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网络部分之Physical Layer

2023-05-16

2 Physical Layer

Physical layer需要将data转换成signal，所以需要2 steps：

Step 1，叫做information coding，来对数据进行压缩和保护。

Step2，叫做modulation，把数据信号调制成模拟信号。

 

2.1 传输模型

现在我们来描述一下传输和接收流在physical layer上的处理过程。

1、首先，信息源产生一系列的message symbols（symbol就是一些二进制流），形式为bit stream。

2、这些message symbols会被source coding压缩，被channel coding编码为channel symbol，形式依然为bit stream。

3、channel symbol被multiplexing，形式依然为bit stream。

4、最后的channel symbol被line coding处理成baseband waveform，形式变为digital signal

5、至此，baseband waveform就可以直接传输到wired network中了，or可以更进一步的进行modulation，将baseband waveform调制成passband waveform，这样它就可以在wireless network中传输了。

 

Multiplexing

Multiplexing就是将物理channel分割成多个logic channel的技术，可以让多用户共享同一physical channel，包括frequency-division multiplexing (FDM), time-division multiplexing (TDM), codedivision multiplexing (CDM), space-division multiplexing (SDM).

FDM是一个模拟技术，所以它工作在modulation之后，而TDM和CDM是数字技术，所以他们工作在channel coding之后。

 

Line coding

Line coding是将bit stream转换成data signals，形成baseband waveform。

他的目的就是防止baseline wandering，消除DC components，使用自同步技术，提供错误检查和纠错，加强信号的抗噪音能力。

 

Modulation

通过一个carrier waveform将line coding产生的data signals调制成模拟信号，在passband 媒介中传播，调制方法包括：amplitude-shift keying (ASK), phase-shift keying (PSK), frequency-shift keying (FSK), and the hybrid quadrature amplitude modulation (QAM)

QAM是常用的一个。


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