第章 计算机网络通信原理

* * (1)同步时分：时分方案中的时间片是分配好的，而且是固定不变的。 (2)异步时分：允许动态地分配传输媒体的时间片。 TDM的缺点：某用户无数据发送，其他用户也不能占用该通道，将会造成带宽浪费。 改进：统计时分多路复用(STDM)，用户不固定占用某个通道，有空槽就将数据放入。 * * * * * * * * * * * * * * * * * 在传输过程中可能会产生比特差错：1 可能会变成 0 而 0 也可能变成 1。 在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率 BER (Bit Error Rate)。 误码率与信噪比有很大的关系。 一般而言，通信信道的噪声分为热噪声和冲击噪声两种。 * 这种差错是由通信信道的噪声产生的。一般而言，通信信道的噪声分为热噪声和冲击噪声两种。 随机差错的特点是：差错是孤立的，在计算机网络应用中是极个别的。 突发差错呈突发状，影响一批连续的数据位。计算机网络中的差错主要是突发差错 。 * * * 计算机网络中较常采用的差错控制方法。 为保证通信正常进行，还需引入计时器(防止整个数据帧或反馈信息丢失)和帧编号(以防止接收方多次收到同一帧并递交给网络层)。 * * * * * * * * * * * * 2.6.4 码分复用 CDM(Code Division Multiplexing) 码分多址 CDMA (Code Division Multiple Access) 各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。 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。 3G的技术基础：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WIMAX 每一个比特时间划分为 m 个短的间隔，称为码片(chip)。通常m是64或者128。 码片序列(chip sequence) 每个站被指派一个唯一的 m bit 码片序列。 如发送比特 1，则发送自己的 m bit 码片序列。 如发送比特 0，则发送该码片序列的二进制反码。 例如，S 站的 8 bit 码片序列是 发送比特 1 时，就发送序列 发送比特 0 时，就发送序列 惯例将0写为 -1，将1写为 +1 S 站的码片序列：(–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1) CDMA 的重要特点 每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(orthogonal)。 在实用的系统中是使用伪随机码序列。 码片序列的正交关系 令向量 S 表示站 S 的码片向量，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(inner product)都是 0： (2-4) 码片序列的正交关系举例 令向量 S 为(–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1)，向量 T 为(–1 –1 +1 –1 +1 +1 +1 –1)。 把向量 S 和 T 的各分量值代入(2-4)式就可看出这两个码片序列是正交的。 任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是1 。 一个码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是 –1。 正交关系的另一个重要特性 CDMA数据通信过程示例 假定在一个CDMA系统中有很三个站X、S、T在互相通信，并且所有的站利用全球定位系统GPS对所发送的码片序列进行同步，即所有的码片序列都在同一个时刻开始。 设各自的码片向量为X、S、T，均有三种工作状态： (1)发送比特1，即发送本站的码片序列； (2)发送比特0，即发送该站码片序列的二进制反码； (3)什么也不发送(相当于没有数据发送)。 CDMA 的工作原理 (m=8) S 站的码片序列 S 1 1 0 t t t t t t m 个码片 t S 站发送的信号 Sx T 站发送的信号 Tx 总的发送信号 Sx + Tx 规格化内积 S ? Sx 规格化内积 S ? Tx 数据码元比特 发 送 端 接 收 端 S ? (Sx + Tx) = S ? Sx + S ? Tx 出现差错 0 1 0 0 1 0 1 0 0 还原后 的数据 t 接收到的 失真信号 0 1 0 0 1 1 1 0 0 t 发送的 基带信号 t 采样时刻 数据经过模拟传输系统后会出现差错 2.7 差错控制技术 2.7.1 差错产生的原因 热噪声是由传输介质导体的电子热运动产生的 热噪声时刻存在，幅度较小且强度与频率无关，但频谱很宽，是一类随机噪声。 热噪声引起的差错称随机差错。 孤立的、个别的 与热噪声相比，冲击噪声幅度较大，是引起传输差错的主要原因。 冲击噪声的持续时间要比数据传输中的每比特发