码分复用图

本文通过一个具体的例子介绍了如何使用码分多址(CDMA)通信中的码片序列来判断哪些站点发送了数据。通过对接收到的码片序列与各站点的码片序列进行比较,可以确定每个站点是否发送了数据以及发送的数据内容。

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例题:

共有四个站进行码分多址CDMA通信。四个站的码片分别为
A:(-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1) B:(-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1)
C:(-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1) D:(-1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1 )
现收到这样的码片序列:(-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1)问哪个站发送数据了?

答:

用结果的各位与各站点的各位相乘后相加,结果如下:
A:1-1+3+1-1+3+1+1=8

B:1-1-3-1-1-3+1-1=-8
C:1+1+3+1-1-3-1-1=0
D:1+1+3-1+1+3+1-1=8
故A点发送的是1,B点发送的是0,C点没有发送,D点发送的是1.

### 码分复用中的正交覆盖码 #### 正交覆盖码的概念 在码分多址(CDMA, Code Division Multiple Access)系统中,正交覆盖码是一种特殊的编码方式。这种编码使得不同用户的信号可以在同一频率和时间上共存而不互相干扰。通过分配给每个用户一组独特的伪随机噪声序列作为地址码,这些序列之间具有良好的自相关性和互相关性特性[^1]。 #### 工作原理 当发送端要传输数据时,会先将待发的信息比特流与预先设定好的特定长度的二元序列相乘调制。接收方接收到混合后的复合信号后,则利用相同的本地复制版本对该信号解扩处理。由于各个站所使用的地址码相互间保持严格意义上的统计独立——即所谓的“正交”,因此即使多个站点同时发射也不会造成冲突或串扰现象发生。 #### 应用场景 - **移动通信**:第三代及其后续标准下的蜂窝电话网络普遍采用了基于Walsh函数构建起来的一组完备集来实现前向链路接入控制; - **卫星通讯**:为了提高频谱利用率并减少地面站之间的潜在干扰,在地球同步轨道上的转发器通常也会采用类似的机制来进行下行广播业务管理; - **无线局域网(WLAN)**:尽管IEEE802.11协议族主要依赖于其他类型的多重访问策略比如CSMA/CA等完成介质竞争解决工作,但在某些特殊情况下仍然可以见到此类方法的身影; ```python import numpy as np def generate_orthogonal_codes(num_users): """Generate orthogonal codes using Walsh matrix.""" walsh_matrix = hadamard(2**(int(np.ceil(np.log2(num_users))))) return walsh_matrix[:num_users] # Example usage of generating 4 user's orthogonal code sequences. codes = generate_orthogonal_codes(4) print(codes) ```
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