《(3.5)--5 信道复用技术CDM计算机网络.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(3.5)--5 信道复用技术CDM计算机网络.ppt（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、计算机网络计算机网络(第第7 7版版)计算机网络（第计算机网络（第7 7版版）物物 理理 层层第第22章章码分复用码分复用 CDMCDM计算机网络计算机网络(第第7 7版版)码码分复用分复用 CDM(CDM(CodeDivisionMultiplexing)CodeDivisionMultiplexing)l常用的名词是常用的名词是码分多址码分多址 CDMACDMA(CodeDivisionMultipleAccess)CodeDivisionMultipleAccess)。lCDMACDMA技术起源于技术起源于19421942年好莱坞明星海蒂年好莱坞明星海蒂.拉玛和她的丈夫钢琴家乔拉玛和她的
2、丈夫钢琴家乔治安塞尔受钢琴声音的启发，提出了利用扩频技术避免干扰的方法，治安塞尔受钢琴声音的启发，提出了利用扩频技术避免干扰的方法，并获得了秘密通信发明专利。并获得了秘密通信发明专利。lCDCDMAMA、蓝牙、蓝牙、WiFWiF技术基于此专利方法。技术基于此专利方法。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)CDMACDMAlCDMACDMA广泛应用于广泛应用于3G3G网络，进入网络，进入4G4G时代，一些运营商开始关闭了时代，一些运营商开始关闭了CDMACDMA，20072007年澳大利亚第一个关闭了年澳大利亚第一个关闭了CDMACDMA网络。网络。l自自20082008年起，日本、韩国、新西兰
3、、泰国、加拿大等国家也相继关闭了年起，日本、韩国、新西兰、泰国、加拿大等国家也相继关闭了CDMACDMA网络。网络。l2 2018018年年5 5月月2929日，中国电信总裁刘爱丽在股东大会上表示日，中国电信总裁刘爱丽在股东大会上表示CDMACDMA达到了寿达到了寿命周期，命周期，20182018年底年底-2019-2019年初将年初将CDMACDMA退网，以减低运营成本和资本开支。退网，以减低运营成本和资本开支。lC CDMADMA的时代结束。的时代结束。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)码码片序列片序列(chipsequence)(chipsequence)l在在CDMACDMA中，每
4、中，每一个比特时间划分为一个比特时间划分为 mm 个短的间隔，称为个短的间隔，称为码片码片(chip)(chip)。l每个站被指派一个唯一的每个站被指派一个唯一的 mmbitbit码片序列码片序列。1.1.如发送比特如发送比特 1 1，则发送自己的，则发送自己的 mmbitbit码片序列。码片序列。2.2.如发送比特如发送比特 0 0，则发送该码片序列的二进制反码。，则发送该码片序列的二进制反码。l例如，例如，SS站的站的 8bit8bit码片序列是码片序列是 0001101100011011。1.1.发送比特发送比特 11时，就发送序列时，就发送序列 0001101100011011，2.2
5、.发送比特发送比特 00时，就发送序列时，就发送序列 1110010011100100。lSS站的码片序列：站的码片序列：(111+1+11+1+1)(111+1+11+1+1)计算机网络计算机网络(第第7 7版版)码片序列实现了扩频码片序列实现了扩频l假定假定S S站要发送信息的数据率为站要发送信息的数据率为 b bbit/sbit/s。由于每一个比特要转换成。由于每一个比特要转换成 mm 个比个比特的码片，因此特的码片，因此 SS站实际上发送的数据率提高到站实际上发送的数据率提高到 mbmbbit/sbit/s，同时，同时 SS站所占站所占用的频带宽度也提高到原来数值的用的频带宽度也提高到
6、原来数值的 mm倍。倍。l这种通信方式是这种通信方式是扩频扩频(spreadspectrum)(spreadspectrum)通信中的一种。通信中的一种。l扩频通信通常有两大类：扩频通信通常有两大类：1.1.一种是一种是直接序列扩频直接序列扩频DSSSDSSS(DirectSequenceSpreadSpectrum)(DirectSequenceSpreadSpectrum)，如如上面讲的使用码片序列就是这一类。上面讲的使用码片序列就是这一类。2.2.另一种是另一种是跳频扩频跳频扩频FHSSFHSS(FrequencyHoppingSpreadSpectrum)(FrequencyHoppi
7、ngSpreadSpectrum)。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)CDMACDMA的重要特点的重要特点l每个站分配的码片序列不仅每个站分配的码片序列不仅必须各不相同必须各不相同，并且还，并且还必须互相正交必须互相正交(orthogonal)(orthogonal)。l在实用的系统中是使用在实用的系统中是使用伪随机码序列伪随机码序列。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)码码片序列的正交关系片序列的正交关系 l令向量令向量 SS表示站表示站 SS的码片向量，令的码片向量，令 TT表示其他任何站的码片向量。表示其他任何站的码片向量。l两个不同站的码片序列正交，就是向量两个不同站的码片序列正
8、交，就是向量 SS和和TT的规格化的规格化内积内积(inner(innerproduct)product)等于等于 0 0：l例如：例如：SS为为(111+1+11+1+1)(111+1+11+1+1)，T T为为(11+1-1+1+1(11+1-1+1+1+1-1)+1-1)，可知这两个码片是正交的。，可知这两个码片是正交的。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)正交关系的另一个重要特性正交关系的另一个重要特性 l任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是 11。l一个码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是一个码片向量和该码片反码的向
9、量的规格化内积值是 11。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)CDMACDMA的工作原理的工作原理 l假假定有个定有个X X站要接收站要接收S S站发送的数据，站发送的数据，X X站必须知道站必须知道S S站的码片序列。站的码片序列。X X站使站使用得到的码片向量用得到的码片向量S S与接收到的未知信号进行求内积的计算。与接收到的未知信号进行求内积的计算。X X站接收到的站接收到的未知信号是各个站发送的码片序列之和。未知信号是各个站发送的码片序列之和。l根据上述两个公式，在根据叠加的原理，求内积得到的结果是：根据上述两个公式，在根据叠加的原理，求内积得到的结果是：1.1.所有其他站的信号都被
10、过滤掉，而只剩下所有其他站的信号都被过滤掉，而只剩下S S站发送的信号，站发送的信号，2.2.当当S S站发送比特站发送比特1 1时，在时，在X X站计算内积的结果是站计算内积的结果是+1 1；3.3.当当S S站发送比特站发送比特0 0时，内积结果为时，内积结果为-1-1；4.4.S S站不发送数据时，内积结果是站不发送数据时，内积结果是0 0。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)CDMACDMA的工作原理的工作原理 SS站的码片序列站的码片序列 S S1 11 10 0t tt tt tt tt tt tmm 个码片个码片t tSS站发送的信号站发送的信号 S Sx xTT站发送的信号站
11、发送的信号 T Tx x总的发送信号总的发送信号 S Sx x+T Tx x规格化内积规格化内积 S S S Sx x规格化内积规格化内积 S S T Tx x数据码元比特数据码元比特发发送送端端接接收收端端计算机网络计算机网络(第第7 7版版)l工作原理举例：共有工作原理举例：共有4 4个站进行码分多址个站进行码分多址C CDMADMA通信，通信，4 4个站的码片序列为：个站的码片序列为：lA:(-1A:(-1-1-1-1-1+1+1+1+1-1-1+1+1+1)+1)B:(-1-1+1-1+1+1+1-1)B:(-1-1+1-1+1+1+1-1)lC C：（：（-1-1+1+1-1-1+1
12、 1+1+1+1+1-1-1-1-1）D:(-1+1-1-1-1-1+1-1)D:(-1+1-1-1-1-1+1-1)l现收到的码片序列为现收到的码片序列为:(-1+1-3+1-1-3+1+1):(-1+1-3+1-1-3+1+1)l问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的是问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的是1 1还是还是0 0？l解析解析：此题考查的是如何从接收到的码片序列推算出发送站是否发送及发送的此题考查的是如何从接收到的码片序列推算出发送站是否发送及发送的数据内容。数据内容。l计算方法：计算方法：各站码片序列与接收站码片序列的规格化内积各站码片序列与接收站码片序列的规格化内积l结果
13、判断：结果判断：计算结果为计算结果为0 0说明该站没有发送数据；计算机结果为说明该站没有发送数据；计算机结果为1 1说明该站发说明该站发送的是送的是1 1；计算结果为；计算结果为-1-1说明该站发送的是说明该站发送的是0.0.计算机网络计算机网络(第第7 7版版)CDMACDMA的工作原理的工作原理举例举例 l解答解答：l接收到的码片序列接收到的码片序列M=-1M=-1+1+1-3-3+1+1-1-1-3-3+1+1+1+1l根据公式根据公式l分别计算各站码片序列和接收码片序列的规格化内积分别计算各站码片序列和接收码片序列的规格化内积所以所以A A,D发送了发送了1，B发送了发送了0，C未发送数据。未发送数据。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)总结总结 l复用技术可以让多个用户共享同一个信道。复用技术可以让多个用户共享同一个信道。l每种复用技术都有自己的特点：每种复用技术都有自己的特点：l频分多路复用技术频分多路复用技术FDMFDM；l波分多路复用波分多路复用WDMWDM、密集波分多路复用、密集波分多路复用DWDMDWDM；l时分多路复用技术时分多路复用技术TDMTDM，统计时分多路复用，统计时分多路复用STDMSTDM；l码分多址复用码分多址复用CDMACDMA；