码分多址(CDMA)的本质-正交之美
波码分注原理-概述说明以及解释

波码分注原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:波码分注技术(Code Division Multiple Access,CDMA)是一种广泛应用于通信领域的多址技术。
它通过在发送端将每个用户的信息序列与唯一的扩展码进行乘积运算,将多个用户的信号混合在一起进行传输。
在接收端,利用接收到的混合信号和相应的扩展码再进行乘积运算,便可恢复出用户的原始信息序列。
CDMA技术的优点在于它具有较强的抗干扰能力和高度的频谱利用效率。
由于通信信号被扩展码分割和分散到整个频谱上进行传输,因此CDMA系统中多个用户的信号可以同时存在于同一频带上,互不干扰。
这种特性使得CDMA系统能够容纳更多的用户,提供更高的用户容量。
波码分注技术最早应用于军事通信领域,在20世纪90年代逐渐被引入到商业通信系统中。
目前,CDMA技术已广泛应用于3G和4G移动通信系统,如CDMA2000和WCDMA等。
尽管CDMA技术在通信领域具有广泛的应用前景,但也面临一些挑战。
其中,最主要的挑战是受到多径效应的影响。
由于信号在传输过程中会经历多个路径的传播和反射,导致接收端收到的信号存在时延和衰落现象,降低了系统的性能。
总的来说,波码分注技术是一种重要的多址技术,具有很多优势和应用前景。
随着通信技术的不断发展,CDMA技术将会进一步完善和推广,为人们提供更快速、稳定的通信服务。
文章结构部分的内容可以从以下几个方面进行阐述:1.2 文章结构本篇长文将按照以下结构展开对波码分注原理的介绍和讨论:引言部分(1.1)将给出对波码分注的概述,包括波码分注的定义、原理以及相关领域的应用。
正文部分(2)主要分为三个小节,详细探讨波码分注的定义和原理(2.1),介绍波码分注在不同领域的应用(2.2),同时分析波码分注的优势和面临的挑战(2.3)。
结论部分(3)将总结波码分注的重要性(3.1),展望未来波码分注的发展前景(3.2),最后进行一番结束语。
通过这样的结构安排,读者将能够全面了解波码分注原理的基本概念、应用场景,并能准确理解其优势和面临的挑战,进一步加深对波码分注的认识和理解。
计算机网络 判断题(含答案)

计算机网络第二章判断题1、( B )电气特性用来说明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。
2、( A )电气特性用来说明在接口电缆的哪条线上出现的电压应为什么范围,即什么样的电压表示1或0。
3、( A )功能特性说明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
4、( B )物理层的主要任务是确定与传输介质有关的特性,即机械特性、电气特性和功能特性。
5、( B )每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率为每秒3个码元。
6、( B )为了提高信息的传输速率,就必须设法使每一个码元能携带更多个比特的信息量,即采用二进制的调制方法。
7、( B )全双工通信,即通信的双方都可以发送信息,但不能双方同时发送。
8、( A )为了提高双绞线的抗电磁干扰的能力,可以在双绞线的外面再加上一个用金属丝编织成的屏蔽层。
这就是屏蔽双绞线。
9、( A )微波接力通信可传输电话、电报、图像、数据等信息。
10、( A )频带信号是将基带进行调制后形成的频分复用模拟信号。
11、( A )所谓基带信号就是将数字信号1或0直接用两种不同的电压来表示,然后送到线路上传输。
12、( B )时分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。
13、( B )异步时分复用在输出线路上,某一个用户所占用的时隙周期性地出现。
14、( A )码分复用发送的信号有很强的抗干扰能力,其频谱类似于白噪声,不宜被敌人发现。
15、( A )最初在数字传输系统中使用的传输标准是脉冲编码调制PCM,现在高速的数字传输系统使用同步光钎网SDH和同步数字系列SONET。
16、( A )非对称数字用户线ADSL技术是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造,使它能够承载宽带数字业务。
ADSL上行传输速率最大可以达到640kb/s。
17、( A )实际上,FTTx就是把光电转换的地方,从用户家中向外延伸到离用户家门口有一定的地方。
18、( B )将数字信号调制为模拟信号有三种方式,即调幅、调频、调高。
移动通信原理与系统(北京邮电出版社)课后习题答案

第一章概述1.1简述移动通信的特点:答:①移动通信利用无线电波进行信息传输;②移动通信在强干扰环境下工作;③通信容量有限;④通信系统复杂;⑤对移动台的要求高。
1.2移动台主要受哪些干扰影响?哪些干扰是蜂窝系统所特有的?答:①互调干扰;②邻道干扰;③同频干扰(蜂窝系统所特有的);④多址干扰。
1.3简述蜂窝式移动通信的发展历史,说明各代移动通信系统的特点。
答:第一代(1G)以模拟式蜂窝网为主要特征,是20世纪70年代末80年代初就开始商用的。
其中最有代表性的是北美的AMPS(Advanced Mobile Phone System)、欧洲的TACS(Total Access Communication System)两大系统,另外还有北欧的NMT 及日本的HCMTS系统等。
从技术特色上看,1G以解决两个动态性中最基本的用户这一重动态性为核心并适当考虑到第二重信道动态性。
主要是措施是采用频分多址FDMA 方式实现对用户的动态寻址功能,并以蜂窝式网络结构和频率规划实现载频再用方式,达到扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。
在信道动态特性匹配上,适当采用了性能优良的模拟调频方式,并利用基站二重空间分集方式抵抗空间选择性衰落。
第二代(2G)以数字化为主要特征,构成数字式蜂窝移动通信系统,它于20世纪90年代初正式走向商用。
其中最具有代表性的有欧洲的时分多址(TDMA)GSM(GSM原意为Group Special Mobile,1989年以后改为Global System for Mobile Communication)、北美的码分多址(CDMA)的IS-95 两大系统,另外还有日本的PDC 系统等。
从技术特色上看,它是以数字化为基础,较全面地考虑了信道与用户的二重动态特性及相应的匹配措施。
主要的实现措施有:采用TDMA(GSM)、CDMA(IS-95)方式实现对用户的动态寻址功能,并以数字式蜂窝网络结构和频率(相位)规划实现载频(相位)再用方式,从而扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。
码分多址技术的原理及其应用

码分多址技术的原理及其应用随着无线通信技术的不断发展,码分多址技术(Code Division Multiple Access,简称CDMA)逐渐成为高速无线通信技术的主要选择之一。
在各种无线通信技术中,CDMA技术具有更高的容量、更强的容错性和更低的干扰程度等优点。
本文将从原理和应用两个方面进行探讨,解析CDMA技术的优点和应用场景。
一、原理CDMA技术是一种数码通信技术,它利用码片和扩频技术来实现多个用户的通信。
每个用户都有一个唯一的、不同于其他用户的码片序列,这个码片序列在发射机和接收机之间进行匹配,以此识别不同用户的信息。
因此,CDMA是基于接收机的信道访问技术,只有正确的码片序列才能识别接收的数据。
CDMA的发射过程是将数字信号变成较宽的宽频信号,即将较窄的数字信号扩展到更高的频率区间,以此实现信号的传输。
具体来说,CDMA技术会将每个数据位映射到一个码片上,这个码片由一个短且随机的数字序列组成。
在调制过程中,将码片序列和原始数据进行位运算,得到的结果将被翻转成高/低电平,然后送入发送机进行发送。
在接收端,接收机收到扩频信号后,立即根据该信号和码片序列进行匹配,将结果进行积分计算,并判断是否为数字1或0。
如果匹配正确,则可以恢复原始数据,否则将被视为噪声信号。
二、应用1. 移动通信CDMA技术最主要的应用场景是移动通信。
在第三代移动通信系统中,CDMA技术被广泛采用,如美国的CDMA2000、中国的TD-SCDMA等。
由于CDMA技术能够在有限频率资源下提供更大的容量,因此在高速移动场景下更适用。
2. 网络安全基于CDMA技术的加密通信系统可以实现高强度的防窃听和防干扰能力。
由于每个用户的码片序列是唯一的,且是随机的,因此除非用户知道其他人的码片序列,否则其信息无法被窃听。
此外,CDMA技术支持多路径传输,可以提高信号的可靠性。
3. 卫星通信在卫星通信领域,CDMA技术通常用于多波束反射星间链路通信,可用于数据中继、广播、天气预报等应用。
码分多址原理

码分多址原理首先,我们来了解一下码分多址的基本原理。
在CDMA系统中,每个用户都被分配一个唯一的码片序列,这个码片序列是由伪随机序列生成器产生的。
这意味着即使多个用户同时使用同一频率进行通信,也可以通过不同的码片序列来区分彼此的通信。
当一个用户发送数据时,数据会与其对应的码片序列进行乘法运算,然后再发送出去。
接收端也会使用相同的码片序列进行乘法运算,从而实现信号的解码和数据的提取。
在CDMA系统中,不同用户的码片序列之间是相互正交的,这意味着它们之间是互相独立的。
因此,即使多个用户同时发送数据,接收端也可以通过对收到的信号进行解码,将不同用户的数据分离开来。
这种互相独立的特性使得CDMA系统具有较强的抗干扰能力,可以在同一频率上同时支持多个用户进行通信。
除了抗干扰能力强之外,CDMA系统还具有较高的频谱利用率。
由于多个用户可以共享同一频率进行通信,因此可以更充分地利用有限的频谱资源。
这也意味着CDMA系统可以支持更多的用户同时进行通信,从而提高了系统的容量。
在实际应用中,CDMA技术被广泛应用于移动通信系统中,如2G、3G和4G网络。
在这些网络中,CDMA技术可以实现多用户之间的高效通信,提供更稳定和可靠的通信服务。
此外,CDMA技术还被应用于卫星通信、军用通信等领域,为不同应用场景提供了灵活的解决方案。
总的来说,码分多址(CDMA)技术通过利用唯一的码片序列来实现多用户之间的通信,具有抗干扰能力强、频谱利用率高等优点。
在无线通信领域得到了广泛的应用,并为移动通信、卫星通信等领域提供了可靠的通信解决方案。
希望本文能够帮助读者更好地理解码分多址原理及其在无线通信中的应用。
信息科学与技术英语复习题翻译

Unit 3-3第三部分:微波微波是波长比频率为特赫兹(THz)的波更长,但比无线电波短的电磁波。
微波的波长范围大约在30厘米(频率= 1 GHz )到1毫米(300 GHz)之间。
这个波长范围已经使人对命名习惯提出了问题,因为微波使人联想到微米波长。
然而,远红外光,赫特辐射,微波,超高频无线电波之间的界限相当随意的,在不同的学科领域有不同的用法。
电磁理论的同一个方程组应用于所有频率。
当信号的波长和设备的尺寸大致相同时,仪器和技术可被描述为“微波”,因此集总元件电路理论不再准确。
微波这个术语一般是指“频率为300 MHz和300GHz之间的交流电信号”。
但是,IEC标准60050和IEEE标准100都定义“微波”频率从1 GHz(30厘米波长)开始。
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦于1864年根据他的方程组预言了电磁波存在,而微波只是电磁波频谱中的一部分。
1888年,亨利希·赫兹构建了在UHF频段产生和检测微波的装置,首次证明了电磁波的存在。
1894 J. C. Bose公开展示了用毫米波长对钟进行的无线电控制,并引导了微波传播的研究。
微波范围包括超高频(UHF)(0.3-3 GHz),甚高频(SHF)(3-30GHz)以及极高频(EHF)(30-300 GHz)信号。
地球大气对高于300 GHz的电磁辐射的吸收是如此之大,以至于变得实际上是不透明,直到所谓的红外线和可见光窗口的频率范围,大气又变得透明。
器件基于电子管的器件是在受控制电场和磁场影响的真空内由电子的冲击运动而工作的,包括磁控管,速调管,行波管和振动陀螺仪。
这些器件工作在密度调制模式而不是电流调制方式。
这意味着它们是基于真空管发出的电子簇工作的,而不是用连续的电子流。
用途微波炉是通过穿过食物的微波辐射工作的,通常频率是在2450 MHz(波长12.24厘米)。
食物中的水、脂肪和糖分子在称为电介电加热的过程吸收微波波束的能量。
移动通信原理与技术答案

移动通信原理与技术答案【篇一:移动通信原理试题】择1、移动蜂窝技术的基本特征是(a b c d)。
a、基站在一定范围内可以频率复用b、移动台在移动中可以进行切换c、移动台在不同地区可以漫游接入d、分裂小区可以增加系统容量2、gsm1800收发频率间隔为( a )。
a、95mhzb、45mhzc、35mhzd、25mhz3、gsm900收发频率间隔为( c)。
a、25mhzb、35mhzc、45mhzd、75mhz4 、下列中,不是移动通信中无线电波基本传播机制的是:ca、反射b、绕射c、散射d、折射5 数字蜂窝移动通信系统中,网络构成的主要实体有:a b c d(a) 移动交换中心(b) 基站(c) 归属位置寄存器和访问位置寄存器d、操作维护中心填空1、多普勒效应是由于_引起的一种现象,这种现象会引起接受信号频率的变化,即多普勒频移或多普勒扩散。
2、多普勒频移的漂移由两个参数确定:接收机相对于发射机的和运动速度_。
3、当电波传播过程中受到的最大损耗源源自自然或人造的阻挡物时,这种影响叫做_阴影效应或阻效应_。
4、三阶互调分为:二信号三阶互调和_三信号三阶互调_两种类型。
5、在移动通信系统中,产生的互调干扰主要有三种:_发射机互调_,_接收机互调_,外部效应引起的互调。
移动通信原理考试例题二填空1、通信系统的构成要素是:、、2、通信系统中的多址技术分为、3、通信网的发展总趋势是向及个人化方向发展4、解释短语中文含义:bs 、bsc 、、、esn。
5、蜂窝移动通信系统为组网方式,数字集群系统为6、分集技术通常可分为、、、等。
7由相同频率的无用信号对接收机形成的干扰,称同信道干扰,也称_____。
8采用蜂窝状小区来实现区域覆盖的主要目的是实现_频率再用_的目的,以便大大的增加系统容量。
9高斯最小移频键控(gmsk)信号,可以采用_msk信号的正交相干解调电路_解调,也可以采用_差分解调方式_,_多门限解调方式_解调。
2022年贵州工程应用技术学院计算机应用技术专业《计算机网络》科目期末试卷B(有答案)

2022年贵州工程应用技术学院计算机应用技术专业《计算机网络》科目期末试卷B(有答案)一、选择题1、根据NAT协议,下列IP地址中()不允许出现在因特网上。
A.192.172.56.23B.172.15.34.128C.192.168.32.17D.172.128.45.342、在一条点对点的链路上,为了减少地址的浪费,子网掩码应该指定为()。
A.255.255.255.252B.255.255.255.248C.255.255.255.240D.255.255.255.1963、电路交换的优点有()I.传输时延小II.分组按序到达III.无需建立连接IV.线路利用率高A.I、IIB.II,IIIC.I,IIID.II,IV4、在物理层接口特性中,用于描述完成每种功能的事件发生顺序的是()。
A.机械特性B.功能特性C.过程特性D.电气特性5、在连续ARQ协议中,当滑动窗口序号位数为n时,则发送窗口最大尺寸为()。
A.2n-1B.2n-1C.2nD.2n6、对于无序接收的滑动窗口协议,若序号位数为n,则发送窗口最大尺寸为()A.2n -1B.2nC.2n-1D.2n-17、物理层、数据链路层、网络层、传输层的传输单位(或PDU)分别是()。
I.帧Ⅱ.比特Ⅲ.报文段 IV.数据报A. I、Ⅱ、IV、ⅢB. Ⅱ、I、IV、ⅢC. I、IV、Ⅱ、ⅢD. Ⅲ、IV、Ⅱ、I8、计算机网络最基本的功能是()。
I.流量控制Ⅱ.路由选择 III.分布式处理 IV.传输控制A.I、Ⅱ、IVB. I、III、ⅣC.I、IVD. Ⅲ、IV9、()是计算机网络中的OSI参考模型的3个主要概念。
A.服务、接口、协议B.结构、模型、交换C.子网、层次、端口D.广域网、城域网、局域网10、下面有关DNS的说法中正确的是()。
I.主域名服务器运行域名服务器软件,有域名数据库II.辅助域名服务器运行域名服务器软件,但是没有域名数据库III.一个域名有且只有一个主域名服务器A. I, IIIB. I. II. IIIC. ID.II,III11、下面关于客户/服务器模型的描述,()存在错误。
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码分多址(CDMA)的本质-正交之美2011-05-14 22:26 1655人阅读评论(2) 收藏举报引子:CDMA是个很重要的通信概念,很多的大学教科书上都会提到它,甚至我们今天可能都在使用它。
然而提到cdma,很少有资料提到它的思想是多么的有创意,教科书上关于cdma的章节都过于复杂,过于数学化,虽然也有一些简便的描述方式,但是却几乎没有资料揭示cdma是多么的简单,实际上它比其他很多的概念都要更简单。
如果仅仅希望理解诸如cdma的概念而不得不去学习一大堆数学是很悲哀的事情!如果最终你费了九牛二虎之力把数学推理过程搞明白了,你对数学本身的理解将超过你对cdma的理解,本来数学仅仅是为了帮忙理解cdma,可是最终却反客为主了。
我认为理解一个概念最好不要从数学开始,数学化的东西只是一个总结,一种表述方式罢了,正如音乐的实质不在五线谱原理和简谱助记法而在旋律本身一样,我敢肯定任何科学理论的提出都不是从数学开始的,但是却总是归于数学,正如任何伟大的音乐作品只从音乐本身开始,伟大的美术作品的作者不需要事先研究配色原理一样。
记住,数学只是工具!一.开始吧,从吉普赛纸牌开始小的时候,我们都玩过吉普赛纸牌,用来算自己某天会不会有“桃花运”,这种纸牌算出来的桃花运像魔咒一样,使腼腆的你对你喜欢的小女孩说“我喜欢你”(我就这么玩过,结果很尴尬...),不知道为什么这种游戏现在没有人玩了。
表面上每张牌上写满了乱七八糟的文字,如下图:然而当你用一张挖有小洞的纸牌罩在写满字的纸牌上的时候,你会发现上面写着一句话,如下所示:这种游戏也许和我们现在玩的《愤怒的小鸟》之类的相比有点傻,然而它确实是一个古老的游戏,本文的目的不是为了揭示游戏原理,而是它有助于我们理解cdma。
我们把写满文件的纸牌看做是“仅有一个有效信号,其它对于接收者来讲全是噪音”的叠加信号,而挖有小洞的纸牌就是分配给每一个人的“码”,每一个“码”都不同,因此当用这些码罩到叠加信号上时,能显示出的只是我们感兴趣的信息,比如“你有桃花运”。
就这么简单,所有的信号尽管发过来好了,我不怕干扰,因为我用我的“码”可以解出发给我的信息。
显然,如果一张牌上能写100个字,每句有意义的话有5个字,那么我们就可以设计出20张挖有小洞的纸牌作为“码”,每张纸牌上有5个洞,能通透5个字。
如果没有“码”,100个字看起来就是乱码,因此这种方式还起到了一定的信息加密的作用。
20个码分给20个人,就可以通信了,在和对方交换信息前,先用对方的码把信息填到相应的位置,对方收到后就自己的码往纸牌上一罩,结果就出来。
所谓的码分多址最终就归于一副吉普赛纸牌上。
很简单吧二.好吧,再看看别的例子除了吉普赛纸牌,其实我们每天都在接触码分多址:1.大学刚开学的时候,军训时,在火车上,飞机上,大家聊天时,你能一耳朵听出谁是你的老乡,因为有时候别人使用的方言你根本听不懂,也就是说你没有理解那种语言的“码”,我们的大脑中天生拥有一种过滤母语或者方言的“码”!2.长途旅行中,你很困,旁边的两个家伙叽叽喳喳说个不停,如果他们使用你听不懂的语言,你照样能睡着,但是如果他们说的是普通话,那你就完蛋了,那就忍耐吧三.该我们自己设计了大自然已经设计了我们的大脑这种高度复杂的“码分多址设备”,我们当然使用这个设备也能造出一个克隆体,如果我们就是上帝,那么我们希望造出和我们一样的东西,因此码分多址技术是必然要出现的,如果你不承认它是一种创意,起码它也是我们自身的印照!通过吉普赛纸牌,我们发现,码分多址的要点在于诸多的“码”本身是不能互相干扰的“掩码”,它有两个特点:一是码之间两两不能互相干扰(因为不能在纸牌的一个位置写下两个不同的字);二就是它们是掩码,所谓的掩码就是将不需要的信息“掩去”。
这就是要点,我们只要能设计出类似的编码规则就可以了,这难道很难吗?理解了上述的“码”的两个基本特征之后,接下来再考虑数学实现也不迟,我当然还是试图不使用数学,期望在全文中不提什么“沃尔什函数”,“正交”,“卷积”之类的概念,可是我觉得还是有必要阐述一下,因为第一,正交的概念真是太美了,一下子就把上述两个特征都实现了;第二,不使用那些复杂的推导过程也能理解上述的数学概念,没有学过微积分和矩阵原理也没有问题。
四.为什么需要数学任何领域几乎都需要数学,数学确实是一个好东西,它不仅仅是一种工具,它还是一种大脑训练操。
因为它足够抽象,能够很方便的建模,使各领域的设计师将精力集中在该领域本身,纯逻辑和纯理论抽象的部分交给数学来解决,由于现代数学是建立在一整套很严密的逻辑的基础上的,因此它的结论一般不容置疑(当然不要考虑哥德尔考虑的问题,那是数学家和逻辑学家的工作),而且在数学推理过程中,可以排除特定领域的概念干扰,比如在基于牛顿第二定律计算运动物体速度时,可以排除接触面粗糙程序,阻尼等物理概念。
数学完全符合高内聚低耦合的特征,因此虽然数学看起来很令人讨厌,然而当你熟悉了它之后,它真的很有趣!能使我一心一意工作的诱惑有两个,一个是加薪,另一个就是数学,真的是这样(虽然平时不怎么使用数学,然而数学带来的不是知识本身,不是会背几个公式知道几个名词,值得享受的是思考的过程和从中总结出的“道”)。
然而切记,只有两种情况下使用数学,一种是你在体验数学本身,二是你使用它描述或者解决问题,并且此时你已经彻底理解了问题的本质。
(有些顶级草根黑客认为代码需要想到及写出,然后慢慢修改调试,正如画油画一样,而大部分公司的经理却厌恶这种论调,他们总希望你在编码之前先提交一堆文档,然后等到最后再用最短的时间编码,这也许就是艺术和技术的区别吧?)五.先从最简单的情况看起如果问一个初中生,力是如何合成的,如何分解的,他会马上说出矢量,正交,坐标系,cos,sin等概念,既然初中生都明白力是怎么合成的,那么咱们作为一群大学都毕了业好几年的家伙,怎能不知呢?你如果否定,那既然你知道力是如何合成和分解的,怎么就不能理解码分多址呢?考虑最简单的只有两个码的码分多址中,叠加的信号就是一个两个个力的合力矢量,而特定用户解出的属于自己的信息就是该合力在一个坐标轴上的分力,他们使用的“码”就是坐标轴上的单位矢量,且坐标轴是正交的(相互垂直的笛卡尔坐标系)。
如下图:很简单吧,实际上也真是这么简单。
回忆吉普赛纸牌,是不是很一致呢,我们可以设纸牌上可以写20个字,一个作为码的纸牌上可以挖10个洞,只要两张挖洞纸牌上的洞的位置不重合,那么可以认为这两张挖洞纸牌就是正交的。
第二个特征是掩码,实际上可以通过正交推理出来,因为正交概念本身就是井水不犯河水的关系,顺着笛卡尔坐标系的x轴向原点望去,你只能看到y轴,而看不到x轴,反过来沿着y轴向原点看,你也只能看到x轴,是不是掩码的意思呢?一个正交的概念解决了两个问题。
如下图:以合力解释这个叠加信息的编码是很容易理解的,合力仅仅是实际力的合成,是实际力-垂直力和水平力的承载体,以力的效果来说明它们互相不干扰就是:水平力不会造成物理在垂直方向有位移,垂直力也不会造成物体在水平方向有位移,应用在信息上,用户A使用码X编码的信息i1和用户B使用码Y编码的信息i2最终叠加成了I,也就是合力,然而某一用户如果使用码X将信息I分解,它得到的将是i1,对i2丝毫没有影响,为什么呢?因为码X和码Y是正交的,正如上述的X轴和Y轴正交一样。
六.稍微扩展一点正交,没想到,就这样结束了归纳能力是人类特有的能力,有趣的是,人们归纳曾经发生的过事的目的恰恰是为了预测未来的事。
笛卡尔坐标系是欧几里得空间的正交系,它可以解决和解释大量的问题,然而直到17世纪,数学仍然没有作为一个独立的学科发挥巨大的作用,原因正是到那时为止,数学太形象化了,直到微积分和希尔伯特空间被提出来,数学才从具体的学科中被抽出来,专门向更抽象和逻辑性更强的方向发展。
这种发展最终反过来影响着具体的学科,受其影响最大的学科就是物理学和信息学了。
如果大家理解了上述的枝枝蔓蔓,此时就可以一头扎进数学了,但是注意,千万不要恋战,点到为止,再次重申,数学只是工具,除非你想专门研究它!既然二维的笛卡尔正交系可以抽出两个正交量从而形成两个所谓的“码”,那么如果有一个正交系有N个正交量,那么不就是说有N个“码”了吗?是的,确实正确!并且这样的正交系是存在的,数学作为工具在此发挥了作用。
要讲述正交的概念,很多教科书本着先导出概念的原则先讲述了向量,然后讲述了内积之类的概念,最终告诉你内积为0的两个向量是正交的,当你得到这个答案的时候,你可能已经被内积以及之前的概念搞糊涂了,或者已经厌烦了,已经忘记了当初为何需要知道什么是正交,以及需要正交的哪些性质,因此这种教育方式对于喜欢科学探索的家伙来讲无疑是毒药!什么是正交呢?简单点说两个正交量肯定是相交的,也就是有联系的,但是这种联系很“正”,也就是除了在交点发生关系之外,其它哪里都不发生关系,只要满足这两点都是正交的量,对于二维空间,直角坐标系的x轴和y轴在原点相交,它们又彼此垂直,彼此在对方没有任何分量,因此它们正交。
对于超过3个的多个量,只要满足“相关联”,“关系很正”这两个性质都属于正交量,因此理解了这一步,我们看看数学语言是如何描述它的,对于连续量,使用积分来描述,对于离散量来讲,就更简单了,如果我们设空间有M个分量,那么一个向量将表示为:这就是多维空间的正交向量,就这么简单。
如果我们把这样的向量作为“码”分给每一个用户,那么用户用这个向量码和自己的标量信息做一个算术乘法,作为结果Rn,Rn显然也是一个多维向量,然后所有的用户的这些Rn加在一起:R1+R2+...Rm,最终形成一个M维空间的向量,这就相当于一个合力,信息到达接收端后,用户只需要将“合力”分解到自己的“码”上就可以了,注意,为了使运算简单,最好使用单位向量作为码。
六.构造多维正交向量原理就是这么简单,可是我们怎么去构造这么一组向量满足式子(1)然后从而分配给用户呢?如果你独自思考问题到了这个地步,接下来你要干什么你自己就很明了了,如果你觉得你是个天才,你就去自己去想个办法,如果你觉得你只是想弄明白cdma的原理或者在搞一个新的编码或者别的,那么你肯定去阅读相关的数学资料了。
看到了吗?我们第二次使用数学,前一次搞明白了希尔伯特空间向量,这次我们需要搞到一个简单的,且能得到多个正交的向量的方法,是什么呢?哎,最终还是要提到沃尔什函数,Ahha!还是我的老原则,那就是先看效果,然后反思,或者说试图从一个巨人的脚后跟往上爬,最终爬到另一个巨人的肩膀!好了,先看一眼沃尔什向量长什么样子吧:【和大多数教科书一样,我将“1”换成了“+”,将“-1”换成了“-”,沃尔什矩阵中只有“1”和“-1”】不管怎样,先不管它的原理,看看任意两行或者任意两列,显然是正交的,完全符合需求,然后,和那个力的合成和分解一样,就算就可以了,超级简单,在理解原理前,我们先看看如何进行cdma的核心编码,当我们发现其简单性之后,再来考虑原理,最终我们会为这一切配合的如此完美而叹为观止!七.沃尔什编码的简单性使得CDMA大有前途沃尔什矩阵如何编码数据呢?我们知道数据都是0和1组成的,这就更好办了。