多个点对点通信共享数据链路容量

频分复用 (Frequency Division Multiplexing)

各路信号$m_i(t)$ $\rightarrow$ (副载波调制器$f_i$ $\rightarrow$ $s_i(t)$ $\rightarrow$ 叠加$\Sigma$)复用器 $\rightarrow$ 复合基带调制信号 $m_b(t)$ $\rightarrow$ 发送器$f_c$ $\rightarrow$ FDM 信号 $s(t)$ $\rightarrow$ (主接收器 $\rightarrow$ 复合基带信号 $\rightarrow$ 带通滤波器$f_i$)分用器 $\rightarrow$ $s_i(t)$ $\rightarrow$ 解调器$f_i$ $\rightarrow$ $m_i(t)$

• 有效带宽大于被传输的信号的带宽：$B>\sum_{i=1}^nB_i$
• 串扰
  • 防护频带：未被使用的部分
• 互调噪声

FDM 机制

• 基群
  • 带宽：48kHz
  • 话音数量：12
  • 频谱：60-108kHz
• 超群，主群

AT&T

ITU-T

波分复用 WDM

• 不同频率光路在同一光纤上传输

正交频分复用 (OFDM，多载波调制)

• 副载波正交
  • 实际可用 IFFT -> FFT
  • 循环前缀
• 一个数据源
• $R$ bps, 每个比特持续时间为 $\frac{1}{R}$， 通过 OFDM，每个比特的持续时间为 $\frac{N}{R}$
• 优点
  • 衰减仅影响部分副载波
  • 克服码间干扰

同步时分复用 (Synchronous Time Division Mutliplexing)

各路信号$m_i(t)$ $\rightarrow$ 缓存 $\rightarrow$ $m_i(t)$ $\rightarrow$ 扫描操作 $\rightarrow$ TDM 流 $m_c(t)$ $\rightarrow$ 调制解调器 $\rightarrow$ $s(t)$ $\rightarrow$ 调制解调器 $\rightarrow$ TDM 流 $\rightarrow$ 扫描操作 $\rightarrow$ $m_i(t)$ $\rightarrow$ 缓存 $\rightarrow$ $m_i(t)$

• 传输媒体能够达到的数据率超出被传输的数字信号的数据率
• 同步：数据被组织成帧，时隙固定
• 流量控制：复用线路上数据率固定，无信息则发送空时隙
• 差错控制：基于单信道的差错控制
• 组帧
  • 不需要为 TDM 帧定界
  • 需要提供源和接受端的同步机制
    • 增加数字组帧技术：为每个 TDM 帧添加控制比特（如101010）
• 脉冲填充：同步不同的数据源

TDM 多路电话通信系统

PDH 准同步数字体系

• AT&T: T体系 PCM24路数字载波系统
  • 基群速率：T1速率 1.544Mbps
  • DS-n
  • 北美，日本
• ITU-T: E体系 PCM30/32路数字载波系统
  • 基群速率：E1速率 2.048Mbps
  • 欧洲，中国，国际传输

SDH 同步数字体系

• SONET（同步光纤网卡）
  • OC-1/STS-1 51.84Mbps
  • OC-3/STS-3 155.52Mbps
• ITU-T
  • STM-1: 155.52Mbps

统计时分复用 (Statistical Time Division Multiplexing)

• 根据需求分配时隙：复用器扫描输入缓存，搜集数据直到帧被填满
• 忙期需要输入缓存，解决时隙浪费现象

电缆调制解调器(cable modem)

通过有线电视网访问因特网和其它在线服务的设备

• 6MHz 专用信道
• 使用统计时分复用

非对称数字用户线路 ADSL(Asymmetraical Digital Subscriber Line)

使用已经安装好的双绞线（电话线）

• 上下行流内部使用 FDM
• 回声抵消：上行流与下行流重叠
  • 频率越高，衰减越大，更多下行流的频率小
  • 改变上行流容量时具有灵活性
  • 需要两端拥有回声抵消逻辑
• 可达 5.5km
• 离散多音调 DMT(Discrete Multitone)
  • 不同频率使用多个载波信号
  • 根据 $\text{SNR}$ 分配比特数
• 宽带接入配置
  • 分离器$\rightarrow$(部分$\rightarrow$电话)调制解调器G.DMT$\rightarrow$(部分$\rightarrow$机顶盒)$\rightarrow$无线调制解调器/路由器

多信道接入

共享多个发送/接收战斗之间的信道容量，为各站点分配频带或时隙序列，不通过复用器

• 频分双工(FDD, Frequency-Division Duplex)
• 时分双工(TDD)/时间压缩复用(TCM)
• 频分多址(FDMA, Frequency-Division Multiple Address)
• 时分多址(TDMA)
• 正交频分多址 (OFDMA)
• 单载波频分多址 (SC-FDMA)