计算机网络技术-2.4--信道复用技术课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2017/11/7,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,课件制作人：谢希仁,#,+,(),2.4,信道复用技术,2.4.1,频分复用、时分复用和统计时分复用,复用,(multiplexing),是通信技术中的基本概念。,+,A,1,A,2,B,1,B,2,C,1,C,2,A,1,A,2,B,1,B,2,C,1,C,2,共享信道,(a),使用单独的信道,(b),使用共享信道,复用,分用,+()2.4 信道复用技,1,频分复用,FDM(Frequency Division Multiplexing),用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。,频分复用,的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）。,频率,时间,频带,1,频带,2,频带,3,频带,n,频分复用 FDM(Frequency Division M,2,时分复用,TDM(Time Division Multiplexing),时分复用,则是将时间划分为一段段等长的,时分复用帧,（,TDM,帧）。每一个时分复用的用户在每一个,TDM,帧中占用固定序号的时隙。,每一个用户所占用的时隙是,周期性地出现,（其周期就是,TDM,帧的长度）。,TDM,信号也称为,等时,(isochronous),信号。,时分复用的所有用户是在不同的时间占用,同样的,频带宽度。,时分复用TDM(Time Division Multipl,3,时分复用,频率,时间,B,C,D,B,C,D,B,C,D,B,C,D,A,A,A,A,TDM,帧,TDM,帧,TDM,帧,TDM,帧,TDM,帧,周期性出现,时分复用 频率时间BCDBCDBCDBCDAAAATDM 帧,4,时分复用可能会造成线路资源的浪费,A,B,C,D,a,a,b,b,c,d,b,c,a,t,t,t,t,t,4,个时分复用帧,#1,a,c,b,c,d,时分复用,#2,#3,#4,用户,使用时分复用系统传送计算机数据时，,由于计算机数据的突发性质，用户对,分配到的子信道的利用率一般是不高的。,时分复用可能会造成线路资源的浪费 ABCDaabbcdbc,5,统计时分复用,STDM(Statistic TDM),用户,A,B,C,D,a,b,c,d,t,t,t,t,t,3,个,STDM,帧,#1,a,c,b,a,b,b,c,a,c,d,#2,#3,统计时分复用,统计时分复用 STDM(Statistic TDM)用,6,1550 nm 0,1551 nm 1,1552 nm 2,1553 nm 3,1554 nm 4,1555 nm 5,1556 nm 6,1557 nm 7,0 1550 nm,1 1551 nm,2 1552 nm,3 1553 nm,4 1554 nm,5 1555 nm,6 1556 nm,7 1557 nm,2.4.2,波分复用,WDM(Wavelength Division Multiplexing),波分复用就是光的频分复用。,8,2.5 Gb/s,1310 nm,20 Gb/s,复,用,器,分,用,器,EDFA,120 km,光调制器,光解调器,1550 nm 0 0,7,2.4.3,码分复用,CDM,(Code Division Multiplexing),常用的名词是,码分多址,CDMA,(Code Division Multiple Access),。,各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。,这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。,每一个比特时间划分为,m,个短的间隔，称为,码片,(chip),。,2.4.3 码分复用 CDM(Code Divisio,8,码片序列,(chip sequence),每个站被指派一个唯一的,m,bit,码片序列。,如发送比特,1,，则发送自己的,m,bit,码片序列。,如发送比特,0,，则发送该码片序列的二进制反码。,例如，,S,站的,8 bit,码片序列是,00011011,。,发送比特,1,时，就发送序列,00011011,，,发送比特,0,时，就发送序列,11100100,。,S,站的码片序列：,(1 1 1+1+1 1+1+1),码片序列(chip sequence)每个站被指派一个唯一,9,CDMA,的重要特点,每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相,正交,(orthogonal),。,在实用的系统中是使用,伪随机码序列,。,CDMA 的重要特点每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并,10,码片序列的正交关系,令向量,S,表示站,S,的码片向量，令,T,表示其他任何站的码片向量。,两个不同站的码片序列正交，就是向量,S,和,T,的规格化,内积,(inner product),都是,0,：,(2-3),码片序列的正交关系 令向量 S 表示站 S 的码片向量，令,11,码片序列的正交关系举例,令向量,S,为,(1 1 1+1+1 1+1+1),，向量,T,为,(1 1+1 1+1+1+1 1),。,把向量,S,和,T,的各分量值代入,(2-3),式就可看出这两个码片序列是正交的。,码片序列的正交关系举例 令向量 S 为(1 1 1+,12,任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是,1,。,一个码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是,1,。,正交关系的另一个重要特性,任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是1。正交关,13,CDMA,的工作原理,S,站的码片序列,S,1,1,0,t,t,t,t,t,t,m,个码片,t,S,站发送的信号,S,x,T,站发送的信号,T,x,总的发送信号,S,x,+,T,x,规格化内积,S,S,x,规格化内积,S,T,x,数据码元比特,发,送,端,接,收,端,CDMA 的工作原理 S 站的码片序列 S110tttttt,14,