计算机网络-第2章 物理层

第二章物理层

授课人：孙天昊

单位：重庆大学计算机学院

2010年3月

■2.1物理层的基本概念

■2.2数据通信的基础知识

■2.3信道复用技术

■2.4模拟传输与数据传输

■2.5同步光纤网SONET和同步数字系歹USDH

■2.6物理层下面的传输媒体

■2.7物理层标准举例

.2.1物理层的基本概念

工物理层的定义(iso/osI)

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。

物理层提供机械的、电气的、功能的和规程的特性，目的是

启动、维护和关闭数据链路实体之间进行比特传输的物理连

接。这种连接可能通过中继系统，在中继系统内的传输也是

在物理层的。

2.物理层的功能

实现结点之间的物理连接，在两个网络设备之间提供透明

的比特流传输。

3.研究内容

物理连接的启动和关闭，正常数据的传输，以及维护管理。

2.1物理层的基本概念（2）

4、几点说明

-连接方式（点到点、点到多点）

-通信方式（单工、半双工、全双工）

-位传输方式（串行、并行）

5、物理层的四个重要特性

■机械特性(mechanicalcharacteristics)

■电气特性(electricalcharacteristics)

■功能特性(functionalcharacteristics)

■规程特性(proceduralcharacteristics)

4

2.1物理层的基本概念(3)

6、机械特性

⑴指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目

和排列、固定和锁定装置等。

(2)常用的标准接口

-ISO2110,25芯连接器,EIARS-232-C,EIARS-

366-A

-ISO2593,34芯连接器，V.35宽带MODEM

■ISO4902,37芯和9芯连接器，EIARS-449

-ISO4903,15芯连接器,X.20、X,21、X.22

■实例：水晶头，RJ45；串口线RS-232

5

2.1物理层的基本概念(4)

7、电气特性

(1)指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。

(2)早期的标准在边界点定义电气特性，例如EIARS-232-C、

V.28；最近的标准说明了发送器和接收器的电气特性，而且

给出了有关对连接电缆的控制。

(3)CCITT标准化的电气特性标准

.CCITTV.10/X.26：新的非平衡型电气特性，EIARS-423-A

.CCITTV.11/X.27：新的平衡型电气特性，EIARS-422-A

.CCITTV.28：非平衡型电气特性，EIARS-232-C

-CCITTX.21/EIARS-449

6

2.1物理层的基本概念(5)

8、功能特性

(1)指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。

主要定义各条物理线路的功能(含义)。

(2)线路的功能分为四大类：

■数据线

-控制线

■定时线

・地线

9、规程特性

指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。主要定义

各条物理线路的工作规程和时序关系。

7

2.2数据通信的基础知识

2.2.1数据通信系统的模型

■源系统

(1)源站：产生要传输的数据

(2)发送器：对要传送的数据编码

■传输系统

■目的系统

(1)接收器：接收信号，并转换为能被目的设

备处理的信息。

(2)目的站：从接收器获取接收来的信息。

8

2.2.1数据通信系统的模型（续1）

数据通信系统

数字比特流模拟信号模拟信号数字比特流

正文口瞿，

正文

公用电话网「一...

PC机调制解调器调制解调器PC机

源系统传输系统目的系统

Z

点

攵

源

点

器

f终

:1传输

输

接

攵

输发送器——

输

D发送系统输

入

旷

力JZ

入A

出

H出

H

数的信号

信

信

数

据

息

息

据

9

2.2」数据通信系统的模型(续2)

1.数据通信常用术语

■数据：运送信息的实体

■信号：数据的电气的或电磁的表现

■模拟信号：信号取值是连续的。

■数字信号：信号取值是离散的。

■模拟数据、模拟信号、数字数据、数字信号见(p.35)

图模拟信号

2.2」数据通信系统的模型（续3）

2.数据编码

模拟数据的模拟信号编码模拟数据的数字信号编码

模拟数字

<------>PCM编码器<---->

数字数据的模拟信号编码数字数据的数字信号编码

数据编码参阅教材p.35图2-2

11

模拟的和数字的数据，信号

模拟数据模拟信号

模拟数据数字信号

数字数据模拟信号

数字数据数字信号

12

2.22有关信道的几个基本概念

工、基本概念

(1)信道

通信信道指信号从发送端到接收端之间进行传输的通路。它又

称为传输信道，简称为信道。即：

传输信息的通路称为“信道”。信道一般都是用来表示向某一

个方向传送信息的媒体

(2)模拟信道、模拟通信和模拟通信系统

以连续模拟信号形式传输数据的信道称为模拟信道。

特点：

(1)易受噪声干扰；

(2)衰减严重；

(3)用放大器处理信号衰减，信号和噪声都会被放大；

(4)模拟传输适于远程传输

13

2.2.2有关信道的几个基本概念(续1)

3)数字信道、数字通信和数字通信系统

以数字脉冲形式传输数据的信道称为数字信道，这种通信方式

称为数字通信，相应的通信系统称为数字通信系统。

特点：

(1)误码率低，通信质量好。

(2)适合综合业务应用，能将数字、声音、电视、传真和视频

电话等多种业务应用复合在一个信道上传输，能充分有效地利用

设备

(3)在已有的线路上采用数字通信方式，可以获得更高的数据

传输率。

(4)采用大规模集成电路，数字传输及其相应设备将比模拟设

备更便宜

(5)数字传输更易于加密，有利于信息安全

14

2.2.2有关信道的几个基本概念（续2）

2、信道分类

分类方式类别备注

介质有线信道电话线、同轴电缆、双绞线、光纤。。。

无线信道微波、无线电、卫星。。。

复用方式频分复用、时分复用适于模拟数据通信

波分、码分复用信道模拟、数字数据均可

数据类别模拟信道电话线

数字信道双绞线

使用方式专用信道、租用信道

公用信道、交换信道

共享方式点一点信道

共享信道

15

222有关信道的几个基本概念(续3)

1、数据传输系统模式

(1)用模拟信道传输模拟数据一一载波编码

模拟数据的模拟信号编码

模拟模拟模拟

信号载波SI信号信号

;调制器＞模拟信道解调器

信宿

信源信道

图2-4模拟信道传输模拟信号的系统构成图

16

222有关信道的几个基本概念(续4)

(2)用模拟信道传输数字数据--调制编码

数字数据的模拟信号编码

数字模拟模拟数字

信号信号信号信号

图2-5模拟信道传输数字信号的系统构成图

17

2.2.2有关信道的几个基本概念(续5)

(3)用数字信道传输模拟数据--采样编码

模拟数据的数字信号编码

模拟数字数字模拟

信号信号信号信号

信宿

信源

图2-6数字信道传输模拟信号的系统构成图

18

2.2.2有关信道的几个基本概念(续6)

(4)用数字信道传输数字数据--数字编码

数字数据的数字信号编码

数字数字数字数字

数据信号信号数据

信宿

图数字信道传输数字信号的系统构成图

19

2.2.2有关信道的几个基本概念（续7）

数字数据的数据编码方法:

⑴非归零制编码（NRZ）

（2）曼彻斯特编码（Manchester）

编码规则：

・每个位单元内码元电平至少有一次跳变

•数字“1”码元电平在位单元中央下跳变（前高后低）

•数字“0”码元电平在位单元中央上跳变（前低后高）

（3）差分曼彻斯特编码

编码规则：

・遇数字“1”，码元电平在位单元中央跳变

•遇数字“0”，码元电平在位单元前边界和中央均跳变

记忆；中央跳变，1相同，0不同

20

,2.2有关信道的几个基本概念(续8)

三种编码方式波形图

数据01001101

时钟rr1FK

(a)NRZ

(b)曼彻斯特

编码——

(c)差分曼彻

斯特编码

21

।222有关信道的几个基本概念（续9）

4、信道连接方式

22

2.2.2有关信道的几个基本概念(续10)

(2)分支连接方式

集中控制模

中心分布式控制

结点

终端

点

结

图分支信道连接方式

23

2.2.2有关信道的几个基本概念(续11)

(3)复用连接方式

图信道复用连接方式

24

2.2.2有关信道的几个基本概念(续12)

5、信道通信方式

(1)并行通信方式

_______U_____________,

发送端A1接收端

---------------------►10100011

10100011--------------------►

01,

01：

01r

11,

1.

所有的并行数据位同时在发送设备和接受设备之间传输，用于

计算机内部各设备之间通信或计算机与近距离外设之间通信。

25

2.2.2有关信道的几个基本概念(续13)

(2)串行通信方式

发送端接收端

101000111100010110100011

数据一位一位传输，只需一根传输线,

用于计算机远距离通信或网络通信。

26

2.2.2有关信道的几个基本概念（续14）

（3）串行通信的方向性结构

1）单工通信方式2）半双工通信方式

数据

信道

控制信息

无线电广播通信（无确认机制）

27

2.2.2有关信道的几个基本概念（续15）

3）全双工通信方式

28

2.2.2有关信道的几个基本概念（续16）

-单向（单工）通信

只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。必须附

有反向信道传送监测信号。

■双向交替（半双工）通信

通信双方可以发送或接收信息，但不能双方同时发送

或同时接收信息。

■双向同时（全双工）通信

通信双方可以同时发送和接收信息。

相当于两个方向相反的单向（工）通信的组合。

双向同时通信采用四线制。

29

2.2.2有关信道的几个基本概念（续17）

6、数据传输方式

（1）基带传输

1）基带信号

将数字信号1或。直接用两种不同的电压来表示，然后送到线路上

去传输。

2）基带

基带信号所占用的频带称为基本频带，简称基带

3）基带传输、基带传输系统

计算机输出的信号就是典型的基带信号；

高低电平来表示二进制的‘0‘、信号；

Ethernet曼切斯特编码

30

2.2.2有关信道的几个基本概念(续18)

(2)频带传输

指在发送端把数字信号调制成音频信号进行发送，在接收端

再把收到的音频信号解调变成原有的数字信号，这种传输就称为

频带传输。

频带传输实际上是利用电话系统传输数字信号的一种方式。

(3)宽带传输

指信道的频带较宽，一般在OMhz〜300Mhz之间。

将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号。

在实际应用中，该频带常被化分为若干子频带，这些子频带可以

分别传送数字信号、音频信号、视频信号，从而可以利用宽带传

/俞素经来实现声音、文字、视频而一祢化传输。

宽带传输的典型例子是电视应用。

31

2.2.2有关信道的几个基本概念（续19）

7、数据同步方式

（1）同步

接收端按照发送端发送码元的频率和起止时间来

接收数据。接收端需要校正其基准时间和接收频率。

（2）同步的方式

位同步（物理层）

字符同步（物理层、数据链路层）

帧同步（数据链路层）

32

222有关信道的几个基本概念(续20)

(3)位同步

指接收端在接受每一位数据时都与发送端

在起止时间和频率上与发送端保持一致。

位同步的方式

外同步:外加同步信号

自同步：自带同步信号

33

-4222有关信道的几个基本概念（续21）

.外同步

在发送数据之前，首先向接收端发出一串同步信号，接收端根据所

接收到的同步信号的频率，调整接收频率和时序；使得接收端与发送

端在时间上和频率上保持同步。

发送站_n_n^njm^1____ii___

x-----------x、--------------------x

同步信号数据

接收站」uuui_rLrLrLTLJiJ^Rj_LrLrLrLrLrLJun

、,/X,/

接收到的同步信号

J

34

2.2.2有关信道的几个基本概念（续22）

.自同步

自同步法与外同步法所达到的目的是一样

的，不同之处在于，在自同步法中，接收端所需

的定时（同步）信号是从发送端所发送的数据信

号中自动提取的，发送端不再额外发送同步信号

如Ethernet中所使用的曼切斯特编码就能

实现自同步

35

2.2.2有关信道的几个基本概念（续23）

（4）字符同步

指按字符单位进行的同步。

位同步仅能识别各个位，而不能识别由若干位组成的字符,

这在实际通信中显然是不能完全满足要求的。

如（b1b2...b8）心也…b&）（也…），如被接收端划分为（…夕）

“2…bgb）必2…bgb）,则没有达到同步。

字符同步的方式

异步制式字符同步

同步制式字符同步

36

2.2.2有关信道的几个基本概念（续24）

异步制式字符同步（起止式）

（1）起止式字符同步方式。

（2）每个字符独立传送，字符间的时间隔不固定（有若干空闲位）

（3）发送端可在任意时刻发送数据到接收端。

字符内同步、字符间异步

适合终端与计算机间的通信

实现方式：

在这种方式中，每个字符都是独立识别的。

发送信息（一个字符）二起止位+字符+结束位

起

位

止

一般位1位，

束

结

位

一般为位，位，位

字

符11.52

7位、8位

37

2.2.2有关信道的几个基本概念（续25）

异步制式字符同步（起止式）的实现

1~|OO1O

］位1.5位

起女台"5位信息、位A停止

位位

1个字符

(a)

1OO1O1O

］位2位

起女台v7位信息、位A1位

校屿停止

位位位

1个字符A

(b)

图异步通信示意图

38

222有关信道的几个基本概念（续26）

’同步制式字符同步

首先，发送端在发送数据字符块时，发送若干同步

字符SYN（一个或多个），接收端用检测同步字符SYN

的方式获得与发送端的同步。

然后，使用反向信道通知发送方，发送方开始发送

数据，直至出现结束字符（同步字符）

1组字符

39

2.2.2有关信道的几个基本概念（续27）

（5）帧同步

含义：在字符同步的基础上，必须将线路上的数

据流划分为报文分组或比特组（帧）。实现这种划分

的方式，就称为帧同步。

办法：主要是在帧的开始和结束加上开始标志和

结束标志。

如HDLC帧同步采用的开始和结束标志均为

"01111110\接收端检测到该标志时，就认为一个帧

开始了或结束了。

当然，除上述方法外，还有别的方法可以保证帧

同步

40

2.2.3信道的最高码元传输速率

■任何实际的信道都不是理想的，在传输

信号时会产生各种失真以及带来多种干

扰。

■码元传输的速率越高，或信号传输的距

离越远，在信道的输出端的波形的失真

就越严重。

41

数字信号通过实际的信道

＞失真不严重

实际的信道

JUL（带宽受限、有噪声、干扰和失真）

输入信号波形输出信号波形

（失真不严重）

■失真严重

实际的信道

（带宽受限、有噪声、干扰和失真）

A

输入信号波形输出信号波形

（失真严重）

42

2.2.3信道上的最高码元传输速率

1）数据传输（速）率

数据传输（速）率又称比特率，是一种数字信号的传

输速率，它表示单位时间内所传送的二进制代码的有

效位（bit）数。即:每秒传输多少位二进制数据。

单位：比特/秒（b/s）,bps（bitspersecond）

可由以下公式求得：

S=1/T*log2N（bps）

式中：T—单位（一个）脉冲（即一个码元）宽度

（全宽码），或脉冲重复周期（归零码），或调制时

间间隔。单位：秒

43

223信道上的最高码元传输速率（续1）

N—单位脉冲（一个码元）表示的有效值状态，即调

制电平数（2的整数次幕）

logzN—单位脉冲（一个码元）所能运载的比特数

例：四元调制,比特/单位脉冲

N=4,log2N=2,2

八元调制，比特/单位脉冲

N=8,log2N=3,3

2）波特率（码元速率）

波特率是一种调制速率，也称波形速率或码元速率。

它是数字信号经过调制后的传输速率，表示每秒钟传输

多少个电信号单元（信号事件，码元），即调制后模

拟信号每秒钟的变化次数，等于调制周期的倒数（时间

间隔），单位为波特（8加切。

44

223信道上的最高码元传输速率（续2）

码元（code）——在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数

字信号时，代表不同离散数值的基本波形。

码元速率（波特率）：

B=l/T（Baud）

正好为调制转换时间的倒数

码元速率B与数据（信息）（传输）速率的关系：

S=B*logN=1/T*logN

例：有一四精2调制解调器，箪2位脉冲（码元）宽度

T=833*10-6秒，一个码元能运载2位二进制信息，

求其数据传输速率和码元速率。

解：N=22=4

■B=1/T=1/833*10-6=1200Baud

S=（1/T）*log2N=2400bps

45

）2.2.3信道上的最高码元传输速率（续3）

例：有一个二元调制解调器，脉冲有效值状态为0,I,

调制速率（码元速率）为300波特，求其数据速率。

解：N=2,S=B*log2N=B=300bps

小结：

1•只有两元调制，码元速率（调制速率）才等于数据速率

2•码元速率（调制速率）和数据速率是两种不同的概念。

・波特是码元传输的速率单位（每秒传多少个码元）。码元传输速率也称为调

制速率、波形速率或符号速率。

-比特是信息量的单位。

-若1个码元只携带1bit的信息量，则“比特/秒”和“波特”在数值上

相等。

-若1个码元携带"bit的信息量，则闻Baud的码元传输速率所对应的信

息传输速率为Mx/7b/So

46

2.2.3信道上的最高码元传输速率（续4）

3）误码率Pe

误码率：二进制位在传输中被传错的概率。

指误接收的二进制码元位数1在传输的二进制

码元总位数N中所占的比例：

Pe=Ne/N

在计算机（数据）通信中，要求Pe<10-6

在光纤通信中，要求Pe<10-9

47

奈氏(Nyquist)准则

理想低通信道的最高码元传输速率=21/1/Baud

1/1/是理想低通信道的带宽，单位为赫(Hz)

能通过不能通过

o---------频率(Hz)

•—1/1/(Hz)

■每赫带宽的理想低通信道的最高码元传

输速率是每秒2个码元。

■Baud是波特，是码元传输速率的单位,

1波特为每秒传送1个码元。

48

另一种形式的奈氏准则

理想带通特性信道的最高码元传输速率=1/1/Baud

1/1/是理想带通信道的带宽，单位为赫(Hz)

0

■每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率

是每秒1个码元。

■实际的信道所能传输的最高码元速率，要明显

地低于奈氏准则给出上限数值。

49

.2.2.4信道的极限信息传输速率

1-理想信道的极限信息速率(信道容量)

C=B*log2N(bps)----奈氏公式

N—给定时刻数字信号所取的离散值个数。

若一个码元能携带(运载)2bit的信息量，贝IJN=22=4

例(P37)：有一带宽为3KHz的理想低通信道，求其最高码

元速率。若一个码元能运载3位二进制信息，求其信道容量。

解：N=23=8,B=2W=2*3000=6000Baud

C=2W*log2N=2*3*log28=18000bps

50

[2.2.4信道的极限信息传输速率(续1)

2'带宽受限且有高斯白(热)噪声干扰的信道的极限信息

速率

香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽受限且有高

斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。

C=W*log2(l+S/N)-----香农(shannon)公式

W—信道的带宽(HZ)

S—信道内所传信号的平均功率(mw)

N—信道内高斯噪声的平均功率(mw)

S/N—信噪比，常以分贝(dB)表示，

记为：(S/NMB=10*log10(S/N)(dB)

51

I香农公式表明

!信道的带宽或信道中的信噪比越大,贝u信息的

极限传输速率就越高。

■只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速

率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的

传输。

■若信道带宽〃或信噪比卬/v没有上限（当然实

际信道不可能是这样的），则信道的极限信息

传输速率。也就没有上限。

■实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农

的极限传输速率低不少。

52

224信道的极限信息传输速率(续2)

例：求信噪比为30分贝，带宽为4KHz的

信道的最大数据速率(信道容量)。

解：(S/N)db=10*logio(S/N)=30db

S/N=1030/10=1Q3

C=W*log2(1+S/N)

3

=4*log2(1+10)

3

=4*log10(l+10)/log102

=4*3/0.301040Kbps

53

奈氏准则和香农公式

在数据通信系统中的作用范围

源系统传输系统目的系统

__A_________人_

剧

攵

终点

口

点

源A传输M

输

输

输

发送的系统接收的输

入

出

入

信号出

数信号

信

信

数

据

息

息

码元传输速率受据

奈氏准则的限制

信息传输速率受

香农公式的限制

54

2.3信道复用技术

-多路信号互不干扰地在同一信道中传输

的方式，提高性能效率利用率。

-信道(多路)复用技术种类：

■(1)频分复用技术

■(2)时分复用技术

■(3)波分复用技术

■(4)码分复用技术

55

频分复用、时分复用和统计时分复用

1、频分复用：

（FrequencyDivisionMultiplexing）

当信道带宽大于各路信号的总带宽时，可以将信道分割

成若干个子信道，各个子信道间要留一个宽度（保护

带），每个子信道用来传输一路信号，这就是频分多

路复用。

1）隔离带:防干扰

介

2）信道宽度＞信号宽度

频

宽f

语音信号的频谱为300Hz〜3400Hz,因而，分配给每条语音话路4k的带宽

56

2.3.1频分复用、时分复用(续1)

2.时分复用技术TDM

(TimeDivisionMultiplexing)

当信道能达到的位传输速率大于各路信号的数

据传输速率总和时，可以将信道的时间分割为一

个个的时间片，按照一定规则将这些时间片分配

给各路信号源，每一信号源只能在自己的时间片

内独占信道进行传输。这就是时分多路复用

(TimeDivisionMultiplexing,TDM)o

57

2.3.1频分复用、时分复用（续2）

1）同步时分复用（图2-22）

多用户1

用户1多

路

路

复用户2

复

用户2用

用

器

器

用户n

用户n

同步时分复用

Tm：帧ti；时隙

58

$_频分复用与时分复用

伍号薛】

侑修版2

佰号卸3

尼玲汨d

侑V2SK5

住T4距G

佰亏M了

而弓诬只

Ce）奉幺分安咯攵八I

G934U

心号淞2

信弓淞3

信DiKid

佰吁而方

旧乃诲8

信号端（7

布号漏H»X

<b>“中分妾招健出

频分复用：所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。

时分复用：所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度。

59

2.3.1频分复用、时分复用（续3）

2）异步（统计）时分复用（STDM）技术

60

时分复用可能会造成线路资源的

浪费

节省带宽

统计TDM

待发数据

地址信息周期1周期2

61

2.3.2波分多路复用(WDM,

WavelengthDivisionMultiplexing)

波分复用就是光的频分复用。

共享光纤的光普

62

4波分复用WDM

-每条光纤使用不同波长的光波来传输数据，各路光波经过一个棱镜或

衍射光栅合成一个光束在光纤干道上传输，在接收端利用相同的设备

将各路光波分开。

8x2.5Gb/s

0,1550nm1310nm1550nm0

1------,1551nm1551nm

20

2^=Z1552"nmGb/sEDFA1552nm

分

3_^^1553_nm1553nm

用

4------1554nm器1554nm

5_^^1555_nm1555nm

6_^^1556_nm1556nm

7^^^1^57nm1557nm

63

2.3.3码分多路复用技术

码分复用技术(码分多址CDMA)

在CDMA通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不

是靠频率不同或时隙不同来区分，而是用各自不同的

编码序列来区分.

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。

概念：(CodeDivisionMultipleAccess,CDMA),在CDMA中

,每个比特时间又再分成m个码片，每个站分配一个唯一的m比

特码序列，m=64,128；

当某个站欲发送“1”时，它在信道中发送它的mb让码序列，当欲

发送“0”时，它就发送它的mb让码序列的反码。

64

码片序列(chipsequence)

■每个站被指派一个惟一的6bit码片序列。

■如发送比特1,则发送自己的mbit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8bit码片序列是00011011。

■发送比特1时，就发送序列00011011,

・发送比特。时，就发送序列11100100。

■S站的码片序歹U：(―1—1—1+1+1—1+1

+1)

65

2.3.3码分多路复用技术（续1）

•CDMA码片序列表示：

•不同用户需要不同的码片序列

•码片序列不同且相互正交（p60公式（2-4）

•任何一个码片向量的规格化内积为1（p60公式2-5）

­码片向量和该码片反码的向量的规格化内积为-1。

•3）码片序列的实现

电信号：扩频信号

光信号：光码分复用技术

66

码片序列的正交关系

慧向量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(innerproduct)都是0：

(2-4)

67

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-l)o

■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。

68

正交关系的另一个重要特性

-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。

1m1m1m

s・s获学九言转言⑴二

■一个码片向量和该码片反码的向量的规格

化内积值是-lo

1m

5・，）=需空，，）=一1

69

32,3,3码分多路复用技术(续2)

S=(-1,-1,-1)+1,+1,-1,+1,+1)

T=(-1,—1,+1,-1,+1,+1,+1,-1)P60,61

1m

S・T二—£帆=1+1-1-1+1-1+1-1=0

m

汩sx

11mi

S・S=-=-8=1

m/=imZ=18

用户收到的信号是S+T,即叠加信号

叠加信号和S站的码片序列求内积。

S-(Sx+Tx)

70

CDMA的工作原理

C数据码元比特j1i1

t

一m个码J

S站的码片序列st

发

送

S站发送的信号sxt

T站发送的信号Txt

总的发送信号Sx+Tx.■■■■■!t

接C规格化内积S•SxI:二t

收，;

端〔规格化内积

71

移动通信体制

■GSM模拟（频段：900/1800/1900）

■CDMA2.5G

■3G

-技术不是问题

-利益才是问题

・中国足球（技术不是问题，管理才是问题）

■4G

■2008年，国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”

将按照日前通过国务院审议的方案付诸实施。

■4G技术实施方案通过无关3G牌照发放及电信重组

・传输速率可达50〜100Mbps,是3G的50〜100倍

72

任信重组

联通拆分

中国睬四中国卫通

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新移动

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