信道复用技术码分复用 CDM(Code Division Multiplexing)

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一、码分复用 CDM（Code Division Multiplexing）

常用的名词是码分多址 CDMA (Code Division Multiple Access)。
CDMA技术起源于1942年好莱坞明星海蒂·拉玛和其丈夫钢琴家乔治·安塞尔的受钢琴声音的启发，提出了利用扩频技术避免干扰的方法，并获得了秘密通讯发明与利。CDMA、蓝牙、WiFi技术基于此与利方法。

二、码分多址CDMA

CDMA可提高通话质量和数据传输的可靠性，减少干扰，增大通信系统的容量（是使用全球秱动通信系统GSM的4~5倍），降低手机的平均发射功率。
1989年高通公司将用于军事通信的CDMA技术应用于商业手机网络。
1993年7月，美国通信工业协会批准第一个CDMA标准 IS95为2G标准。
1994年10月，香港和记黄浦采用Motorola的设备建成世界上第一个CDMA商用网络。
2000年，中国联通不高通签署知识产权框架协议，CDMA正式进入中国。
2001年，CDMA手机在中国开始大规模销售。

假定S站要发送信息的数据率为b bit/s，由于每个比特要转换成m比特的码片序列，因此S站发送的数据率提高到mb bit/s，同时S站所占用的频带宽度也提高到原来数值的m倍。这种通信方式称为扩频（spread spectrum）通信。
码分多址CDMA，通过不同的扩频码 来实现多用户在同一时间同一频率上共享信道。即各用户在相同的时间 使用相同的频带。
各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。
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，不易被发现。
CMAD的重要特点：

每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(orthogonal)。
在实用的系统中是使用伪随机码序列。

三、码片序列的概念

每一个比特时间划分为 m 个短的间隔，称为码片(chip)。
每个站被指派一个惟一的 mbit 码片序列。
如发送比特 1，则发送自己的 mbit 码片序列。
如发送比特 0，则发送该码片序列的二进制反码。
例如，S 站的 8 bit 码片序列是 00011011。

发送比特 1 时，就发送序列 00011011，

发送比特 0 时，就发送序列 11100100。

按惯例将码片中的0写为-1，将1写成+1， S 站的码片序列是：

(--1 --1 --1 +1 +1 --1 +1 +1)

四、码片序列的正交关系

令向量 S 表示站 S 的码片向量，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(inner product)都是 0：

正交关系的另一个重要特性：

五、CDMA的工作原理

假定有个X站要接收S站发送的数据，X站必须知道S站的码片序列。
X站使用得到的码片向量S不接收到的未知信号进行求内积的计算。X站接收到的未知信号是各个站发送的码片序列之和。
根据上述码分序列正交关系的两个公式，再根据叠加原理，求内积得到的结果是：

所有其他站的信号都被过滤掉，而只剩下S站发送的信号。
当S站发送比特1时，在X站计算内积的结果是+1；
当S站发送比特0时，内积的结果是-1；
S站不发送数据时，内积的结果是0。

S站和T站发送的数据都是110三个码元
S站的码序列为（-1-1-1+1+1-1+1+1）
T站的码片序列为 (-1-1+1-1+1+1+1-1）

复用技术是让多个用户共享同一个信道。
每种复用技术都有自己的特点:
频分多路复用技术FDM
波分多路复用WDM、密集波分多路复用DWDM
时分多路复用技术TDM、统计时分多路复用STDM
码分多址复用CDMA