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  • 码分复用的应用
    2021-08-21 05:49:45

            

             在做题的时候遇到了这样一题,码分复用的应用。计算之后的结果为

            A选项:(-1 +1 +1 +1 -1 +1 +1 -1)和不为0

            B选项:(-1 -1 +1 -1 -1 +1 +1 -1) 和不为0

            C选项:(-1 -1 +1 +1 -1 +1 -1 -1) 和不为0

            D选项:(-1 -1 +1 +1 -1 +1 +1 -1)和为0 

            所以,最后的结果是D,这道题不难。

            

            和上一题不同的是,A 发送了不止一个数据。因此把收到的序列分成每4个数字一组,即(2,0,2,0),(0,-2,0,-2),(0,2,0,2),因为题目求的是A发送的数据,因此把这三组数据与A站的码片序列(1,1,1,1)做内积运算,结果分别是:

            (2,0,2,0)·(1,1,1,1)/4=1,

            (0,-2,0,-2)· (1,1,1,1)/4=-1   因为是-1,表示发送的是0

            (0,2,0,2)· (1,1,1,1)4=1,所以C接收到的A发送的数据是101

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  • 码分复用及其计算

    万次阅读 多人点赞 2018-10-21 22:04:26
    码分多路复用是一种数学上的规律运用在数据链路层。 当想起CDM时,脑海中应该想起的是一个坐标系,简单的是二维平面直角坐标系,再复杂些是三维的空间直角坐标系。更高维的就难想象了。 为什么想到坐标系呢?  先...

    码分多路复用是一种数学上的规律运用在数据链路层。

    当想起CDM时,脑海中应该想起的是一个坐标系,简单的是二维平面直角坐标系,再复杂些是三维的空间直角坐标系。更高维的就难想象了。

    为什么想到坐标系呢? 
    先这么看,二维直角坐标系下: 
    x轴的方向向量最简单的是:(1,0); 
    y轴的方向向量最简单的是:(0,1)

    任意给你一个向量,让你拆分为是多少个(1,0)和(0,1)我想几乎所有人都拆分得开。

    升级为三维空间下: 
    x轴的方向向量最简单的是:(1,0,0); 
    y轴的方向向量最简单的是:(0,1,0) 
    z轴的方向向量最简单的是:(0,0,1) 
    同样的,任意给你一个三维空间下的向量,让你拆分为三个轴对应的向量表达式,我想也不会是难题。

    换句话说,给你一个向量,我们能够从中看到三个向量在加和,如果把三个坐标轴看作三种信号呢?是不是说,当我们在传输一个向量的时候,就完美的传输了多个信号?

    再升级到四维,五维….N维,是不是就是传递了更多的信号?

    对的! 
    我猜这或许就是CDM能够产生出来的数学基础吧。

    这里很关键的是,信号能够被拆分,也就意味着不同的信号不会干扰其他信号。我们在选取坐标轴的方向向量时,应该注意到它们是完美正交的。

    在CDMA中,每个比特时间再划分为m个短的间隔,成为码片,通常m值为64或128,这里使用m = 8来举个例子说明码分复用:

    æ¬ç§ã计ç®æºç½ç»ã漫ç»ç½ç»è¯¾ç¨Â <wbr>第äºç« Â <wbr>第äºè¯¾

    规则如下:

    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、

    例如 站点A:00011011

    æ¬ç§ã计ç®æºç½ç»ã漫ç»ç½ç»è¯¾ç¨Â <wbr>第äºç« Â <wbr>第äºè¯¾

    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,用数学公式表示为,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的规格化内积为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1(下面计算题用到!)

    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

    5、码分叠加:根据发送数据(1/0) 写出相应序列后进行相加

       例题:

    共有四个站进行码分多址CDMA通信。四个站的码片分别为
    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 )
    现收到这样的码片序列:(-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1)问哪个站发送数据了?发送数据的站发送的1还是0?

    M*(A+B+C+D)=M*M=1  (运用到规则3 --- S*S=1,并不是运用S*T公式)

     

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  • 2.4.3 码分复用

    千次阅读 2021-03-21 19:13:45
    码分复用(CDM,code division multiplexing) 当时域、频域无法再时,寻求一种新的方法在同一信道传输多个信号(共享信道) 码分复用描述 又叫 码分多址(CDMA,code division multiple access) 把每一个...

    码分复用(CDM,code division multiplexing)

    • 时域、频域 无法再分时,寻求一种新的方法在同一信道传输多个信号(共享信道)

    • 码分复用描述
      又叫 码分多址(CDMA,code division multiple access)
      每一个比特时间 再划分成 m 个短的间隔 ,称为 码片(chip),通常 m 取 64 或者 128
      使用 CDMA 的每一个站被指派一个 唯一的 m bit 码片序列
      一个站若要发送 bit 1,就发送它自己的 m bit 码片序列;若要发送 bit 0,就发送其码片序列的二进制反码
      通常将码片中的 0 写成 -1,将 1 写成 +1
      扩频
      给每一站分配的码片序列不仅必须各不相同,还必须互相正交

    • 若一个 CDMA系统中有很多站都在互相通信,每一个站发送的是 数据比特 和 本站的码片序列 的乘积
      因此要么是 本站的码片序列(相当于发送 比特1),要么是本站 码片序列的二进制反码(相当于发送 比特0),要么是 0(相当于没发送数据)

    • 码分复用 举例
      例如:指派给 S 站 的 8 bit 码片序列是 00011011。应写为 (-1,-1,-1,+1,+1,-1,+1,+1)
      发送 bit 1 时:发送序列:(-1,-1,-1,+1,+1,-1,+1,+1);
      发送 bit 0 时:发送序列:(+1,+1,+1,-1,-1,+1,-1,-1);
      在这里插入图片描述

    • 正交
      给参与码分复用的各个站分配的 码片序列 要满足两点:1、各不相同 2、互相正交
      向量S 表示 站S 的码片向量, 令 向量T 表示 站T 的码片向量
      S 和 T 正交,就是 向量S 和 向量T 的 规格化内积 是 0
      在这里插入图片描述
      向量S 为 (-1,-1,-1,+1,+1,-1,+1,+1),向量T 为(-1,-1,+1,-1,+1,+1,+1,-1),这两个码片序列正交
      一个向量 和 自身 的规格化内积 为 1
      一个向量 和 自身的反码 的规格化内积 为 1
      一个向量 和 与其正交向量 的 本身或反码 的规格化内积 为 0

    • 扩频
      若 S 站要发送信息的数据率为 b bps
      由于 每个 bit 现在要转换成 m bit 的码片
      因此 S 站实际上发送的数据率提高到 m * b bps ,因为某种原因 S 站所占用的频带宽度也要提高到原来的 m 倍
      上述为扩频通信的一种
      扩频通信分为直接序列扩频(上面就是)和调频扩频

    • 示例
      在一个有很多站通信的CDMA系统中,
      现有一个 X站 想要接收 S站发送的数据,X站 必须知道 S站 所特有的码片序列。
      X站使用它得到的码片向量S 和 接收到的未知信号进行求内积的运算(接收到的信号是各个站发送的码片序列之和)
      根据叠加原理:其他站的码片序列 和 向量S 的规格化内积为 0(因为互相正交),都被过滤掉了。
      求内积的结果就是 S站 收发数据的情况

    展开全文
  • 信道复用技术 “复用”是一种将若干个彼此独立的信号,合并为一个可在同一信道上同时传输的复合信号的方法 如下是复用的示意图: 复用技术常见以下几种: 频分复用 时分复用(统计时分复用) 波分复用 码分复用 3.1 ...

    1.物理层

    如果一定要给物理层下定义,只能说是OSI模型中的最低层,实际上物理层考虑的是怎样才能在各种媒介上传输数据,而并非具体的传输媒体,物理层的主要任务是确定与传输媒体接口有关的一些特性,即:

    机械特性:尺寸、形状等

    电气特性:线路上电压范围

    功能特性:线路上电压高低表示的意义

    过程特性:各种事件的顺序

    2.数据通信系统

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    上图是一个比较常用的通信系统的模型,PC产生的数字比特流经调制解调器转换成模拟信号再经过公用电话网进行传输,到达目的系统后经调制解调器产生数字比特流最终由PC转换为有用的信息。

    其中调制解调器的作用就是在两种信号之间做转换,这两种信号就是:

    模拟信号:连续信号,消息参数的取值是连续的

    数字信号:离散信号,消息参数的取值是离散的

    上述两种信号都是在信道上传输的,在信道上双方交互信息主要有以下三种基本方式:

    单向通信:单工通信,只有一个方向的通信,没有反方向的交互

    双向交替通信:半双工通信,双方都可以发送信息,但不能同时发送

    双向同时通信:全双工通信,通信双方可以同时发送和接收信息

    有关信道的最高码元传输速率和信道的极限信息传输速率分别由奈式准则和香农公式给出定义。

    接下来是物理层下的传输媒体,传输媒体分为导向传输媒体和非导向传输媒体,在目前个人来看,所谓导向和非导向传输媒体的区别实质就是有线和无线的区别。

    导向传输媒体包括:

    双绞线

    同轴电缆

    光缆

    非导向传输媒体就是自由空间,也就是常说的无线传输,无线传输是按照波段(或波长)进行分类的,这里不做赘述。

    3.信道复用技术

    “复用”是一种将若干个彼此独立的信号,合并为一个可在同一信道上同时传输的复合信号的方法

    如下是复用的示意图:

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    复用技术常见以下几种:

    频分复用

    时分复用(统计时分复用)

    波分复用

    码分复用

    3.1 频分复用

    频分复用就是每个用户分配到一定的频带后,通信时一直占据着自己的频带,即就是每个用户占用的是不同的带宽资源(这里的带宽资源指的是频率带宽而不是数据的发送速率)。所以说,这种方法就是将不同频率的数据合成在同一信道发送,在接收端再将其分开。合成示意图如下:

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    3.2 时分复用

    时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧,再将每个帧划分等分给用户使用,每个时分复用的用户占用固定序号的时隙,每个用户所占的时隙是周期性地出现,其周期就是时分复用帧的长度,相比较频分复用,时分复用的所有用户是在不同的时间占用相同的频带宽度。

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    由时分复用的概念可知,当某段时间内,时分复用的某个用户暂时无数据传输时,则会让分配到的子信道(从时分复用帧中分配的时间片)空闲,这样就会浪费线路资源,如下图:

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    为了弥补线路资源浪费的缺点,对时分复用进行了改进,产生了统计时分复用。如下图是统计时分复用的工作原理:

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    统计时分复用的每个帧中的时隙数小于连接在集中器上的用户数,每个用户有了数据后随时发送到集中器的输入缓存当中,集中器按顺序扫描输入缓存,将数据集中起来组成每个STDM帧,对于没有输入缓存的就略过,所以STDM帧并不是固定分配间隙,而是由集中器按顺序扫描之后将存在数据组成STDM帧然后发送出去。由于每个用户的时隙序列并不固定,所以在分用器上将数据分用时就需要别的数据帮助分用,那就是上图中帧中红色部分的开销,这部分数据放入地址(序号)顺序,帮助分用器分用数据。

    3.3 波分复用

    波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器,Multiplexer)汇合在一起,并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术

    波分复用就是光的频分复用,原理与频分复用大致相同,这里不再赘述。

    3.4 码分复用

    码分复用(CDM,常用CDMA(码分多址)):用一组包含互相正交的码字的码组携带多路信号,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

    在CDMA中,每个比特时间再划分为m个短的间隔,成为码片,通常m值为64或128,这里使用m = 8来举个例子说明码分复用:

    规则如下:

    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

    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,用数学公式表示为,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的规格化内积为0

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    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

    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

    如下图是一个例子:

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    要发送的数据为110,S站分配的码片序列为-1 -1 -1 1 1 -1 1 1,则-1 -1 -1 1 1 -1 1 1表示1,1 1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1表示0。则根据分配的码片序列和要发送的数据可以得到S站点最终发送的信号为-1 -1 -1 1 1 -1 1 1(1) -1 -1 -1 1 1 -1 1 1(1) 1 1 1 -1 -1 1 -1 -1(0),与此同时当T站要发送的信号为-1 -1 1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 1时,总的发送信号为-2 -2 0 0 2 0 2 0 -2 -2 0 0 2 0 2 0 2 2 0 0 -2 0 -2 0。

    在接收端,当打算接收S站发送的信号时,就根据总的发送信号和S站分配的码片序列进行规格化内积得到S站发送的数据:

    (-1 * -2 + -1 * -2 + -1 * 0 + 1 * 0 + 1 * 2 + -1 * 0 + 1 * 2 + 1 * 0)/8 = 1

    (-1 * -2 + -1 * -2 + -1 * 0 + 1 * 0 + 1 * 2 + -1 * 0 + 1 * 2 + 1 * 0)/8 = 1

    (-1 * 2 + -1 * 2 + -1 * 0 + 1 * 0 + 1 * -2 + -1 * 0 + 1 * -2 + 1 * 0)/8 = -1(表示数据0)

    如上,即可通过总的信号和S站的码片得到S站点发送的数据。

    有关物理层接入技术还有很多,像宽带接入使用的XDSL技术、HFC网等等,有兴趣可自行百度!

    初识,不足之处还望指正!!

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  • 码分复用(CDMA)通俗易懂

    万次阅读 2019-09-07 10:38:36
    话不多说,上大佬链接 https://blog.csdn.net/dog250/article/details/6420427
  • 案例1:单用户二进制比特1的扩频与解扩 案例2:单用户二进制比特0的扩频与解扩 案例3:PSK数字调制 + 单路功率不变,总功率变大 +...案例5:码分多址CDMA---QPSK数字调制+单路功率降低,总功率不变+多路复用+IQ模拟调制
  • 文章目录频分复用(FDM)时分复用(TDM) 复用(yyds:以一当十): 用一条物理线路,同时传输多路用户的信号。 频分复用(FDM) FDM,Frequency Division Multiplexing 时分复用(TDM) TDM,Time Division Multiplexing
  • 关键字:码分复用、频分复用、时分复用
  • 什么是码分复用

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    然后并且给所有的码片正交,对于任意两个不同的两个码片都有设M为8 ,设该码片 S 为00011011, 拥有该码片的用户发送1时就发送00011011,当用户发送0是就取反发送11100100,内积计算时把00011011转化为(-1 -1 -1 ...
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