通信原理：第七章 多路復(fù)用

第七章多路復(fù)用7.1引言7.2頻分復(fù)用7.3時分復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)

7.4碼分復(fù)用7.1引言

所謂多路復(fù)用是指在同一個信道上同時傳輸多路信號而互不干擾的一種技術(shù)。為了在接收端能夠?qū)⒉煌返男盘枀^(qū)分開來，必須使不同路的信號具有不同的特征。最常用的多路復(fù)用方式是頻分復(fù)用（FDM）、時分復(fù)用（TDM）和碼分復(fù)用（CDM）。按頻段區(qū)分信號的方法叫頻分復(fù)用；按時隙區(qū)分信號的方法叫時分復(fù)用；按相互正交的碼字區(qū)分信號的方法叫碼分復(fù)用。傳統(tǒng)的模擬通信中都采用頻分復(fù)用；隨著數(shù)字通信的發(fā)展，時分復(fù)用和碼分復(fù)用通信系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛。所謂多址通信是指處于不同地址的多個用戶共享信道資源實現(xiàn)各用戶之間相互通信的一種方式。頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和空分多址（SCDMA）是幾種主要的多址技術(shù)?？紤]，多路復(fù)用和多址技術(shù)有和區(qū)別和聯(lián)系？一般來說，多路復(fù)用通常在中頻或基帶實現(xiàn)；通信資源是預(yù)先分配給各用戶共享的。而多址技術(shù)通常在射頻實現(xiàn)；是遠(yuǎn)程共享通信資源，并在一個系統(tǒng)控制器的控制下，按照用戶對通信資源的需求，隨時動態(tài)地改變通信資源的分配。7.2頻分復(fù)用頻分復(fù)用就是在發(fā)送端利用不同頻率的載波將多路信號的頻譜調(diào)制到不同的頻段，以實現(xiàn)多路復(fù)用。頻分復(fù)用的多路信號在頻率上不會重疊，合并在一起通過一條信道傳輸，到達(dá)接收端后可以通過中心頻率不同的帶通濾波器彼此分離開來。[例7.2.1]圖7-2三路信號的頻譜圖7-3頻分復(fù)用信號的頻譜結(jié)構(gòu)頻分復(fù)用信號原則上可以直接在信道中傳輸，但在某些應(yīng)用中，還需要對合并后的復(fù)用信號再進(jìn)行一次調(diào)制。第一次對多路信號調(diào)制所用的載波稱為副載波，第二次調(diào)制所用的載波稱為主載波。原則上，兩次調(diào)制可以是任意方式的調(diào)制方式。如果第一次調(diào)制采用單邊帶調(diào)制，第二次調(diào)制采用調(diào)頻方式，一般記為SSB/FM。[例7.2.2]7.3時分復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)時分復(fù)用（TDM）是建立在抽樣定理基礎(chǔ)上的。時分復(fù)用就是利用各路信號的抽樣值在時間上占據(jù)不同的時隙，來達(dá)到在同一信道中傳輸多路信號而互不干擾的一種方法。7.3.1

時分復(fù)用的PAM系統(tǒng)（TDM-PAM）即TDM-PAM信號7.3.2

時分復(fù)用的PCM系統(tǒng)（TDM-PCM）PCM和PAM的區(qū)別在于PCM要在PAM的基礎(chǔ)上再進(jìn)行量化和編碼。圖7-63路PCM信號時分復(fù)用原理圖7.3.3

時分復(fù)用信號的碼元速率和帶寬一、TDM信號的碼元速率二、TDM信號的帶寬得到碼元速率后，按照第4章PCM帶寬的計算方法容易得到TDM-PAM信號和TDM-PCM信號傳輸波形為矩形脈沖時的第一零點帶寬。其計算方法為：其中，為矩形脈沖的寬度。[例7.3]對10路最高頻率為3400Hz的話音信號進(jìn)行TDM-PCM傳輸，抽樣頻率為8000Hz。抽樣合路后對每個抽樣值按照8級量化，并編為自然二進(jìn)碼，碼元波形是寬度為的矩形脈沖，且占空比為0.5。計算TDM-PCM基帶信號的第一零點帶寬。

[例7.4][例7.5]

[例7.5]

7.3.4

PCM30/32路系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)對于多路數(shù)字電話系統(tǒng)，國際上有兩種標(biāo)準(zhǔn)化制式，即PCM30/32路制式（E體系）和PCM24路制式（T體系）。我國規(guī)定采用的是PCM30/32路制式，一幀共有32個時隙，可以傳送30路電話，即復(fù)用的路數(shù)n=32路，其中話路數(shù)為30。PCM30/32路系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)如圖7-7所示。圖7-7

PCM30/32路系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)PCM30/32路系統(tǒng)的一幀7.3.5

PCM高次群系統(tǒng)前面討論的PCM30/32路和PCM24路時分多路系統(tǒng)，稱為數(shù)字基群（即一次群）。為了能使寬帶信號（如電視信號）通過PCM系統(tǒng)傳輸，就要求有較高的傳碼率。因此提出了采用數(shù)字復(fù)接技術(shù)把較低群次的數(shù)字流匯合成更高速率的數(shù)字流，以形成PCM高次群系統(tǒng)。CCITT