第七章多路复用和多址技术
多路复用解释
多路复用（Multiplexing）是指在计算机网络通信中，利用一个物理通道传输多个数据流的技术。
它通过将多个数据流分解成小块，并交替地在通信链路上传输，实现了在一条物理通道上同时传输多个数据流的目的。
多路复用的使用可以提高带宽利用率和传输效率，降低通信成本，并且能够满足多用户同时访问的需求。
在传统的通信方式中，每个数据流都需要独占一个物理通道才能进行传输。
然而，随着网络应用的不断发展，用户对于网络带宽的需求逐渐增加，传统的通信方式已经无法满足多用户同时访问的需求。
此时，多路复用技术应运而生，它可以复用已有的通信资源，将多个数据流同时传输，提高通信效率。
在多路复用的实现过程中，通常使用了两种主要的技术：时分复用（TDM）和分组复用（FDM）。
时分复用是指将时间划分为若干个时隙，每个时隙用于传输不同的数据流。
发送端将要发送的数据流按照一定的顺序放置在不同的时隙里，接收端则按照相同的顺序将相应的时隙中的数据恢复出来。
时分复用的优点是实现简单，对于时延敏感性较低的应用比较适用。
但是，时分复用的缺点是无法随着数据流量的变化灵活调整带宽分配，因此在网络负载较大时容易出现拥塞。
分组复用是指将每个数据流分成小的数据包，然后交替地传输这些数据包。
发送端将不同数据流的数据包按照一定的规则混合在一起发送，接收端则根据数据包的标识将它们恢复出来。
分组复用的优点是带宽分配灵活，能够根据网络负载情况动态调整带宽分配，提高网络的利用率。
但是，分组复用的缺点是在传输过程中会增加一定的延迟，并且对数据包的排序和恢复需要一定的处理时间。
多路复用广泛应用于各种计算机网络中，例如电话网络、数据通信网络等。
在电话网络中，多路复用可以实现多个电话用户共享一条物理线路进行通话，从而减少了线路的占用。
在数据通信网络中，多路复用可以将多个应用程序的数据流同时传输，提高网络的带宽利用率，并且能够满足多用户同时访问的需求。
总而言之，多路复用是一种有效的网络通信技术，通过复用已有的通信资源，可以在一条物理通道上同时传输多个数据流，提高带宽利用率和传输效率，降低通信成本，并且能够满足多用户同时访问的需求。
多路复用技术
信号复合
¶ Â à · ´ Ó · Ã Æ ÷ ß Ë · Ù Í ¨Ð Å Ï ß Â ·
信号分离
¶ Â à · ´ Ó · Ã Æ ÷
多路复用技术的分类：
◇ 频分多路复用FDMA ◇ 时分多路复用TDMA ◇ 波分多路复用WDMA
◇ 码分多路复用CDMA
1 频分多路复用（FDMA）
定义：是将具有一定带宽的信道分割成若干个有较小频带的子信 道，每个子信道传输一路信号，即供一个用户使用，这就是频分 多路复用。 特点： （1）在一条通信线路上设计有多路通信信道;
¦ ¸ Ê Â
¸Ï â Ë1 IJ µ ¨Æ × âÏ ¸ Ë1 ¨³ ² ¤ ¸Ï â Ë2 IJ µ ¨Æ × âÏ ¸ Ë2 ¨³ ² ¤
²í ¸ ϸ âÏ Ë Ä² µ ¨Æ × ¦ ¸ Ê Â ¨³ ² ¤ âÏ ¸ Ë3 ¦ ¸ Ê Â
¸Ï â Ë3 IJ µ ¨Æ ×
¨³ ² ¤ ¸Ï â Ë4 IJ µ ¨Æ ×
填空题
1、数据交换方式基本上分为三种 电路交换 、报文交 换和分组交换 。 2、分组交换有两种方式：数据报方式和虚电路方式。 3、用电路交换技术完成的数据传输要经历电路建立 阶段 、 数据传输阶段和拆除电路连接阶段 。 4、在计算机的通信子网中，其操作方式有两种，它 们是面向连接的电路交换方式和虚电路方式和无连接 的报文交换方式和数据报交换方式。 5、在数据报服务方式中，网络节点要为每个数据报/ 分组选择路由，在虚电路服务方式中，网络节点只在 连接建立时选择路由。
异步时分复用技术又被称为统计时分复用或智能时分复 用（ITDM）技术，它能动态地按需分配时隙，时间片位 置与信号源没有固定的对应关系
时分多路复用常用于传输数字信号。 但是也不局限于传输数字信号，模拟信号也 可 以同时交叉传输。另外，对于模拟信号， 时分多路复用和频分多路复用结合起来使用 也是可能的。一个传输系统可以频分许多条 通道，每条通道再用时分多路复用来细分。
数字电路多路复用
数字电路多路复用多路复用（Multiplexing）是指将多个输入信号通过某种方式合并在一起传输的技术。
在数字电路中，多路复用常用于减少信号传输的线路数，并实现多个信号的同时传输。
一、概述多路复用是一种数字电路技术，它通过将多个输入信号合并在一条传输线上，以减少所需的传输线路数量。
多路复用通常由多路复用器（Multiplexer）和解复用器（Demultiplexer）两部分组成。
在发送端，多路复用器将多个输入信号合并成一个复合信号进行传输；在接收端，解复用器将复合信号分解成多个原始信号进行处理。
二、多路复用器的工作原理多路复用器是多路复用技术的核心设备，它根据控制信号来选择、合并输入信号，并将合并后的信号输出到传输线上。
1. 选择输入信号多路复用器的输入端通常有多个信号源（如A、B、C），其中一个控制端输入信号（如S）用于选择需要传输的输入信号。
控制信号S的二进制表示决定了被选择的输入信号。
2. 合并信号多路复用器根据控制信号选择要合并的输入信号，并将它们合并成一个复合信号。
合并后的信号通过传输线路传输到接收端。
三、解复用器的工作原理解复用器是多路复用技术的接收端设备，它根据控制信号将合并后的复合信号分解成原始的多个信号。
1. 接收复合信号解复用器接收通过传输线路传输过来的复合信号。
2. 根据控制信号分解信号解复用器使用控制信号识别复合信号中的各个原始信号，并将它们分解成多个独立的信号。
分解后的信号可以进一步进行处理和使用。
四、多路复用的应用多路复用技术广泛应用于数字通信领域，以实现高效的数据传输和资源共享。
1. 通信系统在通信系统中，多路复用可将多个输入信号合并到一条传输线路上进行同时传输，提高通信效率。
例如，在电话系统中，多路复用可以将多个电话信号通过一条传输线路进行传输，并在接收端解复用还原成原始电话信号。
2. 数据存储多路复用技术也可以应用于数据存储领域，例如，在磁带存储系统中，多路复用可以将多个数据流合并到一个物理磁带上进行存储。
多路复用技术
多路复用技术多路复用技术是计算机网络中的一种重要技术，其主要作用是在一条物理通信链路上同时传输多个数据流。
通过使用多路复用技术，可以显著提高系统的传输效率和性能，减少网络的拥塞情况，提升用户的体验。
在传统的通信方式中，一条物理链路仅能传输一个数据流。
这种方式在网络资源紧张、用户数量众多的情况下，会导致资源的浪费和系统的拥塞。
为了解决这一问题，多路复用技术应运而生。
多路复用技术的核心思想是将多个数据流同时传输在同一条物理链路上，通过在发送端将多个数据流分割成小的数据包，并添加标识信息，然后在接收端根据标识信息将数据包重新组合成完整的数据流。
这样一来，多个数据流可以通过同一条物理链路进行传输，大大提高了链路的利用率。
多路复用技术有多种实现方式，其中最常用的是分时多路复用和频分多路复用。
分时多路复用（Time-Division Multiplexing，TDM）是将不同的数据流按照时间片的方式进行传输。
发送端将不同的数据流按照预定的时间片大小进行划分，并按照顺序传输。
接收端根据时间片的标识信息，按照相同的顺序将数据包进行重新组合。
这种方式要求发送端和接收端的时钟高度同步，以确保数据的准确传输。
频分多路复用（Frequency Division Multiplexing，FDM）是将不同的数据流按照频率范围进行传输。
发送端将不同的数据流分配到不同的频率上进行传输，接收端根据频率范围将数据流进行分离和重新组合。
这种方式要求发送端和接收端的频率范围必须一致，以确保数据的正确传输。
除了分时多路复用和频分多路复用外，还有一种常见的多路复用技术是码分多路复用（Code Division Multiplexing，CDM）。
码分多路复用通过使用不同的扩频码对不同的数据流进行编码，并将编码后的数据进行传输，在接收端使用相应的扩频码对数据进行解码和还原。
码分多路复用不仅可以提高链路利用率，还具有一定的抗干扰能力。
总之，多路复用技术是一种能够提高网络传输效率和性能的重要技术。
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。
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]
多路复用技术
多路复用技术第一篇：多路复用技术的概述多路复用(Multiplexing)技术是传输领域中常见的一种技术，其主要目的是在有限的传输带宽内，同时传输多个信号。
多路复用技术可以充分利用传输媒介的带宽，提高传输效率，降低成本。
在计算机网络领域中，多路复用技术也被广泛应用。
本篇文章将着重讨论多路复用技术在计算机网络中的应用。
在计算机网络中，多路复用技术是指将多个数据流并行地传输在同一个物理通道上。
通过多路复用技术，不同的应用程序可以同时在同一个物理通道上进行数据传输，从而提高网络性能，减少网络拥堵和传输时延。
常见的多路复用技术包括时分复用、频分复用、波分复用和码分复用等。
时分复用技术是将待传输的多个数据流按照时间片的方式交替传输。
在传输过程中，每个数据流被分配到固定时间片上，只有在该时间片内可以进行数据传输。
时分复用技术被广泛应用在电话网络、无线通信系统以及数字广播电视系统等领域中。
频分复用技术是将待传输的多个数据流按照频率的不同进行分配，然后将这些数据流在同一个物理通道上进行传输。
在频分复用技术中，每个数据流被分配到一个独立的频带上进行传输，不同的数据流之间不会互相干扰。
频分复用技术在移动通信系统、卫星通信系统以及无线电广播系统等领域中得到广泛应用。
波分复用技术是利用不同波长的光波来传输多个数据流的技术。
在波分复用技术中，每个数据流被分配一个独立的光波进行传输，不同的数据流之间不会互相干扰。
波分复用技术被广泛应用在光纤通信系统中。
码分复用技术是利用不同的码来区分多个数据流的技术。
在码分复用技术中，每个数据流被编码成不同的码，并在同一物理通道上进行传输。
在接收端，可以通过解码的方式将不同的数据流区分出来。
码分复用技术被广泛应用在卫星通信系统、移动通信系统以及局域网中。
总之，多路复用技术是一种非常重要的网络传输技术，可以提高网络带宽利用率，提高网络性能和传输效率。
在计算机网络中，多路复用技术被广泛应用，可以提高网络吞吐量，减少网络拥堵和传输时延，为网络应用提供更稳定的服务。
多路复用技术的概念
多路复用技术的概念多路复用技术的概念多路复用(Multiplexing)技术是一种将多个信号合并成一个信号进行传输的技术。
在通信技术中，一条物理通路是很宝贵的，多路复用技术可以将多条数据流合并传输，从而节省了通信资源。
多路复用技术被广泛应用在通信领域，例如电话、网络等。
按类划分，多路复用技术主要分为以下几种：1. 时分复用 (Time Division Multiplexing, TDM)时分复用技术将不同的信号按时间顺序交织在一起，然后在接收端对其进行分离。
例如电话系统中，多个电话通信时，通过时分复用技术将不同的通话按时间分隔，使其能够同时进入同一条物理通路。
这种技术的优点是简单易用，但是需要准确的时钟同步，因此要求实现较高。
2. 频分复用 (Frequency Division Multiplexing, FDM)频分复用技术将不同的信号按照不同的频率划分在一起，然后在接收端对其进行分离。
例如广播电台，通过频分复用技术将不同的电视、广播频道混在一起，使其能够通过同一条无线电波进行传输。
这种技术的优点是实现较为简单，但是占用频带较为宽广。
3. 波分复用 (Wavelength Division Multiplexing, WDM)波分复用技术将不同的信号按照不同的波长划分在一起，然后在接收端对其进行分离。
例如光纤通信，通过波分复用技术将不同的光信号混在一起，使其能够通过同一条光纤进行传输。
这种技术的优点是传输距离远、媒介损耗小，但是实现较难、成本较高。
4. 统计时分复用 (Statistical Time Division Multiplexing, STDM)统计时分复用技术与时分复用技术类似，不同的是数据传输时不需要严格的时隙分配。
例如，在数据网络传输中，将不同的数据包按需时分复用，从而充分利用了通信资源。
这种技术的优点是灵活性高，但是需要复杂的流量控制和调度算法。
综上所述，多路复用技术是一种通信领域中非常重要的技术之一，它通过合理地利用通信资源，提高了通信效率和可靠性。
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。
通信原理-信道复用与多址技术
应用场景选择
• 码分复用适用于保密性要求高的场景。
应用场景选择
01
多址技术
02 频分多址适用于用户数量较少、对频率资 源需求大的场景。
03
时分多址适用于用户数量较多、对时间资 源需求大的场景。
04
码分多址适用于用户数量大、对保密性要 求高的场景。
发展趋势分析
信道复用与多址技术的融合
随着通信技术的发展，信道复用与多址技术呈现融合趋势，以提高频谱利用率 和系统容量。
详细描述
码分复用通过分配不同的扩频码型给不同的用户或数据流，实现多个信号在同一信道上的传输。每个信号使用独 特的扩频码型进行调制，从而实现多路复用。由于不同的码型之间具有正交性，因此可以有效地实现信号的分离 和识别。
02
多址技术
频分多址
频分多址（Frequency Division Multiple Access， FDMA）是一种通信方式，它将通信频带分成若干个小的 频带，每个用户占用一个子频带进行通信。 FDMA通过将频带分割成多个小的频带，可以支持多个用 户同时进行通信，提高了频谱利用率。
01 频分多址（FDMA）：不同用户占用不同频率。 02 时分多址（TDMA）：不同用户在不同时间占用
同一频率。
03 码分多址（CDMA）：不同用户使用不同的码型 占用同一频率。
应用场景选择
信道复用技术
频分复用适用于带宽需求大、信号特性差异明显 的场景。
时分复用适用于对实时性要求高、信号特性相近 的场景。
计算方法
复用增益可以通过比较单路传输和多路传输 的系统性能来计算。具体而言，可以通过比 较不同用户数下的总传输速率和单路传输速 率来计算复用增益。
复用增益与信道容量的关系
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。
14
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。
15
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。
计算机通信技术第7章+多路复用技术
第7章多路复用技术
信号1 信号2 信号3
信号N
. . .
频 分 复 用 器
f1 f2 f3
. . .
防护频带
信号1
fN
图7-3 频分多路复用原理
解 频 分 复 用 器
信号2 信号3
信号N
. . .
第7章多路复用技术
第一步 第二步 第三步 第四步
滤波器
0 ～4 KHz M1(t) 载频
108 KHz
实际应用中，频分多路复用主要用于模 拟信道的复用，使用时先对多路信号的频谱 范围进行限制，然后通过变频处理，将信号 分配到不同的频段上。图7-4为语音频分多 路复用的过程示意图，如图7-4(a)所示，发 送端的各路信号M1(t)，M2(t)，…，Mn(t) 经各自的低通滤波器分别采用载波108k、 104k、…、64k进行调制。各路带通滤波器 滤出相应的边带（载波电话通常采用单边带 调制），相加后便形成频分多路信号。
第7章多路复用技术
在接收端，各路的带通滤波器将各路信 号分开，并分别与各路的载波108k、 104k、…、64k相乘，实现相干解调，以恢 复各路信号，其过程如图7-4(b)所示。
第一步 第二步 第三步 第四步
滤波器
104 KHz~ 108 KHz 传输介质
解 多 路 复 用 器
滤波器
0 ～ 4 KHz 载频
第7章多路复用技术
波分复用的原理如图7-6所示，发送端 光纤1和光纤2上的信号，通过光栅复用到一 条远距离传输光纤上进行传输。在接收端再 解复用到光纤3和光纤4上，利用这一过程就 可以建立交换式的WDM系统。在一根光纤上 复用80路或更多路的光载波信号称为密集波 分复用(DWDM )，目前单根光纤的数据传输 速率最高可以达到数太比特每秒。
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
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。
复用与多址技术
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。
多址技术
多址技术广泛应用于无线通信，它是指把处于不同 地址（如手机号码）的多个用户接入一个公共传输 媒质，使多对用户同时进行通信的技术。 多址通信的目的，是为了实现多用户系统中的指定 连接。 目前已应用的多址技术，主要有频分多址 （FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址 （CDMA）等。
频分复用技术（FDM）
频分复用的优缺点
优点 有效减少多径及频率选择性信道造成接收端误码率 上升的影响 接收端可利用简单一阶均衡器补偿信道传输的失真 频谱效率上升 缺点 传送与接收端需要精确的同步 对于多普勒效应频率漂移敏感 峰均比高 循环前缀（Cyclic Prefix）造成的负荷
时分复用技术（TDM）
时分复用技术（time-division multiplexing, TDM, TDMA）是将不同的信号相互交织在不同的 时间段内，沿着同一个信道传输；在接收端再用某 种方法，将各个时间段内的信号提取出来还原成原 始信号的通信技术。这种技术可以在同一个信道上 传输多路信号。 为了提高通信系统信道的利用率，话音信号的传输 往往采用多路复用通信的方式。这里所谓的多路复 用通信方式通常是指：在一个信道上同时传输多个 话音信号的技术，有时也将这种技术简称为复用技 术。复用技术有多种工作方式，例如频分复用、时 分复用以及码分复用等。
复用与多址技术
【例】多路载波传输系统组群方案
.......... ........
0
4k
f
60
64
68
104 108
kHz
图8-3 单路话音频带
图8-4 单边带频谱组成一个基群频谱
.......... ........
312 360
408
kHz
.......... ........
f 21
LPF 信道
m1n (t )
LPF
f1n
mm1 (t )
BPF
f1n
LPF
f m1 f m1
LPFmm1 (t )m Nhomakorabea2 (t )
LPF
f m2
LPF
m m2 (t )
m mn (t )
f2m
数字通信原理
f 2m
f m2
LPF
mmn (t )
LPF
f mn f mn
2019年1月20日星期日
2019年1月20日星期日
复用的基本原理
复用的主要问题，在于如何将多路信号综合在一起， 并保持它们各自的“独立性”，以便在接收端能将各 路信号完全分离出来。 复用的理论基础，是信号正交分割技术，要求任意两 路信号之间满足正交的关系。对于任意两路信号f1(x) 和f2(x)，如满足
x2
x1
f1 ( x) f 2 ( x)dx 0
数字通信原理 2019年1月20日星期日
【例】多路载波传输系统组群方案
分群等级 基群 超群 主群
容量（路数）
KHz ） 带宽（
- 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)。
Bn nfm' n 1 f g 50 2 3.3 49 0.7 364 .3kHz
再进行 FM 调制后所需的传输带宽
B 2Δf Bn 21000 364 .3 2728 .6kHz
图7-2 三路信号的频谱
解：信道中频分复用信号的总频带宽度为
Bn nfH n 1 f g n 1 f s f H 11400 (Hz)
对 3 路信号进行调制的载波频率分别采用 ωc1,ωc2,ωc3 ，得到频分 复用信号的频谱结构如图 7-3 所示。
图7-3 频分复用信号的频谱结构
❖ 频分复用信号原则上可以直接在信道中传输，但在某些 应用中，还需要对合并后的复用信号再进行一次调制。
7.3.1 时分复用的PAM系统（TDM-PAM）
❖ 各路信号首先通过相应的低通滤波器（预滤波器）变为频带 受限的低通型信号。然后再送至旋转开关（抽样开关），每 秒将各路信号依次抽样一次，在信道中传输的合成信号就是 3路在时间域上周期地互相错开的PAM信号，即TDM-PAM信 号。
抽样时各路每轮一次的时间称为一帧，长 度记为 Ts ，它就是旋转开关旋转一周的时间， 即一个抽样周期。一帧中相邻两个抽样脉冲之 间的时间间隔叫做路时隙（简称为时隙），即 每路 PAM 信号每个样值允许占用的时间间 隔，记为 Ta Ts /n 。
❖ 多路复用信号可以直接送入信道进行基带传输，也可以 加至调制器后再送入信道进行频带传输。
❖ 在接收端，合成的时分复用信号由旋转开关（分路开关， 又称选通门）依次送入各路相应的低通滤波器，重建或 恢复出原来的模拟信号。需要指明的是，TDM中发送 端的抽样开关和接收端的分路开关必须保持同步。
（7.2）
[例7.2.1] 采用频分复用的方式在一条信道中传输 3 路信号，已知 3 路 信 号 的 频 谱 如 图 7-2 所 示 ， 假 设 每 路 信 号 的 最 高 频 率 f H =3400Hz，均采用上边带（USB）调制，邻路间隔防护频 带为 f g =600Hz。试计算信道中复用信号的频带宽度，并画出 频谱结构。
❖ 所谓多址通信是指处于不同地址的多个用户共享信道资 源实现各用户之间相互通信的一种方式。多址方式的典 型应用是卫星通信和蜂窝移动通信。在卫星通信中，多 个地球站通过公共的卫星转发器来实现各地球站之间的 相互通信。在移动通信中，则是多个移动用户通过公共 的基站来实现各用户的相互通信。
❖ 频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址 （CDMA）和空分多址（SCDMA）是几种主要的多址 技术。以卫星通信为例，FDMA是按地球站分配的射频 不同来区分地球站的站址；TDMA是按分配的时隙不同 来区分站址；CDMA是用相互正交的码字来区分站址； SCDMA是以卫星天线指向地球站的波束不同来区分站 址。
❖ 多路复用和多址技术都是为了共享通信资源，这两种技 术有许多相同之处，但是它们之间也有一些区别。
❖ 一般来说，多路复用通常在中频或基带实现；通信资源 是预先分配给各用户共享的。
❖ 而多址技术通常在射频实现；是远程共享通信资源，并 在一个系统控制器的控制下，按照用户对通信资源的需 求，随时动态地改变通信资源的分配。
7.2 频分复用
❖ 频分复用就是在发送端利用不同频率的载波将多路信号的频 谱调制到不同的频段，以实现多路复用。频分复用的多路信 号在频率上不会重叠，合并在一起通过一条信道传输，到达 接收端后可以通过中心频率不同的带通滤波器彼此分离开来。
每路信号首先通过低通滤波器（LPF）变成频率受限 的低通信号。然后，每路信号通过载频不同的调制器进行 频谱搬移。一般来说调制的方式原则上可任意选择，但最 常用的是单边带调制，因为它最重叠，要求载频间隔
f s fci1 fci f m ' f g i 1,2,,n
（7. 1）
fci 和 f ci1 分别为第 i 路和第i 1路的载波频率。f m ' 是每一路已
调信号的频谱宽度。 f g 为邻路间隔防护频带。
n 路复用信号的总频带宽度为
Bn nfm' n 1 f g n 1 f s fm '
隙，来达到在同一信道中传输多路信号而互不干扰的一种方 法。
❖ 与频分复用相比，时分复用具有以下的主要优点： ❖ （1）TDM多路信号的合路和分路都是数字电路，比FDM的
模拟滤波器分路简单、可靠。 ❖ （2）信道的非线性会在FDM系统中产生交调失真和多次谐
波，引起路间干扰，因此FDM对信道的非线性失真要求很高。 而TDM系统的非线性失真要求可降低。
❖ 频分复用系统的主要优点是信道复用路数多、分路方便。
❖ 频分复用主要缺点是设备庞大复杂，成本较高，还会因 为滤波器件特性不够理想和信道内存在非线性而出现路 间干扰，故近年来已经逐步被更为先进的时分复用技术 所取代。
7.3时分复用和多路数字电话系统
❖ 时分复用（TDM）是建立在抽样定理基础上的。 ❖ 时分复用就是利用各路信号的抽样值在时间上占据不同的时
❖ 第一次对多路信号调制所用的载波称为副载波，第二次 调制所用的载波称为主载波。
❖ 原则上，两次调制可以是任意方式的调制方式。如果第 一次调制采用单边带调制，第二次调制采用调频方式， 一般记为SSB/FM。
[例7.2.2]
设有一个 DSB/FM 频分复用系统，副载波用 DSB 调制，主载 波用 FM 调制。如果有 50 路频带限制在 3.3kHz 的音频信号，防 护频带为 0.7kHz。如果最大频移为 1000kHz，计算传输信号的 频带宽度。
7.1 引言
所谓多路复用是指在同一个信道上同时传输多路信号而互不干扰的一种技术。
为了在接收端能够将不同路的信号区分开来，必须使不同路的信号具有不同的
❖
特征。最常用的多路复用方式是频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和码 分复用（CDM）。
按频段区分信号的方法叫频分复用；按时隙区分信号的方法叫时分复用；按相 互正交的码字区分信号的方法叫码分复用。传统的模拟通信中都采用频分复用； 随着数字通信的发展，时分复用和码分复用通信系统的应用越来越广泛。