码分复用 订阅
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。 展开全文
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。
信息
外文名
Code Division Multiplexing
缩    写
CDM
分    类
码分、频分、时分、同步码分
中文名
码分复用
性    质
复用方式
码分复用简介
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。
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问答
  • 码分复用

    2018-10-09 18:42:00
    码分复用其实挺有意思的。 怎么处理呢? 就是给所有使用码分复用的基站一个基片,然后在这些个基片中任何两个基片相乘为0。这样做有什么意义呢? 我们举个例子吧。 A站的码片为:00011011;B站的码片为:1110...

    频分复用、时分复用、波分复用比较简单,没什么需要讲的。

    频分复用用不同的频率的波,波分复用是频分复用的一种,时分复用就是把时间拆开,一会儿给你用,一会儿给我用,也没啥好说的。

    码分复用其实挺有意思的。

    怎么处理呢?

    就是给所有使用码分复用的基站一个基片,然后在这些个基片中任何两个基片相乘为0。这样做有什么意义呢?

    我们举个例子吧。

    A站的码片为:00011011;B站的码片为:11100000;C站的码片为:00000100 这样 A*C = 0; B*C = 0; A * B = 0

    如果A站发送1,那么A站实际上发送的信息为:00011011;如果A站发送0,那么A站实际上发送的信息为:11100100 ,我们把码片00011011 看做 -1 -1 -1 1 1 -1 1 1

    为什么要这样做?慢慢等,先别急,我来一层层的揭开它神秘的面纱。

    这样(-1 -1 -1 1 1 -1 1 1 * 00011011)/4 = 1 是不是?这个1是不是我们发送的1?是的

    那么(-1 -1 -1 1 1 -1 1 1 * 11100100)/4 = -1 是不是? 这个-1 就是我们发送的0?是的

    假设这个时候A站发送了一个消息Z,B站点也发送了一个消息X,C站点也发送了一个消息Y,这三个消息混合起来就成了 00011011*Z + 11100000*X + 00000100*Y

    那么如果我们想要得到A的信息,利用码分复用计算得到 00011011* 11100000 = 0;00000100 * 00011011 = 0 ,就相当于把X和Y的信息给过滤掉了。

    转载于:https://www.cnblogs.com/cjjjj/p/9762085.html

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  • 频分复用、时分复用和码分复用

    千次阅读 2018-06-12 14:41:00
    频分复用、时分复用和码分复用 频分复用(FDM):按频率划分的不同信道,用户分到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带,可见频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源(带宽...

    频分复用、时分复用和码分复用

    频分复用(FDM):按频率划分的不同信道,用户分到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带,可见频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源(带宽指频率带)

     

    时分复用(TDM):按时间划分成不同的信道,每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序列号的间隙,可见时分复用的所有用户是在不同时间占用同样的频带宽度

     

    码分复用(CMD):更常用的是码分多址(CMDA),每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信,由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型,因此各用户之间不会造成干扰。码分复用最初用于军事通信,因为这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力,其频谱类似于白噪声,不易被敌人发现,后来才广泛的使用在民用的移动通信中,它的优越性在于可以提高通信的话音质量和数据传输的可靠性,减少干扰对通信的影响,增大通信系统的容量,,降低手机的平均发射功率等,其工作原理如下:

     

    在CDMA中,每一个比特时间在划分为m个短的间隔,称为码片(chip),通常m的值为64或128,为了方便说明,取m为8

    1. 使用CDMA的每一个站被指派一个唯一的m bit码片序列,一个站如果要发送比特1,则发送它自己的m bit码片序列,如果要发送0,则发送该码片序列的二进制反码,按照惯例将码片中的0写成-1,将1写成+1

    2. CDMA给每一个站分配的码片序列不仅必须各不相同,并且还必须互相正交,用数学公式表示,令向量S表示站S的码片向量,再令T表示其他任何站的码片向量。两个不同站的码片序列正交,就是向量S和T的规格化内积都是S * T =  0

    3. 任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是S * S  =  1

    4. 任何一个码片向量和该码片的反码的向量的规格化内积都是-1

    所有其他站的信号都被过滤,而只剩下S站发送的信号。当S站发送比特1时,在X站计算内积结果为+1;当S站发送比特0时,内积结果为-1;当S站不发送时,内积结果为0,S与X正交

    posted @ 2018-06-12 14:41 Rest探路者 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏
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  • 从时分复用 频分复用到码分复用(CDMA)
                         

    0. 关于复用

    • 复用器(multiplexer)总是和分用器(demultiplexer)成对地使用;
      • 分用器:把高速信道传送过来的数据进行分用,分别送交到相应的用户;
    • 在复用器和分用器之间是用户共享的高速信道;

    1. 基本复用方法

    • 频分复用(FDM,Frequency Division Multiplexing):

      按频率划分的不同信道,用户分到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带,可见频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源(带宽指频率带)

    • 时分复用(TDM,Time Division Multiplexing)

      按时间划分成不同的信道,每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序列号的间隙,可见时分复用的所有用户是在不同时间占用同样的频带宽度

    考虑如下的一种情形,传统的电话通信每一个标准话路的带宽是 4kHz(即通信用的 3.1kHz 加上两边的保护频带)

    • 若有 1000 个用户进行频分复用,则复用后的总带宽就是 4kHz
    • 时分复用,每一个用户分配到的时隙宽度就是 125 μs的千分之一,即 0.125μs,时隙宽度变得非常窄,时隙宽度非常窄的脉冲信号所占的频谱范围是非常宽的;

    2. 码分复用(Code Division Multiplexing)

    • 码片(chip):是各站独有的(站站之间的码片互相正交),发送的码元却是不断变化的;

    码分复用人们更常用的名词是码分多址CDMA(Code Division Multiplexing Access )。

    每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信。特别地,各用户使用经过特殊挑选的不同码型,以使各用户之间不会造成干扰。码分复用最初用于军事通信,因为这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力,其频谱类似于白噪声,不易被敌人发现,后来才广泛的使用在民用的移动通信中。

    在 CDMA 中,每一个比特时间再划分为 m 个短的间隔,称为码片(chip)。通常 m 的值为 64 或 128。为了说明问题的需要和简单起见,我们设 m 为 8.

    使用 CDMA 的每一个站被指派一个唯一的 m bit 码片序列(chip sequence)。

    • 一个站如果要发送比特 1 ,则发送它自己的 m bit 码片序列;
    • 如果要发送比特 0,则发送该码片序列的二进制反码;
    • 为了方便起见,我们按惯例将码片中的 0 写为 -1,将 1 写为 1。

    现假定 S 站要发送信息的数据率为 b b/s。由于每个比特要转换成 m 个比特的码片,因此会将 S 站实际发送的数据率为 mb b/s(当然有效的还是 b b/s)。

    同时 S 站所占用的频带宽度也提高到原来数值的 m 倍。这种通信方式是扩频(spread spectrum),扩频通信通常有两大类:

    • 直接序列扩频 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum),如上文所说的码片序列(chip sequence)
    • 跳频扩频 FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum)

    实现码分多址的关键在于,需要为每一个站分配的码片序列不仅必须各不相同,而且还必须相互正交(orthogonal)(将码片序列视为码片向量,两序列正交即为两向量内积为 0)。在实用的系统中使用伪随机序列

    例,令向量 S S

               

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  • 多址复用技术详解——空分复用、频分复用、时分复用、码分复用 空中接口的频率对于运营商而言是最重要的战略资源。在中国,无线频谱资源是由政府直接分配给运营商;在欧洲很多国家,运营商的频谱资源通过拍卖...

    多址复用技术详解——空分复用、频分复用、时分复用、码分复用

    1. 空中接口的频率对于运营商而言是最重要的战略资源。在中国,无线频谱资源是由政府直接分配给运营商;在欧洲很多国家,运营商的频谱资源通过拍卖获得。

      • 电磁波的传播方式在视距情况下遵循自由空间传播模型,同频率之间信号与信号之间的干扰不可避免。频率必须独占使用决定了它的稀缺性,进一步对无线通信产生了深远的影响。无线系统中的复用、无线资源管理、功率控制等技术都是为了尽最大可能有效利用频率资源而设计的。

      • 在中国,目前只有GSM900和GSM1800被分配。GSM900上下行各25MHz,GSM1800上下行各75MHz。另外还有一个GSM扩展频段,称为Extend GSM(EGSM),上下行各10MHz。

      • GSM采用的载频间隔是200kHz,即1MHz带宽可分为5个频点。GSM900共有255-1=124个频点,GSM1800有755-1=374个频点。

    2. 为了让尽可能多的手机用同一个频段,无线通信设计了多址复用技术,包括空分复用、频分复用、时分复用、码分复用。

      • 空分复用和蜂窝

        采用扇形定向天线,可以控制将不同频率的信号通过不同的天线定向发射到某一方向,从而避免在信号重叠区域的干扰。定向天线是蜂窝通信中非常重要的组成部分。当希望增加更多用户时,进行小区分裂,把一个大的小区分为很多小的小区,同时降低发射机的发射功率,,以减小单个发射机的覆盖范围,尽量避免同频干扰,从而可以通过发射机数量的增加开服务于更多用户。

      • 频分复用(FDM,Frequency Division Multiplexing)、时分复用(TDM,Time Division Multiplexing)

        • 在GSM中,把GSM900的频段25MHz均匀分为124块,每一块占200kHz的频段,即频点。一个用户通话时独占一个频点,周围的用户在这个时刻不能占用相同频点,否则会有干扰。
        • 在GSM中,使用相同频率的用户通过在不同的时隙里工作来区分。
    • 3G的基础——码分多址(CDMA,Code Division Multiple Access)

      • CDMA是美国高通公司提出来的,并由此获得了大量专利,CDMA也是目前3G无线通信的基础技术。人常说一流的公司做标准,二流的公司做品牌,三流的公司做产品。高通征收高额专利费这种经营模式导致CDMA产业链的发达速度远远落后于GSM产业链。
      • GSM采用频分和时分复用来对终端进行区分,CDMA里没有频分时分复用,依靠不同的扩频码来区分不同的终端。扩频码的特点是必须正交,即两个信号的乘积在某个区间内积分为0,没有相关性。
    1. CDMA中的扩频:信号占用的带宽增加,在带宽上的平均功率下降。
    • 理论基础是香农定理。

      ​ C = Blb(1 + S/N)

    • C代表传输速率,B代表信号带宽,S/N是信噪比。信号的带宽越大,传输速率越高。在带宽既定的情况下,信道的信噪比越高,传输速率越高。信噪比一般由发射机功率、接收机与发射机之间的距离和噪声信号的强度决定。

    • 如果信噪比很低,香农定理可以简化为C/B = 1.44S/N。传输同样速率的信号,如果增加信号的带宽,就可以降低接收机信噪比的要求。优点是:①发射机功率可以降低;②同样的发射机功率,接收机与发射机之间的距离可以增加;③降低接收机信噪比的要求还可以对抗干扰。

    • 由于带宽的增加可以大大降低S/N的要求,C和B的比值通常被称为处理增益或者扩频增益

    1. CDMA中的抗干扰特性
    • CDMA的系统框架为 信道编码–>扩频–>调制–>发射机…接收机–>解调–>解扩–>信道译码

    多了扩频与解扩环节,对窄带干扰进行解扩时,相当于对其进行一次扩频,将它的窄带频谱展开为宽带频谱,干扰信号的平均能量大大降低,对其积分为0从而过滤。

    • 扩频通过将原始信号和扩频码进行相乘得到,即模二加。在CDMA中,通常采用的扩频码是Walsh码和m序列
    1. 载干比与频宽(功率与频率的关系)

      GSM采用频分复用,蜂窝系统面临相邻小区的干扰。在无线通信中,通常使用载干比来衡量干扰。在GSM中通常考虑同频干扰(C/I)和邻频干扰(C/A)。

      • 同频干扰(C/I),是指当不同小区使用相同频率时,另一小区对当前服务小区所产生的干扰。GSM中规定C/I>9DB。
      • 邻频干扰(C/A),是指在频率再用模式下,相邻频率会对服务小区所使用的频率进行干扰。邻频的信号比当前所占用的频点功率高没关系,高的不是太多即可。GSM中规定C/A>-9DB。

      CDMA靠扩频码区分不同用户,可以同频组网。需要注意的是,扩频和解扩本身并不能提供信号的增强,信号的增强是以增加传输带宽为代价得来的。

    此外,为了应对多址复用带来的种种干扰,GSM采用功率控制、不连续发射、跳频、设置时间提前量等多种方法。为了利用每个频点,GSM仅在物理层就设计了15种信道。下次再进行介绍。

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  • 码分复用CDMA的原理

    千次阅读 多人点赞 2019-04-10 16:12:59
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空空如也

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