码分多址原理及方式

码分多址是指以不同的伪随机码来区别基站。各基站使用同一频率并在同一时间进行信息传输的技术。由于发送信号时叠加了伪随机码。使信号的频谱大大加宽。采用这种技术的通信系统也称为扩频通信系统。它是近年来在数字移动通信进程中出现的一种先进的无线扩频通信技术。能够满足市场对移动通信容量和品质的高要求。具有频谱利用率高。话音质量好、保密性强、掉话率低、电磁辐射小、容量大、覆盖广等特点。

码分多址是各发送端用各不相同的、相互正交的地址码调制其所发送的信号。在接收端利用码型的正交性，通过地址识别(相关检测)，从混合信号中选出相应的信号。码分多址的特点是：网内所有用户使用同一载波、占用相同的带宽、各个用户可以同时发送或接收信号。码分多址通信系统中各用户发射的信号共同使用整个频带，发射时间又是任意的，各用户的发射信号在时间上、频率上都可能互相重叠。因此，采用传统的滤波器或选通门是不能分离信号的，这样对某用户发送的信号，只有与其相匹配的接收机，通过相关检测器才可能正确接收。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序列(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，对接收的宽带信号做相关处理，把宽带信号转换成原信息数据的窄带信号，即解扩，以实现信息通信。CDMA码分多址技术完全满足现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等要求，正受到越来越多的运营商和用户青睐。扩频技术主要有直接序列扩频技术、跳频(FH)扩频技术和跳时(TH)扩频技术等几种基本类型，其中直接序列扩频技术和跳频扩频技术用得比较多，此外由这几种常用的基本扩频技术构成的混合系统也经常被采用 [6] 。

码分复用(CDMA，Code division multiplexing access)是另一种共享信道的方法每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信。在CDMA系统中，发送端用互不相干、相互正交(准正交)的地址去调制所要发送的信号，接收端则利用码型的正交性通过地址从混合的信号中选出相应信号。 [7] CDMA最初是用于军事通信，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。随着技术的进步，CDMA设备的价格和体积都大幅度下降，因而现在已广泛使用在民用的移动通信中，特别是在无线局域网中。采用CDMA可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(是使用GSM的系统容量的4~5倍)，降低手机的平均发射功率等优点。

混合码分多址的形式有多种多样，如FDMA与DS.CDMA混合，TDMA与DS—CDMA混合(TD/DMA)，TDMA与跳频混台(TDMA/FH)，FH-CDMA与DS—CDMA混合(DS/FH—CDMA)等。 [6] 在FDMA和DS.CDMA混合的系统K中，将一个宽带CDMA信道划分为若干个窄带的DS。CDMA信道。窄带DS.CDMA的处理增益率低于宽带DS-CDMA的处理增益。在该系统中，所分配的窄带CDMA的频带个一定要连续，各个用户可以使用不同的频带。每个用户也可以同时占用多个窄带DS—CDMA的频带。 [6] 在TD/CDMA系统中，它在TDMA的每个时隙内，再引入DS—CDMA，使每个时隙同时可传输多个用户的信息。每个时隙的DS.CDMA用户数和扩频增益通常大大小于直接采用DS.CDMA的系统。例如，在欧洲移动通信系统标准(GSM)的帧结构上，每个时隙扩展16倍，同时传输8个用户的信息，接收端可采用联合检测法同时检测8个用户的信息。TD/CDMA的优点是减少了多址干扰和降低了接收机的复杂性。 [6] 在TDMA/FH系统中，每个TDMA时隙的载频是随机跳变的。每一帧改变一次工作频率。该技术已应用于GSM系统中，它可以有效地克服严重的同道干扰和多径衰落。 [6] 在DS/FH-CDMA中，DS—CDMA的中心频率按照PN序列随机跳变。由于各个用户的中心频率不同，从而可以克服DS—CDMA中的远近效应。但基站的跳频同步相对较难实现。

码分多址系统给每个用户分配一个多址码。要求这些码的自相关特性尖锐，而互相关特性的峰值尽量小，以便准确识别和提取有用信息。同时各个用户问的干扰可减小到最低限度。 [9] 码分多址系统有以下特点：①所有用户可以异步地共享整个频带资源，也就是说，不同用户码元发送信号的时间并不要求同步;②系统容量大;③信道数据率非常高。 [9] 码分多址扩频通信方式常用的扩频信号有两类：跳频信号和直接序列扩频信号。其对应的多址方式为跳频码分多址和直扩码分多址。