现代通信原理课件

§10.6 多址技术
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第10章 信道复用和多址方式
§10.1 引言
一、什么是“复用”
在“点到点”(Point-to-Point)通信方式中，在同 一信道上，传输多路信号的复合信号，并且能在 接收端正确将各路信号分离，从而实现多路信号 公用一个信道的技术。
二、复用技术的分类
频分复用（Frequency Division Multiplex）
例如多个手机同时与基站进行的通信
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第10章 信道复用和多址方式
* 不同：
信道复用 多址方式
信号来源 话路 站址
网络资源分配 固定 动态
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第10章 信道复用和多址方式
§10.2 频分复用和多级调制
理论基础：调制定理（也是付立叶变换的 一个性质）
频域特点：各路信号在频域互相隔离 时域特点：各路信号在时域上相互叠加 信号种类：属于频带信号 接收端分离方法：滤波器
各个广播电台在这些子信道上同时进行信号传 输而互不干扰，这就是一个由频率进行划分的 多路复用技术的具体例子。
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第10章 信道复用和多址方式
频分复用系统的最大优点:是信道利用率高， 容许复用的路数多，同时分路也很方便， 它是目前模拟通信系统中采用的最主要的 一种复用方式，例如，无线电广播、电视 广播、有线和微波通信都广泛采用频分复 用方法。
频分复用的缺点:是设备复杂；若信道存在 非线性时，会产生路间干扰。
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§10.3 时分复用基本原理和带宽计算
§10.3.1 时分复用（TDM）基本原理
基本原理：各路信号分时轮流使用同一物理信道（类 比例如：不同的班级在同一教室、不同时间上课）
时域上：互不重叠，相互隔离
看图 B FD (D 可 M )S B 2 n知 m f(n 1 )fg
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§10.2.2 多级调制
多级调制
对同一基带信号进行2次或更多次的调制
复合调制
属于多级调制的一种特殊情况 每次调制的种类不同（如第一级调制采用调幅，
第二级调制采用调频）
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FDM合成后的频谱图（单边）
BFDM(SSB)
如果n路都采用单边带,则 调总 制带宽
B FD (ຫໍສະໝຸດ Baidu) M S B n •fm (n 1 )•fg
其中fm是每一路基带信号高的频最率 fg是各频带的隔离带宽
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若n路都采用双边带
f
2 fm
fg
2 fm
fg
2 fm
时分复用（TDM）
码分复用（CDM）
其他复用（如空分复用、波分复用等、OFDM…）
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三、多址技术及其的分类
多址：以卫星通信为例，多个地球站通过共同的 卫星同时建立各自的信道，从而实现各地球站通 信的一种方式。
分类：
频分多址（FDMA） 时分多址（TDMA） 码分多址（CDMA） 空分多址（SCDMA）
...
2 1
N1 2
*
...
...
帧
Ts
2 Ts
t
* 帧：各个消息构成的单一抽样的一组脉冲Ts
*防护时隙:未被抽样脉冲占用的时隙部分。
*时隙：一帧的相邻两脉冲间的间隔T1
* T1=Ts/N= 抽样脉冲宽度τ＋防护时隙 τg
第10章 信道复用和多址方式
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本章主要内容
第10章 信道复用和多址方式
§10.1 引言
什么是“复用”和复用技术的分类
“多址接入”及其与“复用”的关系
§10.2 频分复用和多级调制
§10.3 时分复用基本原理
§10.4 数字复接技术（数字信号的时分复用）
§10.5 码分复用简介
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第10章 信道复用和多址方式
§10.2.1 频分多路复用(FDM)
频率复用: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。因此，频率复 用信号在频谱上不会重叠，但在时间上是 重叠的。
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原理框图
第10章 信道复用和多址方式
各路滤波器 的通频带互 不重叠
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（2）信道的非线性会在FDM系统中产生交调失 真和多次谐波，引起路间干扰，因此FDM对信道 的非线性失真要求很高。而TDM系统的非线性失 真要求可降低。
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PA
M 时 分 复 用 原 理 示 意 图
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时隙
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1 23 N
...
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四、“复用”和“多址”的关系
二者的技术本质是完全一样的
* 相同：通信 过程－信号的复合、传输、信号的 分离
当上页所述复用技术应用于“点到点”的通信方 式时，通常叫做“多路复用”
例如微波通信、电话数字中继（PCM一次群）
当复用技术应用于“点到多点”的通信方式时， 通常叫做“多址接入”
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示例
第10章 信道复用和多址方式
中波广播频率的带宽是从535 kHz到1605 kHz。
这个通信信道上又按照不同的频率划分成为若 干个子信道，每个子信道的带宽是9 kHz，每 个子信道供给广播电台的一个频道使用。
例如天津广播电台交通频道的中心频率是567 kHz，生活频道的中心频率是1386 kHz。
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2级调制的框图
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第10章 信道复用和多址方式
合并后的复用信号可直接通过信道传输，也可以 经过再次调制后进行传输。
在接收端，可利用相应的带通滤波器来分离出各 路信号，并通过各自的解调器和低通滤波器恢复出各 路的调制信号。
国际电信联盟（ITU）对此制定了一系列建议。 例如，ITU将一个12路频分复用系统统称为一个“基 群”，它占用48kHz带宽；将5个基群组成一个60路 的“超群”。用类似的方法可将几个超群合并成一 个“主群”；几个主群又可合并成一个“巨群”。
频域上：频谱重叠
信号种类：一般属于基带信号（可采用奈奎斯特定 律）
接收端分离方法：“分接技术”（通过精确的时钟采 样脉冲和计数器来找到需要的数据）
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第10章 信道复用和多址方式
与频分复用相比，时分复用具有以下的主要优点：
（1）TDM多路信号的合路和分路都是数字电路， 比FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。