频分复用与时分复用
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。
时分复用
时分复用多路复用是指将多路信号在同一传输线上进行互不干扰的传输。
多路复用是提高传输线利用率、降低成本的有效途径。
目前，多路复用的方法有多种，如频分复用（frequency division multiplexing，FDM）、时分复用（time division multiplexing，TDM）、空分复用（space division multiplexing，SDM）、波分复用（wavelength division multiplexing，WDM）和码分复用（code division multiplexing，CDM）等。
其中，频分复用方法多用于模拟通信，而时分复用方法多用于数字通信。
对一路信号进行时间抽样时，两个样值点之间的时间是空闲着的，完全可以在这段空闲时间内插入其他路的信号样值。
图2-6为在第1路信号的两个样值点之间插入第2～n路的信号样值。
时分复用正是利用各路信号在信道上占有不同的时间间隔把各路信号分开的。
具体来说，把时间分成均匀的时间间隙，将每一路信号的传输时间分配在不同的时间间隙内，以达到各路信号按时间相互分开，共享同一传输线的目的。
语音信号的一个取样值经量化编码后生成8位码，第1路信号的8位码占用时隙1，第2路信号的8位码占用时隙2，由此类推，第n路信号的8位码占用时隙n。
这样依次传送，待把第n路信号传输完后，再进行第二轮传送。
每传送一轮的总时间称为1帧。
只要每一帧的时间符合采样定理的要求，通话就能实现。
如前所述，语音信号的取样频率fs=8 000 Hz，取样周期为ts=1/fs，则一帧的时间为125 μs。
对30/32路PCM系统而言，是将一帧的时间分成32个时隙，则一个时隙所占用的时间为t=ts/32=3.9 μs。
各路话音信号经低通滤波器LP1将频带限制在300~3 400 Hz，然后依次送到取样的电子开关S1。
S1受取样脉冲的控制，再依次接通各输入线，将话音信号取样后转成PAM信号，其循环一周的周期等于取样周期ts，这样就达到对每一路信号每隔125 μs取样一次的目的。
时分复用和频分复用
时分复用和频分复用时分复用频分复用简介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。
举个例最简单的例子：从A地到B地坐公交2块。
打车要20块为什么坐公交便宜呢这里所讲的就是“多路复用”的原理。
频分复用(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。
频分复用、时分复用和码分复用
频分复⽤、时分复⽤和码分复⽤频分复⽤（FDM）：按频率划分的不同信道，⽤户分到⼀定的频带后，在通信过程中⾃始⾄终都占⽤这个频带，可见频分复⽤的所有⽤户在同样的时间占⽤不同的带宽资源（带宽指频率带）时分复⽤（TDM）：按时间划分成不同的信道，每⼀个时分复⽤的⽤户在每⼀个TDM帧中占⽤固定序列号的间隙，可见时分复⽤的所有⽤户是在不同时间占⽤同样的频带宽度码分复⽤（CMD）：更常⽤的是码分多址（CMDA），每⼀个⽤户可以在同样的时间使⽤同样的频带进⾏通信，由于各⽤户使⽤经过特殊挑选的不同码型，因此各⽤户之间不会造成⼲扰。
码分复⽤最初⽤于军事通信，因为这种系统发送的信号有很强的抗⼲扰能⼒，其频谱类似于⽩噪声，不易被敌⼈发现，后来才⼴泛的使⽤在民⽤的移动通信中，它的优越性在于可以提⾼通信的话⾳质量和数据传输的可靠性，减少⼲扰对通信的影响，增⼤通信系统的容量，，降低⼿机的平均发射功率等，其⼯作原理如下：在CDMA中，每⼀个⽐特时间在划分为m个短的间隔，称为码⽚（chip），通常m的值为64或128，为了⽅便说明，取m为81. 使⽤CDMA的每⼀个站被指派⼀个唯⼀的m bit码⽚序列，⼀个站如果要发送⽐特1，则发送它⾃⼰的m bit码⽚序列，如果要发送0，则发送该码⽚序列的⼆进制反码，按照惯例将码⽚中的0写成-1，将1写成+12. CDMA给每⼀个站分配的码⽚序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交，⽤数学公式表⽰，令向量S表⽰站S的码⽚向量，再令T表⽰其他任何站的码⽚向量。
两个不同站的码⽚序列正交，就是向量S和T的规格化内积都是S * T = 03. 任何⼀个码⽚向量和该码⽚向量⾃⼰的规格化内积都是S * S = 14. 任何⼀个码⽚向量和该码⽚的反码的向量的规格化内积都是-1所有其他站的信号都被过滤，⽽只剩下S站发送的信号。
当S站发送⽐特1时，在X站计算内积结果为+1；当S站发送⽐特0时，内积结果为-1；当S站不发送时，内积结果为0，S与X正交。
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。
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
频分复用与时分复用
4.调制过程不是线性时不变系统。 4.调制过程不是线性时不变系统。 调制过程不是线性时不变系统 5.在抽样系统分析中， 5.在抽样系统分析中，经常需要哟娜到频域卷积 在抽样系统分析中 定理分析频谱变换和选定低通滤波函数的截止频 率和幅度以保证完全恢复原始信号。 率和幅度以保证完全恢复原始信号。
时钟 (CP)
T
1 0 1 1 0
1 f 若脉码速率 = ，相应的 T 单个Sa波形表达式为 π Sa t ，它的频谱函数 T 1 B , 为矩形频带 = 。 2T 所占带宽减半。 所占带宽减半。
Sa函数 码型
2T
t1
t0
的整数倍各时刻其抽样值为零， 在T的整数倍各时刻其抽样值为零，因而 的整数倍各时刻其抽样值为零 接收端以此处为抽样判决点， 接收端以此处为抽样判决点，保证不会出 现误判。 现误判。
三、码速与带宽
(a)时钟 (CP)
T
0
1
1 码速： f 码速： = T
0
1 1
(b)矩形
归零码
0
1
0
1 带宽： 带宽：
τ
τ
(c)矩形
不归零码
T
码速≈ 码速≈ 带宽
1 带宽： 带宽： T
选用带宽外高频 分量相对较小的 码型
(d )升余弦码
T
2T
t0
t1
1 带宽： 带宽： T
利用Sa Sa函数码型避免码间串扰 四、利用Sa函数码型避免码间串扰
§ 5.8 频分复用与时分复用
主要内容
频分复用 频分复用 时分复用 时分复用 码速与带宽 码速与带宽 利用Sa函数码型避免码间串扰 利用Sa 利用Sa函数码型避免码间串扰
重点：频分复用与时分复用 重点： 难点：利用Sa函数码型避免码间串扰 难点：利用Sa Sa函数码型避免码间串扰
SDM(空分复用)FDM(频分多路复用)TDM(时分多路复用)WDM(波分多路复用)CDMA(码分多址)
时分复用(TDM，Time Division Multiplexing)就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片(简称时隙)，并将这些时隙分配给每一个信号源使用，每一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。时分复用技术的特点是时隙事先规划分配好且固定不变，所以有时也叫同步时分复用。其优点是时隙分配固定，便于调节控制，适于数字信息的传输；缺点是当某信号源没有数据传输时，它所对应的信道会出现空闲，而其他繁忙的信道无法占用这个空闲的信道，因此会降低线路的利用率。时分复用技术与频分复用技术一样，有着非常广泛的应用，电话就是其中最经典的例子，此外时分复用技术在广电也同样取得了广泛地应用，如SDH，ATM，IP和 HFC网络中CM与CMTS的通信都是利用了时分复用的技术。
CDMA是采用数字技术的分支——扩频通信技术发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术，它是在FDM和TDM的基础上发展起来的。FDM的特点是信道不独占，而时间资源共享，每一子信道使用的频带互不重叠；TDM的特点是独占时隙，而信道资源共享，每一个子信道使用的时隙不重叠；CDMA的特点是所有子信道在同一时间可以使用整个信道进行数据传输，它在信道与时间资源上均为共享，因此，信道的效率高，系统的容量大。CDMA的技术原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽的信息数据用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码(PN)进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去；接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。CDMA码分多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等，正受到越来越多的运营商和用户的青睐。
频分复用(FDM，Frequency Division Multiplexing)就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道)，每一个子信道传输1路信号。频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰(条件之一)。频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。频分复用技术除传统意义上的频分 复用(FDM)外，还有一种是正交频分复用(OFDM)。
§5.11 频分复用与时分复用
优点
•时分复用传送PCM信号，传输PCM信号所具备的 优点在时分复用都得以体现。 •产生与恢复各路信号的电路结构相同，而且以数字 电路为主，比频分复用系统的电路更容易实现超 大规模集成，电路类型统一，设计、调试简单。 •容易控制各路信号之间的干扰（串话），合理设计 码脉波形可使频带得到充分利用并且防止码间串扰。
c
频分复用解调分析
先利用一个带通滤波器（ ） 带宽a m a m , 滤出 a 附近的分量，再同步解调
ga t f a t cos 2 a t
1 f a t 1 cos2 a t 2 1 1 f a t f a t cos2 a t 2 2
a
O
a
b
c
复用接收端
接收端：带通滤波器，分开各路信号，解调。
带通 g t 带通 cos a t 低通 g a t cos b t cos c t 低通 f a t f b t f c t
带通
低通
G ( )
c
b
a
O
a
b
§5.11 频分复用与时分复用
一、频分复用
二、时分复用
三、防止码间串扰的方法
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一．频分复用
复用：在一个信道上传输多路信号。
频分复用
时分复用 波分复用
（FDM）
（TDM） （WDM）
码分复用（码分多址） （CDMA）
频分复用：就是以频段分割的方法在一个信道内
实现多路通信的传输体制。 (frequency division multiply)
1 1 Ga Fa Fa 2 a Fa 2 a 2 4
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。
mimo中的时分和频分复用
mimo中的时分和频分复用
在无线通信中，时分复用（Time Division Multiplexing，简称TDM）和频分复用（Frequency Division Multiplexing，简称FDM）是常用的多路复用技术，在MIMO系统中也可以应用。
时分复用是指将可用的时间分割成多个时隙，并将不同的用户数据分别放置在这些时隙中进行传输。
在MIMO系统中，可以将不同的MIMO链路分配到不同的时隙中，以实现不同链路之间的并行传输。
频分复用是指将可用的频谱分割成多个频带，并将不同的用户数据分别放置在这些频带中进行传输。
在MIMO系统中，可以将不同的MIMO链路分配到不同的频带中，以提高系统的频谱利用率。
时分复用和频分复用可以结合使用，即时分频分复用（Time Division Frequency Division Multiplexing，简称TDM-FDM）。
在TDM-FDM中，将可用的时间分割成多个时隙，并将每个时隙进一步分割成多个子时隙（slot），再将不同的MIMO链路分配到这些子时隙中，以实现多链路的并行传输。
时分复用和频分复用都是为了提高多用户或多链路之间的数据传输效率和频谱利用率，从而增加系统容量。
在MIMO系统中，应用这些复用技术可以进一步提高系统的性能和吞吐量。
电频分复用时分复用和波分复用的比较
电子瓶颈旳影响极难进一步提升单根光纤旳传播速率，为了进一步提 升光通信系统旳通信容量，人们把研究旳热点集中在了光波分复用 （WDM）和光时分复用（OTDM）两种复用方式上。
• 波分复用：波分复用技术旳应用第一次把复用方式从电信号转移到
光信号，在光域上用波分复用(即频率复用)旳方式提升传播速率，光信号实现 了直接复用和放大，不再回到电信号上处理，而且各个波长彼此独立，对传 播旳数据格式透明，从某种意义上讲，标志着光通信时代旳真正到来 。
• 网络管理和主
发展前景
• 频分复用：OFDM旳概念已经存在了很长时间，但是直到近来伴随
多媒体业务旳发展，它才被人们认识到是一种实现高速双向无线数据通信旳 良好措施。伴随DSP芯片技术旳发展，傅立叶变换／反变换、高速Modem采 用旳64／128／256QAM技术、栅格编码技术、软判决技术、信道自适应技 术、插入保护时段、降低均衡计算量等成熟技术旳逐渐引入，人们开始集中 越来越多旳精力开发OFDM技术在移动通信领域旳应用，估计第三代后来旳 移动通信旳主流技术将是OFБайду номын сангаасM技术。
时分复用
• 产生与恢复各路信 号旳电路相同，以 数字电路为主，更 轻易实现超大规模 集成，电路类型统 一，设计、调试简 朴；轻易控制各路 信号旳干扰
• 超大容量传播；节
• 缺陷
信号之间相互干扰，即串扰； 不提供差错控制技术，不便于 性能监测
• 要求产生精确 旳位、帧定时； 要插入冗余比 特，进行帧同 步
电频分复用、时分复用 和光波分复用旳比较
功能比较
• 频分复用：以频段分割旳措施在一种信道 内实现多路通信旳传播体制。
什么是电路的多路选择和复用
什么是电路的多路选择和复用电路的多路选择和复用是指在电路设计中，通过一组开关或逻辑电路控制来选择电路中的多个信号源或信号路径，并将其合并为一个输出信号。
这种技术可以提高电路的灵活性和效率，减少芯片面积和功耗。
一、多路选择多路选择是指在电路中选择多个信号源中的一个或几个进行处理的技术。
它常常用于数据选择、信号切换、多通路选择和多分辨率显示等领域。
常见的多路选择电路包括利用传输门实现的多路选择器、解码器以及复用器等。
1. 多路选择器多路选择器是一种常见的多路选择电路，其功能是根据输入控制信号选择某个信号源输出。
多路选择器根据输入控制信号的数量，可分为2选1、4选1、8选1等多种类型。
在多路选择器中，仅有一个输入信号能够被选中，并通过输出端输出。
多路选择器常用于数据选择、信号切换等场景。
2. 数据选择器数据选择器是多路选择电路的一种应用场景。
它将多个数据输入信号与一个二进制选择输入相连接，在不同的选择输入模式下，选中不同的数据输入，并将选中的数据输出。
数据选择器可以实现多个数据源之间的切换，并且只输出选择的数据。
3. 多通路选择多通路选择是指在电路中有多个输入信号路径，通过控制信号选择其中一个或多个路径进行信号传输。
这种技术广泛应用于通信系统中的信号切换、路由器、交换机等设备中。
多通路选择可以实现信号的动态转接，提高通信系统的灵活性和可靠性。
二、复用技术复用是指在一定的时间内，将多个信号或数据流通过一条物理通路进行传输的技术。
复用技术可以提高通信信道的利用率，减少系统的资源占用。
常见的复用技术包括时分复用（TDM）、频分复用（FDM）、波分复用（WDM）等。
1. 时分复用时分复用是将多个信号按照时间不重叠地放在同一条通信线路上进行传输的技术。
多个信号源按照时间先后顺序进行传输，并在接收端通过时序控制将各个信号分离出来。
时分复用技术广泛应用于电话、数据通信等领域，可以提高信道的利用率和传输效率。
2. 频分复用频分复用是将多个信号按照不同的频率进行分割，并分配到不同的子信道上进行传输的技术。
多路复用技术3篇
多路复用技术多路复用技术是指在一条物理通信线路上同时传输多个独立的信号，从而提高通信效率的技术。
这种技术可以让多个数据源通过共享带宽的方式同时传输数据，从而减少了网络传输的拥塞，提高了数据传输的效率和带宽利用率。
本文将从多路复用技术的基本原理、分类和应用场景三个方面进行阐述。
一、多路复用技术的基本原理多路复用技术是一种基于带宽共享的技术，它的基本原理是通过将多个通信信号复用到同一物理通信线路上，相互不干扰地共享带宽，并在接收端将这些信号再次分离。
多路复用技术根据信号的特征和传输方式不同，可以分为时分复用、频分复用、波分复用和码分复用等多种类型。
下面我们将分别介绍这些类型的多路复用技术。
1、时分复用时分复用技术（Time Division Multiplexing，TDM）是将一条通信线路分割成若干个时隙，每个时隙只允许发送一个信号，不同的信号依次占用不同的时隙。
在接收端，将这些信号按照时序要求进行分离，从而实现了多路数据传输的目的。
时分复用技术在数字通信系统中广泛应用，它可以将多条低速率的信号通过复用技术合并成为一条高速率的信号进行传输，从而有效地提高了信道带宽的利用率。
2、频分复用频分复用技术（Frequency Division Multiplexing，FDM）是将一条通信线路分割成若干个频段，每个频段只允许发送一个信号，不同的信号依次占用不同的频段。
在接收端，将这些信号进行频率分离，从而实现了多路数据传输的目的。
频率复用技术在模拟通信系统中应用比较广泛，它可以将多个低速率的模拟信号通过复用技术合并成为一个高速率的信号进行传输，从而提高了信道带宽的利用效率。
3、波分复用波分复用技术（Wavelength Division Multiplexing, WDM）是应用于光纤通信系统中的一种复用技术。
它是将光纤通信线路分割成若干个波长，每个波长可以传输不同的信号，从而实现了多路数据传输的目的。
波分复用技术可以同时传输多路数据，具有带宽高、传输距离远、抗干扰能力强等优点，因此在光纤通信系统中得到了广泛应用。
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
数字电视信号传输设施中的时分复用与频分复用技术
数字电视信号传输设施中的时分复用与频分复用技术时分复用（TDM）与频分复用（FDM）是数字电视信号传输设施中常用的技术手段。
通过合理地利用频带资源，可以提高数字电视信号的传输效率和质量。
本文将分别介绍时分复用技术和频分复用技术在数字电视信号传输中的应用。
时分复用技术通过将多个数字电视信号按照时间顺序交错在一个通信信道上进行传输。
每个数字电视信号在一段时间内独占整个传输带宽资源，然后按照一定的时间间隔轮流传输。
在接收端，通过对传输数据进行恢复和复用，将多个数字电视信号按照原始顺序重新分离出来。
由于每个数字电视信号只占用很短的时间，所以当网络传输速率足够高时，可以同时传输多个数字电视信号。
时分复用技术的优点是可以提高传输效率，有效利用带宽资源。
同时，由于数字电视信号在时间上进行分离，因此不同信号之间不会相互干扰。
这样，即使出现某个数字电视信号传输异常，也不会影响其他信号的正常传输。
此外，时分复用技术还易于实现和管理，所需的硬件和软件资源相对较少。
频分复用技术则是将不同数字电视信号按照不同的频率进行分离和传输。
每个数字电视信号占用不同的频段，在传输过程中不会相互干扰。
在接收端，通过对传输数据进行频率解调和重组，将各个数字电视信号分离出来，并按照原始顺序重新组合。
频分复用技术的核心在于将不同信号的频率进行分离，因此需要较为精确的频率划分和控制。
频分复用技术在数字电视信号传输中具有较高的灵活性和可扩展性。
通过合理地划分频段和控制频率，可以同时传输多个数字电视信号。
频分复用在多路传输中可以提供较为稳定的传输质量，不容易受到环境和干扰的影响。
此外，频分复用技术还可以与其他传输技术相结合，如正交频分复用（OFDM）技术，进一步提高传输效率和穿透性。
在数字电视信号传输设施中，时分复用与频分复用技术可以根据具体的应用场景进行灵活组合和选择。
在资源充裕且对传输效率要求较高的情况下，可以考虑同时使用时分复用和频分复用技术，以提高传输带宽和效率。
什么是频分多路复用
什么是频分多路复用（FDM）“复用”是一种将若干个彼此独立的信号，合并为一个可在同一信道上同时传输的复合信号的方法。
比如，传输的语音信号的频谱一般在300~3400Hz内，为了使若干个这种信号能在同一信道上传输，可以把它们的频谱调制到不同的频段，合并在一起而不致相互影响，并能在接收端彼此分离开来。
有三种基本的多路复用方式：频分复用（FDM）、时分复用（TDM）与码分复用（CDM）。
按频率区分信号的方法叫频分复用，按时间区分信号的方法叫时分复用，而按扩频码区分信号的方式称为码分复用。
频分复用的目的在于提高频带利用率。
通常，在通信系统中，信道所能提供的带宽往往要比传送一路信号所需的带宽宽得多。
因此，一个信道只传输一路信号是非常浪费的。
为了充分利用信道的带宽，因而提出了信道的频分复用问题。
图1示出了一个频分复用电话系统的组成框图。
图中，复用的信号共有路，每路信号首先通过低通滤波器（LPF），以限制各路信号的最高频率。
为简单起见，无妨设各路的都相等。
例如，若各路都是话音信号，则每路信号的最高频率皆为3400Hz。
然后，各路信号通过各自的调制器进行频谱搬移。
调制器的电路一般是相同的，但所用的载波频率不同。
调制的方式原则上可任意选择，但最常用的是单边带调制，因为它最节省频带。
因此，图中的调制器由相乘器和边带滤波器（SBF）构成。
在选择载频时，既应考虑到边带频谱的宽度，还应留有一定的防护频带，以防止邻路信号间相互干扰，即式中，和分别为第路和第（+1）路的载波频率。
显然，邻路间隔防护频带越大，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，以使尽量缩小。
目前，按CCITT标准，防护频带间隔应为900Hz。
经过调制的各路信号，在频率位置上就被分开了。
因此，可以通过相加器将它们合并成适合信道内传输的复用信号，其频谱结构如图2所示。
图中，各路信号具有相同的fm ，但它们的频谱结构可能不同。
频分、时分复用
34TP01： PCM编译码抽样(时序)脉冲测试点，频率为8KHz的矩形窄脉冲； 34TP02：PCM线路编译时钟信号的输入测试点；为64KHZ或128KHZ时钟。 34P01：模拟信号的输入铆孔；与P03连接。
34P02：PCM编码输出铆孔； 34P03：PCM译码输入铆孔；直接或经信道与34P02连接 34P04：译码输出的模拟信号铆孔，波形应与34P01相同。
8.连接19P05、17P01，将解复用端的高通滤波器输出信号 连接到FSK解调模块。此时，对比测试4P01、17P02两点 数据波形，看FSK信号是否能正常解调。
以上实验说明正弦波与FSK信号实现了频分复用。
3．用数字示波器观测复用信号频谱 用数字示波器显示FFT谱的方法测量频谱：按下“MATH”
信号频谱
实验四 时分复用/解复用(TDM)实验
一、实验目的
1．掌握时分多路复用的概念； 2．了解本实验中时分复用的组成结构；
二、实验设备
1．复接/解复接、同步技术模块，位号：I 2．PCM/ADPCM编译码模块，位号：H 3．时钟与基带数据发生模块，位号：G 4 ．20M双踪示波器1台 5 ．铆孔连接线9根
4.DDS信号源置于2kHz正弦波，用信号连接线将2kHz正弦 波接到复接电路(加法器)的一个输入端（连接P03、 19P03）。
5.断开16P02、17P01连接。连接16P02、19P02，将FSK已 调信号连接到频分复接电路(加法器)的另一个输入端。
6.插上19K01、19K02插塞。
7.连接19P04、P14，将解复用端的低通滤波器输出信号连 接到底板的功放模块。则在低通滤波器输出可用示波器观 察正弦波波形，从功放的扬声器能监听正弦波声音。
19P04
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三．码速与带宽，时分复用的码间串扰
(a)时钟 (CP)
T
0
1
1 码速： f 码速： = T
0
1 1
(b)矩形
归零码
0
1
0
1 带宽： 带宽：
τ
τ
(c)矩形
不归零码
T
码速≈ 码速≈ 带宽
1 带宽： 带宽： T
选用带宽外高频 选用带宽外高频 分量相对较小的 码型。 码型。
(d )升余弦码
T
2T
t0
t1
1 带宽： 带宽： T
1 = fa (t )[1 + cos(2ωat )] 2 1 1 = fa (t ) + fa (t ) cos(2ωat ) 2 2
1 1 Ga (ω) = Fa (ω) + [Fa (ω + 2ωa )] + Fa (ω 2ωa ) 2 4
再使用低通滤波器，完成解调。 再使用低通滤波器，完成解调。
码分复用（码分多址） （CDMA） 码分复用（码分多址） ） 频分复用： 频分复用：就是以频段分割的方法在一个信道内
复用 复用发信端
调制， 调制，将各信号搬移到不 同的频率范围。 同的频率范围。
fa (t ) fb (t ) fc (t )
cosω at cosωbt cosωct yb (t ) ya (t ) g(t )
yc (t )
Fc (ω)
Fa (ω)
Fb (ω)
O
ω
O
ω
G(ω)
O
ω
ωc
ωb
ωa
O
ωa
ωb
ωc
ω
复用 复用收信端
收信端：带通滤波器，分开各路信号，解调。 收信端：带通滤波器，分开各路信号，解调。
带 通 g(t ) 带 通 cosω at 低通 ga (t ) cosω bt cosωct 低通 fa (t ) fb (t )
利用Sa函数码型避免码间串扰 利用Sa函数码型避免码间串扰
时钟 (CP)
T
1 0 1 1 0
1 f 若脉码速率 = ，相应的 T 单个Sa波形表达式为 π Sa t ，它的频谱函数 T 1 , B 为矩形频带 = 。 2T 所占带宽减半。 所占带宽减半。
Sa函数 码型
2T
t1
t0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
的整数倍各时刻其抽样值为零， 在T的整数倍各时刻其抽样值为零，因而 的整数倍各时刻其抽样值为零 接收端以此处为抽样判决点， 接收端以此处为抽样判决点，保证不会出 现误判。 现误判。
二．时分复用
● Time-division Multiplexing (TDM) ●主要用于数字信号的传输和接入 ●把传输信道按时间进行分割成不同的时间段 ●每部分时间段称为时隙 (Time Slot)
优点
优点
时分复用传送 时分复用传送PCM信号 ， 传输 信号， 时分复用传送 信号 传输PCM信号所 信号所 具备的优点在十分复用都得以体现 在十分复用都得以体现。 具备的优点在十分复用都得以体现。 产生与恢复各路信号的电路结构相同，而且 产生与恢复各路信号的电路结构相同， 产生与恢复各路信号的电路结构相同 以数字电路为主， 以数字电路为主 ， 比频分复用系统的电路更 容易实现超大规模集成， 电路类型统一， 容易实现超大规模集成 ， 电路类型统一 ， 设 调试简单。 计、调试简单。 容易控制各路信号之间的干扰（串话 ）， 合 容易控制各路信号之间的干扰（ 容易控制各路信号之间的干扰 串话） 理设计码脉波形可使频带得到充分利用并且 理设计码脉波形可使频带得到 充分利用并且 防止码间串扰。 防止码间串扰。
§5.11 频分复用与时分复用
频分复用 频分复用 时分复用 时分复用 防止码间串扰的方法 防止码间串扰的方法
一．频分复用
复用：在一个信道上传输多路信号。 复用：在一个信道上传输多路信号。 频分复用 时分复用 波分复用 实现多路通信的传输体制。 实现多路通信的传输体制。 (frequency division multiply) （FDM） ） （TDM） ） （WDM） ）
带 通
低 通
fc (t )
G(ω)
ωc
ωb
ωa
O
ωa
ωb
ωc
ω
频分复用解调分析 频分复用解调分析
ω 带宽 a ωm < ω < ωa +ωm, 先利用一个带通滤波器（ 先利用一个带通滤波器（ ） 附近的分量， 滤出 ωa 附近的分量，再同步解调
ga (t ) = fa (t ) cos2 (ωat )