信道復用技術與CDMA原理

俞武嘉

副教授信道復用技術與CDMA原理-《計算機網(wǎng)絡與通信》本節(jié)內(nèi)容概述頻分復用時分復用波分復用碼分復用信道復用技術概述“復用”是將若干個彼此獨立的信號，合并為一個可在同一信道上傳輸?shù)膹秃闲盘柕姆椒ā?/p>

作用：提高信道利用率定義與作用為何需要復用技術？信道A1A2B1B2C1C2信道信道共享信道A1A2B1B2C1C2復用分用頻分復用（

FDM）多車道的高速公路路寬車窄，因此可劃分多個并行的車道頻分復用（

FDM）所有用戶在同樣的時間占用不同的頻率帶寬資源用戶在分配到一定的頻帶后，在通信過程中自始至終都占用這個頻帶頻分復用特點頻率時間頻率1頻率2頻率3頻率4頻率5時分復用（

TDM）頻率時間BCDBCDBCDBCDAAAATDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀將時間劃分為一段段等長的時分復用幀（TDM幀）

每一個用戶周期性地占用一個TDM幀中固定的時隙各用戶是在不同的時間占用同樣的頻帶寬度時分復用特點波分復用（

WDM）波分復用就是光的頻分復用（c=f*λ）波分復用特點1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm20Gb/s復用器分用器EDFA120km光調(diào)制器光解調(diào)器碼分復用（CDM）碼分多址：CodeDivisionMultipleAccess熟悉的名詞：CDMA碼分復用（CDM）頻分復用：各用戶同時分頻通信

時分復用：各用戶同頻分時通信前述小結有沒有一種方法，可以使不同用戶能在同一信道上進行

既同時又同頻的通信？困難：同時同頻會造成信號的混雜，使得接收方無法從復合信號中恢復出各用戶的原始信號。問題思考碼分復用（CDM）一道初中物理題我們?yōu)楹蜗氲讲捎眠\動速度的正交合成/分解？為何要分解到兩個垂直（正交）的方向上？疑問如圖所示，汽車沿水平路面以恒定速度v前進，則當拉繩與水平方向成θ角時，被吊起的物體的速度為多少？碼分復用（CDM）啟示合速度v復合信號分速度vm用戶信號如果各用戶發(fā)送的信號能形成“正交”關系，則由它們“混雜”而成的復合信號，便能通過對應的數(shù)學方法重新分解得到各個原始的分量。從現(xiàn)象上看，各個信號混疊而并未發(fā)生干擾。碼分復用（CDM）CDMA技術對信號采用“正交編碼”。每個站被指派一個唯一的碼片序列，如8bit的碼片序列。如發(fā)送比特1，則發(fā)送自己的8位碼片序列。如發(fā)送比特0，則發(fā)送該碼片序列的二進制反碼。

CDMA基礎原理

s站的8bit碼片序列是00011011

發(fā)送比特1時，就發(fā)送序列00011011，

發(fā)送比特0時，就發(fā)送序列11100100。s站的碼片序列：(-1-1-1+1+1-1+1+1)示例碼分復用（CDM）每個站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交。兩個不同站s、t的碼片序列正交，就是碼片向量S和T的規(guī)格化內(nèi)積為0。

CDMA基礎原理

s站的碼片序列：(-1-1-1+1+1-1+1+1)

t站的碼片序列：(-1-1+1-1+1+1+1-1)示例碼分復用（CDM）任一碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積為1。任一碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積為-1。

CDMA基礎原理若想得到某站發(fā)送的信息，可將復合信號與該站的碼片序列做內(nèi)積運算。結果為0：表明沒有該站的信號結果為1：表明該站站發(fā)送了1結果為-1：表明該站站發(fā)送了0原理總結碼分復用（CDM）

s站的碼片序列：(-1-1-1+1+1-1+1+1)

t站的碼片序列：(-1-1+1-1+1+1+1-1)

現(xiàn)收到的復合信號碼片為（00+2-20+20-2），（00-2+20-20+2），（-1-1-1+1+1-1+1-1）問：

S站是否發(fā)送了數(shù)據(jù)？發(fā)送的數(shù)據(jù)什么？練習示例碼分復用（CDM）m

個碼片復合信號110S站數(shù)據(jù)碼元比特ts站的碼片序列Stt規(guī)格化內(nèi)積-111s站發(fā)送的信號Sxtt站發(fā)送的信號Txtt小結內(nèi)容：頻分復用、時分復用、波分復用和碼分復用

重點：碼分多址（CDMA）