多路复用和多址技术
通信原理第九章多路复用和多址技术
第九章 多路复用和多址技术9. 1 频分复用（FDM ）将若干路独立的信号在同一信道中传输的技术称为复用技术，最常用的是频分复用(FDM)和时分复用(TDM)。
FDM 是在频域上对信道进行分割，而TDM 则是在时域上对信道进行分割。
FDM 系统的发端用相加器将各路已调信号复接在一起，在收端则用中心频率不同的带通滤波器将各路信号进行分接处理。
频分复用原理图如下所示。
A点B点复接分接f c1f cn保护频带信道带宽信号带宽:f :F :B ∆∆fB Fn max ∆+∆=9.2 时分复用和多路数字电话系统一、 时分复用（TDM ）原理时分复用基本原理是：将传输时间分割为若干个互不重叠的时隙，各个信号按照一定的顺序占用各自的时隙。
在发端，按照这一顺序将各个信号进行复接；在收端，按照这一顺序再将各个信号进行分接。
TDM 的优点如下：① 分接器和复接器都是数字电路，易于实现； ② 不会因为传输系统不理想而引起串话。
设各个信源都为模拟信源，则时分复用通信系统原理如下图所示m 1m n 1(t)n (t)...D(t)结合PCM 编译码实验来说明有关基本概念 1VF x I ：音频信号 FS x ：抽样信号8kHz BCLK x ：发位时钟信号64kHz ~ 2048kHzx xFS x 对输入信号抽样，在BLCK x 8个脉冲作用下对抽样值进行编码，得到8位PCM 信号。
BCLK x 频率增大，每组8bit 数据占有时间减少，两组数据之间空余时间增加。
R ：译码器输入PCM 信号 R ：路同步信号8 kHz R ：收位同步信号64kHz ~ 2048kHz R O ：译码输出音频模拟信号工程上，BCLK R 和FS R 都需从接收到的PCM 码流中提取，为了得到FS R 信号，在发端必须将帧同步码与PCM 数据复接在一起。
TP3507中包含有编码器和译码器。
设帧同步码为8位，当BCLK 为128kHz 时，传输一路数字话音的PCM 信号帧结构为：3、 P CM 编译码实验方框图各编码器的时钟完全相同，故PCMA 、PCMB 的速率完全相同；复接器输入端各信号速率完全相同。
现代通信系统的主要技术
2.1.2 频分多路复用
例：贝尔公司的108系列调频方式的调制解调器的规范。
图2.3 FDM应用：调制解调器
2.1.2 频分多路复用
例：图2.4 给出了3路音频原始信号频分多路复用一条带宽为12KHz (60KHz～72KHz)的物理信道的示意图。
频移
图2.4 频分多路复用FDM
f (KHZ)
2.1.2 频分多路复用
注：音频信道带宽为4KHZ，有效带宽为3KHZ，信道两边各留500HZ 警戒频 带。 模拟电视信道带宽为6MHZ。
例：某传输系统，带宽为960MHZ，能传输多少路模拟电视节目？
2.1.3 时分多路复用
所谓时分多路复用(TDM)就是将一条物理的传输线路按时间分成若 干时间片轮换地为多个信号所使用，每个时间片由其中一个信号占用。
2. 分组交换(Packet Switching)
分组交换与报文变换最大的不同点是： （1）把数据传送单位的最大长度限制在较小的范围内，这样
每个节点所需要的存储量低了。 (2) 分组是较小的传输单位，只有出错的分组才会被重发，
因此大大降低了重发的比例和开销，提高了交换速度。
2. 分组交换(Packet Switching)
采用报文交换的优点是：
(1) 电路利用率高，不发报文不占信道； (2) 在电路交换网络上，当通信量变得很大时，就不能接受新的呼
叫。而在报文交换网络上，通信量大时仍然可以接收报文，不 过传送延迟会增加。 (3) 报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地，而电路交换 网络很难做到这一点。 (4) 节点对报文的可靠性负责： 收到报文的节点根据报文含有的地址进行路由； 节点对报文进行查错； 节点可以对报文进行速度和代码的转换。
通信系统中的多址技术与信道复用
通信系统中的多址技术与信道复用一、引言随着通信技术的进步和发展，人们对通信质量和带宽的要求越来越高。
多址技术和信道复用技术是实现高效通信的重要手段之一。
本文将详细介绍通信系统中的多址技术与信道复用的概念、原理和应用。
二、多址技术的概述1. 多址技术是什么？多址技术是指在同一时间段内，多个用户通过共享同一个通信信道进行通信时的技术。
多址技术通过合理分配通信时间和频谱资源，实现多个用户同时使用同一个信道进行通信。
2. 多址技术的分类多址技术主要分为随机接入多址技术和确定接入多址技术。
- 随机接入多址技术是指用户以随机方式竞争信道资源。
典型的随机接入多址技术有载波监听多址(CDMA)和时分多址(TDMA)等。
- 确定接入多址技术是指用户按照一定规律分配信道资源。
典型的确定接入多址技术有频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA)等。
三、信道复用技术的概述1. 信道复用技术是什么？信道复用技术是指通过合理分配频率、时间、码等信号资源，将多个通信信号传输在同一个物理信道上的技术。
它可以将有限的信道资源充分利用，提高通信容量和效率。
2. 信道复用技术的分类信道复用技术主要分为频分复用、时分复用和码分复用。
- 频分复用(FDM)是指将不同用户的信号分配到不同的频率带宽上进行传输，典型的应用是无线电和有线电视广播等。
- 时分复用(TDM)是指将不同用户的信号按照时间片的方式分配到同一个频率上进行传输，典型的应用是电话系统和数字传输系统等。
- 码分复用(CDM)是指将不同用户的信号编码为不同的扩频码，并在同一个频率上进行传输，典型的应用是CDMA手机通信系统等。
四、多址技术与信道复用的应用1. 多址技术的应用多址技术广泛应用于各种通信系统中，如移动通信系统、卫星通信系统和局域网等。
例如，移动通信系统中的CDMA技术通过码分多址技术实现多用户之间的通信。
2. 信道复用技术的应用信道复用技术也得到了广泛应用，例如无线电广播中的频分复用技术可以同时传输多个广播节目，电话系统中的时分复用技术可以实现多个用户之间的通话。
通信原理有关的技术
通信原理有关的技术以下是与通信原理相关的一些技术：1. 调制解调技术（Modulation and Demodulation）：将数字信号转换为模拟信号进行传输，然后再将模拟信号转换回数字信号。
2. 多路复用技术（Multiplexing）：将多个信号通过不同的方式在同一传输介质上传输，以提高信道利用率。
3. 频分多址技术（Frequency Division Multiple Access）：将可用频带划分为不同的频道，每个用户在不同的频道上传输数据。
4. 时分多址技术（Time Division Multiple Access）：将时间划分为不同的时隙，不同用户在不同的时隙上传输数据。
5. 码分多址技术（Code Division Multiple Access）：通过在发送端使用不同的扩频码，将多个信号叠加在同一频带上传输。
6. OFDM技术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）：将高速数据流分为多个低速子载波，并在不同的子载波上传输数据。
7. 奈奎斯特采样定理（Nyquist Sampling Theorem）：根据信号的带宽进行恰当的采样，以有效还原原始信号。
8. 射频识别技术（Radio Frequency Identification）：使用射频通信进行身份识别、物品追踪等应用。
9. 卫星通信技术（Satellite Communication）：利用地球轨道卫星来传输长距离通信信号。
10. 光纤通信技术（Fiber Optic Communication）：使用光纤作为传输介质，通过光信号传输数据。
11. 无线通信技术（Wireless Communication）：使用无线电波进行数据传输，如蜂窝通信、Wi-Fi、蓝牙等。
12. 码型技术（Modulation Coding）：将数字比特流转化为符号序列，通过对不同编码方式的选择来提高传输效率和可靠性。
复用技术与多址技术的区别
复用技术与多址技术的区别
复用技术与多址技术的区别
多址技术：
1、目的是用来区分不同用户的一种技术。
2、为了让用户的地址之间互不干扰，地址之间必须满足相互正交；
3、分类：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）、空分多址（SDMA）、正交频分多址（OFDMA）等复用技术：
1、目的是让多个信息源共同使用同一个物理资源（比如一条物理通道），并且互不干扰；
2、这里的复用是指“多个共同使用”的意思；
3、分类：频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、码分复用（CDM）、空分复用（SDM）；
多址与复用的关系：
1、通信要做的工作也很容易理解，就是让多个信息源发出的信号在同一物理or逻辑信道上不要发生冲突，和平共处，共同分享信道资源，并安全到达目的地；
2、多址的“址”在移动通信中是指用户临时占用的信道，多址就是要给用户动态分配一种地址资源——信道，当然这种分配只是临时的；
3、多址和复用的区别还在于，多址技术是要根据不同的“址”来区分用户；复用是要给用户一个很好的利用资源的方式。
一句话“复用针对资源，多址针对用户”
4、另外，多址需要用复用来实现。
eg：TDMA中，不同的用户，只有复用了不同的时域资源，才能通过不同的“时隙”来区分不同的用户，而这里的“时隙”也就是用户的“址”。
第七章 多路复用和多址技术
＝256bit，因此，传码率为 2568000 2.048M 波特，信息速率
为 2.048Mbit/s。
PCM 30/32路系统的一帧
❖ 前面讨论的7P.C3M.530P/3C2路M和高P次CM群24系路时统分多路系统，
称为数字基群（即一次群）。为了能使宽带信号（如电 视信号）通过PCM系统传输，就要求有较高的传码率 。因此提出了采用数字复接技术把较低群次的数字流汇 合成更高速率的数字流，以形成PCM高次群系统。 CCITT推荐了两种一次、二次、三次和四次群的数字等 级系列，如表7.3-1所示。 ❖ 表7.3-1所示的复接系列具有如下优点： ❖ 易于构成通信网，便于分支与插入。 ❖ 复用倍数适中，具有较高效率。 ❖ 可视电话、电视信号以及频分制载波信号能与某一高次 群相适应。
图7-8 基于PCM30/32路系列的数字复接体制
7.3.6 SDH的提出
对传输的新要求，必须从技术体制上对传输系统进行根本的改革，为此，CCITT 制订了TDM制的150Mb/s以上的同步数字系列（SDH）标准。它不仅适用于光纤 传输，亦适用于微波及卫星等其它传输手段。它可以有效地按动态需求方式改变 传输网拓扑, 充分发挥网络构成的灵活性与安全性， 而且在网路管理功能方面大 大增强。数字复接系列（同步数字系列）如表7.3-2所示。
[例7.3.1]
❖ 对10路最高频率为3400Hz的话音信号进行TDM-PCM传 输，抽样频率为8000Hz。抽样合路后对每个抽样值按照 8级量化，并编为自然二进码，码元波形是宽度为的矩形 脉冲，且占空比为0.5。计算TDM-PCM基带信号的第一 零点带宽。
[例7.3.2]
[例7.3.3]
第6章 信道复用及多址技术.ppt
6.3 时分多路复用（TDM）
6.3.1 时分复用原理
由第五章的抽样理论可知，抽样定理使连续的基带信号变成时 间上离散的抽样脉冲，其在信道上只占用有限的时间，这样抽样脉 冲之间就留出了时间空隙。利用这种空隙便可以传输其他信号的抽 样值，因此，就有可能在一条信道同时传送若干个基带信号。与频 分复用相对应，频分复用时占有不同频带的多路信号合在一起在同 一信道中传输，各路频带间要有防护频带；时分复用（Time Division Multiplexing，简称TDM）则是占有不同时隙的多路信号 合在一起在同一信道中传输，各路时隙间要有防护时隙。
下一页 返回
6.1 概述
具体来说，它首先将多路模拟信号分别经单边带调制（SSB） 产生12路基群信号，然后由5个基群构成一个60话路的超群，以此为 基础来实现更多路的话路复用群信号（即FDM），再将FDM信号对载 波进行调频，这就得到了SSB/FDM/FM信号。时分复用则是把各路信 息以数字形式表示且占用不同时隙，混合后在线路上传输，在接收 端可用门电路把各路分开。例如，模拟电话信号首先经抽样量化和 编码变为PCM信号，按时分多路复用方式组成24路或30路基群信号， 如果要求更多路通信，可按复接办法组成二次群、三次群和四次群。 为了在信道中传输，还要进行载波调制。
调制方式可以任意选择，但最常用的是单边带（SSB）调制， 因为它最节省带宽。 不过，在选择载频时，应考虑到边带频谱的宽度。同时，为了 防止邻路信号间的相互干扰，还应留有一定的保护频带，即
f 其中， c(i1) 与 fci 分别为第i+1路与i路的载频的频率，fm为每
一路的最高频率，fg为邻路间保护频带。 显然，邻路间隔防护频带fg越大，对边带滤波器的技术要求越 低。但这时占用的总频带要加宽，这对提高信道复用率不利。因此， 实际中应尽量提高边带滤波技术，以fg使尽量缩小。
多路复用技术和多址接入技术的异同
多路复用技术和多址接入技术的异同示例文章篇一：《多路复用技术和多址接入技术的异同》嗨，大家好！今天咱们来聊聊特别有趣的两个技术，就是多路复用技术和多址接入技术。
这俩技术就像两个超级英雄，都在通信这个大舞台上有着很厉害的表现呢。
先来说说多路复用技术吧。
我就把它想象成住在公寓里的情况。
咱们住在公寓里，一套房子里有好几个房间，就像通信里的不同信道。
多路复用技术呢，就像是公寓管理员特别聪明的安排。
比如说，管理员发现有很多住户都要用水，但是只有一根水管，那怎么办呢？他就想了个办法，按照时间来分配，这家先用一会儿水，然后那家再用，这就有点像时分多路复用。
或者呢，他把水管分成好几股小水流，每股水流给一家，这就类似频分多路复用啦。
我再给你详细说说时分多路复用。
这就好比是几个小朋友在轮流玩一个特别好玩的玩具。
大家都很想玩，但是玩具只有一个呀。
那就一个小朋友玩一小会儿，时间一到，下一个小朋友玩。
在通信里呢，不同的信号就是那些小朋友，信道就是那个玩具。
这样就能让好多信号都能在同一个信道里传输啦，是不是很神奇呢？频分多路复用呢，就像是把一块大蛋糕分成好多小块。
每个小块就是不同频率的频段，不同的信号就在自己的那块小频段里传输，就像每个小朋友吃自己那小块蛋糕一样，互不干扰。
还有波分多路复用呢，这个更酷。
想象一下，有好多不同颜色的小光精灵，它们要一起通过一条神奇的光通道。
每个颜色的光精灵就代表一个信号，这个通道就像一个超级大的彩虹滑梯。
不同颜色的光精灵按照自己的颜色，也就是不同的波长，一起在这个滑梯上欢快地跑着，同时到达终点，也就是把信号都传输好啦。
那多址接入技术又是怎么回事呢？这呀，我觉得就像一群小动物要进自己的小窝。
每个小动物都有自己的家，也就是自己的地址。
在通信里，不同的用户就像那些小动物，他们都要通过一个网络，就像那个小动物居住的大院子。
比如说，码分多址接入。
这就像小动物们有自己独特的密码一样。
一个小动物喊出自己的密码，只有它自己的小窝会回应，其他小窝不会理它。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
低 取样 量化 通 合路 编码
解码 分路 恢复
滤 波 多路信号时分复用的工作过程
17
m1(t)
m2(t)
信号m1(t)的采样
T/N
时隙1
T+T/N
2T+T/N 3T+T/N
信号m2(t)的采样
1帧
旋转开关采集到的信号
18
•假设信号取样频率为fs •则取样时间间隔 T=1/fs •帧周期等于 T=1/fs •在复用N路时，每一路时隙宽度Tc为
5
外部 时钟
定时
同
步
1码 2速 复
3 4 支路
调 整
接 合路
复接器
定时
1 分恢 2 接复 3
4 支路 分接器
数字复接系统组成原理
6
• 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。
7
• 多路复用和多址技术的联系与区别
15
m1(t)
m2(t)
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。
16
时分复用原理
m1(t)
抽样开关
LPF
同步
m1(t) LPF
… …
… …
m2(t) LPF
mN(t) LPF
传输 系统
x(t)
y(t)
m2(t) LPF
mN(t) LPF
– 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，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。
8
例如卫星通信
– 用硬件实现时，设备的生产技术较为复杂， 特别是滤波器的制作和调试较繁难；
– 成本较高。
14
9.3 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。
12
基带语音
信号
4 kHz
8 kHz
Байду номын сангаас
12 kHz
0 300 – 3,400
4.3 – 7.4
8.3 – 11.4
f
12.3 – 15.4 kHz
Hz
kHz
kHz
12 kHz
1
16 kHz 20 kHz
56 kHz
4 2kHz
3
12
12路群的频谱图
f (kHz)
13
• 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；
• 国际电信联盟(ITU)制定了两种建议：
– 准同步数字体系PDH – 同步数字体系 SDH
22
9.3.1 准同步数字体系 (PDH)
• PDH有E体系和T体系两套标准。
– E体系以64kbit/s的A律PCM话音信号为基础 ，以2.048Mbit/s为基群的数字序列，我国大 陆、欧洲采用，以及作为国际间连接标准。
Tc T / N 1/(Nfs )
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
Rb n / Tc nNfs 19
• 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
9
9.2 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 。
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。
21
• 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。
10
话音输入1
300 ~ 3400 Hz
低通
相乘
4.3~7.4 kHz 带通
300 ~ 3400
Hz
话音输入2
低通
4 kHz
f1
8.3~11.4 kHz
相乘
带通
300 ~ 3400
Hz
话音输入3
低通
f2 8 kHz 12.3~15.4kHz
相乘
带通
f3 12 kHz
(a) 发送端原理方框图
3路频分复用电话通信系统原理
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。
20
• 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
– 其它方法：光纤通信中的波分复用(WDM)
3
1 f
2 f
N f
(a) 频 分 制
1 t
2 t
N t
(b) 时分制
1 t
2 t
N t
(c) 码分制
4
• 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。
多路信号输出
11
多路信号输入
4.3 ~ 7.4 kHz 带通
相乘
3400 Hz 低通
8.3~11.4 kHz 带通
f1 4 kHz 3400 Hz
相乘
低通
12.3~15.4 kHz 带通
f1 8 kHz 3400 Hz
相乘
低通
f1 12 kHz (b)接收端原理方框图
话音输出1 话音输出2 话音输出3
第九章 多路复用和多址技术
1
主要内容
9.1 概述 9.2 频分复用(FDM) 9.3 时分复用(TDM) 9.4 码分复用(CDM) 9.5 多址技术
2
9.1 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）