The Physical Layer

Guided Transmission Media 引导型传输介质（有线）

物理介质分类

引导型传输介质（有线介质，如铜线，光纤）
非引导型传输介质（无线，如无线电，卫星）
引导型传输介质

Magnetic media 磁介质

Twisted pairs 双绞线

Coaxial cable 同轴电缆

Power lines 电力线

Fiber optics 光纤

Digital Modulation and Multiplexing 数字调制和多路复用

concept:

Baseband Transmission 基带传输

Passband Transmission 通带传输

Frequency Division Multiplexing 频分复用

Time Division Multiplexing 时分复用

Code Division Multiplexing 码分复用

有线和无线信道运载模拟信号，为发送数字信息，必须用模拟信号表示比特

数字调制（digital modulation）

比特（数字信号）与模拟信号之间的转换过程称为数字调制

基带传输（Baseband Transmission）

信号的传输占有传输介质上从零到最大值的全部频率

多路复用技术（ Multiplexing ）

信道通常被多个信号共享，这种信道共享形式为多路复用技术

Passband Transmission通带传输

信道运行允许不同信号共存的传输，称为通带传输

主要的调制方法

幅移键控（ASK）：不同的振幅表示0与1
频移键控（FSK）：不同的频率表示0与1
相移键控（PSK）：不同的相位表示0与1

(a) A binary signal 二进制信号
(b) Amplitude shift keying 幅移键控（ASK）
© Frequency shift keying 频移键控（FSK）
(d) Phase shift keying 相移键控（PSK）

Frequency Division Multiplexing （FDM）频分复用

1、利用通带传输的优势使多个用户共享一个信道
2、频谱分成几个频段，每个用户完全拥有其中一个频段发送信号，如AM调幅广播

外多出来的频带为保护带（guard band）
相邻信道可能重叠，是非热噪声

Time Division Multiplexing（TDM）时分复用

1、用户以循环的方式轮流工作
2、每个用户周期性的获得整个带宽非常短的一个时间
3、TDM被广泛用于电话网络和蜂窝网络

循环式TDM多路复用

Code Division Multiplexing（CDMA）

1、每个用户获得唯一的码片序列，可共享相同的频带，也称为码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)
2、多个信号可以叠加，编码理论可以将多个并发的传输分开

CDMA中每个比特时间被分为更短的时间间隔，称为 码片(chip)

每个站被分配得到唯一的m位码，称 码片序列(Chip sequences)； 表示为-1和+1

发送方式
要发比特1，就发该站码片序列；
要发比特1，就发该站码片序列的反码；
正交特性：
S,T为码片向量

发送和恢复比特流
发送：多站同时发送，将双极序列线性相加即可
如一个码片周期中，3个站输出+1，一个输出-1，则收到+2；

0表示没传 -1表示传0

类比：大厅里多人谈话
TDM：按顺序交谈
FDM：以不同语调同时交谈
CDMA：交谈同时进行，使用不同的语言