❶ 計算機網路第六版答案第二章2-16
是謝希仁的《計算機網路》第6版嗎?
供你參考:
2-02 規程與協議有什麼區別?
答:規程專指物理層協議
2-03 試給出數據通信系統的模型並說明其主要組成構建的作用。
答:源點:源點設備產生要傳輸的數據。源點又稱為源站。
發送器:通常源點生成的數據要通過發送器編碼後才能在傳輸系統中進行傳輸。
接收器:接收傳輸系統傳送過來的信號,並將其轉換為能夠被目的設備處理的信息。
終點:終點設備從接收器獲取傳送過來的信息。終點又稱為目的站
傳輸系統:信號物理通道
2-04試解釋以下名詞:數據,信號,模擬數據,模擬信號,基帶信號,帶通信號,數字數據,數字信號,碼元,單工通信,半雙工通信,全雙工通信,串列傳輸,並行傳輸。
答:數據:是運送信息的實體。
信號:則是數據的電氣的或電磁的表現。
模擬數據:運送信息的模擬信號。
模擬信號:連續變化的信號。
數字信號:取值為有限的幾個離散值的信號。
數字數據:取值為不連續數值的數據。
碼元(code):在使用時間域(或簡稱為時域)的波形表示數字信號時,代表不同離散數值的基本波形。
單工通信:即只有一個方向的通信而沒有反方向的交互。
半雙工通信:即通信和雙方都可以發送信息,但不能雙方同時發送(當然也不能同時接收)。這種通信方式是一方發送另一方接收,過一段時間再反過來。
全雙工通信:即通信的雙方可以同時發送和接收信息。
基帶信號(即基本頻帶信號)——來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數據信號都屬於基帶信號。
帶通信號——把基帶信號經過載波調制後,把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸(即僅在一段頻率范圍內能夠通過信道)。
2-05 物理層的介面有哪幾個方面的特性?個包含些什麼內容?
答:(1)機械特性
明介面所用的接線器的形狀和尺寸、引線數目和排列、固定和鎖定裝置等等。
(2)電氣特性
指明在介面電纜的各條線上出現的電壓的范圍。
(3)功能特性
指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何意。
(4)規程特性
說明對於不同功能的各種可能事件的出現順序。
2-06數據在信道重的傳輸速率受哪些因素的限制?信噪比能否任意提高?香農公式在數據通信中的意義是什麼?「比特/每秒」和「碼元/每秒」有何區別?
答:碼元傳輸速率受奈氏准則的限制,信息傳輸速率受香農公式的限制
香農公式在數據通信中的意義是:只要信息傳輸速率低於信道的極限傳信率,就可實現無差傳輸。
比特/s是信息傳輸速率的單位
碼元傳輸速率也稱為調制速率、波形速率或符號速率。一個碼元不一定對應於一個比特。
2-07假定某信道受奈氏准則限制的最高碼元速率為20000碼元/秒。如果採用振幅調制,把碼元的振幅劃分為16個不同等級來傳送,那麼可以獲得多高的數據率(b/s)?
答:C=R*Log2(16)=20000b/s*4=80000b/s
2-08假定要用3KHz帶寬的電話信道傳送64kb/s的數據(無差錯傳輸),試問這個信道應具有多高的信噪比(分別用比值和分貝來表示?這個結果說明什麼問題?)
答:C=Wlog2(1+S/N)(b/s)
W=3khz,C=64khz----àS/N=64.2dB 是個信噪比要求很高的信源
2-09用香農公式計算一下,假定信道帶寬為為3100Hz,最大信道傳輸速率為35Kb/s,那麼若想使最大信道傳輸速率增加60%,問信噪比S/N應增大到多少倍?如果在剛才計算出的基礎上將信噪比S/N應增大到多少倍?如果在剛才計算出的基礎上將信噪比S/N再增大到十倍,問最大信息速率能否再增加20%?
答:C = Wlog2(1+S/N) b/s-àSN1=2*(C1/W)-1=2*(35000/3100)-1
SN2=2*(C2/W)-1=2*(1.6*C1/w)-1=2*(1.6*35000/3100)-1
SN2/SN1=100信噪比應增大到約100倍。
C3=Wlong2(1+SN3)=Wlog2(1+10*SN2)
C3/C2=18.5%
如果在此基礎上將信噪比S/N再增大到10倍,最大信息通率只能再增加18.5%左右
2-11假定有一種雙絞線的衰減是0.7dB/km(在 1 kHz時),若容許有20dB的衰減,試問使用這種雙絞線的鏈路的工作距離有多長?如果要雙絞線的工作距離增大到100公里,試應當使衰減降低到多少?
解:使用這種雙絞線的鏈路的工作距離為=20/0.7=28.6km
衰減應降低到20/100=0.2db
2-12 試計算工作在1200nm到1400nm之間以及工作在1400nm到1600nm之間的光波的頻帶寬度。假定光在光纖中的傳播速率為2*10e8m/s.
解:
V=L*F-àF=V/L--àB=F2-F1=V/L1-V/L2
1200nm到1400nm:帶寬=23.8THZ
1400nm到1600nm:帶寬=17.86THZ
2-13 為什麼要使用信道復用技術?常用的信道復用技術有哪些?
答:為了通過共享信道、最大限度提高信道利用率。
頻分、時分、碼分、波分。
2-15 碼分多址CDMA為什麼可以使所有用戶在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信而不會互相干擾?這種復用方法有何優缺點?
答:各用戶使用經過特殊挑選的相互正交的不同碼型,因此彼此不會造成干擾。
這種系統發送的信號有很強的抗干擾能力,其頻譜類似於白雜訊,不易被敵人發現。佔用較大的帶寬。
2-16 共有4個站進行碼分多址通信。4個站的碼片序列為
A:(-1-1-1+1+1-1+1+1) B:(-1-1+1-1+1+1+1-1)
C:(-1+1-1+1+1+1-1-1) D:(-1+1-1-1-1-1+1-1)
現收到這樣的碼片序列S:(-1+1-3+1-1-3+1+1)。問哪個站發送數據了?發送數據的站發送的是0還是1?
解:S·A=(+1-1+3+1-1+3+1+1)/8=1, A發送1
S·B=(+1-1-3-1-1-3+1-1)/8=-1, B發送0
S·C=(+1+1+3+1-1-3-1-1)/8=0, C無發送
S·D=(+1+1+3-1+1+3+1-1)/8=1, D發送1
❷ 計算機網路的 一道題目
A,D發送了1,B發送了0,C沒有發送數據。
下面給出兩種解法。
解法一:
這個問題其實就是個解方程的問題。
k1(-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1)+k2(-1,-1,1,-1,1,1,1,-1)+k3(-1,1,-1,1,1,1,-1,-1)+k4(-1,1,-1,-1,-1,1,-1)=(-1,1,-3,1,-1,-3,1,1)
這里k1,k2,k3,k4可以取值-1,0,1.
可以得到8個方程,然後解出方程組,就知道了。事實上,我們只需要幾個方程就可以解出來了。
第一個數字 -k1-k2-k3-k4=-1
第二個數字 -k1-k2+k3+k4=1
兩式相加,得-2k1-2k2=0--->k1=-k2,k3+k4=1.
第三個數字-k1+k2-k3-k4=-3--->-(-k2)+k2-(k3+k4)=-3--->2k2-1=-3--->k2=-1
所以k1=1
第4個數字,k1-k2+k3-k4=1--->1-(-1)+(1-k4)-k4=1, k4=1,因此k3=0.
所以不需要解出所有8個方程,我們已經知道了k1=k4=1,k2=-1,k3=0.
這就說明A,D發送了源碼,B發送了反碼,C沒有發送任何代碼。
解法二:
這個問題也可以不通過上面的解方程的辦法,而直接從這5個碼片看出:因為每個碼片或者是1,或者是-1,而我們看到最後收到的碼片的第三,第六個數字為3,這說明信號一定是通過疊加而成,就是說不止一個站發送了信息。如果是兩個或者四個站參與了發送信息,不管是源碼或者反碼,得到的數字一定是偶數。因此可以推出,有三個站參與了發送。我們先來看4個站碼片的第3個和第6個數字,A,B,C,D分別為-1,1,-1,-1和-1,1,1,-1.除了C的數字從-1變為1外,其他三個數字都沒有變,而收到的碼片相應的數字都是-3,這就說明C站沒有參與發送信息,否則收到的碼片第3個第6個數字會不同。因此A,B,D參與了發送信息。再看第三個數字,A,B,D的第三個數字分別為-1,1,-1,而收到的疊加的碼片的第3個數字為-3,因此只有A,D發送源代碼,B發送反代碼才能獲得。
結論:A,D發送了1,B發送了0,C沒有發送數據。
❸ 計算機網路問題,急,,,
2017年12月13日星期三,
這里需要強調一點,生成多項式(generator polynomial)和多項式不是一個概念,這里需要注意。我個人的理解是你要進行幾位的CRC校驗,就需要幾位的生成多項式(generator polynomial),但還收到生成多項式(generator polynomial)的第一位必須為1的限制,因此生成的多項式還需要注意這一點。原始信息所對應的多項式和生成多項式(generator polynomial)不是一個概念。
首先,我們要知道,任何一串二進制數都可以用一個多項式表示:且這串二進制數的各位對應多項式的各冪次,多項式中假如有此冪次項(比如多項式匯中有冪次項x^2對應二進制串碼中從右至左的第三位二進制數一定為1.因為右數第一位的冪次項為x^0,右數第二位的冪次項為x^1),則對應二進制數串碼中此位置的1,無此冪次項對應0。
舉例:代碼1010111對應的多項式為x^6+x^4+x^2+x+1,若我們將缺失的冪次項補全的話就有x^6+(x^5)+x^4+(X^3)+x^2+x+1,又因為x^5和X^3所對應的二進制位為0,不記入多項式中,因此有x^6+x^4+x^2+x+1,就是表示 1010111這個串碼。
而多項式為x^5+x^3+x^2+x+1的完整多項式為x^5+(x^4)+x^3+x^2+x+1正好對應二進制串碼101111,而x^4對應的二進制串碼中右數第五位(左數第二位)為0,不記入多項式中,因此,101111可以使用多項式x^5+x^3+x^2+x+1來表示。
通過上述兩個多項式的例子,可以看出,當多項式中的冪次項所對應的那一位二進制為1時,多項式中的那一個冪次項存在,而當二進制串碼中的某位為0時,對應的多項式冪次項忽略不記錄,例如,10111 1因為從左向右第二位是0,因此對應的多項式分子x^4就沒有被記錄到多項式中,
書面的說法是:
多項式和二進制數有直接對應關系:X的最高冪次對應二進制數的最高位,以下各位對應多項式的各冪次,有此冪次項對應1,無此冪次項對應0。可以看出:X的最高冪次為R,轉換成對應的二進制數有R+1位,
我們現在來看題目中generator plynomial (生成多項式)is X^4+x^2+1,最高冪次是4,因此,其表示的二進制為(4+1=5)5位,
且通過crc的原理,我們知道,循環冗餘校驗碼(CRC)是由兩部分組拼接而成的,
第一部分是信息碼,
第二部分是校驗碼,
可得公式:
CRC=信息碼+校驗碼,
很明顯校驗碼是跟在信息碼之後的,所以,題目中1101011011中左數的那5位是真正傳輸的信息(信息碼),即actual bit string transmitted(實際傳輸的信息位流)是11010,而後面的5位(11011)是校驗碼,
接下來我們結合上面的內容來理解對CRC的定義:
循環冗餘校驗碼(CRC)的基本原理是:在K位信息碼後再拼接R位的校驗碼,整個編碼長度為N位,因此,這種編碼也叫(N,K)碼。對於一個給定的(N,K)碼,可以證明存在一個最高次冪為N-K=R的多項式G(x)。根據G(x)可以生成K位信息的校驗碼,而G(x)叫做這個CRC碼的生成多項式。 校驗碼的具體生成過程為:假設要發送的信息用多項式C(X)表示,將C(x)左移R位(可表示成C(x)*2^R),這樣C(x)的右邊就會空出R位,這就是校驗碼的位置。用 C(x)*2^R 除以生成多項式G(x)得到的余數就是校驗碼。
另一個定義:
利用CRC進行檢錯的過程可簡單描述為:在發送端根據要傳送的k位二進制碼序列,以一定的規則產生一個校驗用的r位監督碼(CRC碼),附在原始信息後邊,構成一個新的二進制碼序列數共k+r位,然後發送出去。在接收端,根據信息碼和CRC碼之間所遵循的規則進行檢驗,以確定傳送中是否出錯。這個規則,在差錯控制理論中稱為「生成多項式」。
再看另一個描述,在代數編碼理論中,將一個碼組表示為一個多項式,碼組中各碼元當作多項式的系數。例如 1100101 表示為1·x^6+1·x^5+0·x^4+0·x^3+1·x^2+0·x^1+1,即 x^6+x^5+x^2+1。
設,編碼前的原始信息多項式為P(x),P(x)的最高冪次加1等於k(這里的K就是整個原始信息的二進制編碼的長度,以上例1100101為例,此串二進制編碼的最高位對應的多項式冪次為6,根據定義得K=6+1=7,正好是此串二進制編碼的長度,);
設,生成多項式為G(x),G(x)的最高冪次等於r,這個r可以隨意指定,也就是r可以不等於K,但指定r時,必須滿足生成多項式G(x)最高位必須為1的條件,
設,CRC多項式為R(x)。:將P(x)乘以x^r(即對應的二進制碼序列左移r位),再除以G(x),所得余式即為R(x)。
設,編碼後的帶CRC的信息多項式為T(x)。:用公式表示為T(x)=x^r*P(x)+R(x),翻譯過來就是,編碼後的帶CRC校驗的多項式由左移了r位的原始信息P(x)後接CRC的校驗碼R(x)組成,
而在接收端,是使用T(x )去除G(x),若無余數,則表示接收正確。就是接收端使用接收到的信息T(x )去除和發送端約好的生成多項式G(x),若除盡沒有餘數則表示信息正確接收。
我們再來看本題,
題中給出已傳輸的信息為:1101011011,即T(x )=1101011011;
而generator polynomial 生成多項式是:x^4+x^2+1,即G(x)=10101;
那麼,我們來使用T(x )除以G(x)=110,根據上面的定義,我們知道,出現了沒有除盡的情況,有餘數,余數為110,則說明信息11010在傳遞過程出現了錯誤,而題目中給出,若將此信息串碼的左數第三位進行翻轉,則接收到的信息為:1111011011,那麼,
T(x )=1111011011,
則,再通過T(x )除以G(x)進行校驗運算後,得到余數1,沒有除盡
即T(x )除以G(x)=1,
所以沒有通過CRC校驗,此時,接收端能發現這個錯誤,
但是,如果我們將此串數據的左數第三位和最後一位同時翻轉,得到1111011010,那麼再經過T(x )除以G(x)的接收端校驗後,除盡了,余數為0,則,此時,因為T(x )除以G(x)=0,通過了接收端的校驗,因此,接收端並不能發現這個錯誤,以為是收到了正確的串碼:11110,但實際上我們發送的串碼是:11010,
最後,我們再來研究一下,T(x )是怎麼除G(x)的,實際上我們必須清楚,這里的除法實際上並不是我們傳統意義上的十進制除法,而是兩個二進制的「按位異或」(請注意每步運算都是先進行高位對齊的。)的演算法,在二進制數運算中,這被稱為模二除運算,
來看兩個例子,
【例一】假設使用的生成多項式是G(X)=X3+X+1。4位的原始報文為1010,求編碼後的報文。
解:
1、將生成多項式G(X)=X^3+X+1轉換成對應的二進制除數1011。
R=3,R就是生成多項式的最高次冪,
2、此題生成多項式有4位(R+1)(注意:通過對生成多項式計算所得的校驗碼為3位,因為,生成多項式的R為生成多項式的最高次冪,所以校驗碼位數是3位),要把原始報文C(X)【這里的C(X)就是1010】左移3(R)位變成1010 000
3、用生成多項式對應的二進制數對左移3位後的原始報文進行模2除(高位對齊),相當於按位異或:
1010000
1011
------------------
0001000, 請注意這里,通過第一次除法,也就是模2除(高位對齊)的運算,將兩個二進制代碼進行了高位對齊後的按位異或的操作後,得到0001000即1000,接下來,需要進行第二次除法,即使用第一步得到的二進制數1000去除1011【G(x)】,則有下面的式子,
1000
1011
------------------
0011,請注意,結果為0011,也可以寫成11,但是我們由上面得知,由生成多項式G(X)=X^3+X+1,已經確定了校驗位是3位,因此,
得到的余位011,所以最終編碼為:1010 011。
例二:
信息欄位代碼為: 1011001;對應的原始多項式P(x)=x6+x4+x3+1
假設生成多項式為:g(x)=x4+x3+1;則對應g(x)的代碼為: 11001,又因為g(x)最高次冪為4,因此可以確定校驗位是4位,
根據CRC給生成多項式g(x)定義的規則,將原始代碼整體左移4位,這樣在原始數據後面多出4位校驗位的位置,即x^4*P(x),得到:10110010000;
接下來使用10110010000去除以g(x),得到最終的余數1010,並與原始信息組成二進制串碼:1011001 1010發送出去,
接收方:使用相同的生成多項式進行校驗:接收到的欄位/生成碼(二進制除法)
如果能夠除盡,則正確,
給出余數(1010)的計算步驟:
除法沒有數學上的含義,而是採用計算機的模二除法,即除數和被除數做異或運算。進行異或運算時除數和被除數最高位對齊,按位異或。
10110010000
^11001
--------------------------
01111010000 ,這里進行第一次按位異或,得到01111010000,即1111010000,將1111010000再去除以11001,如下步驟,
1111010000
^11001
-------------------------
0011110000,進行了第二次模2除後,得到0011110000,即11110000,將
11110000去除11001,
11110000
^11001
--------------------------
00111000,第三次摸2除,得到00111000,即111000,用
111000去除11001,
111000
^11001
-------------------
001010,進行第四次模2除後,得到最終的余數,001010,即1010,
則四位CRC校驗碼就為:1010。
❹ 計算機網路題,碼分復用問題
用結果的各位與各站點的各位相乘後相加,結果如下:
A:1-1+3+1-1+3+1+1=8
B:1-1-3-1-1-3+1-1=-8
C:1+1+3+1-1-3-1-1=0
D:1+1+3-1+1+3+1-1=8
故A點發送的是1,B點發送的是0,C點沒有發送,D點發送的是1.
❺ 計算機網路編碼過程一般有哪四部分
其具體實現則是靠真正在運行的計算機硬體和軟體 OSI 開放式系統互聯模型是1984年國際標准化組織(ISO)提出的一個參考模型。 OSI 將其定義為七層,即將網路計算機中有關活動信息的任務劃分為七個更小、更易於處理的任務組。一個任務或任務組被分配到一個 OSI 層。每一層都是獨自存在的,因此分配到各層的任務能夠獨立地執行。這樣使得由其中某層提供的解決方案能夠在不影響其他層的情況下被更新。 7 應用層 6 表示層 5 會話層 4 傳輸層 3 網路層 2 數據鏈路層 1 物理層 1、各層的具體描述如下: 7) 應用層 為用戶訪問網路提供用戶介面,為應用程序提供網路服務,它包含了各種用戶使用的協議 6)表示層 用於處理在兩個通信系統中交換信息的表示方式,主要包括數據格式變換、數據的加密與解密、數據壓縮與恢復等功能。 5)會話層 負責維護通信中兩個節點之間的會話連接的建立、維護和斷開,以及數據的交換,並提供會話管理服務。 4 ) 傳輸層 向用戶提供端到端(end-to-end)的數據傳輸服務,實現為上層屏蔽低層的數據傳輸問題。(OSI注重的是可靠的數據傳輸服務) 3)網路層 為分組交換網路上的不同主機提供通信服務,為以分組為單位的數據包通過通信子網選擇適當的路由,並實現擁塞控制、網路互連等功能。 2)數據鏈路層 在物理層提供服務的基礎上,在通信的實體間建立數據鏈路連接,傳輸以幀(frame)為單位的數據包,並採取差錯控制和流量控制的方法,使有差錯的物理線路變成無差錯的數據鏈路。
❻ 在計算機網路中 碼元、比特、位元組、幀 分別表示什麼分別用在哪裡
碼元是數據的載體,一般表示通信中承載數字比特位的信號。打個比方,如果一個燈泡有二個狀態,代表1和0,那這個燈泡就是一個碼元,攜帶1個BIT的信息。但如果你一個燈泡可以發紅光綠光,那紅光開,紅光關,綠光開,綠光關,可以表示4個狀態,就說這個碼元(燈泡)帶有2BIT的信息。
比特:二進制中的1位。
位元組:8個比特=1位元組。
幀:網路傳輸中,鏈路層(這個請自己查)傳遞的基本數據單元,每次鏈路層發數據的時候,是以幀為單位發出去的,接收方接收的時候,也是以幀為單位收的,這個類似於包裹,若干個比特用一定的規則組成這個包裹(幀),以這個為基本單位發給對方(不能切成更小的)。
❼ 計算機網路中seq=1024/4是什麼意思
在tcp建立連接的三次握手中,伺服器和客戶端需要使用seq,ack等驗證信號進行驗證。具體可以看:http://ke..com/link?url=MceaSZo831h0GdwsZO5YFt_Rcwu-81W3--aUp7UK;
這里的seq = 1024/4表示客戶端發送給伺服器的請求驗證碼是256;
當然,我也不確定。只能說應該是這樣
❽ 機器碼、序列號、密鑰、注冊碼這幾個概念有些模糊
序列號、密鑰、注冊碼 都是同樣的固定的一個類似密碼的東西
機器碼 隨機產生的一個需要通過固定演算法才能得到的東西
❾ 關於碼分復用的正交問題
數據通信系統或計算機網路系統中,傳輸媒體的帶寬或容量往往超過傳輸單一信號的需求,為了有效地利用通信線路,希望一個信道同時傳輸多路信號,這就是所謂的多路復用技術(MultiplexiI1g)。採用多路復用技術能把多個信號組合起來在一條物理信道上進行傳輸,在遠距離傳輸時可大大節省電纜的安裝和維護費用。頻分多路復用FDM (Frequency Division Multiplexing)和時分多路復用TDM (Time Di-vision MultiplexiIIg)是兩種最常用的多路復用技術。 舉個例最簡單的例子: 從A地到B地 坐公交2塊。打車要20塊 為什麼坐公交便宜呢 這里所講的就是「多路復用」的原理。 1 .頻分復用 (FDM) 頻分復用按頻譜劃分信道,多路基帶信號被調制在不同的頻譜上。因此它們在頻譜上不會重疊,即在頻率上正交,但在時間上是重疊的,可以同時在一個信道內傳輸。在頻分復用系統中,發送端的各路信號m1(t),m2(t),…,mn(t)經各自的低通濾波器分別對各路載波f1(t),f2(t),…,fn(t)進行調制,再由各路帶通濾波器濾出相應的邊帶(載波電話通常採用單邊帶調制),相加後便形成頻分多路信號。在接收端,各路的帶通濾波器將各路信號分開,並分別與各路的載波f1(t),f2(t),…,fn(t)相乘,實現相干解調,便可恢復各路信號,實現頻分多路通信。為了構造大容量的頻分復用設備,現代大容量載波系列的頻譜是按模塊結構由各種基礎群組合而成。根據國際電報電話咨詢委員會(CCITT)建議,基礎群分為前群、基群、超群和主群。①前群,又稱3路群。它由3個話路經變頻後組成。各話路變頻的載頻分別為12,16,20千赫。取上邊帶,得到頻譜為12~24千赫的前群信號。②基群,又稱12路群。它由4個前群經變頻後組成。各前群變頻的載頻分別為84,96,108,120千赫。取下邊帶,得到頻譜為 60~108千赫的基群信號。基群也可由12個話路經一次變頻後組成。③超群,又稱60路群。它由5個基群經變頻後組成。各基群變頻的載頻分別為420,468,516,564,612千赫。取下邊帶,得到頻譜為312~552千赫的超群信號。④主群,又稱300路群。它由5個超群經變頻後組成。各超群變頻的載頻分別為1364,1612,1860,2108,2356千赫。取下邊帶,得到頻譜為812~2044千赫的主群信號。3個主群可組成 900路的超主群。4個超主群可組成3600路的巨群。頻分復用的優點是信道復用率高,允許復用路數多,分路也很方便。因此,頻分復用已成為現代模擬通信中最主要的一種復用方式,在模擬式遙測、有線通信、微波接力通信和衛星通信中得到廣泛應用。 2.時分多路復用 若媒體能達到的位傳輸速率超過傳輸數據所需的數據傳輸速率,則可採用時分多路復用TDM技術,也即將一條物理信道按時間分成若干個時間片輪流地分配給多個信號使用。每一時間片由復用的一個信號佔用,而不像FDM那樣,同一時間同時發送多路信號。這樣,利用每個信號在時間上的交叉,就可以在一條物理信道上傳輸多個數字信號。這種交叉可以是位一級的,也可以是由位元組組成的塊或更大的信息組進行交叉。如圖2.12(b)中的多路復用器有8個輸入,每個輸入的數據速率假設為9.616ps,那麼一條容量達76.8kbps的線路就可容納8個信號源。該圖描述的時分多路復用四M方案,也稱同步(Synchronous)時分多路復用TDM,它的時間片是預先分配好的,而且是固定不變的,因此各種信號源的傳輸定時是同步的。與此相反,非同步時分多路復用1DM允許動態地分配傳輸媒體的時間片。 時分多路復用TDM不僅僅局限於傳輸數字信號,也可以同時交叉傳輸模擬信號。另外,對於模擬信號,有時可以把時分多路復用和頻分多路復用技術結合起來使用。一個傳輸系統,可以頻分成許多條子通道,每條子通道再利用時分多路復用技術來細分。在寬頻區域網絡中可以使用這種混合技術。 3.波分多路復用 (WDM) 光的波分多路復用是指在一根光纖中傳輸多種不同波長的光信號,由於波長不同,所以各路光信號互不幹擾,最後再用波長解復用器將各路波長分解出來。所選器件應具有靈敏度高、穩定性好、抗電磁干擾、功耗小、體積小、重量輕、器件可替換性強等優點。光源輸出的光信號帶寬為40nm,在此寬頻基礎上可實現多個通道感測器的大規模復用。 4 碼分多址(CDMA) 碼分多址通信原理: 碼分多址(CDMA,Code-DivisionMultiple Access)通信系統中,不同用戶傳輸信息所用的信號不是靠頻率不同或時隙不同來區分,而是用各自不同的編碼序列來區分,或者說,靠信號的不同波形來區分。如果從頻域或時域來觀察,多個CDMA信號是互相重疊的。接收機用相關器可以在多個CDMA信號中選出其中使用預定碼型的信號。其它使用不同碼型的信號因為和接收機本地產生的碼型不同而不能被解調。它們的存在類似於在信道中引入了雜訊和干擾,通常稱之為多址干擾。 在CDMA蜂窩通信系統中,用戶之間的信息傳輸是由基站進行轉發和控制的。為了實現雙工通信,正向傳輸和反向傳輸各使用一個頻率,即通常所謂的頻分雙工。無論正向傳輸或反向傳輸,除去傳輸業務信息外,還必須傳送相應的控制信息。為了傳送不同的信息,需要設置相應的信道。但是,CDMA通信系統既不分頻道又不分時隙,無論傳送何種信息的信道都靠採用不同的碼型來區分。 類似的信道屬於邏輯信道,這些邏輯信道無論從頻域或者時域來看都是相互重疊的,或者說它們均佔用相同的頻段和時間。 更為詳細的、更為系統的介紹 CDMA是碼分多址(Code-DivisionMultiple Access)技術的縮寫,是近年來在數字移動通信進程中出現的一種先進的無線擴頻通信技術,它能夠滿足市場對移動通信容量和品質的高要求,具有頻譜利用率高、話音質量好、保密性強、掉話率低、電磁輻射小、容量大、覆蓋廣等特點,可以大量減少投資和降低運營成本。 CDMA最早由美國高通公司推出,近幾年由於技術和市場等多種因素作用得以迅速發展,目前全球用戶已突破5000萬,我國也在北京、上海等城市開通了CDMA電話網。 CDMA的技術持點 1.CDMA是擴頻通信的一種,他具有擴頻通信的以下特點: (1)抗干擾能力強。這是擴頻通信的基本特點,是所有通信方式無法比擬的。 (2)寬頻傳輸,抗衰落能力強。 (3)由於採用寬頻傳輸,在信道中傳輸的有用信號的功率比干擾信號的功率低得多,因此信號好像隱蔽在雜訊中;即功率話密度比較低,有利於信號隱蔽。 (4)利用擴頻碼的相關性來獲取用戶的信息,抗截獲的能力強。 2.在擴頻CDMA通信系統中,由於採用了新的關鍵技術而具有一些新的特點: (1)採用了多種分集方式。除了傳統的空間分集外。由於是寬頻傳輸起到了頻率分集的作用,同時在基站和移動台採用了RAKE接收機技術,相當於時間分集的作用。 (2)採用了話音激活技術和扇區化技術。因為CDMA系統的容量直接與所受的干擾有關,採用話音激活和扇區化技術可以減少干擾,可以使整個系統的容量增大。 (3)採用了移動台輔助的軟切換。通過它可以實現無縫切換,保證了通話的連續性,減少了掉話的可能性。處於切換區域的移動台通過分集接收多個基站的信號,可以減低自身的發射功率,從而減少了對周圍基站的干擾,這樣有利於提高反向聯路的容量和覆蓋范圍。 (4)採用了功率控制技術,這樣降低了平準發射功率。 (5)具有軟容量特性。可以在話務量高峰期通過提高誤幀率來增加可以用的信道數。當相鄰小區的負荷一輕一重時,負荷重的小區可以通過減少導頻的發射功率,使本小區的邊緣用戶由於導頻強度的不足而切換到相臨小區,使負擔分擔。 (6)兼容性好。由於CDMA的帶寬很大,功率分布在廣闊的頻譜上,功率話密度低,對窄帶模擬系統的干擾小,因此兩者可以共存。即兼容性好。 (7)COMA的頻率利用率高,不需頻率規劃,這也是CDMA的特點之一。 (8)CDMA高效率的OCELP話音編碼。話音編碼技術是數字通信中的一個重要課題。OCELP是利用碼表矢量量化差值的信號,並根據語音激活的程度產生一個輸出速率可變的信號。這種編五馬方式被認為是目前效率最高的編碼技術,在保證有較好話音質量的前提下,大大提高了系統的容量。這種聲碼器具有8kbit/S和13kbit/S兩種速率的序列。8kbit/S序列從1.2kbit/s到9.6kbit/s可變,13kbit/S序列則從1.8kbt/s到14.4kbt/S可變。最近,又有一種8kbit/sEVRC型編碼器問世,也具有8kbit/s聲碼器容量大的特點,話音質量也有了明顯的提高。 CDMA存在的問題 (1)在小區的規劃問題上,雖然CDMA無需頻率規劃,但它的小區規劃卻並非十分容易。由於所有的基站都使用同一個頻率,相互之間是存在干擾的,如果小區規劃做得不好,將直接影響話音質量和使系統容量打折扣,因而在進行站距、天線高度等方面的設計時應當小心謹慎。 (2)其次,在標準的問題上,CDMA的標准並不十分完善。許多標准都仍在研究才四制定之中。如A介面,目前各廠家有的提供IS一634版本0,有的支持Is-634版本。還有的使用Is-634/TSB-80。因此對於系統運營商來說,選擇統一的A介面是比較困難的。 (3)由於功率控制的誤差所導致的系統容量的減少。 CDMA的發展:在3G中的應用 第三代移動通信系統(簡稱3G)的技術發展和商用進程是近年來全球移動通信產業領域最為關注的熱點問題之一。目前,國際上最具代表性的3G技術標准有三種,分別是TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000。其中TD-SCDMA屬於時分雙工(TDD)模式,是由中國提出的3G技術標准;而 WCDMA和CDMA2000屬於頻分雙工(FDD)模式,WCDMA技術標准由歐洲和日本提出,CDMA2000技術標准由美國提出 5.空分多址 (SDMA) 空分多址 空分多址(SDMA),也稱為多光束頻率復用。它通過標記不同方位的相同頻率的天線光束來進行頻率的復用。 SDMA系統可使系統容量成倍增加,使得系統在有限的頻譜內可以支持更多的用戶,從而成倍的提高頻譜使用效率。