现代通信原理第2版

5．1．2．2 无线传输媒介 1.无线传输媒介——利用自由空间作为传输介质来进行数 据通信，信号沿直线传播。 适用于架设或铺埋电缆或光缆较困难的地方。 主要包括 • 红外通信 • 激光通信 • 微波通信 –地面微波接力通信 –卫星通信
1．无线（电）视距中继 • 无线电视距中继是指工作频率在超短波和微波波段时， 电磁波基本上沿着视线传播，而通信距离只能依靠中 继方式来进行延伸的无线电线路。 • 相邻中继站之间的距离一般是40~50km，主要用于长 途干线、移动通信网以及某些数据收集（如水文、气 象数据的测报）系统中。 • 无线电中继信道的构成： –终端站 –中继站 –各站点之间的电磁波传播路径
– 视频（基带）电缆 – 射频（宽带）电缆
4 ．光缆——是一种直径为 50~100μm的、 柔软的、传导光波的介质，一般由玻璃或塑料构成， 其中使用超高纯度石英玻璃制作的光纤传输损耗最低。 在折射率较高的单根光纤外面，再用折射率较低的包 层包住，就可以构成一条光波通道，在这外面再加上 一层保护套，就构成了一根单芯光缆。多条光纤放在 同一层保护套内，就构成了光缆。 光纤分为： –多模光纤—是指允许一束多波长的光沿着纤芯反射 地向前传播； –单模光纤—仅允许单一波长的光沿着纤芯直线向前 传播，不在其中产生反射。
•
•
3．短波电离层反射信道 短波指波长为100~10m、频率为3~30MHZ的无线电波 地波传播—可沿地球表面传播，一般属于近距离传播，限于 几十千米范围以内； 天波传播可由电离层反射传播。由于借助电离层的一次反射 或多次反射，可传播几千乃至上万千米的距离。 传播路径：离地面高60~600km的大气层称为电离层，它是由 分子、原子、离子和自由电子组成的。形成电离层的主要原 因是太阳辐射的紫外线和X射线。 工作频率：为了实现短波通信，选用的工作频率必须小于最 高可用频率；且应当使电磁波在D、E层的吸收较小。 具有传播距离远、受地形限制较小、要求发射功率低、传输 带宽适当以及抗人为破坏能力强（这在军事通信中尤为重要） 等许多优点，它现在仍然是远距离传输过程中主要使用的信 道之一。
2．卫星中继信道 • 卫星中继信道可看作无线电中继信道的一种特殊形式。 • 轨道在赤道平面上空的卫星信道具有传输距离远、覆 盖地域广、传播稳定可靠、传输容量大等突出的优点， 被广泛用来传输多路电话、电报、数据和电视信号。 • 卫星中继信道的构成： –通信卫星 –地球站 –上行线路 –下行线路。
• • • •
5．3 时分复用TDM
• 时分复用（TDM）方式，是建立在抽样定理的基础上。 • 抽样使取值连续的模拟信号由一系列在时间上离散的抽样脉冲 值代替，使一路信号的各抽样脉冲之间就出现了时间空隙，而 其它各路信号的抽样值就可以利用这种空隙进行传输，这样就 在同一个信道中同时传送了若干路信号。 • 同步时分多路复用STDM——在时分多路复用的过程中，各路信 号在每一帧中所占时隙的位置是预先指定且固定不变。 • 统计时分多路复用 ATDM——当某路信号在某一时刻不出现或 已经传送完成时，与该路信号相对应的时隙就会空闲，从而产 生资源浪费。为了改变上述情况，提高信道利用率，数字通信 系统中经常采用另一种时分多路复用方式，也叫异步时分多路 复用或智能时分多路复用。
3.频分多路复用FDM——是把每个要传输的信号以不同的 载波频率进行调制，而且各个载波频率是完全独立的， 即信号的带宽不会相互重叠，然后在传输介质上进行 传输，这样在传输介质上就可以同时传输许多路信号。 4.时分多路复用TDM技术——即将一条物理信道按时间 分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用。每一 时间片由复用的一个信号占用，这样，利用每个信号 在时间上的交叉，就可以在一条物理信道上传输多个 数字信号。 时分多路复用不仅限于传输数字信号，也可同时交叉 传输模拟信号。 （1）同步时分：时分方案中的时间片是分配好的，而 且是固定不变的。 （2）异步时分：允许动态地分配传输媒体的时间片。
按照所具有的功能可以分为: • 调制信道—从调制器输出端到解调器输入端的部分； • 编码信道—从编码器输出端到译码器输入端的部分。
5．1．2 传输媒介 传输媒介是通信系统中连接收发双方的物理通路，也就 是通信过程中传送信息的载体。通常把传输媒介分为有 线和无线传输媒介两类。
5．1．2．1 有线传输媒介 1．明线——指平行而相互绝缘的架空裸线线路。 2．双绞线——是由两根各自封装在彩色塑料套内的铜线扭绞而 成，扭绞的目的是降低它们之间的干扰。 双绞线分为
5．2 频率复用FDM 1.信道带宽分割：在物理信道的可用带宽超过单个原始 信号所需带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割 成若干个与传输单个信号带宽相同(或略宽)的子信道， 每个子信道传输一路信号。 2.频谱搬移：多路原始信号在频分复用前，先要通过频 谱搬移技术将各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的 不同段上，使各信号的带宽不相互重叠，然后用不同 的频率调制每一个信号，每个信号要一个样以它的载 波频率为中心的一定带宽的通道。为了防止互相干扰， 使用保护带来隔离每一个通道。频分多路复用主要应 用于模拟信号。
现代通信原理
（第3版）
第5章 信道复用
本章学习要求： • • • • • 掌握：信道的定义 掌握：无线信道与有线信道 掌握：复用技术和多址技术 掌握：频分复用FDM和时分复用TDM 了 解 ： 分 多 址 FDMA 、 时 分 多 址 TDMA 、 码 分 多 址 CDMA和混合多址等几种方式
5．1 通信信道概述 5．1．1 信道定义
频分复用系统组成方框图
m1 (t )
LPF
m1 (t )
×
c1 (t)
SBF1
BPF1
×
c1 (t)
LPF
m2 (t)
LPF
m2 (t)
LPF
×
c2 (t)
SBF2
BPF2
×
c2 (t)
相加
信 道
…
…
Baidu Nhomakorabea
…
器
…
…
…
mn (t)
LPF
×
cn (t)
SBFn
BPFn
×
cn (t)
LPF
mn (t)
– 屏蔽型（STP）—STP在UTP外面再加上一个由金属丝纺织而成的屏蔽 层，以提高其抗电磁干扰能力。 – 非屏蔽型（UTP）
3. 同轴电缆——是由同一轴心的内外两个导体构成，外导体是一 个圆柱形的空管，内导体则是金属线即芯线，它们之间以填 充介质隔离，这一介质可以是塑料或空气。 根据频率特性，可将其分为：