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通道複用技術

複用(multiplexing)是通訊技術中的基本概念。

​ 如果不使用複用,那麼存在這種情況,一根光纖可以容納幾十G的容量,但是兩使用者之間通話只佔幾k。如果兩使用者之間都只用一個光纖的話,那麼會造成資源浪費

一、頻分複用

使用者在分配到一定的頻帶後,在通訊過程中自始至終都佔用這個頻帶。

頻分複用的所有使用者在同樣的時間佔用不同的頻寬資源(請注意,這裡的“頻寬”是頻率頻寬而不是資料的傳送速率

  • 概略圖

  • 傳送時

    多個傳送端,通過不同的調變解調器(按照各自的規則)將訊號調製成不同的頻率。最後把多個訊號組合在一起形成一個整體的訊號,傳送給接收端

    (整體的訊號中包含著不同傳送端的訊號)

  • 接收時

    接收端接收到訊號後,通過過濾器得到各自的訊號,再通過調變解調器得到最初的波形

  • 訊號可以再次組合

二、時分複用

時分複用則是將時間劃分為一段段等長的時分複用幀(TDM 幀)。每一個時分複用的使用者在每一個 TDM 幀中佔用固定序號的時隙。

​ 上述會存在一個問題,如果沒有A1和A2,但是按照時分複用的規則,順序是固定的,就會造成在通道上存在缺少,造成利用率不高,所以有統計時分複用(不按照固定的順序,誰先傳過來就先放到通道上)

三、碼分複用

由於移動基站(如電信,移動,聯通等)對每個使用者傳送的頻率是一致的,並不會針對每個使用者傳送不同頻率的訊號,所以出現了碼分複用技術(每一個使用者可以在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通訊,每個使用者的碼片序列不同

)。

碼片複用的問題: 原本只用傳送1bit的資料,現在需要傳送m bit

1、 概念介紹
  • 碼片

    將每個bit分為m個時間間隔,稱為碼片

  • 碼片序列

    每個站被指派一個唯一的 m bit 碼片序列。

    如傳送位元 1,則傳送自己的 m bit 碼片序列。

    如傳送位元 0,則傳送該碼片序列的二進位制反碼

    例如,S 站的 8 bit 碼片序列是 00011011。 
    
    傳送位元 1 時,就傳送序列 00011011, 
    
    傳送位元 0 時,就傳送序列 11100100。
    
2、 工作原理

  • 傳送

    S站將原資料通過S站的碼片序列轉換成要傳送的訊號Sx

    T站將資料通過T站的碼片序列轉換成要傳送的訊號Tx

    最終將Sx和Tx組合在一起形成總的傳送訊號,傳送給使用者。

  • 接收

    當用戶收到訊息後,通過將碼片序列和訊號規格化內積為1或者 碼片序列反碼為-1。說明是發給此使用者的訊息

    如果為0,那麼說明不是給我的訊息

    規格化內積公式:

3、案例

​ 比如:ABCD為各基站的碼片

​ R為收到的訊號

以下通過判斷是不是A發來的資料:

(-1*-1) + (1+*-1) +(-3*-1) +(1*1)+ (-1*1)+(-3*-1)+(1*1)+(1*1) =8 
8/8 = 1

所以A可以收到訊息


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