复用与多址技术(1)

➢ 时分多路复用
（Time-division multiplexing ～TDM）
➢ 码分多路复用
（Code-division multiplexing ～CDM）
等。
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8.2 频分复用技术（FDM）
➢ 所谓频分复用，是指信道的可用频带被分为若 干个互不交叠的频段，各信号同时使用信道， 但是占用不同的频段。
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【例】图8-10 按位复用的TDM数字信号
信号1
1
0
1
1
信号2
1
1
0
1
信号3
0
0
0
1
信号4
1
0
0
0
按位复接
11 0 1 0 1 0 0 1
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时分复用技术的优缺点
➢ 时分复用主要用于数字通信。通过时分复用， 可以将低速的数字信号汇集成高速的数字流送 到干线上传输。与FDM相比，TDM通常具有更高 的复用效率，组合灵活，适合采用数字信号处 理。
f1(x)f2(x)dx0
我们就说，f1(x)和f2(x)在x的取值区间(x1,x2)上
是正交的。
【例如】sinωt和cosωt、sinmωt和sinnωt在（t0， t0+T）上是正交的。
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复用的分类
常用的复用方式有 ➢ 频分多路复用
（Frequency-division multiplexing ～FDM）
工作频段 （KHz ）
60-108 312-552 812-2044 8516-12388
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8.3 时分复用技术（TDM）
➢ 所谓时分复用，是指在时域上各信号分别占有 不同的时间片断。
➢ 在时分多路复用中，把时间分为若干均匀的时 间片断（时隙），将各路信号的传输时间分配 在不同的时隙内，使多路信号能够相互分开、 互不干扰，如图8－10所示。
➢ 在STDM系统中，需要对数据打包、加上报头， 由相应的标记来保证连接和通信的畅通。
LPF
m1 1 (t )
f1 1
LPF
m12 (t)
f12
LPF
m1n (t)
f1n
LPF
m m1 (t)
f m1
LPF
m m 2 (t)
fm2
LPF m m n (t)
fmn
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频分复用的优缺点
➢ 频分复用的优点是：信道利用率高，复用路数多，分 路方便。
➢ 频分复用主要用于模拟系统，如长途有线载波传输系
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【例】多路载波传输系统组群方案
分群等级
基群 超群 主群 超主群 12MHz 60MHz
容量（路数）
带宽（KHz ）
12 60=5 x 12 300=5 x 60 900=3 x 300 2700=3 x 900 10800=12 x 900
48 240 1200 3600 10.8MHz 43.2MHz
第八章 复用与多址技术
➢ 多路复用技术和多址技术都是现代通信技术 中最重要和最基本的概念之一。它们的基本原 理相近，而应用目的不同。
➢ 多路复用技术用于多路信号的集中传输，多址 技术则用于多路信号在一个网络系统中的选址 通信。
➢ 【例】 ❖复用——单身聚会（集中） ❖多址——婚姻介绍（牵线）
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【例】图8-2 两级复接分接原理图
m11(t)
LPF
m12 (t)
LPF
m1n (t)
LPF
m m1 (t) LPF
m m 2 (t)
LPF
m m n (t) LPF 6
f1 1
f12
f 21
f1n
f m1
fm2
f2m
fmn
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信道
BPF f 21
BPF
f2m
➢ 缺点：在TDM系统中，给各路信号固定分配时 隙存在着利用率不高、信道浪费的现象
（【例】某路通话停顿）。
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统计时分复用（STDM）
➢ 为克服这一缺点，可采用统计时分复用 （STDM）技术，即实际物理信道以时隙划分， 分配给到达并需要传输的数据分组，而不是固 定分配给某一用户。
统、电视广播（图像、伴音、色度）、光纤通信系统 （针对光波波段的波分复用WDM）等。
➢ 频分复用中的问题，是各路信号之间会产生相互干扰， 称为串扰。
❖ 原因一是由于已调信号的高频分量会泄露到通带之 外（带外辐射）；
❖ 另一个原因是非线性器件会产生新的频率分量（谐 波干扰）。
❖ 解决串扰的办法，一是在复接过程中应保持一定的 缓冲带，二是改善系统的线性特性。
812 1052 1292
1804 2044
kHz
图8-5 5个基群复接成一个超群
来自百度文库
图8-6 5个超群复接成一个主群
➢ 规定取4kHz作为一路语音信号的标准带宽；实际复用时一般采 用单边带调制。
➢ 12个单边带频谱组成一个基群模块（12×4=48kHz）； ➢ 5个基群复接成一个超群；5个超群复接成一个主群。
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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
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【例】多路载波传输系统组群方案
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图8-3 单路话音频带
.......... ........
f
60 64 68
104 108
kHz
图8-4 单边带频谱组成一个基群频谱
.......... ........
kHz
312 360 408
504 552
.......... ........
➢ 实现频分复用的方法，是通过调制手段将信号 的频谱搬移到不同的指定位置上。常用的调制 是单边带调制，这样可以有效地提高频带利用 率。
➢ 调制过程中采用多级复接分接技术，可以大大 减少所使用的载波频率数量。
【例】图8－2是一个采用频分复用的两级复接分接原理 图，所需载波频率由单级的m×n减少为m+n。
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8.1 复用
➢ 复用：是指把多路信号复合在一起、共同占用 公用信道进行传输的技术。
➢ 复接：在发送端把信号综合在一起的过程。 ➢ 分接：在接收端把综合的信号分开的过程。 ➢ 【说明】
实际的通信系统是一个庞大的通信网，有众 多的用户信号需要同时传送，因而需要采用复 用技术，以实现大容量的传输。