码分多路复用

利用各路信号码型结构正交性而实现多路复用的通信方式

码分多路复用（code division multiplexing）是指利用各路信号码型结构正交性而实现多路复用的通信方式，简称CDM。

原理

码分多路复用CDM又称码分多址（Code Division Multiple Access,CDMA）,CDM与FDM（频分多路复用）和TDM（时分多路复用）不同,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，称为码片（Chip）,通常情况下每比特有64或128个码片.每个站点(通道)被指定一个唯一的m位的代码或码片序列。当发送1时站点就发送码片序列，发送0时就发送码片序列的反码。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，要求各个站点的码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码片序列，用!S和!T表示各自码片序列的反码，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的码片序列（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。

码分多路复用也是一种共享信道的方法,每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信,但使用的是基于码型的分割信道的方法,即每个用户分配一个地址码,各个码型互不重叠,通信各方之间不会相互干扰,且抗干拢能力强。

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。

复用过程

信道多路复用包括复合、传输、分离三个过程，见图（a）。即在发送端，先将待发送信号{Sk（t）}，（k=1，2，…n）正交化，变成正交信号{Xk（t）}，（k=1，2，…n），然后复合并在信道中传输。在接收端，信道输出信号则经正交分离后再变为输出信号{Sk（t）}（k=1，2，…，n），在理想情况下，接收端的输出信号与发送端的传送信号完全相同。在码分多路复用系统中是利用信号的码型结构来保证各路信号的正交化，码分信号的分离由相关器或匹配滤波器实现。

优缺点

码分多路复用通信系统抗窄频带干扰能力强，保密性强，各路的连接、变换较灵活，但电路较复杂并需有精度高的同步系统。因此尚未得到广泛应用。

应用

在码分多路通信中，正交信号是正交码组中的码序列，其码元可为+1或－1，码序列的数目至少应等于通路数n。码组的对应位不同号的最小位数（最小距离）应尽可能大。正交码组每个码序列本身各对应码元值，彼此相乘再叠加应为一正数（即码序列所含码元数），而任意两个不同码序列的对应码元值相乘再叠加，其值为零。

每路输入信号Sk（若为模拟信号，要先变换成数字信号）在发信端与正交码发生器所产生的对应码序列波形（即一幅度为+1或－1的矩形脉冲波）相乘，得各路正交信号Xk，再相加得复合信号f（t），然后送入信道。经传输后，在接收端将收到的信号分别与本地的正交码发生器所产生的，并与发信端相应的各路码序列相乘后叠加进行判决。判决准则是：当待判决的信号值为一正数（即码序列所含码元数）或大于码元数与最小距离之差时，判发信端已发码，当信号值为零或绝对值小于最小距离时，则判发信端未发码。把接收到的码序列与本地正交码组中码序列的各码元相乘再叠加的处理，称为相关处理。

码分多路通信是利用各路信号码型结构的正交性来完成多路复用的。广义而言，频分和时分多路复用也是利用信号的正交性，即采用适当措施使各路信号不重叠来完成多路复用；频分多路复用是利用了信号在频率上的相互不重叠，时分多路复用则是利用了信号在时间上的相互不重叠。

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。

在码分多址（CDMA）蜂窝通信系统中，用户之间的信息传输也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，除了传输业务信息外，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时域来看都是相互重叠的，或者说它们均占有相同的频段和时间。左图是CDMA通信系统的工作示意图。

CDMA数字蜂窝移动通信系统的各种信道的选择，可用正交Walsh 函数来实现。正交Walsh 函数可以构成正交Walsh码，作为地址码实现码分多址（CDMA）。

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