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。
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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。
第九章-多路复用和多址接入
高速率数字流的过程或方式。常见的复接方式是按位 复接和按字复接。
按位复接：简单易行，且对存储器容量要求不高。其缺点是 不利于信号交换。
按字复接：有利于数字电话交换，但要求有较大的存储容量。
复接方式举例：
PCM30/32基群(1)
PCM30/32基群(2) PCM30/32基群(3) PCM30/32基群(4)
9.4 时分多路复用(TDM)：
时分多路复用：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；但是主要用于传输数字信号。 TDM分类： （1）同步时分复用：时分方案中的时间片是预先分配好， 且是固定不变的。 （2）异步(统计)时分复用：允许动态地分配传输介质的 时间片。
缺点：
FDM应用举例1：
模拟电话系统： FDM最典型的应用就是话音信号频分多路载波通信 系统。滤波器将每个话音通道的带宽限制在3000Hz左 右。当多个通道被复用在一起时，每个通道分配 4000Hz的带宽，以便彼此频带间隔足够远，防止出现 串音。
FDM举例：
模拟电话网采用频分复用体系，是一个分级体系 结构，由基群(Group)、超群(Supergroup)、主群 (Mastergroup)和巨群(Giantgroup)等组成。
96
480 672 1440 4032 5760 8064
T–4
97.728（日本） 274.176（北美）
T－5
第4章_多址技术
根据是否使用基带信号复用，可分为多路单 载波(MCPC)和单路单载波(SCPC)方式。
17
18
4.2.1 MCPC和SCPC
多路单载波-频分多址(MCPC-FDMA)方式 每个地球站分配一个专用载波，首先把所有
39
帧同步包括两方面的内容 其一是指在地球站开始发射数据时，如何使
其进入指定的时隙，而不会对其他分帧构成 干扰，这就是分帧的初始捕获。 其二是指如何使进入指定时隙的分帧信号处 于稳定的工作状态，即使该分帧与其他分帧 维持正确的时间关系，不致出现相互重叠的 现象，这就是子帧同步技术。
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要发射的基带信号复用在一起，然后调制、 上变频，将频率变换到指定频率 ，最后再以 FDMA方式发射和接收。因此，经卫星转发 的每个载波所传送的是多路信号。 一般采用预分配方式。
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单路单载波-频分多址 (SCPC-FDMA)方式
在一路载波上只传送一路话音或数据。
特点：
可采用“话音激活”技术
4.3.3 数字话音内插
统计结果表明，在话音通信系统中，每条通 信线路上实际传送的话音信号只占总线路时 间的40%左右。利用话路的空闲时间传输其 他路的话音信号就可以提高信道利用率。
数字话音内插(DSI)就是利用话音通信的这个
特点，将路数较多的话音信号压缩到路数较
少的信道上进行传输的技术。在TDMA系统
• 时分复用（TDM）：利用时间的正交性，即以时间作为 信号分割的参量，使各路信号在时间轴上互不重叠，它利 用不同时隙来传送各路不同信号。在TDM系统中，每个 信号占据着不同的时间区间，但每个信号均占有相同的频 域，各路信号在频域中混叠在一起，在时域中可分辨。
多路复用和多址技术
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
5
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。
6
多路复用和多址技术的联系与区别
– 准同步数字体系PDH – 同步数字体系 SDH
21
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。 – T体系是以l.544 Mbit/s为基群的数字序 列，主要是美国、日本等地采用。
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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。
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时分复用原理
m1(t)LPF 抽样开关 同步
LPF m1(t)
… …
… …
m2(t)LPF mN(t)LPF
传输 x(t) 系统 y(t)
LPF m2(t) LPF mN(t)
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，设备的生产技术较为 复杂，特别是滤波器的制作和调试较 繁难； – 成本较高。
13
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。
多路复用技术与多址技术
另一个电话号码之上。 这种转移又可有下列几种情 况: 移动台遇忙时转移; 在一定时间内移动台无应答 转移; 移动台没有在网络中登记转移以及无条件转 移。 2. 呼出限制 用户可以从移动台 (手机或车台 ) 上启用或关闭此项业务。 有以下3种限制情况: 限制所 有的呼出; 限制国际呼出; 限制所有的长途呼出, 但除 了母局所在的公 共移动网。 3. 呼入限制 此项功能使用户阻止呼入信号, 以 节省不必要的话 费 ( 移动电话 是双向计费的 )。 它可分 为两种情况: 阻止所有的呼入; 当漫游到归属局以外 的地区时阻止呼 入信号。 4. 呼叫等待 当用户已经建立呼叫时, 对于新进 入的呼叫给用户一个提示, 用户可以接受、 拒绝或不 理睬等待的呼叫 。 5. 呼叫保持 当用户已接受并建立了一个呼叫 时, 可使其暂时中断去做其他工作, 如接受后一个呼
在通信系统中, 降低传输 设备的造价和充分利用频率 资源是很重要的问题。 多路复 用技术和多址技术正是针对 上述问题而提出 的。 一、 多路复用技 术 多路复用技术是使各路 信息共用一个传输信道的技 术。 它使两个通信站之间利用 一个信道同时传送多路信息 而互不干扰, 充分利用了信道 容量, 使单路信息传输成本大 大降低。 常用的多路复用技术 是频分多路复用 (FDM )和时 分多路复用 (TDM )。 多路复 用技术既可用于有线通信, 又 吴树祥 可用于无线通信 。 1. 频分多路复用 频分多路复用是各路信号分别占用信道的不同 频率范围, 图1是频分多路复用系统原理示意图。 在发 送端, 每路信号 mi (t )选一个副载波f i , 用 mi (t )对f i 进行调制, 可用任何一种调制方式, 产生的信号再综 合成一个复合信号mc ( t ), 见图1 (a )。 应适当选择f i , 使各路信号频谱互不重叠。 只要复合信号总带宽小于
复用与多址技术
孙黎昂
复用与多址技术
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。
复用
复用的基本原理
复用的分类
常用的复用方式有：频分多路复用（FDM) 时分多路复用(TDM) 码分多路复用（CDM)
码分多址（CDMA）
在码分多址中，不同地址的用户均占用信道的全部 带宽和时间，但是每个用户都被分配给一个唯一的、 互不相关的“码序列”。发送时使用该“码序列” 对基带信号进行调制，接收机采用相关检测器将具 有特定码型的用户信号解调出来，而其他不相关的 信号相当于“背景噪声”。 码分多址以扩频通信技术为基础，可容纳比时分多 址系统还要多的用户，且具有低功率、软切换、抗 干扰能力强等优点。
（又称同步检测）时，接收端必须获得一个与发端载 波同频同相的载波； 位同步：又称码元同步，使码元判决时钟的周期和相 位都准确的与发端一致，否则误码率会大大增加； 帧同步：把应用于多路复用传输中，发端和收端的帧 起止位要一致，检测并获得起止标志的过程称为～； 字同步、句同步：字和句的起止标志的获取； 网同步：多点之间的数字通信网中可靠通信和数据交 换的同步。
频分多址（FDMA）
在频分多址中，不同地址的用户占用不同的频率 （即采用不同的载波频率），通过滤波器选取信号 并抑制无用干扰，各信道可同时使用。 频分多址技术比较成熟，早期的模拟移动电话系统 均使用这种方式。因为各个用户使用不同频率的信 道，所以用户容量有限。
时分多址（TDMA）
在时分多址中，不同地址的用户占用同一频带的同 一载波，但占用的时间不同。各用户只在规定的时 隙内（一个时隙称为一帧）以突发的形式发射它的 已调信号，各用户信号在时间上是严格依次排列、 互不重叠的。 时分多址通信系统是一种数字传输系统，现在的移 动通信系统多数都采用这种多址技术。显然，在可 用频段数相同的情况下，采用时分多址技术比频分 多址技术能容纳更多的用户。但时分多址通信系统 需要精确定时和同步，以保证各用户发送的信号不 会发生重叠。
lte工作原理
lte工作原理LTE（Long Term Evolution）是一种无线通信技术，它的工作原理是通过无线电频谱将数据传输到移动设备。
LTE使用了OFDM（正交频分多路复用）技术，它将数据划分为多个低速数据流，然后将其在不同子载波上传输，以提高传输效率和减少干扰。
LTE的工作原理如下：1. 频率分配：LTE使用多个频带来提供更高的数据传输速度和更好的网络覆盖。
通常情况下，频谱被划分为多个子载波，并分配给不同的用户进行数据传输。
2. 封帧和多址技术：数据被分成小的数据包，并通过分组技术封装为数据帧。
每个数据帧都有特定的标识符，以确保正确接收和处理。
同时，LTE利用多址技术，使得多个用户可以同时传输和接收数据，提高了网络的容量和吞吐量。
3. 调制和解调：在数据发送之前，LTE使用调制技术将数字数据转换为调制信号，然后通过无线信道传输。
接收端通过解调技术将接收到的无线信号还原为原始数据。
4. MIMO技术：LTE采用MIMO（多输入多输出）技术，通过在发射端和接收端使用多个天线，实现在同一频谱上进行多个数据流的传输。
这不仅提高了数据传输速度，还增加了网络的可靠性和稳定性。
5. QoS（服务质量保证）：LTE支持多种不同类型的数据传输服务，如实时语音通话、视频流媒体和互联网数据传输等。
通过对不同类型数据的优先级进行管理和调度，以确保其获得适当的带宽和延迟。
总的来说，LTE通过利用OFDM技术、频率分配、封帧和多址技术、调制解调、MIMO技术和QoS等手段，实现了高速、可靠且高容量的无线数据传输。
它是移动通信领域的重要技术之一，为我们提供了更快速、更稳定的移动通信体验。
通信系统的多址和多路复用技术介绍
通信系统的多址和多路复用技术介绍通信系统中的多址和多路复用技术是实现多个用户同时传输信息的重要手段。
通过多址技术，不同用户可以使用相同的传输介质，在不干扰彼此的情况下进行通信。
而多路复用技术则是利用时间、频率或者空间的分割，将多个信号合并在一个传输通道中进行传输，从而提高了通信系统的利用率。
本文将分别对多址和多路复用技术进行介绍，并提供实例解释。
一、多址技术的介绍1.频分多址(Frequency Division Multiple Access, FDMA)频分多址将可用的频率资源分为若干个频带，每个用户被分配一段频率进行通信。
由于每个用户使用不同的频带，所以用户之间不会发生干扰。
这种方式适用于用户间的通信需求相对较低的情况，如无线电广播。
2.时分多址(Time Division Multiple Access, TDMA)时分多址将时间分为若干个时隙，不同用户在不同的时隙中传输信息。
各个用户按照时间顺序依次发送信号，而接收方在预定的时段内将这些信号分开处理。
这种方式适用于需要周期性传输信息的场景，如移动电话通信。
3.码分多址(Code Division Multiple Access, CDMA)码分多址通过给每个用户分配一个唯一的码片序列，将不同用户的信号在频域上进行编码，然后混叠在一起进行传输。
接收方使用相同的码片序列进行解码，将特定用户的信号分离出来。
这种方式具有较好的抗干扰能力，适用于数据通信和移动通信。
二、多路复用技术的介绍1.时分复用(Time Division Multiplexing, TDM)时分复用将时间划分为若干个时隙，不同用户在不同的时隙内传输信息。
这些用户的信息流经过调度器后，按照预定的时隙顺序组合在一起，然后通过传输线路进行传输。
接收方根据时隙的信息将多个信号分开处理。
这种方式适用于需要中断式传输的场景，如电话网络。
2.频分复用(Frequency Division Multiplexing, FDM)频分复用将可用的频率划分为若干个频段，每个用户被分配一段频率进行通信。
08多址技术2
1. FDMA
特点：
频率利用率低，系统容量有限。每个频道一对频率，只可送一路话音
信息连续传输。 FDMA不需要复杂的成帧、同步和突发脉冲序列的传输，MS设备相 对简单。技术成熟，易实现，但系统中多个频率信号易相互干扰，且 保密性差 BS的共用设备成本高且数量大，每个信道需要一套收发信机 越区切换时，只能在话音信道中传输数字指令，要抹掉一部分话音而 传输突发脉冲序列 容易产生信道间的互调干扰，通信质量差，保密性差；频道有限，系 统容量小，不能容纳较多用户。
导频信 号强度
3. CDMA
软切换特性
• MS在切换时先不中断与原基站的连接，在与目标基站建立可 靠通信后，再中断与原基站的通信
• 一个MS可有多个BTS同时提供通信连接
上下行功率控制
• GSM中利用APC对MS进行功率控制（上行） • CDMA可对MS进行上行信号功率控制，也可对BTS进行下行 信号功率控制
概念：以频率区分不同的用户信号
每个用户占用一个频道传输信息 区别于FDD（频分双工） FDM（频分复用）
原理：
发端：每个用户的信息调制到不同载频上传输 收端：接收解调获取自己的信息
1.FDMA
频分多址技术按照频率来分割信道, 即给不同的用户分配 不同的载波频率以共享同一信道。 频分多址技术是模拟 载波通信、 微波通信、卫星通信的基本技术, 也是第一代 模拟移动通信的基本技术。
码分多址(CDMA)
与FDMA、TDMA相比，CDMA具有容量大、低功率、软 切换、 抗干扰能力强等一系列优点。
CDMA通信系统容量是TDMA通信系统的4-6倍，是 FDMA通信系统的20倍左右。是第三代移动通信系统的主 要方案。
第4讲 多路复用和多址接入1
图4.6 典型的频分复用系统的调制方案
2006-08
东南大学移动通信国家重点实验室
现代移动通信技术
4.1 通信资源的分配
频分复用/频分多址：卫星系统的频分多址方式
大多数通信卫星处于地球同步轨道上。这意味着卫星围绕圆轨道转 动，此圆平面就是地球的赤道面，高度约为19,330海里，轨道周期等 于地球的自转周期。由于从地球上看卫星是静止的，并且每个卫星可 以覆盖120°的地球表面，所以只需要三个卫星就可以覆盖全球（除 了两极地区）。大多数的卫星通信系统是由非再生中继器构成的。非 再生是指上行链路（地球到卫星）的传输仅仅是简单的放大、频移， 并且不经过解调/二次调制或者信号处理而直接在下行链路（卫星到 地球）上再次传输。商用卫星通信中最常用的频带称为C波段，上行 链路为6GHz的载波，下行链路为4GHz的载波。对于C波段卫星系统， 国际上规定，每个卫星可以使用500MHz的带宽。一般每个卫星有12 个转发器，每个转发器占用36MHz的带宽。通常，36MHz的转发器 采用FDM/FM/FDMA（频分多路复用，调频，频分多址）的多宿模 式进行工作。现在看看这个名称的每个组成部分。
2006-08
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现代移动通信技术
4.1 通信资源的分配
图4.5 简单的FDM例子。3个频移语音信道。
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现代移动通信技术
4.1 通信资源的分配
频分复用/频分多址：频分复用电话 图4.6描述了电话信 道中FDM多元结构 的最低二级。第一 级由12个副载波调 制的信道组成，频 率范围为60~108 kHz。第二级由5组， 60个副载波调制的 信道组成，频率范 围为312~552 kHz， 这5组信道也称为 超群。多路信道可 以看成是一个合成 信号，它可以通过 电缆传输，也可以 调制到载波进行无 线传输。
多路复用和多址技术
STM-1
155.52
STM-4
622.08
STM-16 2,488.32
STM-64Βιβλιοθήκη 9,953.2835
• SDH采用块状的帧结构来承载信息，整个 帧结构分成段开销(SOH)区、STM-N净负 荷区和管理单元指针(AUPTR)三个区域。
• 段开销区主要用于网络的运行、管理、维 护及指配以保证信息能够正常灵活地传送
帧同步时隙
偶帧
TS0 0 0 1 1 0 1 1
帧同步信号 保留给国际用
奇帧
TS0
1 A1 1
奇失
1 11
保留给
1
帧 步 国内通信用
识告
别警
码码
话路
时隙
信令时隙
CH1~ CH15
0000
复帧同
1 A2 1 1
备用
步信号
比特
F abcd a bcd
1
CH1
CH16
F15 a b c d a b c d
三次复用 4
四次复用
复用设 备 四次群
复用设 备 五次群
565.148 Mb/s
1
4路 8.448 Mb/s
4 二次复用 1
4路 2.048 Mb/s 4
复用设 备 二次群
复用设 备 三次群
34.368Mb/s
139.264Mb/s
1
PCM
8.448 Mb/s
复用设
30
备 一次群
(30路 64 kb/s) 2.048 Mb/s
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。
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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）