通信原理教材配套课件－第12章

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1、第12章先进的数字通信技术★1、主要内容:几种交换技术的工作原理及各自特点，扩频通信的基本概念、工作原理及主要工作方式，OFDM技术的基本概念、原理及应用实例，三种多址技术的介绍。★2、基本要求:掌握三种交换技术的工作原理及特点。掌握扩频通信的理论基础，理解其工作原理和主要工作方式。了解OFDM技术的基本原理和应用实例。理解三种多址技术的工作原理及特点。本章要求(参考学时为8学时)主要交换技术的工作原理及应用扩频通信的基本概念及工作原理OFDM技术的主要原理几种多址技术的技术特点知识要点12.2交换技术图12.2.1全连接网示意图（b）共享链路方式（a）全连接网★系统组成框图用户终端中继接口

2、电路接续网络用户接口控制系统中继接口电路接续网络用户接口用户终端控制系统电话局电话局中继线是一种采用公共控制方式，在源端和目的端之间实时地建立起电路连接，并构成一条信息通道，专供两端用户通信的交换技术。12.2.1电路交换（circuitswitching）★电路交换过程电路交换方式就是从通信开始搭建一条物理链路用来通信，直到通信结束再拆除。过程：电路建立数据传送电路断链交换网BCDEFA1234567136图12.2.3电路交换示例★电路交换原理1).空分交换（SpaceDivisionSwitching）图12.2.4空分交换矩阵★电路交换原理2).时分交换（TimeDivision

3、Switching）图12.2.4时隙交换示意图12.2.2分组交换★数据交换方式报文交换（MessageSwitching）交换网ABCD112345报文交换示例原理：“存储－转发”（store-and-forward）报文交换特点:与电路交换相比，报文交换对中继线使用率高，无需在通信两端点间预先建立一条通路。缺点：交换时延长一个节点对一份报文造成的时延＝存储处理时间＋排队时间＋转发时间12.2.2分组交换★数据交换方式(续)分组交换（PacketSwitching）也是一种“存储－转发”交换，兼有电路交换和报文交换的优点。它是将用户传送的数据划分成一定的长度，每个部分叫做一个分组。分组示

4、意12.2.2分组交换(续)★分组交换原理数据报方式虚电路方式分组交换的特点等长的信包便于节点上的存储、处理和控制；时延性能比报文交换有明显改善；线路利用率高：不同种类的终端可以相互通信：信息传输可靠性高（节点上进行包检验）：分组多路通信：计费与传输距离无关：多用于公用数据网通信.★基本概念12.2.3ATM交换ATM信元12.2.10ATM信元结构虚通路VP和虚通道VC传输通道、虚通路VP、虚通道VC的关系图VC交换VP交换ATM交换工作原理ATM交换的特点与电路交换和分组交换比较7.4ATM交换★ATM交换原理12.2.3ATM交换交换技术优点缺点电路交换适合固定速率的业务。没有接入时延

5、。信息速率种类较少。网络资源及电路利用率不高分组交换适合可变速率的业务。通过合并若干个分组，可以达到各种速率由于时延大，不适合实时业务。可变的分组长度增加了处理成本。ATM交换通过给一个逻辑连接分配若干个信元，可以达到各种速率。可以更好地利用网络资源，如动态容量分配，统计复用等不同速率的连接。面向分组，对于实时业务需要附加的机制。分组装拆会引起一些时延扩频通信与传统的窄带通信相比，具有抗干扰、抗噪声、抗多径衰落、具有保密性、功率谱密度低、具有隐蔽性和低的截获概率、可多址复用和任意选址、高精度测量等优点。目前扩频技术已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统

6、中。扩频通信与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。12.3扩频通信（spreadspectrum）所谓扩频通信，可简单表述如下：它是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的展宽是通过编码及调制的方法实现的，并与所传信息数据无关；在接收端则用相同的扩频码进行相关解调来解扩及恢复所传信息数据。12.3.1基本概念1.信号的频谱被展宽了。2.采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱。3.在接收端采用相关解调来解扩。基本含义:仙农（Shannon）定理就是扩频技术的理论基础。C是信道容量,它是在理论上可接受的误码率下所允许的最大数据速

7、率；B是要求的信道带宽；S/N是信噪比。12.3.2工作原理及主要工作方式★理论基础★工作原理图12.3.1扩频通信原理扩频系统的主要特征①载波是一种不可预测的，或称之为伪随机的宽带信号；②载波的带宽比调制数据的带宽要宽得多；③接收过程是通过将本地产生的宽带载波信号的复制信号与接收到的宽带信号相关来实现的。★工作原理（续）－扩频和解扩图12.3.2扩频和解扩后的带宽效果可见，扩频占用了更宽的频带，浪费了有限的