频分/时分/波分/码分多路复用简介

一、多路复用简介

多路复用（multiplexing）：

• 链路/网络资源（如带宽）划分为“资源片”
• 将资源片分配给各路“呼叫”（calls）
• 每路呼叫独占分配到的资源片进行通信
• 资源片可能“闲置”（idle）（无共享）
  

二、典型多路复用方法

• 频分多路复用（frequency division multiplexing-FDM）
• 时分多路复用（time division multiplexing-TDM）
• 波分多路复用（wavelength division multiplexing-WDM）
• 码分多路复用（code division multiplexing-CDM）

1. 频分多路复用FDM

频分多路复用的个用户占用不同的带宽资源（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道。
应用：有线电视网络。

例如：以下四个颜色代表四个用户，四个用户共享信道，分为四个频带，相互隔离，互不干扰。

2. 时分多路复用TDM

时分多路复用是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM帧），每个用户在每个TDM帧中占用固定序号的时隙。
每个用户所占用的时隙是周期性出现（其周期就是TDM帧的长度）。
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。

例如：下图中，ABCD分别为四个用户，每个用户只在对应的时隙里传输自己的数据。

3. 波分多路复用WDM

波分多路复用就是光的频分多路复用。

4. 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）。
• 每个用户分配一个唯一的 m bit 码片序列(chipping sequence)，其中“0”用“-1”表示，“1”用“+1”表示。
• 由于各用户既不分割频率，也不分割时间，各用户使用相同频率载波，利用各自码片序列编码数据。
• 编码信号=原始数据×码片序列

如发送比特1（+1），则发送自己的 m bit 码片序列
如发送比特0（-1），则发送该码片序列的 m bit 码片序列的反码

• 由于每个用户所用频率相同，故每个用户发送的信息在 信道中必然相互叠加，为了让信息之间互不干扰，各用户码片序列必须满足相互正交。

一个用户的码片序列只有与自己相乘时得1，与其他码片序列相乘都为0
一个用户的码片序列只有与自己的反码相乘时的0，与其他码片序列的反码相乘都为0

令{d_i}为原始数据序列，各用户的叠加向量为

解码：计算码片序列与编码信号的内积，根据所得结果，判断此刻信道中是否有该用户的信息传输。

参考文献：
哈尔滨工业大学网课“计算机网络之网尽其用”李全龙

最后

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