CH8-频分多路复用技术及其应用
频分复用原理
频分复用原理一、频分复用的基本概念频分复用（Frequency Division Multiplexing，简称FDM）是一种多路复用技术，它将多个低速信号合成为一个高速信号在同一通信信道中传输。
在发送端，不同的低速信号经过调制后占据不同的频带宽度，然后将这些带宽叠加起来形成一个宽带信号。
在接收端，通过解调和滤波将各个低速信号分离出来。
二、频分复用的原理1. 多路复用器多路复用器是实现FDM技术的关键设备。
它能够将多个低速信号通过模拟或数字处理技术转换成高速模拟或数字信号，并将这些高速信号按照特定的规律合并到一个宽带载波上进行传输。
在接收端，多路复用器可以将这些混合在一起的高速信号解开并恢复原始信息。
2. 调制与解调调制是指将原始信息转换成适合于传输媒介传输的电磁波形式的过程。
常见的调制方式有振幅调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
解调则是指将接收到的电磁波信号转换成原始信息的过程。
3. 带宽分配在FDM技术中，每个低速信号所占用的带宽是固定的，因此在进行带宽分配时需要考虑每个信号所需的带宽大小。
如果某个信号需要的带宽超过了分配给它的带宽大小，就会造成信号失真或丢失。
4. 滤波在接收端，需要对传输过来的宽带信号进行滤波处理，以便将各个低速信号分离出来。
这可以通过选择性地去除不需要的频段实现。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
三、应用场景1. 电视广播FDM技术可以将多个电视频道混合在一起发送，并在接收端通过解调和滤波将各个频道分离出来。
这种方式被广泛应用于电视广播领域。
2. 电话网络在电话网络中，FDM技术可以将多路电话信号合并到一个传输媒介中进行传输。
这样可以大幅度提高电话网络的通话容量和效率。
3. 数据通信FDM技术也被广泛应用于数据通信领域。
例如，在局域网中，可以使用FDM技术将多个计算机的数据流合并到一个传输媒介中进行传输。
四、优缺点分析1. 优点FDM技术可以将多个低速信号合并到一个高速信号中进行传输，从而提高了传输效率和容量。
多路复用和多址技术
式中， xi,yi(1,1) i = 1, 2, …, N
互相关系数定义：
(x,
Байду номын сангаас
y)
1 N
N i1
xi
yi
两码组正交的必要和充分条件:
(x,y)0
例：
s1 ( 1, 1, 1, 1)
s s
2 3
( 1, 1, 1, 1) ( 1, 1, 1, 1)
s 4 ( 1, 1, 整1理,课件1)
整理课件
2
9.2 频分复用(FDM)
➢ 方法：采用SSB调制搬移频谱，以节省频带。
➢ 3路频分复用电话通信系统原理
话音输入1
300 ~ 3400 Hz
低通
相乘
4.3 ~ 7.4 kHz
带通
话音输入2
300 ~ 3,400 Hz
低通
4 kHz
f1
8.3 ~ 11.4 kHz
相乘
带通
多路信号输出
话音输入3
➢ 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，更适合采用集成电路实现。 生产成本较低，具有价格优势。
➢ 国际电信联盟(ITU)建议： 准同步数字体系PDH 同步数字体系 SDH
整理课件
7
9.3.1 准同步数字体系(PDH)
层次
E-1
E
E-2
体 E-3
系
E-4
E-5
T-1
14
➢ 复接帧结构图
第I组(212 b) 1~1011 12 13~212
告 警国内用 复接帧 同步码
支路比特
复接帧 (848 b)
第II组(212 b)
第III组 (212 b)
多路复用技术
时分多路复用 (续)
时分多路复用TDM多用来传输数字信号，但 并不局限于传输数字信号，有时也可以用来分时 传输模拟信号。
另外，对于模拟信号，有时可把TDM和FDM 结合起来一起使用，比如第二代移动电话的GSM 标准中，将一个传输系统的可用频带频分成许多 子信道，每个子信道再利用时分多路复用来细分。
8 * 32 * 8000 = 2.048 Mbps
125 s = 32 时隙 = 2.048 Mbps
012
16
31
帧同步
信令信道
30 路话音数据信道 + 2 路控制信道
E1 的时分复用帧
…… ……
CH0 CH1 CH15 CH16 CH17
CH31
2.048 Mb/s 传输线路
CH0 CH1 CH15 CH16 CH17
目前一根单模光纤的传输速率可达到 2.5Gb/s， 如能采用色散补偿技术解决光纤传输中的色散问题 (指光脉冲中由于不同频率分量传输速率不同导致信 号失真产生误码的现象)，则一根单模光纤的传输速 率可达到10Gb/s，这已是当前单个光载波信号传输 的极限值。
波分多路复用 (续)
波分多路复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM） 是光的频分复用。不同的信源使用不同波长的光波来传输 数据，各路光波经过一个棱镜（或衍射光栅）合成一个光 束在光纤干道上传输，在接收端利用相同的设备将各路光 波分开。这样复用后，可以使光纤的传输能力成几倍几十 倍的提高。
分 1553 nm
3
用 1554 nm
4
器 1555 nm
DWDM 传输（常用在干线上传输）
0
频分复用原理
频分复用原理一、引言频分复用（Frequency Division Multiplexing，简称FDM）是一种常用的多路复用技术，广泛应用于通信领域。
本文将详细介绍频分复用的原理及其在通信系统中的应用。
二、频分复用原理频分复用是一种将不同信号通过不同的频率进行复用的技术。
它基于频率选择性传输的特性，将多个信号分别调制到不同的载波频率上，再将这些载波频率进行叠加传输。
接收端根据频率选择性地解调出各个信号，从而实现多路信号的同时传输与接收。
频分复用的原理可以简单地理解为将一条传输介质的频率划分为多个子频段，每个子频段用于传输不同的信号。
每个子频段都有一定的带宽，可以容纳特定频率范围内的信号。
通过合理划分和分配频带资源，不同信号可以在同一传输介质上同时传输，相互之间不会产生干扰。
三、频分复用系统频分复用系统由发送端和接收端组成。
发送端将不同的信号经过调制后分别调制到不同的载波频率上，形成多个子信号。
接收端根据事先约定好的频率划分和分配方案，选择性地接收和解调出所需的信号。
3.1 发送端发送端的主要任务是将多个信号进行调制，并将它们分别调制到不同的载波频率上。
常用的调制技术包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
通过调制过程，发送端将多个信号转换为高频信号，以便在传输过程中进行复用。
3.2 接收端接收端的主要任务是根据事先约定好的频率划分和分配方案，选择性地接收和解调出所需的信号。
接收端根据载波频率进行解调，将高频信号还原为原始信号。
解调过程与调制过程相反，可以通过逆变、频率解调和相位解调等方法实现。
四、频分复用的优点和应用频分复用作为一种多路复用技术，具有以下优点：1.提高传输效率：频分复用可以将多个信号同时传输，充分利用传输介质的带宽资源，提高传输效率。
2.降低成本：频分复用可以在同一传输介质上传输多个信号，避免了建设多条独立的传输线路，降低了建设和维护成本。
3.灵活性强：频分复用可以根据实际需求进行频率划分和分配，灵活调整不同信号的带宽占用，提高系统的适应性和扩展性。
频分复用的基本原理
频分复用的基本原理嘿，朋友！今天咱们来聊聊一个超酷的技术——频分复用。
你可能会想，这是个啥玩意儿啊？别急，听我慢慢给你讲。
我有个朋友叫小李，他在一家通信公司工作。
有一次我去他公司玩，看到那些复杂的设备和线路，我都懵了。
我就问他：“小李啊，这些东西到底是怎么让我们的手机能打电话、上网的呢？”他就开始给我讲频分复用。
简单来说，频分复用就像是住在公寓里的不同住户。
你看啊，一个公寓有很多房间，每个房间都住着不同的人，大家虽然都在这一个大楼里，但各自有各自的空间。
频分复用里的频率就像这些房间。
在通信的世界里，有好多不同的信号要同时传输，比如说你在打电话的语音信号，还有你在刷视频的视频数据信号。
这些信号就像不同的住户，它们不能乱挤在一起啊。
那怎么办呢？就把不同的信号分配到不同的频率范围里去，就像把不同的住户安排到不同的房间。
这就是频分复用的基本思路。
咱再详细说说。
比如说有三个信号，信号A、信号B和信号C。
我们就把信号A放到一个特定的频率段，这个频率段就像是给信号A专门打造的小天地。
信号B呢，就放到另外一个频率段，信号C也有它自己的频率段。
这就好比在一条宽阔的马路上，我们划分出不同的车道，红色的汽车在左边车道跑，蓝色的汽车在中间车道跑，绿色的汽车在右边车道跑。
每个车道上的汽车可以互不干扰地行驶，各个频率段上的信号也能互不干扰地传输。
我当时就问小李：“这听起来是挺好的，可是怎么就能做到把信号准确地放到它该去的频率段呢？”小李笑了笑说：“这就需要一些特殊的设备啦。
”他拿了个类似调制解调器的东西给我看。
这个设备就像是一个超级管理员。
它的工作就是把不同的信号进行调制，让信号能够适应它要去的那个频率段。
这就好比是把一个要去外国旅游的人打扮成那个国家的样子，让他能融入那个环境。
比如说信号A本来是一种原始的信号形式，经过调制解调器这个超级管理员的操作，就变成了适合在它自己频率段传输的信号。
那接收端怎么办呢？总不能接收到一堆乱糟糟的东西吧。
《频分多路复用》课件
TDMA系统
TDMA系统使用频分多路 复用技术将信号分割为不 同的时隙进行传输。
频分多路复用的应用场景
无线通信领域
频分多路复用被广泛应用于 移动通信和卫星通信等领域， 提高了信号传输效率。
音视频传输领域
频分多路复用可以实现多个 音视频信号在同一信道上传 输，提供高质量的音视频传 输服务。
数据传输领域
频分多路复用的发展 趋势
频分多路复用将增加多天 线技术、采用更高的调制 方式和结合其他多路复用 技术，进一步提高系统性 能。
频分多路复用在数据传输领 域广泛应用，比如无线局域 网、卫星通信和光纤通信等。
频分多路复用的发展趋势
1
增加多天线技术
通过利用多天线技术，可以进一步提高频分多路复用系统的信号传输速率和性能。
2
采用更高的调制方式
采用更高的调制方式可以增加频分多路复用系统的传输容量，提高信号传输效率。
3
结合其他多路复用技术
1 传输速率快
频分多路复用可以在同一时间段内传输多个信号，提高数据传输速率。
2 高效利用信道
通过将信号分配到不同的频率上，频分多路复用可以充分利用信道资源，提高传输效率。
3 抗干扰能力强
每个信号在不同的频率上传输，减少了相互之间的干扰，提高了抗干扰能力。
频分多路复用的缺点
1 对时隙同步要求高
频分多路复用要求发送 方和接收方具有相同的 频率和同步。如果同步 失败，可能导致信号传 输错误。
将频分多路复用技术与其他多路复用技术结合，可以进一步提高信号传输效率和多用 户接入性能。
结语
频分多路复用的优缺 点
频分多路复用具有传输速 率快、高效利用信道和抗 干扰能力强等优点，但对 时隙同步要求高，技术难 度大，受信道扩散影响大。
多路复用技术
3
用 1554 nm
4
器 1555 nm
5
1556 nm
6
1557 nm
7
DWDM 传输 （续）
前图中，8 路 2.5Gb/s 的光载波(波长1310nm)， 经光的调制后，分别将波长变换到1550－1557nm， 经光复用器后在一根光纤中传输，传输总速率可达 20Gb/s，经一段距离传输后光信号衰减，使用掺铒 光纤放大器EDFA放大(这种光放大器不需光电转换， 能直接对光信号放大)，两放大器间距120km，复 用器分用器间无光电转换距离可600km。若光缆中 有几十根这样的光纤，总数据率可达 Tb/s 级。
波分多路复用 (续)
密集波分复用 Density Wave Division Multiplexing，DWDM：
在1.55微米波长区同时用4、8、16或n个波长，在一对 光纤（少数系统采用单光纤）构成的光通信系统。
由DWDM光纤系统组成的光纤网可迅速增加网络容量， 还具有透明性，可传送语音、数据、图像等多媒体信息。由 于多个光信道共用光放大器而显著降低了网络成本。在用 DWDM系统构成的光网络中，可采用光线路保护技术，以提 高可靠性与可用性。
DWDM 传输（常用在干线上传输）
0
1550 nm
1
1551 nm
2
1552 nm
3
1553 nm 复
4
1554 nm 用
5
1555 nm 器
6
1556 nm
7
1557 nm
8 2.5 Gb/s 1310 nm
20 Gb/s EDFA
120 km
1550 nm
简述频分复用与时分复用的工作原理、特点和应用场景
简述频分复用与时分复用的工作原理、特点和应用场景频分复用和时分复用是传输技术中常用的两种方式，它们的工作原理、特点和应用场景都有所不同。
本文将从这三个方面详细介绍这两种技术。
一、频分复用的工作原理、特点和应用场景1. 工作原理频分复用是一种将多个信号通过不同的频率进行分离传输的技术。
它的原理是将多路信号分别调制到不同的载波频率上，然后再将这些频率合并成为一个宽带信号进行传输。
在接收端，再将这个宽带信号分离成多个不同频率的信号，最后进行解调还原原始信号。
2. 特点频分复用的特点是可以在同一条传输线路上传输多路信号，从而提高了传输效率和带宽利用率。
此外，频分复用还可以实现不同传输速率和协议的兼容性，使得不同类型的数据可以在同一条线路上传输。
3. 应用场景频分复用在通信领域有着广泛的应用，例如：（1）电视信号的传输：在有线电视网络中，频分复用技术可以将多个电视信号合并在一起，从而提高了电视信号的传输效率。
（2）移动通信：在移动通信网络中，频分复用技术可以将多个用户的信号合并在一起，从而提高了网络的容量和覆盖范围。
（3）卫星通信：在卫星通信中，频分复用技术可以将多个用户的信号合并在一起，从而提高了卫星的传输效率和带宽利用率。
二、时分复用的工作原理、特点和应用场景1. 工作原理时分复用是一种将多个信号通过不同的时间片进行分离传输的技术。
它的原理是将多个信号在时间上分割成为若干个时隙，然后将这些时隙组成一个宽带信号进行传输。
在接收端，再将这个宽带信号分离成多个不同时间片的信号，最后进行解调还原原始信号。
2. 特点时分复用的特点是可以在同一条传输线路上传输多路信号，从而提高了传输效率和带宽利用率。
此外，时分复用还可以实现不同传输速率和协议的兼容性，使得不同类型的数据可以在同一条线路上传输。
3. 应用场景时分复用在通信领域也有着广泛的应用，例如：（1）电话网络：在电话网络中，时分复用技术可以将多个电话信号合并在一起，从而提高了电话网络的容量和效率。
ch时分多路复用
• 时分复用又分为同步时分复用和异步时 分复用。
• 4.4.1 TDM原理 • 4.4.2 TDM数据复用方式
基带信号 m (t)
1
m (t) 2
m (t) n-1
m (t) n
发送端
低通滤波器 1 低通滤波器 2
m 1
′( t)
m２ ′(t)
• STDM所使用的帧结构对系统性能有一定的 影响，一般应尽量减少用于管理的附加信 息，将额外开销比特压缩到最小，以改善 吞吐能力。
• 通常STDM系统使用诸如HDLC规程（详见 第8章）的通信协议。如果使用HDLC帧， 那么数据帧中必须含有复用操作的控制位 。
• STDM的两种帧格式 ；
• 1。每帧一源的格式，帧中只包含一个数据 源的数据及其地址信息。数据字段的长度 是可变的，并且数据字段的结束就标志着 整个帧的结束。在负荷不重的情况下这种 机制的表现良好，但在负荷较重时效率就 很低。
接收端
低通滤波器 n －1
m n-1
′( t)
低通滤波器 n
m n
′( t)
时分复用系统示意图
同步时分多路复用（TDM）
同步多路电子开关
S4 时 分
S3 多
S2 路 复
S1 用
器
432 1432 1
t2
t1
图4-15 同步时分多路复用
S4 多
路 S3
解 复
S2
用 S1
器
4.4.1 TDM原理
• 1.TDM基本原理：其理论基础是基于抽样定理
• 交错可以按 bit/byte/Data block • 交错过程：
2.同步TDM中的基本概念
4.8 调制与频分复用
O A
ωm ωc
2ω0
ω
G (ω )
O
ωmBiblioteka ω同步解调频谱搬移过程
三、AM调制与非同步解调 调制与非同步解调
在发送已调信号的同时，把载波也传送到接收端， 在发送已调信号的同时，把载波也传送到接收端，就可以替 代在接收端产生本地载波。 代在接收端产生本地载波。
g (t )
f (t )
相乘
cos ω0 t
A 2
(A ) π
ω ω
ω0
A
ω0 −ωm ω0 ω0 +ωm
−ωm
O
ωm
ω
四、频分复用
f a (t ) f b (t )
cos ω a t
ya (t ) cos ωb t cos ωc t
Fb (ω )
y b (t )
g (t )
f c (t )
yc (t )
在发送端系统将各路信 号的频谱搬移到各不相 同的频率范围， 同的频率范围，使它们 互不重叠， 互不重叠，搬移过程中 可以用各种调制技术。 可以用各种调制技术。
三、AM调制与非同步解调 调制与非同步解调
A g(t) t −ωm (π )
−ω0
O
O
G(ω)
cos(ω0t)
t
载波反相点
ωm
ω
(π )
ω0
F(ω)
A 2
g(t)cos(ω0t)
t
A 2
ω
[ A+ g(t)] cos(ω0t)
t A+ g(t) t
ω0
O
(A ) π
A 2 O
F(ω)
ω0 −ωm ω0 ω0 +ωm
频分复用技术的基本原理
频分复用技术的基本原理嘿，朋友！你有没有想过，在咱们这个信息大爆炸的时代，那么多的信号是怎么在同一条线路上传输而不互相干扰的呢？这就不得不提到一个超酷的技术——频分复用技术啦。
我给你讲啊，频分复用技术就像是住在公寓里的不同住户。
你看，在一个公寓里有好多间房子，每间房子里住着不同的家庭，大家虽然共用一些设施，但是各过各的生活，互不干扰。
频分复用技术里呢，不同的信号就像是这些不同的家庭。
咱们知道，信号是要在一定的频率范围内传输的。
频分复用技术呢，就是把整个可用于通信的频率范围划分成好多小段的频带。
这就好比把一块大蛋糕切成了好多小块。
比如说，有个广播电台，它的信号可能被分配到某一个特定的频带里，就像这个电台在这块蛋糕上占了属于自己的那一小块。
我有个朋友叫小李，他对这个技术一开始是一头雾水。
我就跟他说：“小李啊，你就想象你在一条超级宽的马路上，这条马路就是整个的频率范围。
现在呢，我们要让不同的车（也就是不同的信号）在这条马路上跑，但是为了不让车撞在一起（信号互相干扰），我们就把马路分成了好几个车道（频带），每辆车只能在自己的车道上跑。
”小李听了之后，眼睛一下子就亮了，说：“哦，原来是这样啊，感觉还挺简单的嘛！”在实际的通信系统里，每个频带都有自己对应的信号源。
这就像每个车道上的车都有自己的出发地一样。
这些信号源产生的信号就被调制到自己所属的频带上。
调制呢，就像是给信号穿上了一件特定频率的“衣服”，这样它就可以在属于自己的频带里欢快地“奔跑”啦。
那接收端怎么办呢？接收端就像是交通警察在路口检查车辆一样。
它会根据不同的频带来区分不同的信号。
比如说，有个设备专门接收某个特定频带的信号，它就只对这个频带的信号进行处理，其他频带的信号就像是其他车道上的车，它根本就不理会。
这就保证了每个信号都能被准确地接收和还原。
再举个例子吧，就像电视台。
不同的电视台使用不同的频带进行信号传输。
你在家打开电视的时候，你能选择不同的频道，每个频道就对应着一个频带。
实验四 多路信号的复用与解复用
实验四多路信号的复用与解复用一、实验目的了解多路信号的复用与解复用原理，能使用Systemview对多路信号建立模型并对其进行仿真分析。
二、实验原理数据通信系统或计算机网络系统中,传输媒体的带宽或容量往往会超过传输单一信号的需求,为了有效地利用通信线路,希望一个信道同时传输多路信号,这就是所谓的多路复用技术(MultiplexiI1g)。
采用多路复用技术能把多个信号组合起来在一条物理信道上进行传输,在远距离传输时可大大节省电缆的安装和维护费用。
频分多路复用FDM (Frequency Division Multiplexing)和时分多路复用TDM (Time Di-vision MultiplexiIIg)是两种最常用的多路复用技术。
(FDM) 频分复用按频谱划分信道，多路基带信号被调制在不同的频谱上。
因此它们在频谱上不会重叠，即在频率上正交，但在时间上是重叠的，可以同时在一个信道内传输。
在频分复用系统中，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对各路载波f1(t)，f2(t)，…，fn(t)进行调制,再由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。
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f1(t)，f2(t)，…，fn(t)相乘，实现相干解调,便可恢复各路信号,实现频分多路通信。
为了构造大容量的频分复用设备，现代大容量载波系列的频谱是按模块结构由各种基础群组合而成。
根据国际电报电话咨询委员会(CCITT)建议,基础群分为前群、基群、超群和主群。
①前群，又称3路群。
它由3个话路经变频后组成。
各话路变频的载频分别为12，16，20千赫。
取上边带，得到频谱为12～24千赫的前群信号。
②基群,又称12路群。
它由4个前群经变频后组成。
各前群变频的载频分别为84，96，108，120千赫。
取下边带，得到频谱为60～108千赫的基群信号。
多路复用技术
计算机网络通信原理——多路复用技术
1
多路复用的概念
• 多路复用技术是将多个信源的彼此无关的信号，组合在一 多路复用技术是将多个信源的彼此无关的信号， 是将多个信源的彼此无关的信号 条物理信道上进行传送的技术。 条物理信道上进行传送的技术。 • 多路复用的目的是充分利用昂贵的通信线路，尽可能地容 多路复用的目的是充分利用昂贵的通信线路， 纳较多的用户传输较多的信息。 纳较多的用户传输较多的信息。 • 常用的多路复用技术有：频分多路复用( FDM， 常用的多路复用技术有：频分多路复用( FDM， Frequency Division Multiplexing）、时分多路复用 Multiplexing）、 ）、时分多路复用 TDM， Multiplexing）、 ）、波分多路复用 （TDM，Time Division Multiplexing）、波分多路复用 WDM， Multiplexing） （WDM，Wavelength Division Multiplexing）和码分 多址（CDMA， Access） 多址（CDMA，Code Division Multiple Access）
CH1 CH2 LPF1 LPF2 调制器1 调制器 调制器2 调制器 …… CHn LPFn 调制器n 调制器 BPF1 BPF1 BPF1 相 加 器 信 道 BPFn BPF1 BPF2 解调器1 解调器 解调器2 解调器 …… 解调器n 解调器 LPFn
5
LPF1 LPF2
计算机网络通信原理——多路复用技术
注意
• 频分复用是利用各路信号在频率域不相互重叠来区分的。 若 频分复用是利用各路信号在频率域不相互重叠来区分的。 相邻信号之间产生相互干扰，将会使输出信号产生失真。 相邻信号之间产生相互干扰，将会使输出信号产生失真。 • 为了防止相邻信号之间产生相互干扰，应合理选择载波频率 为了防止相邻信号之间产生相互干扰， f1, f2, …, fn，并使各路已调信号频谱之间留有一定的保护带。 并使各路已调信号频谱之间留有一定的保护带。
通信原理与应用第7章 复用技术
在选择载频时，既应考虑到每一路已调信号的频谱宽度 fm ，还应留有 一定的防护频带 fg 。为了各路信号频谱不重叠，要求载频间隔为：
fs fc(i1) fci fm f g
i 1,2,L , n
（7-1）
式中f ci和f c(i 1) 分别为第 i 路和第（i+1 ）路的载波频率； fm 是每一路
一个帧125s（含32时隙） TS0 TS1 TS2 。。。 话路时隙 同步时隙 1 0 0 1 1 0 1 1 偶帧 F0 0 0 0 信令时隙 0 1 A2 1
复帧 对告
TS15
TS16
TS17
。。。 话路时隙
TS30 TS31
一个话路 1 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8
帧同步码 留给国际通信用， 或用于CRC校验， 1 1 A1 1 1 1 1 1 奇帧 留给国 内通信用 F1 a
2. 不可避免地出现路间干扰，主要原因是系统中存在
非线性。
例如，多路信号通过公用的放大器时，由于非线性失真
会引起各路信号频谱交叉重叠，存在路间干扰，在传输语 音信号时产生可懂串话。
5
7.2 时分复用（TDM）
时分复用是指多路信号共用同一信道，占用相同的信道带宽， 只是在不同的时间段传送。
图7.3 PCM时分多路复用示意图
③码分复用（CDM），对多路数字信号扩频并选用不同的正交码组；
④多址复用方式（DMA），所谓多址通信是指不同地址的多个用户共享 信道资源（如无线电频谱）实现各用户之间相互通信的一种方式。
2
7.1 频分复用
频分复用——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。常用的调制是单边带调制，可以有效 地提高频带利用率。
时分多路复用
摘要数据通信系统或计算机网络系统中，传输媒体的带宽或容量往往会超过传输单一信号的需求，为了有效地利用通信线路,希望一个信道同时传输多路信号，这就是所谓的多路复用技术(Multiplexing)。
采用多路复用技术能把多个信号组合起来在一条物理信道上进行传输，在远距离传输时可大大节省电缆的安装和维护费用。
频分多路复用FDM (Frequency Division Multiplexing)和时分多路复用TDM (Time Division Multiplexing)是两种最常用的多路复用技术。
时分多路复用（TDM）是按传输信号的时间进行分割，它使不同的信号在不同的时间内传送，将整个传输时间分为许多时间间隔（Slot time，TS，又称为时隙），每个时间片被一路信号占用，适用于媒体数据速率容量超过要传输的几路数字信号总速率的情况。
此次课程设计利用MATLAB/Simulink仿真软件实现对时分多路复用系统的模拟仿真，达到对输入信号实现复用和解复用的效果。
关键词：多路复用；解复用；系统仿真目录前言 (1)一、基本原理 (2)1.1多路复用技术 (2)1.2时分多路复用技术概述 (2)1.3TDM系统组成及工作原理 (3)1.4时分复用中的同步技术原理 (3)1.2.1位同步原理 (4)1.2.2帧同步原理 (4)1.2.3 载波同步原理 (4)1.2.4网同步原理 (4)二、模块简介 (6)2.1设计思路 (6)2.2 MATLAB概述 (6)2.3 Simulink简介 (6)2.4时分多路复用系统的基本原理 (7)三、时分复用系统仿真模型 (10)3.1 Simulink仿真框图搭建 (10)3.2 Subsystem/Subsystem1结构框图 (10)3.3参数设置 (11)3.4仿真结果及分析 (13)总结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)前言在实际的通信系统中，经常需要在两地之间同时传送多路信号。
CH8-频分多路复用技术及其应用
2011年1月11日星期二
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§ 8.3.3 调频广播
普通单声道的调频广播中， 普通单声道的调频广播中，取调制信号的最高频 率fH=15kHz，最大频偏 ，最大频偏∆fmax=75kHz，调频 ， 信号的带宽B=180kHz，各电台频道间隔 信号的带宽 ，各电台频道间隔∆B= 200kHz。 。 双声道立体声与单声道是兼容的，左声道信号L 双声道立体声与单声道是兼容的，左声道信号 和右声道信号R的最高频率也为 的最高频率也为15kHz。 和右声道信号 的最高频率也为 。 在立体声的调频广播中， ％ 在立体声的调频广播中，10％的频偏分配给 19kHz导频，其余 ％分配给（L+R）和（L-R） 导频， 导频 其余90％分配给（ ） ） 两个声道。 两个声道。 调频广播使用载频为87MHz~108MHz，与地面 调频广播使用载频为 ， 电视的载频同处于甚高频（ 电视的载频同处于甚高频（VHF）频段。 ）频段。
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多级调制示意图
第1路 SSB 调制器
w11
第2路 SSB 调制器 带通 SSB 调制器 带通
w 21
w
2
图8-2 SSB/SSB多级调制组成方框图
2011年1月11日星期二 -兰州大学信息科学与工程学院电信、通信工程系11
3fdm的相关参数2012年3月6日星期二兰州大学信息科学与工程学院电信通信工程系7nifi1路的载频的频率f路和第i1f分别为第ii路和第为每一路的最高频率g称为一路信号所占用带宽称为一路信号所占用带宽fgmccii21路的载频的频率1邻路间隔防护频带m分别为第为每一路的最高频率邻路间隔防护频带ficf1icfmfgfwsgwmw1cw2cw3cww0nn路单边带信号的总频带宽度最小应等于g路单边带信号的总频带宽度最小应等于mmmgmnfbnfffnfnnfb1111fb12012年3月6日星期二兰州大学信息科学与工程学院电信通信工程系8lpf1tm1cwlpflpf2tmtmn2sbfnsbf2cwcnw相加器信道lpf1bpflpflpf1tm2tmtmn1sbf2bpfnbpf1cw2cwcnw图81频分多路复用系统组成示意图fdm2012年3月6日星期二兰州大学信息科学与工程学院电信通信工程系9fdm4fdm的基本特点相邻载波之间的间隔为bbsbg式中bs为已调信号带宽bg为防卫防护间隔
7.6.1 频分复用的应用[共2页]
![7.6.1 频分复用的应用[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/ac1f3818a1c7aa00b42acb3d.png)
第7章 复用技术 183用户的空间辐射能量，每一用户的反向链路将得到改善，并且需要更少的功率。
用于基站的自适应天线，可解决反向链路的某些问题。
不考虑无穷小波束宽度和无穷大快速搜索能力的限制，自适应式天线提供了最理想的SDMA ，提供了在本小区内不受其他用户干扰的唯一信道。
在SDMA 系统中的所有用户将能够用同一信道在同一时间双向通信。
而且一个完善的自适应式天线系统应能够为每一用户搜索其多个多径分量，并且以最理想方式组合它们，收集从每一用户发来的所有有效信号能量，有效地克服了多径干扰和同信道干扰。
SDMA 是目前多种利用来自无线通信系统中天线阵列数据方法中较先进的一种方法。
在基站中，SDMA 不断调整无线环境，为每一用户提供优质的上行链路和下行链路信号。
在网络中，这种先进的基站性能可以用来增加基站覆盖范围，从而降低网络成本，提高系统容量，以实现频带的利用率。
SDMA 可以与任何空间调制方式或频段兼容，因此具有巨大的实用价值。
7.6 各种复用技术在通信系统中的应用各种复用技术在通信系统中得到广泛应用，以下仅介绍几种典型的应用方式。
7.6.1 频分复用的应用频分复用系统的最大优点是信道利用率高，复用的数路多，分路方便。
频分复用技术是模拟通信系统采用的主要方式之一，通常应用于模拟电话系统、无线电广播、有线电视传输及微波通信系统。
1．模拟电话系统中的应用在模拟电话系统中，语音信号的最高频率 f H 为3 400Hz ，防护带 f g 为600Hz 。
当多个通路被复用在一起时，每个通路分配的带宽为 4 000Hz 。
因此，在调制时，每路载波频率的间隔为4 000Hz 。
2．有线电视传输系统中的应用有线电视传输系统采用频分多路复用方式，在一条线路上传输几十套乃至上百套电视节目，交互式电视系统还需要划分出上行和点播电视频段。
为使各路电视信号相互独立、互不干扰，每路信息必须占用独立频道带宽，模拟电视频道带宽 B 为8M （包括信息带宽和防护带），当线路上需要传输 N 套电视节目时，线路总带宽必须大于N ×B 。
GMDSS综合业务试题库简答题答案新
GMDSS综合业务题库简答题答案GMDSS系统一、GMDSS的要紧功能有哪些.1.遇险报警2.搜救协调通信3.搜救现场通信4.定位和寻位5.海上平安信息的播发6.常规通信7.驾驶台对驾驶台通信二、GMDSS系统由几局部组成.1.卫星通信系统:INMARSAT卫星通信系统2.定位和寻位系统:EPIRB/SART3.地面通信系统:VHF/MF/HF收发信机及其终端设备,如NBDP、DSC4.海上平安信息播发系统:EGC/NAVTE*三、所有船舶必须配备的设备有哪些.1.VHF无线,包括DSC报警和CH70DSC的连续值守设备2.卫星应急无线电示位标EPIRB3.NAVTE*接收机,或者EGC接收机,或者HF NBDP4.9GHZ雷达应答器SART5.双向VHF无线四、在A3海区航行遇险需得到援助时,你感觉如何正确选用船上的GMDSS设备.应综合使用VHF无线及DSC设备,MF/HF SSB无线/DSC/NBDP设备,INMARSAT卫星通信系统406MHZ EPIRB等设备9GHZ SART依照实际情况选用实际可行的通信报警设备.五、什么是时刻分集.GMDSS系统中哪些设备采纳了时刻分集技术.分集时刻各为多少.1.时刻分集:同一字节在相隔一定时刻往后重复发射.2.如下设备采纳了时刻分集技术:VHF DSC 分集时刻为33.33msMF/HF DSC 分集时刻为400msNBDP 分集时刻为280msNAVTE* 分集时刻为280ms六、GMDSS对各设备电源有何要求.1.除船舶主电源外,MF/HF/VHF设备或卫通船站必须配有应急电源和备用电源,以及充分充电的蓄电池充电器.2.主电源故障时,备用电源应能确保GMDSS设备连续工作1小时.3.备用电源必须能同时驱动VHF电台和另一个报警设备.2.EPIRB的电池使用年限为4年,工作时刻为48小时.3.SART的电池工作在预备状态不低于96小时,应答状态下不低于8小时.七、试述A3海区GMDSS地面通信系统应配备设备名称.〔24页〕八、在A3海区的船舶用何种设备分别完成GMDSS的哪些功能.〔24页〕第二章、INMARSAT系统一、INMARSAT系统的组成局部有哪些.岸站(LES),卫星(空间段),船站(SES),网络协调站(NCS),网络操纵中心(NCC)二、INMARSAT系统的作用是什么.1.为海上航行的船舶或其他移动电台提供有效的通信效劳,它覆盖了除地球两极围的所有区域2.有效完成遇险与平安通信:船至岸及岸至船的遇险报警;搜救协调通信;救助现场通信;3.有效完成常规通信.三、INMARSAT卫星通信系统有哪些局部组成.INMARSAT—A/B/C/F/M/MINI—M等通信系统,其中A系统已经关闭.第三章、COSPAS—SARSAT系统一、COSPAS—SATSAT系统的组成有哪些.紧急信标(EPIRB),卫星,本地用户终端(LUT),任务操纵中心(MCC)二、LUT的作用是什么.LUT测出示位标的位置后,将位置数据连同遇险报警一起通过MCC通报给RCC和其他MCC 或有关的RCC.三、MCC的作用是什么.收集LUT和其他MCC送来的数据并进展存储与分类,以便在COSPAS—SARSAT系统交换,以及和搜救通信网间交换四、什么是本地点式和全球覆盖方式.本地点式:EPIRB发出的信号通过卫星处理和存储后急忙发回到卫星覆盖围的LUT.全球覆盖方式:EPIRB发出的信号先由卫星处理并存储,只有卫星通过LUT上空时才发送出去,使运行中的所有的LUT都能收到.五、画图表示COSPAS-SARSAT系统的报警过程.EPIRB→卫星→LUT→MCC→RCC→SAR六、简述COSPAS-SARSAT卫星系统的组成及各局部的作用。
频分复用
扰的主要原因是滤波器特性不够理想和信道中的 非线性特性造成的已调信号频谱的展宽。调制非 线性所造成的串扰可以部分地由发送带通滤波器 消除，但信道传输中非线性所造成的串扰则无法 消除。因而在频分多路复用系统中对系统线性的
要求很高。合理选择载波频率fc1、fc2 、… 、fcn，并 在各路已调信号频谱之间留有一定的保护间隔，
解调
发送端各路信号经电缆传输到收端,由收端混合线 圈接收, 经过带通滤波器滤波,相干解调,低通滤波,
再经过放大器放大,得到解调信号。 由于是相干解调,就需要和发端相同的载波对已调 信号进行解调,解调载波的获取,是从发端发送的导 频获得。因为是抑制载波调制,所以在已调信号中 不含有载波功率,就不能直接提取载波。可采用插 入导频法, 发送端导频的插入,应插在信号功率为零 的地方,这样便于提取,导频频率的大小由设计者决 定。只要是4KHZ的整数倍即可。但要符合信道传 输要求(信道带宽为60~156KHZ) 。 在不考虑噪声的情况下,导频的功率小于总功率 的10%即可,也就是说导频的功率要小于0.1mw。
在频分复用系统的接收端，首先用带通滤波器
(BPF)来区分各路信号的频谱,然后,通过各自的相 干解调器解调,再经低通滤波后输出,便可恢复各 路的调制信号。
设计说明
在多路载波电话中采用单边带调制频分复用， 主要是为了最大限度地节省传输频带。每路电话 信号限带于300-3400Hz,单边带调制后其带宽与调 制信号相同。为了在邻路已调信号间留有保护频 带，以便滤波器有可实现的过渡带，通常每路话 音信号取4kHz作为标准频带。
此时只改变频谱中各分量的频率但不改变各分量振幅的相对比例各分量的频率但不改变各分量振幅的相对比例使上边带的频谱结构与调制信号的频谱相同下边使上边带的频谱结构与调制信号的频谱相同下边带的频谱结构则是调制信号频谱的带的频谱结构则是调制信号频谱的镜像镜像
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双声道立体声调频广播信号的形成
立体声调频广播（FM） 立体声调频广播（FM）信号
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双声道立体声调频广播信号的频谱
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fm
fg
——为每一路的最高频率 ——为每一路的最高频率 ——邻路间隔防护频带 ——邻路间隔防护频带 S (w )
w c1
wc 2
0
wm
wg
wc 3
w
n 路单边带信号的总频带宽度最小应等于
Bn = nf m + (n − 1) f g = (n − 1)( f m + f g ) + f m = (n − 1) B1 + f m
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§3. 频分多路复用技术的实际应用 主要应用举例： 主要应用举例：
载波电话系统 调幅广播 调频广播 广播电视 卫星直播电视 闭路电视（CATV）广播 模拟移动电话 通信卫星中的频分多址（FDMA）
GO
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§ 8.3.1 载波电话系统
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§ 8.3.3 调频广播
普通单声道的调频广播中， 普通单声道的调频广播中，取调制信号的最高频 率fH=15kHz，最大频偏 ，最大频偏∆fmax=75kHz，调频 ， 信号的带宽B=180kHz，各电台频道间隔 信号的带宽 ，各电台频道间隔∆B= 200kHz。 。 双声道立体声与单声道是兼容的，左声道信号L 双声道立体声与单声道是兼容的，左声道信号 和右声道信号R的最高频率也为 的最高频率也为15kHz。 和右声道信号 的最高频率也为 。 在立体声的调频广播中， ％ 在立体声的调频广播中，10％的频偏分配给 19kHz导频，其余 ％分配给（L+R）和（L-R） 导频， 导频 其余90％分配给（ ） ） 两个声道。 两个声道。 调频广播使用载频为87MHz~108MHz，与地面 调频广播使用载频为 ， 电视的载频同处于甚高频（ 电视的载频同处于甚高频（VHF）频段。 ）频段。
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多级调制示意图
第1路 SSB 调制器
w11
第2路 SSB 调制器 带通 SSB 调制器 带通
w 21
w
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图8-2 SSB/SSB多级调制组成方框图
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SSB/FM复合调制系统示意图 复合调制系统示意图
f1(t) f2(t) … … fn(t)
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fo(t) SSB 频分复用 BPF FM
ωF
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两级单边带调制复用系统
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§1. 引言
一般说来， 一般说来，在通信过程中不管采用 何种调制方式， 何种调制方式，单路通信都需要占用一 定的频率资源， 定的频率资源，但实际传输系统的频带 资源一般都远大于单路通信所需的带宽。 资源一般都远大于单路通信所需的带宽。 为了有效地利用信道的频带资源， 为了有效地利用信道的频带资源，就需 要信道能够传输多路通信信号， 要信道能够传输多路通信信号，由此就 产生了频分多路复用 FDM）技术。 频分多路复用（ 产生了频分多路复用（FDM）技术。 以下讨论FDM的基本技术要点， FDM的基本技术要点 以下讨论FDM的基本技术要点，并给 出其实际应用的若干例子。 出其实际应用的若干例子。
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FDM的技术要点 的技术要点 三、复合调制及多级调制的概念： 复合调制及多级调制的概念：
多级调制是指在一个复用系统内， 多级调制是指在一个复用系统内，对同一个基 是指在一个复用系统内 带信号进行两次以上同一种方式的调制。 带信号进行两次以上同一种方式的调制。多级 调制可减少载频种类数和部件的类型数， 调制可减少载频种类数和部件的类型数，使设 备的实现比较容易。 备的实现比较容易。 采用两种或两种以上调制方式形成的复用系统 复合调制系统。 称为复合调制系统 在模拟调制中， 称为复合调制系统。在模拟调制中，通常先形 成频分复用信号，然后再进行第二种调制。 成频分复用信号，然后再进行第二种调制。在 数字调制中，通常先形成时分复用信号， 数字调制中，通常先形成时分复用信号，然后 再进行第二种调制。 再进行第二种调制。
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黑白电视信号的频谱
黑白广播电视信号
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FDM的技术要点 的技术要点
2、频分复用（FDM）： 、频分复用（ ）： 所谓频分复用 频分复用(FDM :Frequency 所谓频分复用 Division Multiplexing) 是按频率分割 多路信号的方法， 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， 分成若干互不交叠的频段，每路信号占 据其中的一个频段。 据其中的一个频段。在按收端用适当的 带通滤波器将多路信号分开， 带通滤波器将多路信号分开，分别进行 解调和终端相关处理。 解调和终端相关处理。 3、FDM的相关参数： 的相关参数： 、 的相关参数
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本章的教学基本要求
本章要求掌握频分多路复用（ 本章要求掌握频分多路复用（FDM） 掌握频分多路复用 ） 技术的基本理论要点，同时要求了解 了解其 技术的基本理论要点，同时要求了解其 基本应用实例、 基本应用实例、超外差接收机的基本工 理解通信系统中接收 作原理。此外能够理解 作原理。此外能够理解通信系统中接收 机的噪声系数及等效噪声温度等参数的 基本含义。 基本含义。
-兰州大学信息科学与工程学院电 2011年1月11日星期二 信、通信工程系-
频分多路复用（ 第八章 频分多路复用（FDM）技术及其应用 ） FDM：Frequency Division Multiplexing ：
主要内容提要： 主要内容提要：
》引言 频分多路复用（ 》频分多路复用（FDM）理论 ） 》频分多路复用技术的实际应用 》超外差接收机 》接收机的噪声系数及等效噪声温度
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载波通信系统示意图
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§ 8.3.2 调幅广播
调幅广播采用常规调幅方式， 调幅广播采用常规调幅方式，使用的波段分为中 波和短波两种。 波和短波两种。 中波调幅广播的载频为535kHz~1605kHz。一 中波调幅广播的载频为 。 般用于地区性广播。 般用于地区性广播。 短波调幅广播的载频为3.9MHz~18MHz。 短波调幅广播的载频为3.9MHz~18MHz。短波 传播靠电离层反射实现，传播距离可达数千公里。 传播靠电离层反射实现，传播距离可达数千公里。 调制信号的最高频率取到4.5kHz，电台之间的 调制信号的最高频率取到 ， 间隔∆B≥9kHz。 间隔 。
B1 = f m + f g （一路信号所占用的带宽）
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FDM的技术要点 的技术要点
m1 (t )
LPF
SBF 1
BPF1
m1 (t ) LPF
wc1
wc1
SBF2
相 加 器 信 道
m2 (t )
……
m 2 (t )
LPF
……
在一对传输线上同时传输多路模拟电话称为载 在一对传输线上同时传输多路模拟电话称为载 波电话。 波电话。载波电话使用单边带调制的频分复用 方式，相应的复用设备称为载波机。 方式，相应的复用设备称为载波机。 载波电话分群等级标准: 载波电话分群等级标准
基群 12路×4kHz=48kHz 路 60路 240KHz 超群 路 基本主群 300路 1200KHz 路 基本超主群 900路 3600KHz 路 60~108kHz 312~552kHz 812~2044kHz 8516~12388kHz
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频分多路复用（ §2. 频分多路复用（FDM）理论 ）
一、FDM的产生背景 ： 通信信号的同步传输。 源，以便实现多路通信信号的同步传输。 频分多路复用（ 二、频分多路复用（FDM）的技术要点 ： ） 1、复用（Multiplexing）： 、复用（ ）： 若干路独立的信号在同一信道中传送 复用。 称为复用 称为复用。在一个信道传输多路信号而互 不干扰，可以提高信道的利用率。 不干扰，可以提高信道的利用率。
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双声道立体声调频广播信号的解调
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§ 8.3.4 广播电视
由电视塔发射的电视节目称广播电视， 由电视塔发射的电视节目称广播电视，也称 地面广播电视。 地面广播电视。 图象信号是0~6MHz宽带视频信号，采用 宽带视频信号， 图象信号是 宽带视频信号 残留边带调制(VSB)，并插入很强的载波。 残留边带调制 ，并插入很强的载波。 接收端可用包络检波的方法恢复图象信号。 接收端可用包络检波的方法恢复图象信号。 伴音信号则采用宽带调频方式， 伴音信号则采用宽带调频方式，最高频率 fH= 15kHz，最大频偏∆fmax=50kHz， ，最大频偏 ， 频带宽度为B=130kHz。 频带宽度为 。