李氏熏酱老街砂锅居:码分多址原理

http://www.bupt.edu.cn/yuanxi/introduce/jixujy/networks/students/b2000.xls
CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access)先进的无线通信技术，原为军方通信所开发，现今已广泛应用到全球民用通信中。CDMA 将话音转换为数字信号,给每个数字话音分组增加一个地址,进行扰码处理,并且将它发射到空中.CDMA最大的优点就是相同的带宽下可以容纳更多的呼叫.而且它还可以随话音传送数字信息.

一般信息
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一般来说（作为复用方法），Code Division Multiple Access(CDMA)是被军方通讯采用的某种扩频方案。理论上，数字化的信息使用CDMA技术进行编码和解码，可以大大提高对无线信道的利用率，增强抗干扰能力。Qualcomm（高通）公司解决了CDMA中至关重要的功率控制问题，并取得相关的专利。CDMA制式中，区分各个信道主要不再依靠频率和时隙等方法，因此同一地区不同用户同时使用相同的频率是正常的。除此之外被广泛使用的多路访问技术还有时分多址（TDMA）和频分多址（FDMA）。在这三种方案中，接收方从各种信号中分别通过不同的码字，时隙和频率通道分离出有用信息。

CDMA经常被广泛和不严格地用来称呼使用CDMA技术实现的无线网络及其制式，比较常见的是由Qualcomm主要支持和最先投入商用的的数字蜂窝电话制式，包括IS-95（CDG为其申请注册商标为cdmaOne)和它的演进版本IS-2000(CDMA2000)，其他很少这样使用。由于W-CDMA和TD-SCDMA也使用了CDMA技术，这样的称呼可能会造出一些混乱。

这里需要注意：

CDMA（复用技术）理论被应用于W-CDMA无线接口。

W-CDMA无线接口被应用于国际3G标准UMTS和日本3G标准——FOMA（由日本电信和沃达丰共同开发）。

CDG、TIA和3GPP2等制订的俗称为CDMA的系列标准族（包括IS-95和CDMA2000）和3GPP的W-CDMA标准族无论无线信号和核心网都不兼容。

部分CDMA网络和手机支持个人定位功能，简易的方法是通过BTS位置数据或者计算手机与相关BTS信号传输的时延给出粗糙的数据，但是更加精确的定位一般依赖全球定位系统GPS的支持。

技术细节
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所有CDMA类型都使用扩频过程增益来允许接受者部分衰减非期望信号。具有期望扩频码的信号和定时被接受，如果信号右不同的扩频码（或者相同扩频码但是不同的时间偏移）将被过程增益认为随机噪声衰减掉。

这项操作的方法是给每一个站点分配一个扩频码或者芯片序列.这些芯片序列被表示成由＋1和－1组成的序列。每个芯片序列和本身点乘得到＋1,(和补码点乘得到－1),反之点乘不同的芯片序列得到0。

例如 如果 C1 = (-1,-1,-1,-1)， C2 = (+1,-1,+1,-1) 那么
C1 . C1 = (-1,-1,-1,-1) . (-1,-1,-1,-1) = +1
C1 . -C1 = (-1,-1,-1,-1) . (+1,+1,+1,+1) = -1
C1 . C2 = (-1,-1,-1,-1) . (+1,-1,+1,-1) = 0
C1 . -C2 = (-1,-1,-1,-1) . (-1,+1,-1,+1) = 0

这种特性叫做正交性.
这些序列叫做 Walsh码可以从一个二进制 Walsh矩阵导出。

一个站点发送他的芯片队列到a1，队列翻转码到a0
A station sends out its chip sequence to send a 1, and its inverse to send a 0 (or +1 and a -1; zero being silence).

当多个终端发送多个片码时，信号就会在空中叠加。例如芯片序列是(-1,-1,-1,-1)和(+1,-1,+1,-1)，叠加后变成(0,-2,0,-2)。接受方只要计算发送信号到空中的终端目点值。例如(-1,-1,-1,-1) . (0,-2,0,-2) = +1。
The receiver merely needs to calculate the dot product of the station it's interested in with the signal in the air. E.g. (-1,-1,-1,-1) . (0,-2,0,-2) = +1.
Had -1 been sent the signal in the air would have been (+2,0,+2,0) and the dot product would have been (-1,-1,-1,-1) . (+2,0,+2,0) = -1.

TDMA和FDMA终端理论上可以过滤其他时隙或者频率通道的任意强信号。这在CDMA无法实现，它只能部分过滤干扰信号。如果任一或者全部噪声信号强于有用信号，则有用信号就被淹没了。这样在CDMA系统中就要求每个终端有一个近似合适的信号功率。在CDMA蜂窝网络中，基站使用一个快速闭环功率控制方案来紧密控制每一个移动终端的传输功率。

功率控制需求能够巧妙的根据上面的计算推断出来。如果某些站点广播＋0.8 －0.8 或者＋1.2 －1.2,这些将被此运算作为无效忽略掉。

向前纠错(FEC)编码在任何一种CDMA方案中都是必须的，它用于减小信噪比的需求，从而使得信道最大限度的可靠。
CDMA较TDMA和FDMA的优势在于CDMA可用码字数量理论上是无限的。这就使得CDMA承载大容量负载是对每一个随机会话中产生一个相对小的流量，从而避免为个别通讯频繁的建立和拆除有限的时隙或者频率通道。CDMA发射端只是在有数据发出时占用信道，完成后就释放掉。