物理层

首先要强调指出,物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流,而不是指具体的传输媒体。

信号分为两大类:

  1. 模拟信号,或连续信号——代表消息的参数的取值是连续的。一般调制解调器之间使用的用户线上传送的就是模拟信号。
  2. 数字信号,或离散信号——代表消息的参数的取值是离散的。一般用户的计算机到调制解调器之间使用的就是模拟信号。0、1表示不同状态。

信道的通信方式:

  1. 单工通信,只能有一个方向的同通信而没有反方向的交互。广播或多播
  2. 半双工通信,通信双方都可以发送信息,但是双方不能同时发送与接收,只能是一方发送一方接收,后再反过来。
  3. 全双工通信,通信双方可以同时发送与接收信息。

信道复用技术:

  1. 频分复用: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。不同用户使用不同频带。使用复用器和分用器保证用户信息正常工作。

  2. 时分复用:每个用户不可能一直占用信道,在用户不使用信道时其他用户可以使用信道收发信息。

  3. 统计时分复用:相比于时分复用,统计时分复用帧不是固定分配时隙,而是按需动态地分配时隙。提高信道利用率。

  4. 波分复用:光的频分复用

  5. 码分复用

    更常用的是码分多址(CMDA),每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信,由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型,因此各用户之间不会造成干扰。码分复用最初用于军事通信,因为这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力,其频谱类似于白噪声,不易被敌人发现,后来才广泛的使用在民用的移动通信中,它的优越性在于可以提高通信的话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,其工作原理如下:

    在CDMA中,每一个比特时间在划分为m个短的间隔,称为码片(chip),通常m的值为64或128,为了方便说明,取m为8

    1. 使用CDMA的每一个站被指派一个唯一的m bit码片序列,一个站如果要发送比特1,则发送它自己的m bit码片序列,如果要发送0,则发送该码片序列的二进制反码,按照惯例将码片中的0写成-1,将1写成+1

    2. CDMA给每一个站分配的码片序列不仅必须各不相同,并且还必须互相正交,用数学公式表示,令向量S表示站S的码片向量,再令T表示其他任何站的码片向量。两个不同站的码片序列正交,就是向量S和T的规格化内积都是S * T = 0

    3. 任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是S * S = 1

    4. 任何一个码片向量和该码片的反码的向量的规格化内积都是-1

    所有其他站的信号都被过滤,而只剩下S站发送的信号。当S站发送比特1时,在X站计算内积结果为+1;当S站发送比特0时,内积结果为-1;当S站不发送时,内积结果为0,S与X正交


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文章标题:物理层

本文作者:DROBP

发布时间:2019-08-29, 19:10:58

最后更新:2019-08-29, 19:13:36

原始链接:https://DROBP.github.io/2019/08/29/物理层/

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