1、1,第八章 信道复用和多址技术,2,主要内容,8.1 概述 8.2 频分复用(FDM) 8.3 时分复用(TDM) 8.4 码分复用(CDM) 8.5 多址技术,多路复用技术和多址技术都是现代通信技术中最重要和最基本的概念之一。它们的基本原理相近，而应用目的不同。 多路复用技术用于多路信号的集中传输，多址技术则用于多路信号在一个网络系统中的选址通信。 【例】 复用单身聚会（集中） 多址婚姻介绍（牵线）,8.1 概述,4,8.1 概述,多路复用 目的：在一条链路上传输多路独立信号而互不干扰 基本原理：正交划分方法 3种多路复用基本方法：频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、码分复用（CDM）
2、其它方法：光纤通信中的波分复用(WDM),5,6,复接 目的：解决来自若干条链路的多路信号的合并和区分。 关键技术问题：目前大容量链路的复接几乎都是TDM信号的复接，此时，多路TDM信号时钟的统一和定时就成为关键问题。,7,数字复接系统组成原理,8,多址 目的：多个用户共享信道、动态分配网络资源。 方法：频分多址、时分多址、码分多址、空分多址、极化多址以及其他利用信号统计特性复用的多址技术等。,9,多路复用和多址技术的联系与区别 相同：二者都是为了通信资源共享 区别： 多路复用中，用户对资源共享的需求是固定的，或者至多是缓慢变化的，资源是预先分配给各用户。 多址接入中，网络资源通常是动态分配的
3、，并且可以由用户在远端提出共享要求。因此必须按照用户对网络资源的需求，随时动态地改变网络资源的分配。,10,例如卫星通信,11,8.2 频分复用（FDM） Frequency Division Multiplexing,按频率分割多路信号的方法，即将信道的可用频带分成若干互不交叠的频段，每路信号占据其中的一个频段。在接收端用适当的滤波器将多路信号分开，分别进行解调和终端处理。 通常采用SSB调制搬移频谱，以节省频带。,12,3路频分复用电话通信系统原理,13,14,15,频分复用的主要缺点： 要求系统的非线性失真很小，否则将因非线性失真而产生各路信号间的互相干扰； 用硬件实现时，设备的生产技术
4、较为复杂，特别是滤波器的制作和调试较繁难； 成本较高。,16,8.3 时分复用(TDM) Time Division Multiplexing,首先考虑对一个基带信号采样，只要采样脉冲宽度足够窄，那么在两个采样值之间就会留有一定的时间空隙。 然后考虑对两个基带信号m1(t)和m2(t)按相同的时间周期进行采样，如果一路信号的采样时刻在另一路信号的采样时间空隙处,则两路信号的采样值在时间上将不发生重叠。,17,两个基带信号时分复用原理,时分复用是利用各信号的抽样值在时间上不相互重叠来达到在同一信道中传输多路信号的一种方法。,18,多路信号时分复用的工作过程,时分复用原理,19,20,假设信号取样
5、频率为fs 则取样时间间隔 帧周期等于 在复用N路时，每一路时隙宽度Tc为,T=1/fs,T=1/fs,对各路信号取样后的样值序列，合路后变成群路样值序列。每个样值编成一个n位二元数码构成的码字，此时编码器输出的二元数码序列的信息速率Rb为,21,基本条件： 各路信号必须组成为帧。 一帧应分为若干时隙。 在帧结构中必须有帧同步码。 当各路信号不是用同一时钟抽样时，必须容许各路输入信号的抽样速率（时钟）有少许误差。 主要优点： 便于信号的数字化和实现数字通信。 制造调试较易，适合用集成电路实现。 生产成本较低，具有价格优势。,22,在数字通信系统中，为了使终端设备标准化和系列化，同时又能适应不同
6、传输媒介和不同业务容量的要求，通常用各种等级的终端设备进行组合配置，把若干个低速比特流合并成高速比特流，以满足以上要求，这种过程称为数字复接，就是按照时分多路复用的基本原理完成比特流合并的技术。 采用TDM的PCM数字电话系统，在国际上已逐步建立起标准，称为数字复接系列。,23,数字复接系列形成的原则是先把一定路数的数字电话信号复合成一个标准的数据流，该数据流被称为基群（一次群）。然后再用数字复接技术将基群复合成更高速的复用信号，即多次复用。 有E体系和T体系两套标准，即PCM30/32路制式和PCM24路制式。,24,PCM 基群(一次群)帧结构,在E体系PCM基群中，一帧共有 32个时隙。
7、各个时隙从0到31顺序编号，分别记作 TS0, TS1, TS2, , TS31。每路时隙包含8位码，一帧共328=256个码元。 其中TS0用来传输帧同步码， TS16用来传输信令信息。TS1TS15和TS17TS31这30个路时隙用来传送30路电话信号的编码码组， 因此E体系PCM基群也称为30/32路系统。,话路 时隙 CH1 CH15,帧同步时隙,帧同步信号,保留给 国内通信用,信令时隙,复帧同 步信号,备用 比特,CH1,CH16,CH15,CH30,F1,F15,话路时隙 CH16CH29,PCM 基群帧结构,保留给国际用,奇帧识别码,失步告警码,复帧结构： 16帧，2.0ms,帧
8、结构：32时隙，256bit，125s,话路时隙CH30,3.91s,488ns,偶帧TS0,奇帧TS0,复帧失步告警码,26,例 已知32路时分多路复用PCM数字电话系统，每个话路的取样速率是8kHz，每个样值编成8位二元数码。 试求 (1) 路时隙宽度Tc；(2) 输出码流速率Rb ;解： n=8 ； N=32 ； fs=8000Hz (1)帧时隙宽度 路时隙宽度,27,(2)输出码流数码率Rb,28,PCM30/32路时分多路系统,基本特性 每帧时隙数：32 话路数目 ：30 抽样频率 ：8kHz 每帧宽度 ：1/8000=125s 压扩特性 ：A=87.6/13折线压扩律，每时隙按8位
9、编码 总信息速率：8328000=2048kb/s 平均每路信息速率：2048/32=64kbit/s,29,帧与复帧结构 时隙分配: 每时隙宽度：125/32=3.9 s TS1TS15和TS17TS31：30个话路时隙 TS0：帧同步码 TS16：信令时隙 话路比特安排: 比特宽度：3.9/8=488ns,30,8.4 码分复用(CDM) Code Division Multiplexing,码分复用是靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式。此时各路信号利用一组正交码序列来区分，它们占用的频带和时间都可重叠。 实现码分复用的关键就是选取正交的码字。,31,例如,如果用正交编码用于码分复用中作为“载波”，则合成多路信号很容易用计算互相关系数的方法分开。,32,
