现代通信系统的主要技术

2.1.5 码分多址
CDMA系统的一个重要特点是系统分配给每一个站的 码片序列不仅不同，而且要求它们必须互相正交。假 设s站的码片向量为S，r站的码片向量为R，则用数学 公式表示这两个码片向量序列的正交即为两个向量的 内积为0。
S • R 1 m SiRi 0 m i1
2.1.5 码分多址
实际上，人们更常用的名词是码分多址CDMA，每一个用户可以在同样 的时间使用同样的频率进行通信 。
在CDMA中，每一个比特的时间再划分为m个短的时间片，称为码片 (chip)，通常m的值是64或128。
2.1.5 码分多址
使用CDMA的每个站被指派一个唯一的mbit码片序列 (chip sequence)。一个站如果要发送比特1，则发送它自己 的mbit码片序列；如果要发送比特0，则发送该码片序列 的二进制反码。
2.1 多路复用技术
2.1.1 多路复用技术概述
多路复用技术指的是把多路信号借助于单一线路和用单一的传输 设备来进行传输的技术，并且各路信号间必须互不影响。
图2-1 多路复用系统示意图
2.1.2 频分多路复用
频分多路复用(FDM)是利用传输介质的可用带宽超过给定信号所需带宽 这一特性，将信道分成若干个相等的频段，每个频段分给不同的用户， 传输时，先将各个用户的信号调制到不同的频段，而且各个载波频率是 完全独立的，即载波信号的带宽不会相互重叠，然后进行传输，接收的 时候再按不同的频率接收。如图2-2所示。
2.1.4 波分多路复用技术
波分多路复用技术与传统的载波电话的频分复用的原理一样，使用 一根光纤来同时传输多个频率很接近的光载波信号，这样光纤的传输 能力就能成倍提高。由于光载波的频率很高，因此一般用波长而不用 频率来表示所使用的光载波，由此得出波分复用这一名词。
随着技术的发展，在一根光纤上复用的路数越来越多，现在已能做 到在一根光纤上复用80路或更多路数的光载波信号，于是就有了密集 波分复用DWDM(Dense Wavelength DivisionMultiplexing)这名 词。
2.1.4 波分多路复用技术的硬件系统
图2-7说明了波分复用的概念。通过光纤1、光纤2、光纤3和光纤4 传输的4束光的频率不同，它们的波长分别为λ1、λ2、λ3、λ4，这4个光 载波（它们的波长很接近）经过复用器后，就在一根光纤中传输。合成 光束到达目的地后，经过接收方分用器的处理，重新分离为4束光传给各 个用户。
图2-7 波分复用
2.1.5 码分多址
码分复用CDM是另一种共享信道的方法，它是一种用于移动通信系统的 共享信道的新技术，笔记本电脑或PDA(Personal Data Assistant)以及 HPC(Handed Personal Computer)等移动性计算机的连网通信都会大 量用到码分复用技术。
例如，假设m=8,指派给S站的8bit码片序列为00110101。 当S发送比特1示，它就发送序列00110101； 当它发送比特0时，就发送11001010。
2.1.5 码分多址
现假定S站要发送信息的数据传输速率为vbit/s，由于每个比特要转换成
m个比特的码片，因此S站的实际发送数据率提高到mvbit/s，同时S站所 占用的频带宽度也提高到原来的m倍。 这种通信方式是扩频(spread spectrum)通信的一种。扩频通信通常有直接 序列(direct sequence,DS-CDMA)和跳频(frequency hopping,FH-CDMA)两 大类，上面所讲的码片序列就是DS-CDMA。
B
传输
传输
A
传输
1.交换 2.发送呼叫信 号
1.交换 2.发送呼叫信号
1.作出反应 2.发送回应信号
图2-8 电话通信
2.2.1 线路交换
线路交换是指数据传输期间，在源站点与目的站点之间建
图2-2 频分多路复用技术
2.1.2 频分多路复用
例：贝尔公司的108系列调频方式的调制解调器的规范。
图2.3 FDM应用：调制解调器
2.1.2 频分多路复用
例：图2.4 给出了3路音频原始信号频分多路复用一条带宽为12KHz (60KHz～72KHz)的物理信道的示意图。
频移
图2.4 频分多路复用FDM
向量S和各站码片反码的向量内积也为0。而且要求任何 一个码片向量的规格化内积都是1，而一个码片向量和该
码片反码的向量的规格化内积是-1。
S • S
1
m
SiSi
1
m
S
2 i
1
m
12 1
m i1
m i1
m i1
2.1.5 码分多址
随着技术的进步，CDMA设备的价格和体积都大幅下 降，已广泛使用在民用的移动通信种，特别是在无线 局域网中。采用CDMA可提高通信的语音质量和数据 传输的可靠性，减少干扰对通信的影响，增大通信系 统的容量，降低手机的平均发射功率等等。
f (KHZ)
2.1.2 频分多路复用
注：音频信道带宽为4KHZ，有效带宽为3KHZ，信道两边各留500HZ 警戒频 带。 模拟电视信道带宽为6MHZ。
例：某传输系统，带宽为960MHZ，能传输多少路模拟电视节目？
2.1.3 时分多路复用
所谓时分多路复用(TDM)就是将一条物理的传输线路按时间分成若 干时间片轮换地为多个信号所使用，每个时间片由其中一个信号占用。
2.2 数据交换技术
2.2 数据交换技术
2.2.1 线路交换
线路交换(circuit switching)最典型的例子就是“电话通 信”，如图2-8所示，我们大家都有打电话的经验，当我们要和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ对方进行通信时，首先拨号发出呼叫请求，经过交换机的转接， 对方听到呼叫的铃声，拿起电话进行语音通信。
2.2.1 线路交换
图2-5 时分复用示意图
2.1.3 时分多路复用
时分多路复用技术根据时间片是否是动态的划分，又可分为同步时 分多路复用技术(STDM)和异步时分多路复用技术(ATDM)。
图2-6 STDM与ATDM
2.1.3 时分多路复用
例如：3个用户，线路总传输能力为28.8kbps 对于STDM:每用户获得28.8kbps/3=9600bps 对于ATDM:每用户获得MIN=9600bps，MAX=28.8kbps。