信道复用技术

复用（multiplexing）是通信技术种的基本概念。它允许用户使用一个共享信道进行通信，降低成本，提高利用率。

如下图所示，情况a是A1，B1，C1各自使用自己单独的信道，情况b是A1，B1，C1使用共同的信道（共享信道）。

频分复用：Frequency Division Multiplexing，FDM

将整个带宽分成多分，用户在分配到一定的频带后，在通信过程中一直占用此频带。

频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。

时分复用：Time Division Multiplexing，TDM

时分复用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。

每一个用户所占用的时隙是周期性的出现（周期就是TDM帧的长度）。

TDM信号也称为等时信号。

时分复用的所有用户在不同时间占用同样的频带宽度。

  使用时分复用传送数据时，由于数据的突发性质，用户对分配到的子信道的利用率一般不高。当某用户暂时无数据发送时，在时分复用帧中分配给该用户的时隙只能处于空闲状态。时分复用可能会造成线路资源的浪费。

码分复用：Code Division Multiplexing，CDM

码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）是码分复用的一种方式。

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。

• 每一个比特时间划分为m个短的间隔，称为码片。
• 每个站被指派一个唯一的m bit 码片序列
  • 如果发送比特 1，则发送自己的 m bit 码片序列；
  • 如果发送比特 0，则发送码片序列的二进制反码

例如，S站发送的8bit码片序列是00011011
  发送比特 1时，发送序列 00011011
  发送比特 0 时，发送序列11100100
S站的码片序列为：（-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1）

码片序列也实现了扩频：
  假定S站要发送的信息速率为 b bit/s，由于每个比特要转换成m个比特的码片，因此S站实际上发送的数据率提高到 mb bit/s，同时S站占用的频带宽度也提高到原来的m倍。这种方式就是扩频通信的一种（DSSS）。

• 直接序列扩频：direct sequence spread spectrum，DSSS
• 跳频扩频：frequency hopping spread spectrum，FHSS，根据跳频码，使载波频率不停的跳变。

  每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，还必须互相正交。在实际系统种使用伪随机序列。

• 码序列：结构可以预先确定，可重复产生和复制，具有某种随机序列的序列码：
• 随机码：无论码有多长都不会出现循环；
• 伪随机码：码长达到一定程度是会从第一位开始循环。由于循环的长度非常大，所以可以当成随机码使用。

举个例子：
  令向量S表示S站的码片向量，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和向量T的规格化内积等于0。

任何一个码片向量和自己的规格化内积都是1：

一个码片向量和它的反码的向量的规格化内积是-1。

未完待续~

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