通信原理复用方法
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。
通信原理-第8章-多路复用技术
后的线性叠加码片序列的和。将其与某一发送站 码片序列进行归一化内积运算，则可恢复出该站 发送的数据。 设接收站接收到的码片序列和为S，接收站要听 码片序列为C的站发出的数据，并设站A发送1，站 B发送0，站C发送1，则接收站计算C站发出的数 据为：
S C (A B C) C A C B C C C 0 0 1 1
DWDM 传输（常用在干线上传输）
8 2.5 Gb/s 1310 nm 0 1 2 3 4 5 6 7 1550 nm 1551 nm 1552 nm 1553 nm 复 1554 nm 用 1555 nm 器 1556 nm 1557 nm
1550 nm 1551 nm 1552 nm 分 1553 nm 用 1554 nm 器 1555 nm 1556 nm 1557 nm 0 1 2 3 4 5 6 7
推 论
由
1 m ST SiTi 0 m i 1
可推知：
1 m ST Si T i 0 m i 1 1 m 1 m SS Si Si 1 S S m Si S i 1 m i 1 i 1
CDMA 接收
CDMA接收时，接收站从空中收到多站发送信号
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。
波分多路复用 (续)
密集波分复用 Density Wave Division Multiplexing，DWDM：
通信原理知识点
第一章1、通信的目的就是传输消息中所包含的息。
消息就是信息的物理表现形式,信息就是消息的有效内容。
、信号就是消息的传输载体。
2、根据携载消息的信号参量就是连续取值还就是离散取值,信号分为模拟信号与数字信号.,3、通信系统有不同的分类方法。
按照信道中所传输的就是模拟信号还就是数字信号(信号特征分类),相应地把通信系统分成模拟通信系统与数字通信系统。
按调制方式分类:基带传输系统与带通(调制)传输系统。
4、数字通信已成为当前通信技术的主流。
5、与模拟通信相比,数字通信系统具有抗干扰能力强,可消除噪声积累;差错可控;数字处理灵活,可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输;易集成,成本低;保密性好等优点。
缺点就是占用带宽大,同步要求高。
6、按消息传递的方向与时间关系,通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。
7、按数据码先排列的顾序可分为并行传输与串行传输。
8、信息量就是对消息发生的概率(不确定性)的度量。
9、一个二进制码元含1b的信息量;一个M进制码元含有log2M比特的信息量。
等概率发送时,信源的熵有最大值。
10、有效性与可靠性就是通信系统的两个主要指标。
两者相互矛盾而又相对统一,且可互换。
在模拟通信系统中,有效性可用带宽衡量,可靠性可用输出信噪比衡量。
11、在数字通信系统中,有效性用频带利用率表示,可靠性用误码率、误信率表示。
12、信息速率就是每秒发送的比特数;码元速率就是每秒发送的码元个数。
13、码元速率在数值上小于等于信息速率。
码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。
第二章14、确知信号按照其强度可以分为能量信号与功率信号。
功率信号按照其有无周期性划分,又可以分为周期性信号与非周期性信号。
15、能量信号的振幅与持续时间都就是有限的,其能量有限,(在无限长的时间上)平均功率为零。
功率信号的持续时间无限,故其能量为无穷大。
16、确知信号的性质可以从频域与时域两方面研究。
17、确知信号在频域中的性质有4种,即频谱、频谱密度、能量谱密度与功率谱密度。
通信原理 考点总结
通信原理绪论给舍友同学总结的考点知识点；通信的目的是传递消息中所包含的信息；消息是信息的物理表现，是物质或精神状态的一种反映；消息中包含的有效内容是信息，信息是消息的内涵；通信就是信息传输； 信号参量的传递→通信原理；电信号的参量取值连续（不可数、无穷多）,指某一取值范围内可以取无穷多个值，不一定时间上连续，则为模拟信号；电信号的参量仅可能取有限个值，则为数字信号；基带信号：原始信号，频带从零频附近开始，不适合在信道传输；→带通信号（频带信号）：调制后，适合信道传输且有带通的特性；复用：频分(模拟)、时分（数字）、码分（WCDMA ）；时分复用：用脉冲调制的方法使不同信号占据不同的时间区间；频分复用：用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；码分复用：用正交的脉冲序列分别携带不同的信号；信息量：；熵：平均信息量 等概率最大；性能指标：有效性和可靠性矛盾统一；1.有效性：传输一定信息量时所占用的信道资源，传输的“速度”问题； 衡量：传输速率和频带利用率； 码元传输速率RB ：单位时间传送码元的数目，Baud ；RB=1/T;信息传输速率Rb: 信息率，比特率；单位时间内传递的平均信息量；bps ；b/s ； 二进制：RB=Rb;频带利用率：；单位带宽（每赫）内传输速率；2.可靠性：接收信息的准确程度，即传输“质量”问题； 衡量：误码率；误信率 误码率Pe ：错误码/总传输码元；Pb 误信率：错误比特/总传输比特数；二进制：Pe=Pb;随机过程一维概率分布函数：F 1(x 1,t 1)=P [ξ(t 1)≤x 1] 数学期望:信号或噪声的直流成分;方差:信号或噪声交流功率；自相关函数:用来判断广义平稳,用来求随机过程的功率谱密度及平均功率。
；（广义/宽）平稳随机过程：数学期望与方差与时间无关，自相关函数只与时间间隔有关；α(t)=α；R(t,t+τ)=R(τ)各态历经性：()()ττR R a a ==，统计平均值等于它的任一次实现的平均值，随机过程中的任一次实现都经历了随机过程的所有可能状态；具有各态历经性的随机过程一定是平稳过程，但平稳过程不一定具有各态历经性；P41 例题； 自相关函数：R(τ)＝E[ξ(t)ξ(t+τ)]， R(τ)=R(-τ),偶函数；R(0)=E[ξ^2(t)]=s ，R(0)为ξ(t)的均方值 (ξ(t)的平均功率，时域计算方法)；上限； R(∞)=E^2[ξ(t)]， R(∞)是ξ(t)的直流功率，R(0)- R(∞)=σ^2 ，方差，ξ(t)的交流功率；功率谱密度：频域角度描述ξ(t)的统计特性，ξ(t)的平均功率关于频率的分布；平稳过程的自相关函数与其功率谱之间为傅立叶变换关系； P ξ (ω ) 《----》R(τ)；ωωπτωτςd e)(P 21)(R j ⎰∞∞-=；ττωωτξd e)(R )(P j -∞∞-⎰=；功率谱密度的性质：P ξ（ω）＞＝0，非负性 P ξ（-ω）＝ P ξ（ω），偶函数单边功率谱密度： P ξ1（ω）＝2 P ξ（ω）ω〉=0P44, 例题；高斯过程：随机过程的概率密度服从正态分布；过程中的任一时刻的取值即为随机变量；一维概率密度和分布函数：)2)(exp(21)(22σασπ--=x x f ，α均值，σ平均差，a=0,σ=1为标准高斯分布； 性质：高斯过程若为宽平稳，必为窄平稳；若随机变量不相关，则变量相互独立；代数和及线性变化后仍为高斯过程；窄带随机过程：Δ f<<f c >>0;正弦波表示：，;同相与正交分量表示：；1) 结论1：ξ(t)是均值为0、方差为σ^2的窄带平稳高斯过程，它的同相分量和正交分量同样是平稳高斯过程，且均值为0、方差也相同。
通信原理题目加答案
1．通信系统的两个主要指标是有效性、可靠性。
2．通信的复用方式有频分复用、时分复用和码分复用。
3．按照传输媒质的不同，信道可分为有线信道、无线信道_。
4．无线信道按照传播方式区分，基本上有地波、天波和视线传播三种。
5．调制信道对信号的干扰分为加性干扰、乘性干扰两种。
6．单一频率正弦波信号经随参信道传输后到达接收端的信号，其包络服从瑞利分布。
7．典型的恒参信道有有线信道、光纤信道、无线视距中继及卫星中继信道。
8．典型的随参信道有短波电离层反射信道、对流层散射信道。
9．对于点与点的之间的通信，按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半双工和全双工通信。
10．按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以把通信系统分为模拟通信系统、数字通信系统.11．同步卫星通信是电磁波直线传播传播，因此其信道传播性能稳定可靠，传输距离远，容量大，广泛应用于传输多路电话、电报、图像数据和电视节目。
12．已知FM 波的表达式63()10cos(21010sin(10))s t t t ππ=⨯+(V)，可求出载波频率为610Hz ，已调波的卡森带宽为11kHz 。
13．为了改善调频解调器的输出信噪比，在调频系统中广泛采用加重技术，包括预加重技术、去加重技术。
14．产生“门限效应”的主要原因是解调器的非线性。
15．非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时，A 律对数压缩特性采用13折线近似，μ律对数压缩特性采用15折线近似。
16．差分脉冲编码调制最简单的一个特例是增量调制，为防止其出现过载现象必须满足不过载条件。
17．为了提高数字信号的有效性而采取的编码称为信源编码，为了提高数字通信的可靠性而采取的编码称为信道编码。
18．二进制基带信号传输过程中，“0”、“1”代码等概率发送条件下，双极性基带系统的最佳判决门限电平为0，单极性最佳判决门限电平为A/2。
19．在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起的码间串扰，二是传输中叠加的加性噪声。
io口复用原理
io口复用原理
I/O 口复用原理是指在电子设备中，通过硬件或软件的方式，将一个I/O 端口用于多种不同的功能或通信协议。
I/O 口复用的原理基于以下几个方面：
1. 功能复用：通过复用I/O 口，可以在不同的时间或条件下，将其配置为不同的功能。
例如，一个I/O 口可以在某些时候作为输入端口，用于读取传感器数据，而在其他时候作为输出端口，用于控制外部设备。
2. 通信协议复用：I/O 口还可以复用为支持多种通信协议的端口。
例如，一个USB 接口可以通过复用支持多种USB 协议，如USB 2.0、USB
3.0 等。
3. 时间复用：通过时分复用（TDMA）或轮询的方式，可以在不同的时间段内将I/O 口分配给不同的功能或通信协议。
这样可以实现多个功能或协议共享同一个I/O 口。
4. 引脚复用：在一些集成电路中，I/O 引脚可以通过内部寄存器或配置选项进行复用。
通过设置相应的寄存器或选项，可以将一个引脚配置为不同的功能，如输入、输出、UART、SPI 等。
I/O 口复用的优势包括减少硬件成本、降低系统复杂度、提高系统灵活性和可扩展性等。
通过复用I/O 口，可以充分利用有限的引脚资源，实现更多的功能和通信协议。
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
12
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
17
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。
通信原理实验报告实验四-时分复用数字基带通信系统
实验四时分复用数字基带通信系统电子二班 044 陈增贤一、实验目的1.掌握时分复用数字基带通信系统的基本原理及数字信号传输过程。
2.掌握位同步信号抖动、帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
3.掌握位同步信号、帧同步信号在数字分接中的作用。
二、实验内容1.用数字信源模块、数字终端模块、位同步模块及帧同步模块连成一个理想信道时分复用数字基带通信系统，使系统正常工作。
2.观察位同步信号抖动对数字信号传输的影响。
3.观察帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
4.用示波器观察分接后的数据信号、用于数据分接的帧同步信号、位同步信号。
三、基本原理本实验要使用数字终端模块。
1. 数字终端模块工作原理：原理框图如图4-1所示，电原理图如图4-2所示(见附录)。
它输入单极性非归零信号、位同步信号和帧同步信号，把两路数据信号从时分复用信号中分离出来，输出两路串行数据信号和两个8位的并行数据信号。
两个并行信号驱动16个发光二极管，左边8个发光二极管显示第一路数据，右边8个发光二极管显示第二路数据，二极管亮状态表示“1”，熄灭状态表示“0”。
两个串行数据信号码速率为数字源输出信号码速率的1/3。
延迟1延迟2整形延迟3FS-INBS-INS-INFD FD-7FD-15FD-8FD-16BD显示串/并变换串/并变换F2÷3并/串变换并/串变换D2B1F1D1SD-DBD显示B2图4-1 数字终端原理方框图延迟1、延迟2、延迟3、整形及÷3等5个单元可使串/并变换器和并/串变换器的输入信号SD 、位同步信号及帧同步信号满足正确的相位关系，如图4-3所示。
移位寄存器40174把FD 延迟7、8、15、16个码元周期，得到FD-7、FD-15、FD-8（即F1）和FD-16（即F2）等4个帧同步信号。
在FD-7及BD 的作用下，U65（4094）将第一路串行信号变成第一路8位并行信号，在FD-15和BD 作用下，U70（4094）将第二路串行信号变成第二路8位并行信号。
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。
20/48
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）。
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
现代通信原理
1.简述时分复用（TDM ）和频分复用（FDM ）原理。
解：所谓频分复用是指多路信号在频率位置上分开，但同时在一个信道内传输的技术。
因 此频分复用信号在频谱上不会重叠，但在时间上是重叠的。
在发送端各路信号首先通过低通滤波器，用来限制最高频率m f 。
为简单起见，假设各路信号的m f 都相等，对应有相同的频谱密度函数。
然后各路信号对各路副载波）进行调制，调制方式可以是调幅、调频或调相，但常用的是单边带调制方式，因为它最节省频带。
为保证各路信号频谱不重叠，相邻的副载波之间应保持一定的频率间隔，同时为了防止相邻信号互相干扰引起串扰，相邻的副载波之间还应考虑一定的保护间隔g f 。
在接收端，利用中心频率不同的带通滤波器来区分各路信号，并进行相应的解调以恢复各路的调制信号。
时分复用（TDM ）的主要特点是利用不同时隙来传送各路信号，其理论基础是抽样定理。
抽样定理告诉我们，模拟信号可用时间上离散出现的抽样脉冲值来代替，这样在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。
利用这种空隙就可以传输其它信号的抽样值，因此在一个信道上可以同时传输多路信号。
这种复用信号到了接收端只要在时间上恰当地进行分离，就能恢复各路信号。
2.已知二元离散信源只有‘0’、‘1’两种符号，若‘0’出现的概率为1/3，求出现‘1’所含的信息量。
解题思路：考查信息量的基本概念，用公式1log ()a I P =。
底数a 一般采用2，这时信息量单位为bit解：由题知，‘1’出现的概率为2/3，bit P I 58.0667.0log log 2121≈-=-= 3.已知英文字母中e 出现概率为0.105, z 出现的概率为0.001,求英文字母e 和z 的 解题思路：考查信息量的基本概念，用公式1log ()a I P=。
底数a 一般采用2，这时信息量单位为bit解：bit P I e e 25.3105.0log log 22≈-=-=， bit P I z z 97.9001.0log log 22≈-=-=4.某气象员用明码报告气象状态，有四种可能的消息：晴、云、雨、雾。
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。
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
通信原理第五章数字复接与SDH
在规定的时间一次复接，四个支路轮流复接。这种方
法有利于数字电话交换，但要求有较大的存储容量。
第 5章
数字复接与SDH
•
(3) 接帧复接。就是复接器每次复接一个支路的
一帧信号，依次复接各支路的信号，这种复接称为按
帧复接。这种方法的优点是复接时不破坏原来的帧结 构，有利于交换，但需要更大的存储容量，目前极少
的处理时间更短。 要在如此短暂的时间内完成大路数
信号的PCM复用， 尤其是要完成对数压扩PCM编码， 对电路及元器件的精度要求就很高， 在技术上实现起
来也比较困难。
第 5章
数字复接与SDH
•
因此， 对于一定路数的信号（比如电话）， 直 接采用时分复用FDM是可行的， 但对于大路数的信号 而言， PCM复用在理论上是可行的， 而实际上难以实 现。 那么我们自然就会提出一个问题， 如何实现大路
次群（N=3）。也有采用N~（N+2）方式复接，比如
由二次群直接复接为四次群（N=2）。
第 5章
数字复接与SDH
•
采用2Mb/s基群数字速率系列和复接等级具有如 下一些好处： (1) 复接性能好，对传输数字信号结构没有任何限 制，即比特独立性较好；
(2)信令通道容量大；
(3)同步电路搜捕性能较好（同步码集中插入）； (4) 复接方式灵活，可采用 N~ （ N+1 ）和 N~ （ N+2 ） 两种方式复接； (5)2Mb/s系列的帧结构与数字交换用的帧结构是统
第 5章
数字复接与SDH
• 后， kb/s
比如对30路电话进行PCM复用（采用8位编码） 8000×8×32＝2048 ， 即形成速率2048 kb/s的数字流（比特流）。
通信原理复习资料
第一章1、模拟信号与数字信号的区别：取值个数是否连续变化。
2、信息源 →发送设备→信 道→接收设备→受信者 （发送端） ↑ （接收端） 噪声源图1-1 通信系统一般模型3、模拟信息源→调制器→信 道→解调器→受信者 ↑ 噪声源图1-4 模拟通信系统模型4、信息源→信源编码→加密→信道编码→数字解调→信道→数字解调→信道译码→解密→信源译码→受信者 ↑ 噪声源 图1-5 数字通信系统模型①单工、半双工、全双工通信（点对点之间的通信，按消息传递方向与时间关系来分） 单工：广播、遥测、遥控、无线寻呼。
5、通信方式 半双工：同一载频的普通对讲机(BB 机)，问询和检索。
（P 8-9） 全双工：电话，计算机之间的高速数据通信。
②并行传输和串行传输（在数据通信中，按数据代码排列方式不同来分）6、信息量和平均信息量的公式（P10-11）（例题参见习题1-1和1-2）信息量：①一般式I=Log a)(1x P = - Log a P(x) ②常用式 I=Log 2)(1x P = - Log 2 P(x) 传送等概率的二进制波形之一的信息量为1b ，传送等概率的四进制波形之一的信息量2b ，此时，一个四进制波形需要用两个二进制脉冲表示，同理，传送等概率的八进制波形之一的信息量3b ，这时至少需要三个二进制脉冲。
综上，传送M 进制波形之一的信息量为：I=Log 2P 1= Log 2M/11=Log 2M若M 是2的整幂次，比如M=2k（k=1，2，3²²²） 则： I= - Log 22k=k也就是说，传送每一个M （2kM ）进制波形的信息量就等于用二进制脉冲表示该波形所需的脉冲数目k.平均信息量：H(x)=P(x 1)[- Log2P(x 1)]+P(x 2)[- Log2P(x 2)]+²²²+P(x M )[- Log2P(x M )]=∑=Mi P x 1)i (-Log2P(x i ) (b/符号)H 称为信息源的熵，当P(x i ) =1/M （每个符号等概率独立出现）时，信息源的熵有最大值。
通信原理期末复习习题集（附完整答案解析）
通信原理期末复习习题集（附完整答案解析）一、绪论1、描述通信系统的两大主要技术性能指标为有效性和可靠性。
在数字通信系统中，通常用传输速率（频带利用率）和差错率来衡量这两个指标。
2、多路复用方式有FDMA 、TDMA 、CDMA （列出三种方式）。
3、八进制传码率3000Baud，传信率为9000b/s ，传信率不变的情况下变为二进制，4和无线通信。
5来表示；数字通信系统的可靠性用差错率（误码率、误信率）来表示。
6、按照通信双方之间的工作方式可将通信方式分为单工通信、半双工通信和双工通信。
7、按数字信号序列排列传输方式可将通信方式分为串行通信和_ 并行通信。
8、关于数字通信的优点描述错误的是（D ）。
（A）抗噪声性能好（B）噪声不积累（C）可实现综合业务（D）占用带宽宽9、在数字通信系统中，常用来衡量其可靠性指标的是（ B ）。
（A）信息量（B）差错率（C）信噪比（D）数码率10、简述数字通信系统的特点。
（一）优点：抗干扰能力强，且噪声不累积传输差错可控便于应用现代数字信号处理技术易于集成，使通信设备微型化重量减轻易于加密处理，且保密性好（二）缺点：需要占用较大带宽对同步要求高11、简要叙述由香农公式可得出的主要结论。
对于有噪声的连续信道，可由香农公式来计算信道容量。
香农公式给出了高斯白噪声信道的极限信息传输速率。
香农公式可得出的主要结论：（1）信息速率低于信道容量时，一定有办法实现无误传输。
（2）信息速率高于信道容量时，则无论怎样努力都不可能可靠地传输这些信息. （3）信道容量C 、传输信息所用的信道带宽B 与信噪比S/N 之间存在着互换的关系：①在保持C 不变的条件下，可以通过增加信号的传输带宽B 来降低对信噪比的要求。
②在保持B 不变的前提下，可以用提高信噪比的方法增加信道容量。
12、与模拟通信相比，数字通信具有哪些优点。
（1）抗噪声性能好。
（2）易于进行差错控制。
（3）采用中继传输噪声不积累。
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n Tc 1 2 T 帧周期 时隙长度
n
1
2
16
9.3 时分复用
International Telecommunications Union (ITU)
话路时分复用技术标准（国际电信联盟） 话路时分复用技术标准（国际电信联盟） 准同步数字体系（PDH） E体系 T体系 同步数字体系（SDH）
17
9.3 时分复用
21
9.3 时分复用
PCM一次群帧结构图示 一次群帧结构图示
16 帧，2.0 ms F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 32 路时隙，256 bit，125 s
TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
t
t
t
5
9.1 概述
code division multiplexing (CDM)
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：多路TDM信号时钟的统一和定 时问题。 多址接入 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
9.2 频分复用
频分复用的合路
信号 LPF CH1 调制器 f1
space division multiplexing (SDM)
BPF
LPF CH2
调制器 f2
BPF
信道
LPF CHn 调制器 fn BPF
7
9.2 频分复用
频分复用的频谱构成
CH1
polarization division multiplexing (PDM)
plesiochronous digital hierarchy (PDH)
准同步数字系列 —— E体系 体系
层次 E1 E2 E3 E4 E5 比特率 （Mb/s） ） 2.048 8.448 34.368 139.264 565.148 路数 （路× 64 kb/s） ） 30 120 480 1920 7680
24
9.3 时分复用
码速调整 低次群合成高次群时，需要将低次群信号的时 钟调整一致，再作合并。 码速调整的代价 例如，一次群的速率是2.048Mb/s，4路一次 群的总速率应该是8.192Mb/s，但是实际上二次 群的速率是8.448 Mb/s，这额外的256kb/s中就包 括码速调整所需的开销。 码速调整的方法 正码速调整、负码速调整、正/负码速调整等
同步数字体系体系结构 信息是以 “同步传送模块STM” 传送的。 同步传送模块(STM)由信息有效负荷和段开销 SOH 组成块状帧结构，其重复周期为125s。 SDH的速率等级
等级 STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 比特率(Mb/s) 155.52 622.08 2,488.32 9,953.28
29
C-11 C-12 C-2 容器 虚容器 VC-11 VC-12 VC-2
9.3 时分复用
virtual container
SDH的结构： 的结构： 的结构 支路单元（TU-n）：也是一种信息结构，它为 低阶路径层和高阶路径层之间进行适配。 支路单元指针（TUprt）：指向支路单元。 支路单元群（TUG）：由若干个支路单元组成。 管理单元（AU-n）：是一种信息结构，起信息 管理作用。 管理单元指针（GUprt）：指向管理单元。 管理单元群（GUP）：由若干个管理单元组成。 段开销（SOH）：有关段的信息。
通信原理
第九章 多路复用和多址技术
9.1 概述
多路复用 目的：多路信号同时在同一信道中传输 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） CDM 3种多路复用新方法： 空分复用(SDW) 极化复用(PDW) 波分复用(WDM)
multiplexing
2
9.1 概述
multiple connection
84 60 96 108
108
10
9.2 频分复用
basic group
多级调制和单级调制的比较 实例： 12 路语音信号采用频分复用。每路信号 的频率范围均为 300 Hz — 3400 Hz。 单级调制 LPF 1种 12 个，载波12 种 12 个，调制器 12 1 12 种 12 个，BPF 12 种 12 个。共计 37 种 48 个。 BPF 两级调制 LPF 1 种12 个，一级载波 3 种 12 个，一级调 制器3 种 12 个，一级 BPF 3 种 12 个，二级载波 4 种 4 个，二级调制器 4 种 4 个，二级 BPF 4 种 4 个。共计 22 种 60 个。
19
32.064（日本） 44.736（北美） 97.728（日本） 274.176（北美） 397.200（日本） 560.160（北美）
9.3 时分复用
E体系结构 体系结构
一次群 2.048 Mbit/s 1 ×30 30 2 3 4 二次群 8.448 Mbit/s 1 ×4 三次群 34.368 Mbit/s 1 ×4
27
9.3 时分复用
overhead
SDH和PDH的关系 和 的关系 将若干路PDH接入STM-1内，即在155.52Mb/s处 接口。这时，PDH信号的速率都必须低于 155.52Mb/s，并将速率调整到155.52上。 例如，可以将63路E-1，或3路E-3，或1路E-4， 接入STM-1中。
频分复用原理
multiple access
1 O 2 O N O
f
f
f
3
9.1 概述
时分复用原理
frequency division multiplexing (FDM)
1 O 2 O N O
t
t
t
4
9.1 概述
码分复用原理
time division multiplexing (TDM)
1 O 2 O N O
13
9.3 时分复用时Biblioteka 复用实现框图CH1 CH1
time slot
LPF 多路 选择 多路 选择
LPF
CH2 LPF CHn LPF
CH2 LPF
信道
同步
LPF
CHn
14
9.3 时分复用
时分复用原理图示
commutator
t
t
t
t
15
9.3 时分复用
时分复用时隙分配和帧结构
1 2
frame
12
9.3 时分复用
master group
时分复用原理 将时间分为若干个互不重叠的小时段（时隙）， 各路信号占用各自的时隙，合路成一个复用信号。 基本特点 TDM 在时域上各路信号是分割开的，但在频域 上各路信号是混叠在一起的。这一点正好与 FDM 相反。 TDM 容易用数字电路实现，因而也容易集成。 而 FDM 要使用调制解调器和滤波器，所以集成 比较困难。
18
9.3 时分复用
层次 T1 T2 T3 T4 T5 比特率 （Mb/s） ） 1.544 6.312
synchronous digital hierarchy (SDH)
准同步数字系列 —— T体系 体系
路数 （路× 64 kb/s） ） 24 96 480 672 1440 4032 5760 8064
TU-12 ×4 TU-11
31
9.3 时分复用
SDH的帧结构 的帧结构
9×N 270×N 列（bytes） 261×N
1 3 4 5
段开销 （SOH） 管理单元指针
STM-N 有效负荷
9行
段开销 （SOH） 9
32
9.3 时分复用
SDH的体系结构 的体系结构 STM-1 是SDH最基本、最重要的结构； STM-N 按同步复用、字节间插形成； STM-1 的帧容量为 270 × 9 = 2430 byte； STM-1 的帧容量为 2430 × 8 = 19440 bit； STM-1 的帧速率为 8000帧/s； STM-1 的比特速率为 155.520 Mbit/s； STM-N 的比特速率为 155.520 × N Mbit/s。
帧同步时隙 偶帧 奇帧
×0 0 1 1 0 1 1 × 1 A1 1 1 1 1 1
信令时隙
话路时隙
22
9.3 时分复用
随路信令
TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
f CH2
CHn 合路 Bs B Bg
f
f f
8
9.2 频分复用
频分复用的分路
BPF
wave division multiplexing (WDM)
解调器 f1
LPF
输出 CH1
信道
BPF
解调器 f2
LPF CH2
BPF 解调器 fn LPF CHn
9
9.2 频分复用
12 路群的多级调制
信号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 三路 复用 三路 复用 三路 复用 三路 复用 12 24 调制器 84k 调制器 96k 调制器 108k 调制器 120k BPF 60 BPF 72 BPF 84 BPF 96 72