计算机网络知识点2——数据交换、码分多路复用

数据交换

为什么需要数据交换?


数据交换的类型

电路交换的特点

 最典型电路交换网络:电话网络

电路交换的三个阶段: 1. 建立连接(呼叫/电路建立) 2.  通信 3. 释放连接(拆除电路)

独占资源

电路交换网络的链路共享?

电路交换网络如何共享中继线? —多路复用


多路复用

多路复用(multiplexing),简称复用,是通信技术中的基本概念

频分多路复用FDM:频分多路复用的各用户占用不同的带宽资源(请注意,这里的“带宽 ”是频率带宽(单位:Hz而不是 数据的发送速率)。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

时分多路复用TDM: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

波分多路复用WDM:波分复用就是光的频分复用

码分多路复用CDM:广泛应用于无线链路共享(如蜂窝网,卫星通信等)

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。
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

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

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

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?


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