Есть ли усиление в CDMA? Опции

[lennen]

Есть ли усиление в CDMA? Поясню. Если мы используем CDMA, то я вижу так, что мы каждый бит представляем в виде, например, 4-х бит функции Уолша. Если пользователя 4, то получается, что каждый разделен одной из функций Уолша, которые ортогональны между собой.

Получается, что фактически данные теперь отправляются в 4 раза медленнее, чем если бы мы не использовали кодовое разделение. Для суммы всех 4-х пользователей именно здесь скорость будет в 4-ре раза выше, то есть такая же, как и без разделения пользователей, то есть как будто не было бы разделения на пользователей.
Если же мы можем использовать больше 4-х пользователей, то выигрыш по скорости таки будет, если не рассматривать мощности пока. Например, длина функций Уолша = 16. Это 2^16 комбинаций, n из которых ортогональны. Сдается мне, что ортогональных функций больше 16-ти, получается выигрыш. Но мощность....

А возникает еще и приятный момент с мощностью, и прошу пояснить, если не так понимаю, или рассказать подробнее. Получается, что помехоустойчивость в канале связи зависит от того, насколько сигнал больше шума. Если амплитуда суммарного сигнала теперь увеличилась в 4 раза, то выходит, что мы увеличили мощность сигнала и ее надо уменьшить в 4-ре раза. Ок, уменьшим. Получаем мощность суммарного сигнала, равную мощности сигнала при отсутствии многих пользователей. Тогда получается, что соотношение сигнал/шум теперь то же, а при этом во время разделения (может тут не дошло до меня?) мы просто домножаем сигнал и еще и складываем все биты ПСП. Но этот сигнал, который мы домножаем на опорные ПСП, он зашумлен ровно также, как и сигнал без разделения пользователей. Что получается, действительно это дает усиление? То есть CDMA, если ее использовать для 1-го пользователя, дает выигрыш в помехоустойчивости? Или я не все учитываю?

Я слышал, что есть такое понятие вообще, как кодовое усиление. Но помню еще, что вроде усиление то как раз и происходит за счет снижения скорости передачи данных. Чело в CDMA я не вижу. Прошу пояснить. Логично, если бы была такая лазейка, то зачем бороться за каждый дБ. Что-то тут явно не так. Прошу помочь понять. Либо это же нереально крутое свойство, как и MIMO технологии и тп...

[lennen]

В Баскакове нет случая по поводу уровня шума для множества сигналов. Ок, по порядку и по полочкам. Наша цель посмотреть, есть ли выигрыш в CDMA по сравнению с OFDM (1 пользователь), если брать равные условия. Разделение на реальных пользователей не подразумевается, в итоге все принимает один приемник и пытается извлечь для себя выгоду в CDMA.

1. Мы взяли амплитуду одного сигнала P1. Шум sigma^2.
2. Если мы начинаем увеличивать амплитуду P1 до P2, по классике это поднимает соотношение С/Ш, то есть природа шума аддитивна и он не увеличивается с ростом сигнала, в отличие от коэффициента многолучевого затухания.
3. Если под P2 мы подразумеваем сумму разных пользователей, то за нас говорит уже эта формула из классики CDMA: y(t) = h*x1+sum(hk*xk)+sigma, где есть основной сигнал x1, сумма сигналов остальных юзеров xk и АБГШ, что сигма не увеличивается.
4. Таким образом, подняв мощность до P2, когда мы перешли от OFDM к CDMA, мы увеличили таки соотношение сигнал/шум. Однако в CDMA есть случаи, когда сумма пользователей дает +3, а когда 0 или просто 1, равновероятны ли такие ситуации? Допустим, я пока не могу признать, что мощность сигнала сильно увеличилась, тогда получается, что есть некоторый выигрыш в суперпозиции сигналов. Без кода мы их и не разделили бы на юзеров, так как реально видим "0", когда на самом деле передается 1+1-1-1 = 0.
5. Теперь я учитываю ортогональность кодов. Получается, что за кодовую последовательность у нас в любом случае 2 пользователя дают 0-ю мощность для одного и того же кода. Если перевернуть один из кодов Уолша (*(-1)), то ортогональность сохраняется. Так как нас здесь интересует не ортогональность, а сумма, то складывая 2 функции Уолша, пусть даже одна перевернута или сразу две, мы убеждаемся, что за всю ПСП-функцию Уолша, если у нас для отдельных пользователей все было нормировано, и просто постоянно шли либо + 1, либо -1, то теперь просто вначале может быть +2 +2, а затем 0 0, мощность не меняется, вроде, и получается, что мы суммируем мощности. Для гармоник вроде все тоже самое.

6. Ок, действительно мощности сложились, S/N поднялось. Значит мы должны уменьшить мощность в то количество раз, сколько у нас пользователей. Их 4, например. Значит уменьшили мощность суммарного сигнала в 4-ре раза. Вроде бы не изменилось ничего по сравнению с OFDM, просто несколько параллельных кодированных потоков в канале связи.
7. Рассмотрим сами коды. Мы взяли 4-ре. Мы можем передать более 4-х пользователей по этой технологии? Есть ли еще ортогональные коды длиной 4 кроме тех, что на картинке. Я решил, что нет, может поправьте меня... Тогда получается, что мы сейчас не в стандартах, и можем сами задавать скорость обмена данными. А давайте предположим так. Кодированные данные могли бы передаваться теперь быстрее, то есть мы бы один чип (я подразумеваю, что чип - это кодированный информационный бит, поправьте, если неправ) могли бы передавать с такой же скоростью, как и информационный бит без кодирования. Как это влияет на помехоустойчивость, ну отдельный вопрос. Я хочу не так.
8. Мы один информационный бит теперь передаем в 4-ре раза дольше, а один бит кода теперь передается столько же, сколько для одного пользователя передавался информационный бит.
9. Складываем 4 пользователя, получаем, что выигрыша нет никакого, ведь 4 растянутых во времени потока в 4-ре раза в итоге дают нам прежнюю скорость, как в OFDM без юзеров.
10. А если информация растягивается в 4 раза, но пользователей у нас 6. Тогда получается выигрыш? Давайте рассмотрим код Уолша. если есть 4 состояния, то возможных комбинаций кода 16, мы могли бы пользоваться именно 16 комбинациями, но кроме 4-х остальные неортогональны... Да? Или являются перевернутыми версиями основных ортогональных 4-х последовательностей. Давайте посчитаем. 4+4 инвертированных = 8. Остальные 4+4 неортогональны.
11. Вот тут у меня был, возможно, недочет. А если псп длиной 16? Какая формула позволяет выявить, сколько в 16 битах кода Уолша содержится ортогональных кодов. И вот если больше 16, то будет же выигрыш. Если ровно 16, ок, мы разобрали этот вопрос, и с CDMA все ясно.

Прошу по любому пункту сказать, бред это или нет, а то вроде я все по полочкам сейчас разложил, по крайней мере своим))