码分多址的原理

1.码分多址的原理：
码分多路复用CDM又称码分多址（Code Division Multiple Access ,CDMA）,它既共享信道的频率,也共享时间,是一种真正的动态复用技术.其原理是每比特时间被分成m个更短的时间槽，称为芯片（Chip）,通常情况下每比特有64或128个芯片.每个站点(通道)被指定一个唯一的m位的代码或芯片序列。

当发送1时站点就发送芯片序列，发送0时就发送芯片序列的反码。

当两个或多个站点同时发送时，各路数据在信道中被线形相加。

为了从信道中分离出各路信号，要求各个站点的芯片序列是相互正交的。

即假如用S和T分别表示两个不同的芯片序列，用!S和!T表示各自芯片序列的反码，那么应该有S·T=0,S·!T=0,S·S=1,S·!S=-1。

当某个站点想要接受站点X发送的数据时，首先必须知道X的芯片序列（设为S）；假如从信道中收到的和矢量为P，那么通过计算S·P的值就可以提取出X发送的数据：S·P=0说明X没有发送数据；S·P=1说明X发送了1；S·P=-1说明X发送了0。

CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access )，它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。

CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，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，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。

码分多址（ＣＤＭＡ，Code－Division Multiple Access）通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分，而是用各自不同的编码序列来区分，或者说，靠信号的不同波形来区分。

如果从频域或时域来观察，多个ＣＤＭＡ信号是互相重叠的。

接收机用相关器可以在多个ＣＤＭＡ信号中选出其中使用预定码型的信号。

其它使用不同码型的信号因为和接收机本地产生的码型不同而不能被解调。

它们的存在类似于在信道中引入了噪声和干扰，通常称之为多址干扰。

在ＣＤＭＡ蜂窝通信系统中，用户之间的信息传输是由基站进行转发和控制的。

为了实现双工通信，正向传输和反向传输各使用一个频率，即通常所谓的频分双工。

无论正向传输或反向传输，除去传输业务信息外，还必须传送相应的控制信息。

为了传送不同的信息，需要设置相应的信道。

但是，ＣＤＭＡ通信系统既不分频道又不分时隙，无论传送何种信息的信道都靠采用不同的码型来区分。

类似的信道属于逻辑信道，这些逻辑信道无论从频域或者时域来看都是相互重叠的，或者说它们均占用相同的频段和时间。

2. 发展方向：
码分多路复用技术主要用于无线通信系统,特别是移动通信系统.它不仅可以提高通信的话音质量和数据传输的可靠性以及减少干扰对通信的影响,而且增大了通信系统的容量.笔记本电脑或个人数字助理(Personal Data Assistant, PDA) 以及掌上电脑(Handed Personal Computer ,HPC)等移动性计算机的联网通信就是使用了这种技术。

CDMA是移动通信技术的发展方向。

在2G阶段，CDMA增强型IS95A与GSM在技术体制上处于同一代产品，提供大致相同的业务。

但CDMA技术有其独到之处，在通话质量好、掉话少、低辐射、健康环保等方面具有显著特色。

在2.5G阶段，CDMA2000 1X RTT 与GPRS在技术上已有明显不同，在传输速率上1X RTT高于GPRS，在新业务承载上1X RTT 比GPRS成熟，可提供更多的中高速率的新业务。

从2.5G向3G技术体制过渡上，CDMA2000 1.X向CDMA20003.X过渡比GPRS向WCDMA过渡更为平滑。

3.P49:14
码片序列正交计算原理：
CDMA首先将每一个比特时间划分为m个短的时间间隔，称为码片。

m通常是64或128。

使用CDMA的每个站都被指派了一个唯一的m bit的码片序列。

一个站如何要发送比特1，则发送它自己的码片序列。

如果要发送比特0，则发送该码片序列的二进制反码。

比如，指派给S站的码片序列是10101101，当S要发送比特1时，它就发送码片序列10101101，而当要发送比特0时，就发送01010010。

为了方便，按照管理将码片中的0写为-1，将1写为+1。

因此S站的码片序列就是(+1 -1 +1 -1 +1 +1 -1 +1)。

在CDMA中，每一个站分配的码片序列不光互不相同而且要求互相正交。

由上边的正交向量的特性可以知道，任意两个站之间的码片序列的内积都为0。

此外，某一站码片序列和其他各站码片序列的反码的向量内积也为0，而与自己的码片序列的反码的内积为-1。

正是这一点使得各个站能够在收到的信息中分离出发往自己的信息。

接收站具体是如何分离发给自己信息的呢？现在假如X站要接收S站发送的数据，X站必须知道S站所特有的码片序列。

X站使用它得到的码片序列与接收到的信号进行内积（注意一点，X站收到的是各个站发送序列之和）。

那么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站计算内积的结果便是+1，当S站发送比特0时，这一结果便是-1。

下图是CDMA的工作原理。

这里假设每个码元扩频为8个码片，S站发送110，其码片序列为(-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1)，发送的扩频信号为Sx；T站发送110，其码片序列为(-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1)，发送的扩频信号为Tx。

此为每个站收到的都是叠加信号Tx+Sx。

例题解答：
解：S·A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1，A发送1
S·B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1，B发送0
S·C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0，C没发送数据
S·D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1，D发送1。