便于調(diào)節(jié)控制，適于數(shù)字信息的傳輸；缺點(diǎn)：當(dāng)某信號源沒有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，它所對應(yīng)的信道會出現(xiàn)空閑，而其他繁忙的信道無法占用這個(gè)空閑的信道，因此會降低線路的利用率。波分復(fù)用光通信是由光來運(yùn)載信號進(jìn)行傳輸?shù)姆绞?。在光通信領(lǐng)域，人們習(xí)慣按波長而不是按頻率來命名。因此，所謂的波分復(fù)用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)其本質(zhì)上也是頻分復(fù)用而已。復(fù)用方式

10、 (1)1 310 nm和1 550 nm波長的波分復(fù)用 (2)粗波分復(fù)用 (3)密集波分復(fù)用1 310 NM和1 550 NM波長的波分復(fù)用這種復(fù)用技術(shù)在20世紀(jì)70年代初時(shí)僅用兩個(gè)波長：1 310 nm窗口一個(gè)波長，1 550 nm窗口一個(gè)波長，利用WDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)單纖雙窗口傳輸，這是最初的波分復(fù)用的使用情況。粗波分復(fù)用繼在骨干網(wǎng)及長途網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用后，波分復(fù)用技術(shù)也開始在城域網(wǎng)中得到使用，主要指的是粗波分復(fù)用技術(shù)。CWDM使用1 2001 700 nm的寬窗口，目前主要應(yīng)用波長在1 550 nm的系統(tǒng)中，當(dāng)然1 310 nm波長的波分復(fù)用器也在研制之中。粗波分復(fù)用(大波長間隔)器相鄰信道的間距

11、一般20 nm，它的波長數(shù)目一般為4波或8波，最多16波。當(dāng)復(fù)用的信道數(shù)為16或者更少時(shí)，由于CWDM系統(tǒng)采用的DFB激光器不需要冷卻，在成本、功耗要求和設(shè)備尺寸方面，CWDM系統(tǒng)比DWDM系統(tǒng)更有優(yōu)勢，CWDM越來越廣泛地被業(yè)界所接受。CWDM無需選擇成本昂貴的密集波分解復(fù)用器和“光放”EDFA，只需采用便宜的多通道激光收發(fā)器作為中繼，因而成本大大下降。如今，不少廠家已經(jīng)能夠提供具有28個(gè)波長的商用CWDM系統(tǒng)，它適合在地理范圍不是特別大、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展不是非?？斓某鞘惺褂谩Ｃ芗ǚ謴?fù)用密集波分復(fù)用技術(shù)(DWDM)可以承載8160個(gè)波長，而且隨著DWDM技術(shù)的不斷發(fā)展，其分波波數(shù)的上限值仍在不

12、斷地增長，間隔一般1.6 nm，主要應(yīng)用于長距離傳輸系統(tǒng)。在所有的DWDM系統(tǒng)中都需要色散補(bǔ)償技術(shù)(克服多波長系統(tǒng)中的非線性失真四波混頻現(xiàn)象)。在16波DWDM系統(tǒng)中，一般采用常規(guī)色散補(bǔ)償光纖來進(jìn)行補(bǔ)償，而在40波DWDM系統(tǒng)中，必須采用色散斜率補(bǔ)償光纖補(bǔ)償。DWDM能夠在同一根光纖中把不同的波長同時(shí)進(jìn)行組合和傳輸，為了保證有效傳輸，一根光纖轉(zhuǎn)換為多根虛擬光纖。目前，采用DWDM技術(shù)，單根光纖可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量高達(dá)400 Gbit/s，隨著廠商在每根光纖中加入更多信道，每秒太位的傳輸速度指日可待。碼分復(fù)用碼分復(fù)用(CDM，Code Division Multiplexing)是靠不同的編碼來區(qū)

13、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。分類： (1)FDMA (2)TDMA時(shí)分多址 (3)CDMA碼分多址 (4)同步碼分多址技術(shù)FDMAFDMA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。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(shí)分多址的接入方式(基于DOCSIS1.0或1.1和Eruo DOCSIS1.0或1.1)。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(jī)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C