碼分多路複用

碼分多路複用CDM又稱碼分多址（Code Division Multiple Access,CDMA）,CDM與FDM（頻分多路複用）和TDM（時分多路複用）不同,它既共享信道的頻率,也共享時間,是一種真正的動態複用技術.其原理是每比特時間被分成m個更短的時間槽，稱為碼片（Chip）,通常情況下每比特有64或128個碼片.每個站點(通道)被指定一個唯一的m位的代碼或碼片序列。當發送1時站點就發送碼片序列，發送0時就發送碼片序列的反碼。當兩個或多個站點同時發送時，各路數據在信道中被線形相加。為了從信道中分離出各路信號，要求各個站點的碼片序列是相互正交的。

即假如用S和T分別表示兩個不同的碼片序列，用!S和!T表示各自碼片序列的反碼，那麼應該有S·T=0,S·!T=0,S·S=1,S·!S=-1。當某個站點想要接受站點X發送的數據時，首先必須知道X的碼片序列（設為S）；假如從信道中收到的和矢量為P，那麼通過計算S·P的值就可以提取出X發送的數據：S·P=0説明X沒有發送數據；S·P=1説明X發送了1；S·P=-1説明X發送了0。

碼分多路複用也是一種共享信道的方法,每個用户可在同一時間使用同樣的頻帶進行通信,但使用的是基於碼型的分割信道的方法,即每個用户分配一個地址碼,各個碼型互不重疊,通信各方之間不會相互干擾,且抗幹攏能力強。

碼分多路複用技術主要用於無線通信系統,特別是移動通信系統.它不僅可以提高通信的話音質量和數據傳輸的可靠性以及減少干擾對通信的影響,而且增大了通信系統的容量.筆記本電腦或個人數字助理(Personal Data Assistant, PDA) 以及掌上電腦(Handed Personal COmputer,HPC)等移動性計算機的聯網通信就是使用了這種技術。

信道多路複用包括複合、傳輸、分離三個過程，見圖（a）。即在發送端，先將待發送信號{Sk（t）}，（k=1，2，…n）正交化，變成正交信號{Xk（t）}，（k=1，2，…n），然後複合並在信道中傳輸。在接收端，信道輸出信號則經正交分離後再變為輸出信號{Sk（t）}（k=1，2，…，n），在理想情況下，接收端的輸出信號與發送端的傳送信號完全相同。在碼分多路複用系統中是利用信號的碼型結構來保證各路信號的正交化，碼分信號的分離由相關器或匹配濾波器實現。

碼分多路複用通信系統抗窄頻帶干擾能力強，保密性強，各路的連接、變換較靈活，但電路較複雜並需有精度高的同步系統。因此尚未得到廣泛應用。

在碼分多路通信中，正交信號是正交碼組中的碼序列，其碼元可為+1或－1，碼序列的數目至少應等於通路數n。碼組的對應位不同號的最小位數（最小距離）應儘可能大。正交碼組每個碼序列本身各對應碼元值，彼此相乘再疊加應為一正數（即碼序列所含碼元數），而任意兩個不同碼序列的對應碼元值相乘再疊加，其值為零。

每路輸入信號Sk（若為模擬信號，要先變換成數字信號）在發信端與正交碼發生器所產生的對應碼序列波形（即一幅度為+1或－1的矩形脈衝波）相乘，得各路正交信號Xk，再相加得複合信號f（t），然後送入信道。經傳輸後，在接收端將收到的信號分別與本地的正交碼發生器所產生的，並與發信端相應的各路碼序列相乘後疊加進行判決。判決準則是：當待判決的信號值為一正數（即碼序列所含碼元數）或大於碼元數與最小距離之差時，判發信端已發碼，當信號值為零或絕對值小於最小距離時，則判發信端未發碼。把接收到的碼序列與本地正交碼組中碼序列的各碼元相乘再疊加的處理，稱為相關處理。

碼分多路通信是利用各路信號碼型結構的正交性來完成多路複用的。廣義而言，頻分和時分多路複用也是利用信號的正交性，即採用適當措施使各路信號不重疊來完成多路複用；頻分多路複用是利用了信號在頻率上的相互不重疊，時分多路複用則是利用了信號在時間上的相互不重疊。

碼分多路複用技術主要用於無線通信系統,特別是移動通信系統.它不僅可以提高通信的話音質量和數據傳輸的可靠性以及減少干擾對通信的影響,而且增大了通信系統的容量.筆記本電腦或個人數字助理（Personal Data Assistant, PDA）以及掌上電腦（Handed Personal COmputer,HPC）等移動性計算機的聯網通信就是使用了這種技術。

在碼分多址（CDMA）蜂窩通信系統中，用户之間的信息傳輸也是由基站進行轉發和控制的。為了實現雙工通信，正向傳輸和反向傳輸各使用一個頻率，即通常所謂的頻分雙工。無論正向傳輸或反向傳輸，除了傳輸業務信息外，還必須傳送相應的控制信息。為了傳送不同的信息，需要設置相應的信道。但是，CDMA通信系統既不分頻道又不分時隙，無論傳送何種信息的信道都靠採用不同的碼型來區分。類似的信道屬於邏輯信道。這些邏輯信道無論從頻域或時域來看都是相互重疊的，或者説它們均佔有相同的頻段和時間。左圖是CDMA通信系統的工作示意圖。

CDMA數字蜂窩移動通信系統的各種信道的選擇，可用正交Walsh 函數來實現。正交Walsh 函數可以構成正交Walsh碼，作為地址碼實現碼分多址（CDMA）。