通信原理-第8章-多路复用技术
通信原理答案
通信原理答案通信原理答案：1. 信号传输：信号传输是通信原理的基础，它是指通过媒介将信息从发送方传递到接收方。
常见的信号传输方式包括有线传输和无线传输。
有线传输包括光纤传输和电缆传输，无线传输包括无线电波传输和卫星传输。
2. 调制与解调：调制是将原始信号转换成适合传输的信号形式的过程，解调是将接收到的信号转换回原始信号的过程。
调制技术包括频移键控（FSK）、相移键控（PSK）和振幅移键控（ASK）等。
3. 多路复用：多路复用是指将多个信号合并在一起通过同一媒介传输的技术。
常见的多路复用技术包括时分复用（TDM）、频分复用（FDM）和码分复用（CDM）等。
4. 调制解调器：调制解调器是一种用于将数字信号转换成模拟信号或将模拟信号转换成数字信号的设备。
调制解调器常用于调制解调数字信号与模拟信号之间的转换，例如将计算机产生的数字信号转换成适合电话线传输的模拟信号。
5. 编码与解码：编码是将信息转换成特定的编码形式，解码是将接收到的编码信号转换回原始信息的过程。
常见的编码与解码技术包括汉明码、差分编码和渐进式编码等。
6. 错误检测与纠正：错误检测与纠正是指在信息传输过程中检测并纠正传输中可能产生的错误。
常用的错误检测与纠正技术包括奇偶校验、循环冗余检测（CRC）和海明码等。
7. 噪声与干扰：噪声和干扰是影响通信质量的主要因素。
噪声是指在信号传输过程中由于外部环境因素引起的随机干扰，干扰是指其他信号对正在传输的信号产生的干扰。
常用的降低噪声与干扰影响的方法包括滤波、增益控制和抗干扰设计等。
8. 带宽与数据传输速率：带宽是指信号在传输过程中所占用的频率范围，数据传输速率是指单位时间内传输的信息量。
带宽与数据传输速率之间有一定的关系，通常带宽越大，数据传输速率越高。
9. 协议与协议栈：协议是指在通信过程中约定的一组规则和格式，用于确保信息传输的正确和可靠。
协议栈是指一系列层次化的协议的集合，常用的协议栈包括TCP/IP协议栈和OSI参考模型。
通信原理课件第八章 时分复用(一)
基带信号 m1(t)
m2(t)
信道
低通滤波器 1 低通滤波器 2
m1 ′(t ) m２′(t )
mn -1 (t ) mn(t)
发送端
接收端
低通滤波器 n－1 低通滤波器 n
mn -1 ′(t ) mn ′(t )
图 6-4 时分复用系统示意图
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
8
1路 2路 3路 4路
同步时分复用原理
4 32 1
D CB A d cb a
cC3 bB2 aA1
帧3
帧2
帧1
2
1
B
A
b
a
异步时分复用原理
2b B a A 1
帧6 帧5 帧4 帧3 帧2 帧1
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
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TDM方式的优点（相对与FDM）
❖ 1、多路信号的汇合和分路都是数字电路，比 FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。
❖ 把基群数据流采用同步(SDH)或准同步数字复接 技术汇合成更高速的数据(称为高次群)，高次群 的复接结构称为高次群的复接帧。
❖ 对帧的研究是时分复用系统研究的重点，相当于 对频分复用系统中频道的研究。
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
17
E1帧结构源于语音通信：
❖ 抽样频率：
fs=8000Hz
❖ 空分复用方式（SDM，space division multiplex ） 无线通信中(包括卫星通信)的位置复用 有线通信中的同缆多芯复用。
❖ 码分复用方式（CDM，code division multiplex ） 编码发射、相关接收技术。
第八章-多路复用技术PPT课件
计算机网络通信原理. ——多路复用技术
2
第八章 多路复用技术
计算机网络通信原理. ——多路复用技术
3
频分多路复用技术
• 所谓频分复用(Frequency division Multiplexing，FDM ) 是指按照频率的不同来区分多路信号的方法。
23
帧与复帧结构
• 帧同步码组为X0011011，它插入在偶数帧的TS0时隙， 其中第 一位码“X”保留作国际电话间通信用。接收端识别出帧同步码 组后，即可建立正确的路序。
• TS16为信令时隙， 插入各话路的信令。在传送话路信令时，若 将TS16所包含的总比特率集中起来使用，则称为共路信令传送； 若将TS16按规定的时间顺序分配给各个话路，直接传送各话路 所需的信令，则称为随路信令传送。
帧同步时隙
偶帧 TS0
×0
0
1
1
0
1
1
帧同步信号
奇帧 TS0
× 1 A1 1
1
1
1
1
保留给国 内通信用
话路 时隙 CH1～15
F1 TS16
F2 TS16
0 0 0 0 1 A2 1 1
复帧同 步信号
备用比特
abcdabcd
CH1信令
CH16信令
abcdabcd
话路 时隙 CH16～29
CH2信令
CH17信令
17
TDM, 分用(Demultiplexing)
计算机网络通信原理. ——多路复用技术
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异步TDM(Asynchronous TDM)
计算机网络通信原理. ——多路复用技术
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时分复用的PCM系统
话音1 话音2 话音3
通信原理教程第三版课后答案
通信原理教程第三版课后答案1. 信号与系统。
1.1 信号的基本概念。
信号是指传递信息的载体，可以是电压、电流、光强等。
根据时间变化特性，信号可以分为连续信号和离散信号两种类型。
1.2 系统的基本概念。
系统是指对输入信号进行处理的装置，可以是电路、滤波器、调制器等。
系统的特性可以通过冲击响应、单位阶跃响应等来描述。
2. 模拟调制与解调。
2.1 调制的基本原理。
调制是将低频信号变换成高频信号的过程，常见的调制方式有调幅、调频、调相等。
2.2 解调的基本原理。
解调是将调制后的信号恢复成原始信号的过程，常见的解调方式有包络检波、同步检波等。
3. 数字调制与解调。
3.1 数字调制的基本原理。
数字调制是将数字信号转换成模拟信号的过程，常见的数字调制方式有ASK、FSK、PSK等。
3.2 数字解调的基本原理。
数字解调是将数字信号恢复成原始数字信号的过程，常见的数字解调方式有包络检波、相干解调等。
4. 传输介质与信道。
4.1 传输介质的分类。
传输介质可以分为导体、光纤、无线电波等，每种介质都有其特点和适用范围。
4.2 信道的特性。
信道的特性包括信噪比、带宽、衰减等，这些特性会影响信号的传输质量。
5. 多路复用技术。
5.1 时分复用。
时分复用是指将多路信号按照时间顺序进行复用的技术，可以提高信道的利用率。
5.2 频分复用。
频分复用是指将多路信号按照频率进行复用的技术，可以实现多路信号的同时传输。
6. 错误控制编码。
6.1 码的基本概念。
编码是将原始信号转换成另一种形式的过程，常见的码有奇偶校验码、循环冗余校验码等。
6.2 错误控制编码的原理。
错误控制编码可以通过增加冗余信息来实现对传输中出现的错误进行检测和纠正。
7. 数字信号处理。
7.1 采样定理。
采样定理规定了对于一个带限信号，如果采样频率大于其最高频率的两倍，就可以完全恢复原始信号。
7.2 量化与编码。
量化是将连续信号转换成离散信号的过程，编码是将离散信号转换成数字信号的过程。
通信原理时分复用
显然，邻路间隔防护带fg越大，在邻路信号干扰相同的条件下，对边带 滤波器 SBF 的技术指标要求就允许放宽一些，但是频带要增宽，信道复 用率将下降，按CCITT标准，选防护间隔为900Hz，这样可使邻路干扰电 平低于－40dB以下 经过边带调制后的各路信号，在频率位臵上就被分开了，可以通过相加 器将它门合并成适合信道内传输的复用信号，其频谱结构如下所示：
实际上这是一个频分复用系统，f1i是为频分设臵的第一次调制的载
波频率，而f2则是第二次调制的载频。图中，对每一路来说，第一次采用 SSB调制方式，第二次也采用SSB,记为SSB/SSB.在实际的通信系统中，常
见的多级调制方式还有SSB/FM，FM/FM等。
第一路 SSB 调制器 f11
带通
第i路 f1i
在时分多路复用中，如果各路消息在每帧中所占时隙的位 臵是预先指定的（且固定不变），则称为同步时分多路复用 （STDM）.这种方式中，不传输消息的时隙出现空闲. 统计时分多路复用（ATDM） 为了提高信道利用率，通过动态的分配时隙来进行数据传 输方式－－称为统计时分多路复用（ATDM）（也叫异步时分 多路复用或智能时分多路复用） 实际的TDM系统为了提高信道利用率，通常先把一定路数 的信息复合成一个标准的数据流－－称为基群。 然后再把基群数据流采用同步或准同步数字复接技术，汇 合成更高速的数据信号
8.2.2 数字复接技术
概述：
数字通信网中，把若干低速数字信号合并成一个高速数字信号 进行传输的技术叫做数字复接.
数字复接系统包括 数字复接器 和 数字分配器，框图如下：
外时钟
定时 码速 调整 同步 定时
复接
支路
合路
通信原理的主要内容
通信原理的主要内容首先，信号的特性是通信原理中的重要内容之一。
信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。
模拟信号是连续的信号，它的特点是可以取无限个值，而数字信号是离散的信号，它的特点是只能取有限个值。
了解信号的特性有助于我们选择合适的调制方式和传输介质，以及进行信号的编解码和纠错处理。
其次，调制解调技术是通信原理中的重要环节。
调制是指将要传输的信息信号转换成适合传输的信号，而解调则是将接收到的信号转换成原始的信息信号。
常见的调制方式有调幅、调频、调相等。
不同的调制方式适用于不同的传输介质和通信要求，了解调制解调技术有助于我们设计和优化通信系统。
另外，传输介质也是通信原理中的重要内容。
传输介质可以是导线、光纤、无线电波等。
不同的传输介质具有不同的传输特性和传输性能，了解传输介质的特点有助于我们选择合适的传输介质和设计有效的通信系统。
此外，信道编码和多路复用技术也是通信原理中的重要内容。
信道编码是指在信道上对信息进行编码以提高传输可靠性和效率，而多路复用技术则是指在同一传输介质上同时传输多个信号。
了解信道编码和多路复用技术有助于我们提高信道利用率和传输效率。
最后，误码控制和纠错编码是通信原理中的关键技术。
误码控制是指在传输过程中对误码进行检测和控制，而纠错编码则是指在接收端对受损的信号进行纠正。
了解误码控制和纠错编码有助于我们提高通信系统的可靠性和稳定性。
总之，通信原理是现代通信技术的核心内容之一，了解通信原理的主要内容有助于我们深入理解通信系统的工作原理，设计和优化通信系统。
希望本文对通信原理的主要内容有所帮助。
通信原理实验大全
通信原理实验大全引言：通信原理是指利用一定的物理媒介将信息从发送者传递到接收者的过程。
通信原理实验是通信原理课程中的重要内容，通过实验可以加深对通信原理的理解，掌握通信原理的基本原理和技术。
本文将介绍几个通信原理实验的具体步骤和实验原理。
实验一：模拟调制与解调技术实验目的：熟悉模拟调制与解调技术的基本原理和方法，掌握AM，FM，PM的调制与解调过程。
实验步骤：1.使用函数发生器产生载波信号。
2.使用调制信号（如语音信号）对载波进行调制。
3.对调制后的信号进行解调，获得原始信号。
4.分析解调后的信号与原始信号的相似性。
实验原理：模拟调制是将载波信号与调制信号进行相互作用，在载波上叠加调制信号的变化。
调制信号可以是模拟信号，如语音信号，也可以是数字信号。
调制后的信号通过传输媒介传递到接收端，接收端通过解调技术将信号还原为原始信号。
实验二：数字调制与解调技术实验目的：熟悉数字调制与解调技术的基本原理和方法，掌握ASK，FSK，PSK等数字调制与解调过程。
实验步骤：1.使用函数发生器产生数字信号。
2.将数字信号进行调制，如ASK调制、FSK调制、PSK调制等。
3.对调制后的信号进行解调，获得原始数字信号。
4.分析解调后的信号与原始数字信号的相似性。
实验原理：数字调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，通过将数字信号与载波进行相互作用，改变载波的一些特性来实现信号传输。
数值调制通常使用正弦波作为载波信号。
解调则是将调制信号还原为原始数字信号的过程。
实验三：信道编码和解码技术实验目的：熟悉信道编码和解码技术的基本原理和方法，掌握卷积码、纠错码等编码与解码过程。
实验步骤：1.使用编码器将原始信息进行编码。
2.对编码后的信息添加噪声进行模拟信道传输。
3.使用解码器对接收到的编码信息进行解码。
4.比较解码后的信息与原始信息的相似性。
实验原理：信道编码是为了提高信道传输的可靠性和容错性，通过在原始信息中添加冗余数据，使得在传输中出现的错误可以被检测和纠正。
通信原理教案
通信原理教案一、引言。
通信原理是现代通信工程中的基础课程，它涉及了从模拟通信到数字通信的发展历程，包括了调制解调、信道编解码、多路复用等多个方面的内容。
本教案将围绕通信原理这一主题展开，通过系统的教学安排和生动的案例分析，帮助学生深入理解通信原理的基本概念和关键技术，掌握通信系统的基本原理和工作原理，为将来的通信工程实践打下坚实的基础。
二、教学目标。
1. 理解通信原理的基本概念和发展历程；2. 掌握调制解调、信道编解码、多路复用等关键技术；3. 能够分析和设计基本的通信系统；4. 培养学生的创新意识和团队合作能力。
三、教学内容。
1. 通信原理概述。
1.1 通信原理的基本概念。
1.2 通信原理的发展历程。
2. 调制解调技术。
2.1 模拟调制技术。
2.2 数字调制技术。
3. 信道编解码技术。
3.1 信道编码原理。
3.2 信道解码原理。
4. 多路复用技术。
4.1 频分多路复用技术。
4.2 时分多路复用技术。
5. 通信系统设计案例分析。
5.1 无线通信系统设计。
5.2 光纤通信系统设计。
四、教学方法。
1. 理论讲解结合实例分析，生动形象地介绍通信原理的基本概念和关键技术；2. 实验教学结合项目设计，引导学生动手实践，加深对通信原理的理解和掌握；3. 小组讨论结合个人总结，培养学生的团队合作精神和创新意识；4. 理论与实践相结合，注重培养学生的动手能力和实际应用能力。
五、教学评估。
1. 平时表现（包括课堂讨论、作业完成情况等）占成绩的30%；2. 实验报告和项目设计占成绩的40%；3. 期末考试占成绩的30%。
六、教学资源。
1. 教材，《通信原理》。
2. 实验设备，调制解调实验箱、信道编解码实验设备、多路复用实验器等。
3. 资料，通信原理相关的案例分析、项目设计资料等。
七、教学安排。
1. 第1-2周，通信原理概述。
2. 第3-4周，调制解调技术。
3. 第5-6周，信道编解码技术。
4. 第7-8周，多路复用技术。
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后的线性叠加码片序列的和。将其与某一发送站 码片序列进行归一化内积运算，则可恢复出该站 发送的数据。 设接收站接收到的码片序列和为S，接收站要听 码片序列为C的站发出的数据，并设站A发送1，站 B发送0，站C发送1，则接收站计算C站发出的数 据为：
S C (A B C) C A C B C C C 0 0 1 1
DWDM 传输（常用在干线上传输）
8 2.5 Gb/s 1310 nm 0 1 2 3 4 5 6 7 1550 nm 1551 nm 1552 nm 1553 nm 复 1554 nm 用 1555 nm 器 1556 nm 1557 nm
1550 nm 1551 nm 1552 nm 分 1553 nm 用 1554 nm 器 1555 nm 1556 nm 1557 nm 0 1 2 3 4 5 6 7
推 论
由
1 m ST SiTi 0 m i 1
可推知：
1 m ST Si T i 0 m i 1 1 m 1 m SS Si Si 1 S S m Si S i 1 m i 1 i 1
CDMA 接收
CDMA接收时，接收站从空中收到多站发送信号
波分多路复用 (续)
波分多路复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM） 是光的频分复用。不同的信源使用不同波长的光波来传输 数据，各路光波经过一个棱镜（或衍射光栅）合成一个光 束在光纤干道上传输，在接收端利用相同的设备将各路光 波分开。这样复用后，可以使光纤的传输能力成几倍几十 倍的提高。
波分多路复用 (续)
密集波分复用 Density Wave Division Multiplexing，DWDM：
在1.55微米波长区同时用4、8、16或n个波长，在一对 光纤（少数系统采用单光纤）构成的光通信系统。 由DWDM光纤系统组成的光纤网可迅速增加网络容量， 还具有透明性，可传送语音、数据、图像等多媒体信息。由 于多个光信道共用光放大器而显著降低了网络成本。在用 DWDM系统构成的光网络中，可采用光线路保护技术，以提 高可靠性与可用性。
时分多路复用 (续)
TDM多适用于数字信号传输
时分多路复用 (续)
统计(异步)TDM —— STDM
TDM的缺点：某用户无数据发送，其他用户也不能占用该 通道，将会造成带宽浪费。 改进： 使用统计时分多路复用（STDM），用户不固 定占用某个通道，有空时间片就将数据放入。
各数据之前要附有该路地址， 以便接收方能分出各路信号
第8章 多路复用技术
多路复用技术
复用 —— 多个信息源共享一个公共信道 为何要复用？线路成本
共享信道 MUX
DEMUX
复用器
解复用器
多路复用技术
多路复用技术就是将多路信号组合在一条物理
信道上进行传输，到接收端再用专门的设备将 各路信号分离开来。这样使一条物理信道资源 被多路信号共享。 多路复用技术包括: 频分多路复用(FDM) 时分多路复用(TDM) 波分多路复用(WDM) 码分多址(CDMA)
小 结
本节重点：
理解 FDM, TDM, WDM, CDMA 的基本概念
码片序列间要相互正交
设向量 S 表示站 S 的码片向量， T 表示站T的码
片向量。两个不同站的码片序列正交，必须向量 S 和T 的归 一化内积(inner product)为 0：
1 m ST SiTi 0 m i 1
例如：
设 S＝(–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1), T= (–1 –1 +1 –1 +1 +1 +1 –1), 则 S T (1 1 1 1 1 1 1 1) (1 1 1 1 1 1 1 1) 0
0 1 2
帧同步
16
信令信道
31
30 路话音数据信道 + 2 路控制信道
多路复用技术
频分多路复用(FDM) 时分多路复用(TDM) 波分多路复用(WDM) 码分多址(CDMA)
波分多路复用 (WDM)
目前一根单模光纤的传输速率可达到 2.5Gb/s， 如能采用色散补偿技术解决光纤传输中的色散问题 (指光脉冲中由于不同频率分量传输速率不同导致信 号失真产生误码的现象)，则一根单模光纤的传输速 率可达到10Gb/s，这已是当前单个光载波信号传输 的极限值。
通信的首选。
CDMA技术的发展, 推进了3G的实现进程。CDMA技术的 标准化经历了如下几个阶段(如图3-1所示): IS-95是CDMA One 系列标准中最先发布的标准, 真正在全球得到广泛应用的第一个 CDMA 标准是IS-95A, 这一标准支持8K编码话音服务。其后又 分 别 出 版 了 13K 话 音 编 码 器 的 TSB74 标 准 , 支 持 1.9GHz 的 CDMA PCS系统的STD-008标准, 其中13K编码话音服务质量已 非常接近有线电话的话音质量。随着移动通信对数据业务需求 的增长, 1998年, IS-95B 标准应用于CDMA基础平台。 IS-95B可 提高CDMA系统性能, 并增加用户移动通信设备的数据流量, 提 供对64 kb/s数据业务的支持。 其后, CDMA 2000成为窄带 CDMA系统向第三代系统过渡的标准。CDMA 2000在标准研究 的前期, 提出了1X和3X的发展策略, 但随后的研究表明, 1X和1X 增强型技术代表了未来发展方向。
频分多路复用 (续)
频分多路复用带宽分配例
A
f
FDM 多路复用过程例
FDM多适用于模拟信号传输
FDM 解多路复用过程例
FDM 中的移频与叠加（频谱）
FDM 多路复用与解复用全过程例
FDM 分层多路复用
群
超群
主群
巨群
多路复用技术
DM) 波分多路复用 (WDM) 码分多址 (CDMA)
时分多路复用 (TDM)
时分多路复用 TDM （Time Division Multiplexing）： 当传输介质所能达到的数据传输速率超过各路 信号的数据传输速率的总和时，可以将物理信道按 时间分成若干时间片轮换地分配给多路信号使用， 每一路信号在自己的时间片内独占信道传输，这就 是时分多路复用。 时分多路复用可分为同步TDM和异步TDM。
2. 我国CDMA标准的发展 中国CDMA的发展并不迟, 也有长期军用研究的技术积累, 1993年国家863计划已开展了CDMA蜂窝技术研究。1994年高 通首先在天津建设技术试验网。1998年, 具有14万容量的长城 CDMA商用试验网在北京、 广州、 上海、 西安建成, 并开始 小部分商用。 1999年4月, 我国成立了中国无线通信标准研究组 CWTS, 其主要目的是加强我国的标准制定工作。 CWTS下属 的WG4即为CDMA工作组, 它的主要任务就是制定适合我国具 体情况的CDMA标准, 加强中国对国际标准制定的影响力。 此 后, 我国向国际电信联盟递交了第三代移动通信技术规范TDCDMA标准, 该标准在1999年11月结束的有关世界第三代移动 通信标准制定会上被最终确定为第三代移动通信技术规范的系 列标准之一。这是中国提出的电信技术标准第一次被国际电信 联盟所采用, 同时也证明了我国的通信技术水平已逐渐与世界 同步, 我们的民族产业也日益引起世界的瞩目。
统计TDM
TDM 和 STDM 的比较
t1 t2 t3 A B C D
待发数据
同步 TDM
带宽浪费
A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2
周期1 周期2 可用带宽
统计TDM A1
周期1
B1
B2
周期2
C2
(数据之前附有该路地址)
时分多路复用 (续)
T1 信道
广泛用于北美和日本的电话系统中。每秒 8000 次采样(帧)，一共24路信号，每路信号8位 (含1比特控制),每帧还有1同步比特。 数据传输率：193 * 8000 = 1.544 Mbps
帧 125s (193bits)
CH1
CH2
„
CH23
CH24
7 位数据 +1 位控制信号
帧同步比特
T1 信道复用24路电话
T1 信道传输速率1.544 Mbps
TDM 分层多路复用 (T1,T2,T3,T4)
T1 T2 T3 T4
时分多路复用 (续)
E1信道
用于北美和日本以外地区，包括中国。每秒8000次 采样(帧)，一共32路信号(其中2路作信令同步)，每路 信号8位,每帧还有1同步比特。速率为： 8 * 32 * 8000 = 2.048 Mbps 125 s = 32 时隙 = 2.048 Mbps
时分多路复用 (续)
时分多路复用TDM多用来传输数字信号，但 并不局限于传输数字信号，有时也可以用来分时 传输模拟信号。 另外，对于模拟信号，有时可把TDM和FDM 结合起来一起使用，比如第二代移动电话的GSM 标准中，将一个传输系统的可用频带频分成许多 子信道，每个子信道再利用时分多路复用来细分。
多路复用技术
频分多路复用(FDM) 时分多路复用(TDM) 波分多路复用(WDM) 码分多址(CDMA)
码分多址(CDMA)
每个比特时间分成m个码片，每个站分配一个唯
一的m比特码片序列。当某个站欲发送 “1” 时， 它就在信道中发送它的码片序列，当欲发送“0” 时，就发送它的码片序列的反码。 满足条件：不同的码片序列之间是相互正交的。 由于原始数字信号的频率被扩展，这种通信方 式又叫做扩频通信。
CDMA 举例 2 －发送
CDMA 举例 2 － 接收
CDMA补充
1. CDMA技术的产生与发展 20世纪80年代末, 全球范围从模拟向数字蜂窝技术的突然转 变, 使欧洲的GSM数字技术得以迅速推广, 占据了无可争议的市 场领先地位。几乎与GSM技术同时诞生的还有CDMA技术。与