数据编码理论/频谱扩展
有多种方式可以让多个客户端共享一个传输媒介。时分多路复用 (TDM) 是一个系统，不同的客户端获得“时间片”，即一段时间内某个客户端可以传输而其他客户端不能传输的时间段。因为没有人同时传输，每个客户端都可以使用全部频谱，这意味着高带宽和快速数据速率。还有一种频分多路复用 (FDM)，所有客户端在不同频率上同时传输。在 FDM 中，可用带宽更少，但每个客户端可以传输更长时间。
我们还需要讨论另一种类型：码分多路复用 (CDM)。CDM 也称为扩频多路复用。在 CDM 中，所有客户端都可以随时在所有频率上传输。
CDM 的其他优势，我们将在后面讨论，包括它在加密中的应用以及其他客户端无法干扰或阻断传输的能力。
CDM 及相关的 CDMA 技术最初是为了在军用领域应用而设计的。本书前面介绍的许多技术旨在最大限度地利用传输媒介，即在最大限度地提高比特率的同时，最小化所需的带宽。然而，CDM 采取了相反的方法，即最大化带宽以追求其他有价值的特性。CDM 技术专门用于扩展和展平传输信号，在某些情况下，信号变得非常宽且非常短，甚至低于噪声底限，无法识别。此外，CDM 信号依赖于一种称为 PN 码的特殊类型代码进行解密。这两个特性结合在一起意味着 CDM 传输实际上可以防止窃听或拦截。
CDM 的另一个优势是，由于所使用的带宽被扩展，因此其他人几乎不可能使用干扰来阻塞传输。此外，由于传输能量分散在很宽的频率范围内，数据信号可能无法与背景噪声区分开来，从而防止窃听。
第三个优势，好像我们还需要第三个优势，是 CDM 传输几乎具有神奇的特性，我们可以同时在相同的时间片和相同的频带内传输多个传输，而不会出现 ISI 问题。这就是现代手机网络的工作原理：多部手机可以在同一频带上同时通话。
让我们从一个练习开始。假设我们想发送一些数字数据，例如 1011。我们将做的是将这些数据与另一个称为扩频码的代码结合起来，该代码的长度是其 3 倍，传输速度也是其 3 倍。
但是等等，如果扩频码的传输速度是其 3 倍（比特率是其 3 倍），那么它将需要 3 倍的带宽来传输！嗯，这是正确的。CDM 比 TDM 或 FDM 需要更多的带宽来传输单个信号，但我们很快就会看到为什么这对我们来说并不重要。
假设我们的扩频码如下：101100111000。现在，我们将我们的信息信号 (1011) 与扩频码结合起来：我们将信息信号的每一位与扩频码的 3 位连续位进行逻辑异或运算（因为扩频码的传输速度是其 3 倍。我们将使用“X”符号表示异或运算）。
1 0 1 1 X 101 X 100 X 111 X 000 ----- ----- ----- ----- 010 100 000 111
现在我们的结果代码是 010100000111。这将被称为我们的传输码。现在，我们可以选择一种二进制传输方法（ASK、M 进制 PSK、QAM 等）将此产生的数字信号通过信道传输到接收方。
为了解复用 CDM 信号，我们利用以下数学规则
a X b X b = a
请记住，这里的“X”符号是异或运算。看起来如果我们将传输码与扩频码进行异或运算，我们将得到原始信息信号！唯一的问题是，我们需要在接收端拥有完全相同的扩频码来解复用信号。
那么 CDM 的确切优势是什么？首先，让我们看看扩频码。
扩频码被选择具有多种特性，但最重要的特性是扩频码必须是伪随机数 (PN)。PN 数看起来是随机的，但由于我们必须能够在接收端生成相同的信号，因此扩频码不能完全随机。由于此特性，窃听者很难拦截我们的数据，因为其他人可能并不知道我们的扩频码。即使其他人知道我们的扩频码，他们也不一定知道我们所处代码的哪个位置。某些扩频码非常长。
我们的扩频码的生成比特率远高于我们的数据码。根据香农信道容量，对于相同的 SNR 和更大的比特率，我们的信号将在更大的带宽上扩展。
现在，由于我们知道扩频码看起来像噪声，我们可以安全地假设当我们进行异或运算时，结果也看起来像噪声。事实上，传输信号看起来太像噪声了，除非接收方拥有完全同步的扩频码用于解复用，否则该信号无法恢复。这使得 CDM 相对安全。
使用 CDM，我们可以在完全相同的频带上同时传输多个信号。这一点很重要，因为 TDM 允许我们使用相同的频带，但它将时间片分开。FDM 不需要时间片，但它将信号分到不同的频带。CDM 允许我们完全在同一时间、同一频带上传输信号。
现在，当我们同时接收到多路复用信号时，每个接收方都可以与扩频码进行异或运算，以获取原始信号。请记住，每个传输信号看起来都像噪声，因此接收方将简单地忽略与扩频码不相关的信号。--Mangosrgr8 (讨论 • 贡献) 15:33, 4 December 2013 (UTC)我认为这需要扩展；这种（不）相关性是如何发生的？为什么其他信号（包括“真实”噪声）不会影响传输？
直接码分多址（CDM），也称为直接扩频（DSS），利用数字异或运算的技巧来复用数据。
直接 CDM 技术应用于北美蜂窝电话传输。这是因为蜂窝电话数量过多，无法为每部电话分配单独的频率范围或时间片。使用 CDM，所有电话可以在同一频率频段上同时通话。
跳频码分多址，也称为跳频扩频（FHSS），在很短的时间内只在一个窄频带上进行传输，然后“跳跃”到另一个频率。
假设我们有一个 PN 生成器，它实时创建扩频码。我们从该 PN 生成器中一次取一定数量的位，并用它们来选择一个频率范围。然后，我们在该范围内传输一个短数据突发，然后跳跃到下一个频率范围以传输下一个数据突发。
如果我们在接收端有相同的 PN 生成器，那么我们可以使用该扩频码来选择在任何给定时间监听哪些频率频段。使用跳频，我们的信号将比正常情况下占用更多的带宽（因为我们使用多个频段来发送信息。跳频有几个优点，包括它使我们能够同时更好地利用更多的带宽，并且——如果跳跃足够快——它提供了一些保护，以防止反射（“衰落”）和噪声源消除一些窄频段。
跳频的缺点是接收器不能使用 PSK、QPSK 或 M 进制 PSK 技术，因为它很难在不同时间和不同频率频段上同步不同的相位角。然而，M 进制 FSK 通常被使用，并且取得了很大成功。
如果跳频速率低于符号速率（每个跳跃传输的符号数量为整数），则该系统称为“慢跳系统”。如果符号速率低于跳频速率（每个符号的跳跃数量为整数），则该系统称为“快跳系统”。快跳系统更复杂，但更不易受信道失真的影响。
正交频分复用（OFDM）系统类似于跳频系统，一部分信息在一个窄带频率上进行传输，而另一部分信息在另一个窄带频率上进行传输。然而，OFDM 系统并非一次只在一个窄带频率上进行传输，而是始终在所有频率上进行传输。由于任何一个窄带都始终被传输，因此相当容易同步相位角并对该频段使用最佳调制技术（QPSK）。由于所有频率都是由一个发射机产生的，因此与每个频率都专用于一个不同发射机的系统相比，可以将它们更紧密地打包在一起，而不会产生干扰。
反射（“衰落”）和噪声源通常会消除一些窄频段。为了克服这个问题，比特被“编码”（COFDM）。一个前向纠错（数据编码理论/前向纠错）码被散布到每个信道中，这样即使 2 个信道被完全消除，也只丢失了 2 个码字比特。然后接收机使用 FEC 来重建被消除的数据。
实际上，几乎所有的 OFDM 系统都是编码正交频分复用（COFDM）系统。