通信原理 复用技术
频分复用-通信原理
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FDM应用领域
载波电话系统 调幅广播 调频广播 广播电视 卫星直播电视 闭路电视广播 模拟移动电话 通信卫星中的频分多址
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频分多路复用
概念：多路彼此不相关的消息信号合并 为一个复合的群信号，共同在一条信道 上进行通信称为多路复用。利用调制技 术实施频谱搬移，可以实现频分多路复 用。
舒任成 2801304022
目录
1.频分多路复用介绍。 2.应用介绍。
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ห้องสมุดไป่ตู้
2
下图为12路信号的频分复用发送系统结构原理图
发送端低通滤波器消除各路基带信号的高频成分，而各个Modem 对各自的输入信号进行调制，实现频谱搬移。频率合成的各个频 率必须彼此分离。
下图为接收端原理图
接收端分离并解调出各路信号。同时，要提高信道利用率， 各频带应该尽量靠近，这要求陡峭的滤波器。 另外，各种信号之间存在相互干扰，叫做串扰。 主要是系统的非线性造成已调信号频谱的展宽，各路信号的频谱交叉重叠。 因此FDM系统的线性要求较高。
通信原理课件第八章 时分复用(一)
基带信号 m1(t)
m2(t)
信道
低通滤波器 1 低通滤波器 2
m1 ′(t ) m２′(t )
mn -1 (t ) mn(t)
发送端
接收端
低通滤波器 n－1 低通滤波器 n
mn -1 ′(t ) mn ′(t )
图 6-4 时分复用系统示意图
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
8
1路 2路 3路 4路
同步时分复用原理
4 32 1
D CB A d cb a
cC3 bB2 aA1
帧3
帧2
帧1
2
1
B
A
b
a
异步时分复用原理
2b B a A 1
帧6 帧5 帧4 帧3 帧2 帧1
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
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TDM方式的优点（相对与FDM）
❖ 1、多路信号的汇合和分路都是数字电路，比 FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。
❖ 把基群数据流采用同步(SDH)或准同步数字复接 技术汇合成更高速的数据(称为高次群)，高次群 的复接结构称为高次群的复接帧。
❖ 对帧的研究是时分复用系统研究的重点，相当于 对频分复用系统中频道的研究。
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
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E1帧结构源于语音通信：
❖ 抽样频率：
fs=8000Hz
❖ 空分复用方式（SDM，space division multiplex ） 无线通信中(包括卫星通信)的位置复用 有线通信中的同缆多芯复用。
❖ 码分复用方式（CDM，code division multiplex ） 编码发射、相关接收技术。
频分复用《通信原理》
频分复用
1．频分复用的定义
频分复用是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子信道，每个子信道传输一路信号。
2．频分复用的原理
（1）将信道的带宽分成多个相互不重叠的频段，每路信号占据其中一个子通道；
（2）各路之间留有未被使用的频带（防护频带）进行分隔，防止信号重叠；
（3）在接收端，采用适当的带通滤波器将多路信号分开，恢复出所需要的信号。
3．频分复用的实现
频分复用系统实现框图
图5-28 频分复用系统实现框图
4．频分复用的特点
（1）优点
①信道利用率高，技术成熟；
②可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；
③接收端可利用简单一阶均衡器补偿信道传输的失真。
（2）缺点
①设备复杂，滤波器难以制作；
②在复用和传输过程中，调制、解调等过程会不同程度地引入非线性失真，而产生各路信号的相互干扰；
③传送与接收端需要精确的同步；
④对于多普勒效应频率漂移敏感。
5．频分复用的应用
频分复用是模拟系统中最主要的一种复用方式，特别是在有线、微波通信系统及卫星通信系统内广泛应用。
通信原理_第6章信道复用和多址技术.
特点：简单，信道利用率低,不稳定。最大吞吐量仅为容 量的18.4%。
各种ALOHA方案网络吞吐量 S与提供负载 G的关系如图。
具有捕获效应的S-ALOHA 0.54
归一化信道吞吐量(S)
0.45 0.36 0.27 0.18 0.09 0.00 0.00 0.5
(a) 工作示意图。4个地球站，其中一个为基准站。
基准站任务：为其他各站发射定时信号。基准站也可由某一地球站兼 任。帧周期(帧)：所有地球站在卫星内占有的整个时间间隔。 分帧（子帧）:每个地球站占有的时隙帧。 (b) 帧结构。帧周期为125μs）或其整倍数。 帧:由所有分帧和一个基准站分帧组成。分帧的长度可以一样也可以 不一样。由前置码和数据两部分组成。
在FDMA中，是指各地球站占用转发器的频段；
在TDMA中，是指各站占用的时隙；
在CDMA中，是指各站使用的正交码组。
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6.3.1 频分多址
FDMA按频率划分，把各站发射的信号配置在卫星频带内 的指定位置上,各中心频率留有保护频带。 示意图。
保护频带
转发器频带分配
f A fB
3/48
6.1.1 频分复用
低通滤波器 调制器 MOD 带通滤波器 BPF 带通滤波器 BPF 解调器 DEM 低通滤波器 LPF
f1 (t )
LPF
f1 (t )
01
f 2 (t )
消息输入 LPF MOD BPF
f S (t )
主调制器 MOD 信道 主解调器 DEM BPF
波分复用的两波道间隔为10 ~ 100nm。当间隔为1 ~ 10nm， 甚至1nm以下时，称为密集波分复用（DWDM）。
正交频分复用技术_通信原理（第3版）_[共3页]
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234通信原理（第3版）抗干扰能力优于16PSK。
7.5 正交频分复用多载波调制前面介绍的ASK、PSK、FSK、MSK、QAM等调制方式在某一时刻都只用单一的载波频率来发送信号，而多载波调制是同时发射多路不同载波的信号。
正交频分复用（OFDM）是一种多载波传输技术，它不是如今才发展起来的新技术，早期主要用于军用的无线高频通信系统，由于其实现的复杂限制了它的进一步应用。
直到20世纪80年代，人们提出了采用离散傅里叶变换来实现多个载波的调制，简化了系统结构，使得OFDM技术更趋于实用化。
7.5.1 多载波调制技术多载波调制技术是一种并行体制，它将高速率的数据序列经串/并变换后分割为若干路低速数据流，每路低速数据采用一个独立的载波进行调制，叠加在一起构成发送信号，在接收端用同样数量的载波对发送信号进行相干接收，获得低速率信息数据后，再通过并/串变换得到原来的高速信号。
多载波传输系统原理框图如图7-18所示。
图7-18 多载波传输系统原理框图与单载波系统相比，多载波调制技术具有很多优点：（1）抗多径干扰和频率选择性衰落的能力强，因为串/并变换降低了码元速率，从而增大码元宽度，减少多径时延在接收信息码元中所占的相对百分比，以削弱多径干扰对传输系统性能的影响；而且如果在每一路符号中插入保护时隙大于最大时延，可以进一步消除符号间干扰（ISI）。
（2）多载波系统抗脉冲干扰的能力要比单载波系统大得多，因为OFDM信号的解调是在一个很长的符号周期内积分，从而使脉冲噪声的影响得以分散。
（3）它可以采用动态比特分配技术，遵循信息论中的“注水定理”，即优质信道多传输，较差信道少传输，劣质信道不传输的原则，可使系统达到最大比特率。
7.5.2 正交频分复用技术正交频分复用（OFDM）作为一种多载波传输技术，要求各子载波保持相互正交。
它是一种高效的调制技术，适合在多径传播和多普勒频移的无线移动信道中传输高速数据，它具有较强的抗多径传播和频率选择性衰落的能力以及较高的频谱利用率。
通信原理 第07章 多路复用
式中，B1 fm f g 为一路信号占用的带宽。
图7-4 FDM的频谱结构
合并后的复用信号，原则上可以在信 道中传输，但有时为了更好地利用信道的传 输特性，还可以再进行一次调制。 解复用过程是复用过程的逆过程。在 接收端，可利用相应的带通滤波器（BPF） 来区分开各路信号的频谱。然后，再通过各 自的相干解调器便可恢复各路调制信号。解 复用器采用滤波器将复合信号分解成各个独 立信号。然后，每个信号再被送往解调器将 它们与载波信号分离。最后将传输信号送给 接收方处理。图7-5显示了解复用过程。
TDM是按照时间片的பைடு நூலகம்转来共同 使用一个公共信道，所以在对TDM系统 进行分析的时候，通常考查如下几个基 本概念。 1.帧 TDM传送信号时，将通信时间分成 一定长度的帧。每一帧又被分成若干时 间片。即一帧由若干个时间片组成。帧 中的每个时间片是预先分配给某个数据 源的，且这种关系固定不变。不论有无 数据需要发送，所有数据源的时间片都 会被占有 .
7.2 频分多路复用
频分多路复用FDM（Frequency Division Multiplexing），指的是按照 频率参量的差别来分割信号的复用方式。 FDM的基本原理是若干通信信道共用一 条传输线路的频谱。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。FDM将 传输频带分成N部分后，每一个部分均 可作为一个独立的传输信道使用。
3.码组交错法 码组交错法按某一码字长度（若干 比特）为单位进行复用，即每个时间片 包含某个数据源的一个码字（可能是一 个比特，一个字符或更多比特），每个 时间片传输一个码字/子帧，与比特交错 技术相比误码率较低。
通信原理时分复用
显然，邻路间隔防护带fg越大，在邻路信号干扰相同的条件下，对边带 滤波器 SBF 的技术指标要求就允许放宽一些，但是频带要增宽，信道复 用率将下降，按CCITT标准，选防护间隔为900Hz，这样可使邻路干扰电 平低于－40dB以下 经过边带调制后的各路信号，在频率位臵上就被分开了，可以通过相加 器将它门合并成适合信道内传输的复用信号，其频谱结构如下所示：
实际上这是一个频分复用系统，f1i是为频分设臵的第一次调制的载
波频率，而f2则是第二次调制的载频。图中，对每一路来说，第一次采用 SSB调制方式，第二次也采用SSB,记为SSB/SSB.在实际的通信系统中，常
见的多级调制方式还有SSB/FM，FM/FM等。
第一路 SSB 调制器 f11
带通
第i路 f1i
在时分多路复用中，如果各路消息在每帧中所占时隙的位 臵是预先指定的（且固定不变），则称为同步时分多路复用 （STDM）.这种方式中，不传输消息的时隙出现空闲. 统计时分多路复用（ATDM） 为了提高信道利用率，通过动态的分配时隙来进行数据传 输方式－－称为统计时分多路复用（ATDM）（也叫异步时分 多路复用或智能时分多路复用） 实际的TDM系统为了提高信道利用率，通常先把一定路数 的信息复合成一个标准的数据流－－称为基群。 然后再把基群数据流采用同步或准同步数字复接技术，汇 合成更高速的数据信号
8.2.2 数字复接技术
概述：
数字通信网中，把若干低速数字信号合并成一个高速数字信号 进行传输的技术叫做数字复接.
数字复接系统包括 数字复接器 和 数字分配器，框图如下：
外时钟
定时 码速 调整 同步 定时
复接
支路
合路
通信无线通信原理(知识点)
通信无线通信原理（知识点）无线通信是指通过无线传输介质，如电磁波、红外线等，进行信息传递和交流的一种通信方式。
它在现代社会中广泛应用于手机通讯、无线网络、卫星通信、遥感等领域，并成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
在这篇文章中，我们将介绍通信无线通信的原理及相关知识点。
一、通信无线通信的原理1. 电磁波传播原理通信无线通信主要依靠电磁波进行信号的传输。
电磁波是由电场和磁场通过空间传播而形成的波动现象，它可以沿直线传播，不需要介质。
在通信中，我们常用的无线电波、微波、红外线等都是电磁波的一种。
2. 调制与解调原理为了将信号传输到接收端，我们需要将信息信号调制到载波上。
调制是指通过改变载波的某些特性，将信息信号转化为调制信号，以便在传输中进行传递。
常见的调制方式包括调频调制（FM）、调幅调制（AM）等。
在接收端，我们需要对接收到的调制信号进行解调，以还原原始的信息信号。
解调是调制的逆过程，通过特定的解调器将调制信号转化为信息信号。
常见的解调方式包括频率解调、幅度解调等。
3. 天线原理天线是无线通信系统中重要的组成部分，它主要用于将电磁波转化为电信号或将电信号转化为电磁波。
在发送端，天线将电信号转化为电磁波进行传播；在接收端，天线将接收到的电磁波转化为电信号进行处理。
不同类型的通信系统使用不同类型的天线，如手机天线、卫星天线等。
二、通信无线通信的知识点1. 频率和波长频率是指单位时间内波动振动的次数，用赫兹（Hz）表示。
在通信中，我们常用的频率单位有千兆赫（GHz）、兆赫（MHz）、千赫（kHz）等。
波长是指电磁波在传播过程中一个完整周期所占据的空间距离，它与频率成反比。
波长的单位通常用米（m）表示。
2. 常见的通信制式通信系统中常见的通信制式包括模拟通信和数字通信。
模拟通信是指将原始信号进行采样和量化后，通过调制技术转化为调制信号进行传输。
数字通信则是将原始信号进行数字化处理，通过编码和解码技术进行传输。
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。
通信原理中的空分复用
通信原理中的空分复用
空分复用（Spatial Division Multiplexing，SDM）是一种通过在空间维度上分割和复用资源来提高通信系统的传输容量的技术。
它利用多个天线在发射端和接收端之间进行数据传输，将不同的数据流通过独立的传输路径同时发送，从而实现并行的数据传输。
在空分复用中，发射端使用多个天线将数据流进行分割，并将每个分割后的数据流分别发送到接收端的多个天线上。
接收端的各个天线将接收到的信号进行处理和合并，从而实现多路并行传输。
由于每个天线之间存在独立的传输路径，不同的数据流可以同时进行传输，从而大大提高了传输容量。
空分复用可以应用于无线通信系统中，特别适用于多天线系统，如多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）系统。
它可以提高系统的数据速率、信道容量和频谱效率，同时还能提供抗干扰和容错性能。
空分复用在现代通信系统（如4G LTE和5G）中得到了广泛的应用，尤其是在高速数据传输和多用户场景下。
通过充分利用空间资源，空分复用可以提供更高的数据传输速率和容量，满足日益增长的通信需求。
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。
逻辑信道的复用和解复用
逻辑信道的复用和解复用1. 引言在通信领域中，逻辑信道的复用和解复用是实现多路复用和多路解复用的关键技术。
通过逻辑信道的复用和解复用，可以同时传输多个独立的数据流，提高通信系统的传输效率和资源利用率。
本文将介绍逻辑信道的概念、分类以及常见的复用和解复用技术。
2. 逻辑信道概述逻辑信道是指在物理层之上建立起来的、为不同用户或应用程序之间提供独立通信服务的虚拟通路。
它是一种抽象概念，通过对物理信道进行合理分配和管理，实现了多路通信。
逻辑信道可以根据不同的标准和协议进行分类，常见的分类包括：•控制信道：主要负责传输控制信息，如连接建立、断开等。
•用户数据信道：主要负责传输用户数据，如音频、视频等。
•广播信道：主要负责传输广播信息，如电视广播等。
3. 复用技术3.1 频分复用（FDM）频分复用（Frequency Division Multiplexing）是一种将不同频率的信号叠加到同一物理信道上的技术。
在发送端，通过将不同频段的信号调制到不同的载波上，然后将这些载波进行叠加；在接收端，通过解调器将叠加后的信号分离出来，恢复成原始的信号。
频分复用技术适用于传输带宽较大、传输距离较长的场景，如有线电视、卫星通信等。
3.2 时分复用（TDM）时分复用（Time Division Multiplexing）是一种将不同时间段的信号按照一定的顺序交替地发送到物理信道上的技术。
在发送端，将不同用户或应用程序的数据按照固定时间间隔划分为若干帧，并依次发送到物理信道上；在接收端，根据发送端发来的时隙信息，将各个用户或应用程序的数据进行解复用。
时分复用技术适用于传输带宽较小、传输距离较短但对实时性要求较高的场景，如电话通信、局域网等。
3.3 码分复用（CDM）码分复用（Code Division Multiplexing）是一种利用不同码型对数据进行编码和解码，从而实现多路复用和解复用的技术。
在发送端，将不同用户或应用程序的数据通过不同的码型进行编码，并叠加到物理信道上；在接收端，根据码型信息，将叠加后的信号进行解码和分离。
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。
光纤通信原理-波分复用技术
o ITU-T 建 議 一 直 只 提 WDM 和 Multichannel system(多通道系統)，避免 WDM和DWDM的區分和界定，建議檔 規範的通道間隔也只窄到50GHz。
o 目前真正實用化的光波分複用系統是 16×2.5Gbit/s，16×10Gbit/s和 32×2.5Gbit/s，32×10Gbit/s， 40×10Gbit/s。我國目前也已達到了這一 實用化水準。
o 通常使用法布－珀羅(F－P)干涉儀作為光濾波器。
o 另外還有一類是集成在LiNbO3波導上的，利用聲光或 電光效應來改變介質的折射率，從而實現對光波長選 擇的光濾波器，其中聲光效應的濾波器調諧範圍可做 到大於100nm，而電光效應的濾波器調諧範圍較小， 只能達到10nm。
o 除此之外，窄帶的光放大器對入射複用信號的選擇放 大，也可以起到光濾波器的作用。
8.4、波分複用器
波分複用器分發端合波器和收端的分 波器。合波器又稱複用器，分波器又稱 解複用器。
光波分複用器的種類很多，大致分為 四大類： o 熔維光纖型 o 介質膜干涉型 o 光柵型光波分複用器 o 陣列波導光柵(AWG)型光波分複用器
8.5、摻鉺光纖放大器(EDFA)
1、EDFA概述 摻 鉺 光 纖 放 大 器 (EDFA) 是 將 鉺間隔為25GHz 的整數信，目前優先選用的是100GHz和 50GHz 通 道 間 隔 。 G.652 或 G.655 光 纖 系 統是均勻通道間隔。G.653光纖採用非均 勻通道間隔。
(3)
o 所謂標準中心頻率指的是光波分複用系 統中每個通路對應的中心波長的頻率。
5、EDFA
EDFA具體的應用形式有以下四種。 o 線路放大(Line Amplifier) o 功率放大(Booster Amplifier) o 前置放大(Preamplifiev) o LAN放大(LAN Amplifier)
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
通信原理的讲义第十一章复用
故，在乘积之后，信号的带宽便拓宽了， 这就是扩频。
可见，扩频后信号的功
率在原信号带宽的功率
原信号频谱
内低于原信号。
扩频后信号频谱 这对于军事上的应用非
常重要，即使得我方的
通信信号不易被敌方检
W频率
测到。
扩频的另外一个特点是抗干扰：
窄带噪声
扩频后信号
W频率 经过解扩之后
原信号
窄带噪声带宽展
W频率
i 为第i 路信号及特征波形的时延参数， i 为第i 路信
号的相位参数， wc 为载波频率。 现考虑用 ck (t ) 特征波形对第k 路信号实现解扩，可
认为此时在第k 路上，接收端已实现同步。即此时可认 为， k 0 ， k 0
用2ck (t ) cos( wct ) 去乘s(t ) 得
第十一章 复用
复用又称多址或多路。
通信中复用的本质是：在同一信道上允 许多路信号同时传输。
目前复用技术主要包括：FDM/FDMA频 分复用/多址（波分复用）、TDM/TDMA 时分复用/多址、CDM/CDMA码分复用/ 多址。
11.1 频分复用/波分复用
所谓频分复用，就是用不同的频率传送 各路消息，以实现通信。
滤 去 2wc 信 号
r1 ( t )
dk
(
t
)
c
2 k
(
t
)
N
d i ( t i ) c i ( t i ) c k ( t ) cos( i )
i1,i k
将 r1(t) 在（0，T）上做积分，得 T 时刻接收机输 出为
T
D (T ) t 0 r1 (t )dt
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（
通信原理中复用带来的效果
通信原理中复用带来的效果复用是指在有限的资源中，通过合理的方式将资源分配给多个用户或任务，从而提高资源的利用效率和性能的方法。
在通信原理中，复用主要包括频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、码分复用（CDM）和波分复用（WDM）等。
频分复用（FDM）是利用频率来实现复用的一种方法。
通过将不同的用户或任务分配到不同的频带上，使它们能够同时并行地进行通信。
频分复用的核心思想是将频谱分成若干个子信道，每个子信道用于传输不同用户或任务的数据。
频分复用可以充分利用频谱资源，提高频谱的利用率。
同时，频分复用还能够避免不同用户或任务之间的干扰，提高通信质量和性能。
时分复用（TDM）是利用时间来实现复用的一种方法。
通过将不同用户或任务的数据按照一定的时间顺序分时地发送，使它们能够在同一个时间段内共享通信通道。
时分复用的核心思想是将时间分成若干个时隙，每个时隙用于传输不同用户或任务的数据。
时分复用能够充分利用时间资源，提高时间的利用率。
同时，时分复用还能够避免不同用户或任务之间的干扰，提高通信质量和性能。
码分复用（CDM）是利用编码技术来实现复用的一种方法。
通过在不同用户或任务的数据上加上不同的编码序列，使它们能够同时并行地进行通信。
码分复用的核心思想是将不同的用户或任务的数据进行编码，然后通过同一个通信通道进行传输和解码。
码分复用能够充分利用编码序列的特性，提高通信的安全性和抗干扰能力。
同时，码分复用还能够避免不同用户或任务之间的干扰，提高通信质量和性能。
波分复用（WDM）是利用波长来实现复用的一种方法。
通过将不同用户或任务的数据调制到不同的光波上，使它们能够同时并行地进行光通信。
波分复用的核心思想是将波长分成若干个子波长，每个子波长用于传输不同用户或任务的数据。
波分复用能够充分利用光波的特性，提高通信的传输能力和容量。
同时，波分复用还能够避免不同用户或任务之间的干扰，提高通信质量和性能。
总的来说，复用在通信原理中的应用可以实现资源的最优利用和性能的最大化。
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IN 码解调
f
PN码
PPN(f)
f
P(f)
t
f
PPN(f)
t
f
POUT(f)
t
f
信息
LPF
P'(f)
f
P(f)
f
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通信原理
April 2, 2021
发送端PN码调制是异或处理，即 信息码 PN码
信道传输为
(信息1 PN1) (信息2 PN2) (信息n PNn)
接收端PN码解调也是异或处理，只有相应PN码可以 解调出相应路的信息。如路1：
[(信息1 PN1) (信息2 PN2) (信息n PNn)] PN1 (信息1 PN1 PN1) (信息2 PN2 PN1)
(信息n PNn PN1) 信息1 (信息2 PN2 PN1) (信息n PNn PN1)
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通信原理
功率
时间
功率 时间
功率 时间
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通信原理
F第 比1 特路
帧周期 125s (193bit)
·····
·
第
第F 第
2
24 比 1
路
路特 路
April 2, 2021
PCM-24路 数字复接结构
·····
·
第
第
2
24
路
路
PCM-24制式 每路码速率：64kbit/s 基群码速率： 1544kbit/s
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通信原理
April 2, 2021
(TDM) 用不同的时间间隔。具体说，就是把时间分成均匀 的时间间隔(称为时隙)，每路信号分配在不同的时
间间隔内传送。
码分复用 码分多路复用(码分多址 ) ：起源于扩频通信原理，
(CDM) 信息传输时不分频道，也不分时隙，而是采用不同 的PN码序列对每路数字信号序列进行调制，扩展 频带，并在一个公共的频带上进行传输。
奇帧 1 1 A 1 1 1 1 1
话 路
15
信 令
话 路
16
TS15 TS16 TS17
…… ……
话 路 30
TS31 8bit t
0 0 0 0 1 A 1 1 F0 帧
复帧同步 复帧对告
a b c d a b c d F1 帧
话路1信令 话路16信令
同步：A=0 失步：A=1
复帧
……
保留给国内用
1
01 0 1 1
(a) 一次群 (基群)
(b) 二次群 (按位数字复接)
(c) 二次群 (按字复接)
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通信原理
April 2, 2021
时分多路复用数字电话通信，CCITT推荐了两 种制式的数字复接方案，即按律编码的PCM-24路 和按A律编码的PCM-30/32路复接方案。
PCM-30/32路数字复接结构： ★把时间均匀的分成32个时间间隔(时隙)，每路占
码分复用以容量大（理论分析和实践证明，是 FDM的10~20倍，TDM的5倍)，抗干扰性能好，保密 性强等突出优点，成为国际上研究的一大热点，是多 路复用技术发展的一大趋势。
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通信原理
码分多路复用通信
April 2, 2021
信息
码调制 OUT
PN码
信息 PN码
其它用户 信号及干
扰
OUT码
PIN(f)
3复 接
4器
高次群复接等级
April 2, 2021
1
五 2次
群 3复
接 4器
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通信原理
复接方式
April 2, 2021
PCM30/32基群(1) 1 0
1
10 1 0 1
PCM30/32基群(2) 1 1
0
11 0 0 1
PCM30/32基群(3) 1 0
0 11 1 0 1
PCM30/32基群(4) 1 1
480路 (96×5) 32.064Mb/s
1440路 (480×3) 97.728Mb/s
欧
30路
州 2.048Mb/s
120路 (30×4) 8.448Mb/s
480路 (120×4) 34.368Mb/s
1920路 (120×4) 139.264Mb/s
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用一个时隙。 ★32个时隙的分配 ★32个时隙组成一个传输的帧； ★帧同步码（偶帧、奇帧）； ★信令、复帧 ★帧流
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通信原理
F14 F15 F0
F1 帧F2
……
April 2, 2021
F15 F0
帧话 同路 步1
TS0 TS1
…… ……
时隙
偶帧 1 0 0 1 1 0 1 1 帧同步码
保留给国际用
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通信原理
···· ····
路1
LPF
路2
LPF
路n
LPF
G(f)
调制器 fC1
调制器 fC2
调制器 fCn
频分多路复用通信
April 2, 2021
路1
BPF
BPF 解调器 LPF
CH1
CH1
路2
BPF
信
BPF 解调器 LPF
CH2
道
CH2
BPF
BPF
CHn
CHn
原理方框图
解调器
路n
LPF
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通信原理
April 2, 2021
一次群
二次群
三次群
四次群
北
24路
美 1.544Mb/s
96路 (24×4) 6.312Mb/s
672路 (96×7) 44.736Mb/s
4032路 (672×6) 274.176Mb/s
日
24路
本 1.544Mb/s
96路 (24×4) 6.312Mb/s
帧失步对告 奇帧监视码
同步：A=0 失步：A=1
abcd
话路15信令
a b c d F15
话路30信令
帧
PCM-30/32路 数字复接结构
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通信原理
F14 F15 F0l 2, 2021
F15 F0
TS0 TS1 … …
路时隙3·9 s
TS15 TS16 TS17
··
··
t
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通信原理
码分多路复用通信
路1
码调制
PN1 路2
码调制
PN2
信道
码解调
PN1
码解调
PN2
····
路n
码调制
PNn
原理方框图
码解调
PNn
April 2, 2021
路1
LPF
路2
LPF
路n
LPF
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通信原理
April 2, 2021
码分多路复用(码分多址 ) ：起源于扩频通信原 理，信息传输不分频道，也不分时隙，而是采用不 同的PN码序列对每路信息（数字信号序列）进行调 制，扩展频带，并在一个公共的频带上进行传输。 在接收端，只要采用相同的PN码进行解调，收缩频 谱，可取出相应的信号，而干扰和其他用户的信号 ，因PN码不同而滤除。
……
帧周期 125s (256bit)
TS31 8bit t
PCM-30/32制式 每路码速率：64kbit/s 基群码速率： 2048kbit/s
PCM-30/32路 数字复接结构
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通信原理
April 2, 2021
PCM-30/32路数字复接 • 对于300Hz~3400Hz的话音信号，CCITT规定抽样频率为
April 2, 2021
FDM
TDM CDM
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通信原理
电视信号 彩色电视编码器
载波300路
主群编码器
电话120路
PCM 120路
载波60路
超群编码器
可视电话 可视电话编码器
电话30路
PCM 30路
载波12路
基群编码器
传真电报
宽带数据编码器
1
三
2次
群
3复
接
1
4器
二
2次 群
3复 接
4器
1
四
2次 群
CH1 CH2 CH3
···· CHn
··
频谱
f
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通信原理
m1(t)
≈
m2(t)
≈
时分多路复用通信
量 化
信道 解
编
码
码
April 2, 2021
≈ m’1(t) ≈ m’2(t)
…… ……
≈ mn(t)
s(t)
m1(t) m2(t)
≈ m’n(t)
···· mn(t) m1(t) m2(t) ···· mn(t)
8000Hz，即每1/8000=125×10-6s=125s传送一个样值。帧 周期为125s，每帧256bit。 • 每帧分为32个路时隙，每时隙占用125s/32=3.9s • 抽样频率为8kHz，每个样值编8位码(A律13折线)，每话路 的码速率为8×8=64kbit/s。 • PCM-30/32数据流的传输码速率为64×32=2048kbit/s。
PCM-24路数字复接结构： • 对于300Hz~3400Hz的话音信号，CCITT规定抽样频率
为8000Hz，即每1/8000=125×10-6s=125s传送一个样值 。帧周期为125s，每帧24×8+1=193bit。 • 每帧分有24个路时隙，每时隙占用125s/24=5.208s(或 125s÷193×8=5.18s) • F比特为位同步码 • 第6帧、第12帧、····为信令帧，在信令帧中各路时隙的 第8比特用来传送该路的信令，也就是每6帧中有5帧按8 比特编码，有一帧按7比特编码。 • 传输码速率为193/(125×10-6)=1544kbit/s