第1章無線通信網(wǎng)概述101

1、1無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2參考資料參考資料q推薦參考書推薦參考書3參考資料參考資料q推薦參考書推薦參考書4參考資料參考資料q推薦參考書推薦參考書5參考資料參考資料q推薦參考書推薦參考書1.A. Ahmad, Wireless and mobile data networks, Wiley, 2005.2.S. Rackley, 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理與應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理與應(yīng)用, 吳怡等譯吳怡等譯, 電子工電子工業(yè)出版社業(yè)出版社, 2008.3.M. Ciampa, 無線局域網(wǎng)設(shè)計與實現(xiàn)無線局域網(wǎng)設(shè)計與實現(xiàn), 王順滿等譯王順滿等譯, 科學出科學出版社版社, 2003.4.J. Heiskala,

2、OFDM 無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng), 楊曉春等譯楊曉春等譯, 電子工業(yè)出電子工業(yè)出版社版社, 2003.6參考資料參考資料q推薦參考書推薦參考書5.A. Goldsmith, Wireless Communications, Cambridge Univ. Press, 2005.6.W. Stallings, Wireless Communications And Networks, 清華大學出版社（影印版）清華大學出版社（影印版）, 2004.7.W. Stallings, Business Data Communications, 清華大清華大學出版社（影印版）學出版社（影印版）, 2005

3、.8.金純金純 等等, IEEE802.11無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng), 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社, 2004.7教學目的教學目的 q無線移動通信是現(xiàn)代通信產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最為活躍的行業(yè)之一，無線移動通信是現(xiàn)代通信產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最為活躍的行業(yè)之一，基于無線移動通信的移動通信網(wǎng)和基于基于無線移動通信的移動通信網(wǎng)和基于 IP 技術(shù)的技術(shù)的Internet 網(wǎng)構(gòu)成了現(xiàn)代通信的兩大網(wǎng)絡(luò)，而無線局域網(wǎng)技術(shù)亦已迅網(wǎng)構(gòu)成了現(xiàn)代通信的兩大網(wǎng)絡(luò)，而無線局域網(wǎng)技術(shù)亦已迅速發(fā)展成為計算機網(wǎng)絡(luò)中一個至關(guān)重要的組成部分。速發(fā)展成為計算機網(wǎng)絡(luò)中一個至關(guān)重要的組成部分。q本課程介紹無線通信的系統(tǒng)組成、無線信道特性、調(diào)制和本課程介紹無線

4、通信的系統(tǒng)組成、無線信道特性、調(diào)制和編碼、接入和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線系統(tǒng)和標準。學生通過學習編碼、接入和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線系統(tǒng)和標準。學生通過學習本課程應(yīng)該達到以下目標：本課程應(yīng)該達到以下目標：8教學目的教學目的 q熟練掌握熟練掌握有關(guān)無線通信網(wǎng)絡(luò)的基本概念、基本理論以及有關(guān)無線通信網(wǎng)絡(luò)的基本概念、基本理論以及基本的分析設(shè)計方法，包括：無線信道、協(xié)議特征、信基本的分析設(shè)計方法，包括：無線信道、協(xié)議特征、信號編碼技術(shù)、擴頻技術(shù)和差錯控制。號編碼技術(shù)、擴頻技術(shù)和差錯控制。q較好掌握較好掌握有關(guān)無線網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)和無線局域網(wǎng)的組成有關(guān)無線網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)和無線局域網(wǎng)的組成和工作原理；了解無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和

5、實現(xiàn)方法，和工作原理；了解無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)方法，包括蜂窩網(wǎng)絡(luò)、移動包括蜂窩網(wǎng)絡(luò)、移動 IP、IEEE 802.11 標準。標準。q進一步了解進一步了解無線通信與網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)前景。無線通信與網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)前景。9教學基本要求教學基本要求 q對基本概念的準確理解。對基本概念的準確理解。課程內(nèi)容涉及電子、無線電、課程內(nèi)容涉及電子、無線電、計算機工程等多個學科，包含了大量的概念和術(shù)語，通計算機工程等多個學科，包含了大量的概念和術(shù)語，通過對其內(nèi)容及背景的充分描述，力求做到準確理解。過對其內(nèi)容及背景的充分描述，力求做到準確理解。q綜合學習能力的培養(yǎng)。綜合學習能力的培養(yǎng)。課程中涉及到的很多問題的討論課

6、程中涉及到的很多問題的討論細節(jié)，分散在多個學科的領(lǐng)域里，通過對問題的討論，細節(jié)，分散在多個學科的領(lǐng)域里，通過對問題的討論，加強綜合學習能力的培養(yǎng)。加強綜合學習能力的培養(yǎng)。q課程內(nèi)容的實際應(yīng)用意義。課程內(nèi)容的實際應(yīng)用意義。通過大量的實際系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分通過大量的實際系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析和設(shè)備功能討論，體現(xiàn)課程內(nèi)容的實際意義。析和設(shè)備功能討論，體現(xiàn)課程內(nèi)容的實際意義。10教學內(nèi)容教學內(nèi)容 q第第1章章 無線通信網(wǎng)概述無線通信網(wǎng)概述 w 引言：無線通信時代的到來引言：無線通信時代的到來 w 信號與傳輸信號與傳輸 w 信道與復用信道與復用 w 通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)w 協(xié)議和協(xié)議和 OSI 參考模型參考模型w TCP/I

7、P 協(xié)議簇協(xié)議簇 w 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)w 無線網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)w 網(wǎng)絡(luò)安全網(wǎng)絡(luò)安全 11教學內(nèi)容教學內(nèi)容 q第第2章章 天線和傳播天線和傳播 w 天線；天線；w 無線信號的傳播方式；無線信號的傳播方式；w 直線傳播的信號損失；直線傳播的信號損失；w 移動環(huán)境中的信號衰減；移動環(huán)境中的信號衰減；w 差錯補償機制差錯補償機制12教學內(nèi)容教學內(nèi)容 q第第3章章 無線系統(tǒng)中的調(diào)制技術(shù)無線系統(tǒng)中的調(diào)制技術(shù) w 信號調(diào)制概述；信號調(diào)制概述；w 模擬信號的模擬傳輸；模擬信號的模擬傳輸；w 模擬信號的數(shù)字傳輸；模擬信號的數(shù)字傳輸；w 數(shù)字頻率調(diào)制；數(shù)字頻率調(diào)制；w 數(shù)字相位調(diào)制；數(shù)字相位調(diào)制；

8、w 正交幅度調(diào)制；正交幅度調(diào)制；w 多載波調(diào)制和正交頻分復用。多載波調(diào)制和正交頻分復用。13教學內(nèi)容教學內(nèi)容 q第第4章章 擴頻技術(shù)擴頻技術(shù) w 擴頻通信原理；擴頻通信原理；w 擴頻通信的特點；擴頻通信的特點；w 擴頻通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)；擴頻通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)；w 直接序列擴頻；直接序列擴頻；w 頻率跳變擴頻；頻率跳變擴頻；w 擴頻系統(tǒng)的偽隨機碼；擴頻系統(tǒng)的偽隨機碼；w CDMA 擴頻通信。擴頻通信。14教學內(nèi)容教學內(nèi)容 q第第5章章 編碼和差錯控制編碼和差錯控制 w 差錯控制編碼基本概念差錯控制編碼基本概念w 線性分組碼線性分組碼-漢明碼漢明碼w 線性分組碼線性分組碼-循環(huán)碼循環(huán)碼w *BC

9、H 碼碼w 卷積碼卷積碼w *TURBO 碼碼15教學內(nèi)容教學內(nèi)容 q第第6章章 信道多路復用和多址技術(shù)信道多路復用和多址技術(shù)w 多路復用概述多路復用概述w 頻分、時分和碼分復用頻分、時分和碼分復用w 多址技術(shù)概述多址技術(shù)概述16教學內(nèi)容教學內(nèi)容 q第第7章章 寬帶無線通信技術(shù)概述寬帶無線通信技術(shù)概述 w 無線接入概述無線接入概述w 寬帶無線接入的分類寬帶無線接入的分類w 傳統(tǒng)的寬帶無線接入技術(shù)傳統(tǒng)的寬帶無線接入技術(shù)w IEEE 802.11w IEEE 802.16w IEEE 802.20w *HSDPA (高速下行分組接入，或稱高速下行分組接入，或稱3.5G)17教學內(nèi)容教學內(nèi)容 q第第

10、8章章 無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)w WLAN 概述概述w 紅外、擴頻和窄帶紅外、擴頻和窄帶 WLANw IEEE 802 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)w IEEE 802.11 結(jié)構(gòu)和服務(wù)結(jié)構(gòu)和服務(wù)w IEEE 802.11 MAC層關(guān)鍵技術(shù)層關(guān)鍵技術(shù)w IEEE 802.11 物理層關(guān)鍵技術(shù)物理層關(guān)鍵技術(shù)w WLAN 安全系統(tǒng)安全系統(tǒng)w WLAN 移動性管理移動性管理w WLAN 與與 3G 的融合的融合w WLAN 應(yīng)用應(yīng)用18教學內(nèi)容教學內(nèi)容 q第第9章章 WiMAX 技術(shù)技術(shù)w WiMAX 概述概述w WiMAX 協(xié)議分析協(xié)議分析w WiMAX 的先進技術(shù)的先進技術(shù)w WiMAX 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)w WiMAX 應(yīng)用

11、應(yīng)用191.1 引言：無線通信時代的到來引言：無線通信時代的到來q前工業(yè)化時期：狼煙、火炬、信號彈、旗語前工業(yè)化時期：狼煙、火炬、信號彈、旗語 q莫爾斯（莫爾斯（S. Morse, 1838）q馬可尼（馬可尼（Marconi,1895）qALOHANET（1970,Hawii Uni.）q1G Cellular System (AT&T,1983)q2G Cellular System (GSM,1990)qIEEE802.11（1997）& Wi-Fi ( Wireless Fidelity )qIEEE802.15.1 & Bluetooth (Ericsson,1

12、999)201.1 引言：無線通信時代的到來引言：無線通信時代的到來q衛(wèi)星通信（衛(wèi)星通信（1963）w GEO：geosynchronous orbit, 36000km 同步軌道同步軌道w LEO：low-earth orbit, 2000km 低軌低軌w MEO：medium-earth orbit, 9000km 中軌中軌q3G（ITU, International Mobile Telecommunications 2000, IMT-2000）211.1 引言：無線通信時代的到來引言：無線通信時代的到來q頻譜分配頻譜分配q信道傳輸特性信道傳輸特性w 信道衰落信道衰落w 信道安全信道安

13、全q網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與優(yōu)化w 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)w 功率分配功率分配w 跨層協(xié)議設(shè)計跨層協(xié)議設(shè)計q便攜終端設(shè)計便攜終端設(shè)計221.1 引言：無線通信時代的到來引言：無線通信時代的到來q蜂窩電話系統(tǒng)蜂窩電話系統(tǒng) Cellular Telephone Systemsw 1G：AMPS (Advanced Mobile Phone Service)；FDMA。w 2G：GSM；TDMA；CDMA；GPRS。w 3G：WCDMA。q無繩電話系統(tǒng)無繩電話系統(tǒng) Cordless Phonesw CT-2w DECTw PHS（Personal Handyphone System）231.1 引言：無線

14、通信時代的到來引言：無線通信時代的到來q無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng) Wireless Local Area Networksw 802.11b：2.4GHz-ISM，11Mbit/s，100m。w 802.11a：5GHz-U-NII，54Mbit/s，30m。w 802.11g：2.4GHz-ISM，54Mbit/s，50m。w HIPERLAN：歐洲標準，類似：歐洲標準，類似802.11aq寬帶無線接入寬帶無線接入 Fixed Wireless Accessw 在一個固定接入點和若干終端之間提供高速無線通信。在一個固定接入點和若干終端之間提供高速無線通信。w MMDS (multichannel

15、 multipoint distribution services)w LMDS (Local Multipoint Distribution Services )w 802.16 & WiMAX241.1 引言：無線通信時代的到來引言：無線通信時代的到來q尋呼系統(tǒng)尋呼系統(tǒng) Paging Systemsq衛(wèi)星通信網(wǎng)衛(wèi)星通信網(wǎng) Satellite Networksw Inmarsat （海事衛(wèi)星）（海事衛(wèi)星）w Iridium Star （銥星）（銥星）w Globalstar （全球星）（全球星）q藍牙：藍牙：802.15.1, 2.4G-ISM，1Mbit/s，10mqZigBee：

16、802.15.4, 2.4G-ISM，250kbit/s, 30mqUWB：3.1G10.6G, 無載波無載波nm級脈沖，級脈沖，100M1Gbit/s, 1m10m251.1 引言：無線通信時代的到來引言：無線通信時代的到來q頻譜分配的協(xié)調(diào)機構(gòu)（舉例）頻譜分配的協(xié)調(diào)機構(gòu)（舉例）w FCC：Federal Communications Commission w ETSI：European Telecommunications Sdandards Institute w ITU：International Telegraph Unionq無線頻譜分配無線頻譜分配261.1 引言：無線通信時代的到

17、來引言：無線通信時代的到來271.1 引言：無線通信時代的到來引言：無線通信時代的到來281.1 引言：無線通信時代的到來引言：無線通信時代的到來291.1 引言：無線通信時代的到來引言：無線通信時代的到來AM Radio 535-1605 KHzFM Radio 88-108 MHzBroadcast TV (Channels 2-6) 54-88 MHzBroadcast TV (Channels 7-13) 174-216 MHzBroadcast TV (UHF) 470-806 MHz3G Broadband Wireless 746-764 MHz, 776-794 MHz3G B

18、roadband Wireless 1.7-1.85 MHz, 2.5-2.69 MHzAnalog and 2G Cell Phones 806-902 MHzPersonal Comm. Service (2G) 1.85-1.99 GHzWireless Comm. Service 2.305-2.32 GHz, 2.345-2.36 GHzSpectrum Allocations for Existing Systems301.1 引言：無線通信時代的到來引言：無線通信時代的到來Satellite Digital Radio 2.32-2.325 GHzMMDS2.15-2.68 GH

19、zDigital Bro. Satellite (TV) 12.2-12.7 GHzDigital Elec. Message Service24.25-24.45 GHz, 25.05-25.25 GHzTeledesic 18.8-19.3 GHz, 28.6-29.1 GHzLMDS27.5-29.5 GHz, 31-31.3 GHzFixed Wireless Services 38.6-40 GHzSpectrum Allocations for Existing Systems311.2 信號的傳輸信號的傳輸q將電磁信號看成是時間的函數(shù)時，可以建立信號的時域?qū)㈦姶判盘柨闯墒菚r間的函

20、數(shù)時，可以建立信號的時域 (Time Domain)關(guān)系。關(guān)系。q將電磁信號看成是由一些頻率成分組成時，可以建立信號將電磁信號看成是由一些頻率成分組成時，可以建立信號 的頻域的頻域 (Frequency Domain)關(guān)系。關(guān)系。q模擬信號：平滑化結(jié)構(gòu)。模擬信號：平滑化結(jié)構(gòu)。q數(shù)字信號：理想的數(shù)字信號。數(shù)字信號：理想的數(shù)字信號。q周期信號周期信號 Periodic Signals：321.2 信號的傳輸信號的傳輸q最基本的周期模擬信號：正弦波最基本的周期模擬信號：正弦波( )sin(2)s tAftA :振幅，振幅，f : 頻率，頻率， : 相位，相位，T=1/f : 周期，周期， = T:

21、波長波長 q頻域：設(shè)頻域：設(shè) ( ) sin2a tft1( )sin63b tft周期波周期波 s(t) = a(t) + b(t) 由兩重正弦波疊加而成。由兩重正弦波疊加而成。a(t) 的頻的頻率是率是 b(t) 的的3倍。稱倍。稱 a(t) 為為 s(t) 的基頻。的基頻。q傅里葉級數(shù)分解傅里葉級數(shù)分解：任何周期電磁波信號都可以分解為若干：任何周期電磁波信號都可以分解為若干正弦波的疊加。正弦波的疊加。 331.2 信號的傳輸信號的傳輸q頻譜頻譜 Spectrum ：信號包含的頻率范圍。：信號包含的頻率范圍。w上例信號上例信號 s(t) 的頻譜是的頻譜是 f 3f q帶寬帶寬 Bandwi

22、dth ：信號頻譜中包含的頻率范圍寬度。：信號頻譜中包含的頻率范圍寬度。w 上例信號上例信號 s(t) 的帶寬是的帶寬是 3f f = 2f q有效帶寬有效帶寬 Effective Bandwidth ：信號的絕大部分能量集中：信號的絕大部分能量集中的頻率范圍寬度。的頻率范圍寬度。q方波的分解：具有方波的分解：具有 A 和和 A 振幅的方波可分解為振幅的方波可分解為0sin2 (21)( )421kkfts tAk其中其中 f 為基頻。為基頻。 341.2 信號的傳輸信號的傳輸q例：例：取上述方波取上述方波 s(t) 的前的前3項，構(gòu)成項，構(gòu)成11( )sin2sin6sin10435s tA

23、ftftftw 當當 f =1MHz 時，帶寬時，帶寬 B = 5f f = 4f = 4MHz 周期周期 T =1/f = 10 6 (s) =1( s)每周期可記錄每周期可記錄 2bits，故數(shù)據(jù)率，故數(shù)據(jù)率 R = 2M (bits)/sw 當當 f =2MHz 時，帶寬時，帶寬 B = 5f f = 4f = 8MHz 周期周期 T =1/f = 0.5 ( s)每周期可記錄每周期可記錄 2bits，故數(shù)據(jù)率，故數(shù)據(jù)率 R = 4M (bits)/s351.2 信號的傳輸信號的傳輸q例：例：取上述取上述 s(t) 的前的前2項，構(gòu)成項，構(gòu)成1( )sin2sin643s tAftftw

24、 當當 f =2MHz 時，帶寬時，帶寬 B = 3f f = 2f = 4MHz 周期周期 T =1/f = 0.5 ( s) 每周期可記錄每周期可記錄 2bits，故數(shù)據(jù)率，故數(shù)據(jù)率 R = 4M (bits)/sq討論：討論：上述例子在上述例子在 f =2MHz 時，在兩種不同帶寬下都能時，在兩種不同帶寬下都能獲得獲得 4M(bits)/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。但帶寬越高，數(shù)字信號的數(shù)據(jù)傳輸速率。但帶寬越高，數(shù)字信號的失真就越小，接收機的失誤率就越低。的失真就越小，接收機的失誤率就越低。 361.2 信號的傳輸信號的傳輸 q數(shù)據(jù)與信號：數(shù)據(jù)與信號：q模擬數(shù)據(jù)：模擬數(shù)據(jù)：q數(shù)字數(shù)據(jù)：數(shù)字數(shù)據(jù)：q

25、模擬信號：連續(xù)變化的電磁波。模擬信號：連續(xù)變化的電磁波。q數(shù)字信號：電壓脈沖序列。數(shù)字信號：電壓脈沖序列。w 優(yōu)點：抗干擾能力強；缺點：衰減嚴重。優(yōu)點：抗干擾能力強；缺點：衰減嚴重。w 高頻信號快速衰減。高頻信號快速衰減。371.2 信號的傳輸信號的傳輸q調(diào)制解調(diào)器：調(diào)制解調(diào)器：MODEM數(shù)字信號數(shù)字信號 模擬信號模擬信號 （模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)） 模擬信號模擬信號 數(shù)字信號數(shù)字信號q編解碼器：編解碼器：CODEC模擬信號模擬信號 數(shù)字信號數(shù)字信號 （數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)） 數(shù)字信號數(shù)字信號 模擬信號模擬信號q放大器：放大器：Amplifiers。在模擬網(wǎng)絡(luò)中用于增強信號能量，。在模擬

26、網(wǎng)絡(luò)中用于增強信號能量，但同時也增大了噪聲能量。級聯(lián)會引起誤差。但同時也增大了噪聲能量。級聯(lián)會引起誤差。q中繼器：中繼器：Repeaters。在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)數(shù)字信號重構(gòu)。在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)數(shù)字信號重構(gòu)（數(shù)字中繼）。（數(shù)字中繼）。381.3 信道與復用信道與復用q信道容量：信道容量：信道上數(shù)據(jù)（信息）可以被傳輸?shù)淖畲笏俾?。信道上?shù)據(jù)（信息）可以被傳輸?shù)淖畲笏俾?。qNyquist 定理定理：在信道無噪聲的情況下，數(shù)據(jù)傳輸率的限：在信道無噪聲的情況下，數(shù)據(jù)傳輸率的限制僅來自于信號傳輸帶寬。對二進制信號而言，制僅來自于信號傳輸帶寬。對二進制信號而言，BHz 可承可承載載 2B bit/s 的數(shù)據(jù)傳輸率

27、。的數(shù)據(jù)傳輸率。qShannon 公式公式：在信道有噪聲的情況下，信道容量與信噪：在信道有噪聲的情況下，信道容量與信噪比有關(guān)。記比有關(guān)。記S為信號的平均功率，為信號的平均功率，N 為噪聲的平均功率，為噪聲的平均功率，則信道容量遵從則信道容量遵從 C = Blog2(1+S/N)。 （香農(nóng)第二定理）（香農(nóng)第二定理）qShannon 公式給出了信道容量的上界。公式給出了信道容量的上界。10 lgdBSNR信號功率噪聲功率w 信噪比信噪比 S/N 的另外表述：的另外表述：391.3 信道與復用信道與復用q信道共享信道共享：以提高線路利用率為目的。：以提高線路利用率為目的。w 隨機接入隨機接入：所有用

28、戶都可以根據(jù)自己的意愿隨機地向：所有用戶都可以根據(jù)自己的意愿隨機地向信道發(fā)送信息，系統(tǒng)采用適當?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議解決沖突。信道發(fā)送信息，系統(tǒng)采用適當?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議解決沖突。隨機接入能夠靈活適應(yīng)站點數(shù)目及通信量的變化。典隨機接入能夠靈活適應(yīng)站點數(shù)目及通信量的變化。典型的隨機接入技術(shù)有型的隨機接入技術(shù)有 ALOHA、CSMA、CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access Collision detect )。 w 受控接入受控接入：各個用戶不能隨意接入信道而必須服從一：各個用戶不能隨意接入信道而必須服從一定的控制。控制包括主要采用輪詢技術(shù)的集中式控制定的控制。控制包括主要采用輪

29、詢技術(shù)的集中式控制和采用令牌技術(shù)的分散式控制。和采用令牌技術(shù)的分散式控制。401.3 信道與復用信道與復用w 信道復用信道復用：多個用戶通過復用器：多個用戶通過復用器 (multiplexer) 和分用和分用器器 (demultiplexer) 來共享信道，用于將多個低速信號來共享信道，用于將多個低速信號組合為一個混合的高速信號后，在高速信道上傳輸。組合為一個混合的高速信號后，在高速信道上傳輸。 411.3 信道與復用信道與復用q信道多路復用：信道多路復用：在一條物理通信線路上建立多條邏輯信道，在一條物理通信線路上建立多條邏輯信道，同時傳輸多路信號的技術(shù)稱為信道多路復用技術(shù)。同時傳輸多路信號的

30、技術(shù)稱為信道多路復用技術(shù)。 w 頻分多路復用頻分多路復用 FDM：將傳輸頻帶分成：將傳輸頻帶分成 N 部分，每一個部分，每一個部分均可作為一個獨立的傳輸信道使用。這樣在一對部分均可作為一個獨立的傳輸信道使用。這樣在一對傳輸線路上可有傳輸線路上可有N對信息傳送，而每一對話路所占用的對信息傳送，而每一對話路所占用的只是其中的一個頻段。只是其中的一個頻段。FDM 通信又稱載波通信，是模通信又稱載波通信，是模擬通信的主要手段。擬通信的主要手段。 w 時分多路復用時分多路復用 TDM：采用同一物理連接的不同時段來：采用同一物理連接的不同時段來傳輸不同的信號，達到多路傳輸?shù)哪康?。時分多路復傳輸不同的信號，

31、達到多路傳輸?shù)哪康摹r分多路復用以時間作為信號分割的參量，各路信號在時間軸上用以時間作為信號分割的參量，各路信號在時間軸上必須互不重疊。必須互不重疊。TDM 是數(shù)字電話多路通信的主要方法，是數(shù)字電話多路通信的主要方法，因而因而 PCM 通信常稱為時分多路通信。通信常稱為時分多路通信。421.3 信道與復用信道與復用w 波分多路復用波分多路復用 WDM：多用于光纖通道上，是：多用于光纖通道上，是 FDM 的的一種。它利用波分復用設(shè)備將不同信道的信號調(diào)制成一種。它利用波分復用設(shè)備將不同信道的信號調(diào)制成不同波長的光，并復用到光纖信道上。在接收方，采不同波長的光，并復用到光纖信道上。在接收方，采用波分

32、設(shè)備分離不同波長的光。用波分設(shè)備分離不同波長的光。 w 碼分多路復用碼分多路復用 CDM ：作為一種多址方案，：作為一種多址方案，CDMA 已已經(jīng)成功地應(yīng)用于衛(wèi)星通信和蜂窩電話領(lǐng)域，并且顯示經(jīng)成功地應(yīng)用于衛(wèi)星通信和蜂窩電話領(lǐng)域，并且顯示出許多優(yōu)于其他技術(shù)的特點。由于衛(wèi)星通信和移動通出許多優(yōu)于其他技術(shù)的特點。由于衛(wèi)星通信和移動通信中帶寬的限制，信中帶寬的限制，CDMA 技術(shù)尚未充分發(fā)揮優(yōu)點。由技術(shù)尚未充分發(fā)揮優(yōu)點。由于光纖通信具有豐富的帶寬，能夠很好地彌補這個缺于光纖通信具有豐富的帶寬，能夠很好地彌補這個缺陷，陷，OCDMA 已經(jīng)成為一項備受矚目的熱點技術(shù)。已經(jīng)成為一項備受矚目的熱點技術(shù)。431

33、.4 通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)10-1100101102103104105106107108107106105104多多處處理理器器WAN高速高速WANMAN高速高速LANLAN距離距離/mb/s441.4 通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)q在一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)從稱為站點（在一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)從稱為站點（Station）的終端）的終端設(shè)備（源）出發(fā)，經(jīng)過若干稱為節(jié)點（設(shè)備（源）出發(fā)，經(jīng)過若干稱為節(jié)點（Node）的中間交）的中間交換設(shè)備，最后到達目的終端設(shè)備（匯）。這些交換節(jié)點并換設(shè)備，最后到達目的終端設(shè)備（匯）。這些交換節(jié)點并不關(guān)心數(shù)據(jù)的內(nèi)容，而只是提供了一種交換的手段，將數(shù)不關(guān)心數(shù)據(jù)的內(nèi)容，而只是提供了一種交換

34、的手段，將數(shù)據(jù)從一個節(jié)點轉(zhuǎn)移到另外一個節(jié)點，直到數(shù)據(jù)到達目的地據(jù)從一個節(jié)點轉(zhuǎn)移到另外一個節(jié)點，直到數(shù)據(jù)到達目的地為止。交換節(jié)點通過傳輸鏈路，按照某種拓撲結(jié)構(gòu)相互連為止。交換節(jié)點通過傳輸鏈路，按照某種拓撲結(jié)構(gòu)相互連接在一起，構(gòu)成了通信網(wǎng)絡(luò)。接在一起，構(gòu)成了通信網(wǎng)絡(luò)。q節(jié)點與節(jié)點之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換，通常節(jié)點與節(jié)點之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換，通常通過頻分復用或時分復用鏈路實現(xiàn)；節(jié)點與站點之間的數(shù)通過頻分復用或時分復用鏈路實現(xiàn)；節(jié)點與站點之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移則通常通過專用的點對點鏈路實現(xiàn)。據(jù)轉(zhuǎn)移則通常通過專用的點對點鏈路實現(xiàn)。451.4 通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)q在發(fā)生數(shù)據(jù)通訊的兩個站點之間

35、有一條專用的通信通路，在發(fā)生數(shù)據(jù)通訊的兩個站點之間有一條專用的通信通路，這條通路由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間首尾相接的鏈路序列構(gòu)成。通常這條通路由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間首尾相接的鏈路序列構(gòu)成。通常意義上是建立在物理鏈路上的專用通道。意義上是建立在物理鏈路上的專用通道。q連接通路在數(shù)據(jù)傳輸開始之前建立并且一直保持，通路中連接通路在數(shù)據(jù)傳輸開始之前建立并且一直保持，通路中的每一對節(jié)點之間必須為該連接保留足夠的信道容量，并的每一對節(jié)點之間必須為該連接保留足夠的信道容量，并且其中每個節(jié)點必須具備足夠的內(nèi)部交換能力來處理該連且其中每個節(jié)點必須具備足夠的內(nèi)部交換能力來處理該連接。節(jié)點交換機需具備必要的智能以適當分配資源、建立接。

36、節(jié)點交換機需具備必要的智能以適當分配資源、建立并保持路由。并保持路由。q電話系統(tǒng)是典型的電路交換通信系統(tǒng)。電話系統(tǒng)是典型的電路交換通信系統(tǒng)。q優(yōu)點：透明性。缺點：低效率。優(yōu)點：透明性。缺點：低效率。461.4 通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)q數(shù)據(jù)以分組的形式傳輸，超過分組長度上限的報文被分拆數(shù)據(jù)以分組的形式傳輸，超過分組長度上限的報文被分拆成一個分組序列加上包含控制信息的分組首部。分組在節(jié)成一個分組序列加上包含控制信息的分組首部。分組在節(jié)點上被接收、暫存、轉(zhuǎn)發(fā)。點上被接收、暫存、轉(zhuǎn)發(fā)。q多個分組動態(tài)共享節(jié)點鏈路；不同數(shù)據(jù)率的站點之間可以多個分組動態(tài)共享節(jié)點鏈路；不同數(shù)據(jù)率的站點之間可以交換分組；網(wǎng)絡(luò)擁擠時，

37、分組結(jié)構(gòu)可以用時間換取空間交換分組；網(wǎng)絡(luò)擁擠時，分組結(jié)構(gòu)可以用時間換取空間（經(jīng)過一定的時延仍有可能完成通信）；優(yōu)先級策略得到（經(jīng)過一定的時延仍有可能完成通信）；優(yōu)先級策略得到應(yīng)用。應(yīng)用。q時延具有不確定性；系統(tǒng)開銷變大。時延具有不確定性；系統(tǒng)開銷變大。q分組控制：數(shù)據(jù)報方式和虛電路方式分組控制：數(shù)據(jù)報方式和虛電路方式471.4 通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)w 數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報 Datagram：每個分組被獨立地傳輸。即網(wǎng)絡(luò)：每個分組被獨立地傳輸。即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將每一個分組當作單獨的一個報文，對它進行路協(xié)議將每一個分組當作單獨的一個報文，對它進行路由選擇。這種方式允許路由策略考慮網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實際由選擇。這種方式允許路由策略考慮網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實際變化。如果某條路徑發(fā)生阻塞，它可以變更路由。變化。如果某條路徑發(fā)生阻塞，它可以變更路由。w 虛電路虛電路 Virtual Circuit：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在發(fā)送分組前，首先：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在發(fā)送分組前，首先建立一條線路（虛電路）。所有分組通過同一條路徑