【学习笔记】数据链路层——信道划分访问控制(FDM、TDM、STDM、WDM、CDM CDMA)
PPT截自王道考研B站教程
一. 鋪墊知識
① 傳輸數據使用的兩種鏈路
星型、總線型都是廣播式結構。
星型更有容錯率,總線型斷一個則全斷。
② 介質訪問控制
定義
采取一定措施,使得兩對節點之間的通信不會發生互相干擾的情況。
分類
多路復用(DM:division multiplexing)
頻(率)frequency、時(間)time、波 wave、碼 code。
靜態都是–DM,動態都是CS–
(我覺得特別有意思,因為靜態Static & 動態Dynamic,此處剛好相反)
二. 信道劃分介質訪問控制
① 定義
將使用介質的每個設備,與來自同一信道的其他設備的通信隔離開。把時域和頻域資源合理地分配給網絡上的設備。
- 有個復用器(合并),和一個分用器(分離)。
- 可以提高信道利用率
- 廣播信道 => 點對點信道
② FDM:頻分多路復用
- 可以理解成并行,同時運行。
- 技術成熟,容易實現。
- 效率較高。
③ TDM:時分多路復用
- 可以理解成并發,輪流占用信道。
- TDM幀:標志一個周期,時分復用幀。(詳細定義見下圖紅字)
④ STDM:統計時分多路復用
Statistics Time Division Multiplexing
- 可以看成是對③TDM的改進。
- STDM幀:動態分配(具體定義見圖右下部分)
- 比TDM更加高效。
舉個例子:一個TDM幀中固定放四個用戶,假設一人最高2000b/s。換到STDM中,由于動態分配,假設其他三人當前不占用幀,那么一個STDM中都是同一人,最高2000*4 = 8000b/s。
⑤ WDM:波分多路復用
- 就是光的頻分多路復用,簡單看看下圖就好。
⑥ CDM:碼分多路復用
常考內容,要注意。
碼分多址CDMA(Code Division Multiple Access):
- 1個比特分為多個碼片/芯片(chip)
- 每一站點被指定一個唯一的m位芯片序列。(m實際一般為64或128)
- 發送1時,站點發送芯片序列。
發送0時,站點發送芯片序列反碼。(通常把0 寫成 -1)
看著有點抽象,不過我們舉個例子走一走就清晰了。
例子1
A站點,想發送數據10給C;B站點想發送數據01給C。
- 首先,為了簡便,我們設定m = 8。
- 然后,給A唯一序列:1為(+1,-1,-1,+1,+1,+1,+1,-1)
由此取反碼,得0為(-1,+1,+1,-1,-1,-1,-1,+1) - 同理,給B唯一序列:1為(-1,+1,-1,+1,-1,+1,+1,+1)
由此取反碼,得0為(+1,-1,+1,-1,+1,-1,-1,-1)
由此,我們接著解決這三個問題:
問題
1)如何不打架
多站點同時發數據時,要求各個站點芯片序列相互正交。
(也就是規格內積化=0,定義見下文)
2)如何合并
各路數據在信道中,被線性相加。(也就是對應位相加,即向量加法)
3)如何分離
合并的數據和源站規格化內積。
規格化內積:
對應位相乘,然后各個位相加,再除以總位數。
這么理解,A(a1,a2,…,an),B(b1,b2,…,bn),規格化內積 = a1?b1+a2?b2+....+an?bnn\frac{a1*b1 +a2*b2 +....+ an*bn}{n}na1?b1+a2?b2+....+an?bn?
例子1.5
對于例子1中的AB站點,我們首先通過求規格化內積來判斷不打架。
規格化內積 = a1?b1+a2?b2+....+an?bnn\frac{a1*b1 +a2*b2 +....+ an*bn}{n}na1?b1+a2?b2+....+an?bn? ,而A序列(+1,-1,-1,+1,+1,+1,+1,-1),以及B序列(-1,+1,-1,+1,-1,+1,+1,+1),
由此得出規格化內積 = ?1?1+1+1?1+1+1?18\frac{-1-1+1+1-1+1+1-1}{8}8?1?1+1+1?1+1+1?1? = 0,滿足相互正交要求,不打架。
而后合并:就是A+B = (-2,+2,0,0,-2,0,0,+2)
最后分離:比如分出A,那么就是用A+B來和A做規格化內積
省略過程了,最終得出規格化內積 = ?2?2+0+0?2+0+0?28\frac{-2-2+0+0-2+0+0-2}{8}8?2?2+0+0?2+0+0?2? = -1。
又因為-1代表的是比特中的0比特,因此C站知道A傳輸的是0。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的【学习笔记】数据链路层——信道划分访问控制(FDM、TDM、STDM、WDM、CDM CDMA)的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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