信道复用技术

复用(multiplexing)是通信技术中的基本概念。

​ 如果不使用复用，那么存在这种情况，一根光纤可以容纳几十G的容量，但是两用户之间通话只占几k。如果两用户之间都只用一个光纤的话，那么会造成资源浪费

一、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。

频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率

• 概略图

• 发送时

  多个发送端，通过不同的调制解调器（按照各自的规则）将信号调制成不同的频率。最后把多个信号组合在一起形成一个整体的信号，发送给接收端

  （整体的信号中包含着不同发送端的信号）

• 接收时

  接收端接收到信号后，通过过滤器得到各自的信号，再通过调制解调器得到最初的波形

• 信号可以再次组合

二、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（TDM 帧）。每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。

​

​ 上述会存在一个问题，如果没有A1和A2，但是按照时分复用的规则，顺序是固定的，就会造成在信道上存在缺少，造成利用率不高，所以有统计时分复用（不按照固定的顺序，谁先传过来就先放到信道上）

三、码分复用

由于移动基站（如电信，移动，联通等）对每个用户发送的频率是一致的，并不会针对每个用户发送不同频率的信号，所以出现了码分复用技术（每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信，每个用户的码片序列不同）。

码片复用的问题： 原本只用发送1bit的数据，现在需要发送m bit

1、 概念介绍

• 码片

  将每个bit分为m个时间间隔，称为码片

• 码片序列

  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 00011011。 
  
  发送比特 1 时，就发送序列 00011011， 
  
  发送比特 0 时，就发送序列 11100100。
  

2、 工作原理

• 发送

  S站将原数据通过S站的码片序列转换成要发送的信号Sx

  T站将数据通过T站的码片序列转换成要发送的信号Tx

  最终将Sx和Tx组合在一起形成总的发送信号，发送给用户。

• 接收

  当用户收到消息后，通过将码片序列和信号规格化內积为1或者 码片序列反码为-1。说明是发给此用户的消息

  如果为0，那么说明不是给我的消息

  规格化內积公式：

3、案例

​ 比如：ABCD为各基站的码片

​ R为收到的信号

以下通过判断是不是A发来的数据：

(-1*-1) + (1+*-1) +(-3*-1) +(1*1)+ (-1*1)+(-3*-1)+(1*1)+(1*1) =8 
8/8 = 1

所以A可以收到消息

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