计算机网络复习——第二章 2.4

2.4 信道复用技术

1  频分复用、时分复用和统计时分复用

复用 (multiplexing) ：允许用户使用一个共享信道进行通信。

1)频分复用 FDM (Frequency Division Multiplexing)  

最基本。 将整个带宽分为多份，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。 所有用户在同样的时间占用不同的带宽（即频带）资源。

2)时分复用 TDM (Time Division Multiplexing)

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）的。 TDM 信号也称为等时 (isochronous) 信号。 所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度。

一个问题：

因为时分复用会导致信道利用率不高，在某些情况下固定的周期性分配时间某些时间下是不需要的但是也是分配给了他所以就引出了下面的统计时分复用：

3) 统计时分复用 STDM  (Statistic TDM)

STDM 帧不是固定分配时隙，而是按需动态地分配时隙，因此可以提高线路的利用率。

2 波分复用

波分复用 WDM (Wavelength Division Multiplexing) ：光的频分复用。使用一根光纤来同时传输多个光载波信号。

3 码分复用

每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信。

各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此不会造成干扰。

当码分复用 CDM (Code Division Multiplexing) 信道为多个不同地址的用户所共享时，就称为码分多址 CDMA (Code Division Multiple Access)。

CDMA 工作原理

将每一个比特时间划分为 m 个短的间隔，称为码片 (chip)。

为每个站指派一个唯一的 m bit 码片序列。

发送比特 1：发送自己的 m bit 码片序列。 发送比特 0：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。习惯上我们让-1表示0，+1表示1

1->00011011  0->11100100 码片序列：(–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1)

CDMA 的重要特点：

每个站分配的码片序列：各不相同，且必须互相正交 (orthogonal)。

正交：向量 S 和 T 的规格化内积 (inner product) 等于 0： 

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。：