通信原理：第七章 多路復用

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

7.4碼分復用7.1引言

所謂多路復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。為了在接收端能夠將不同路的信號區(qū)分開來，必須使不同路的信號具有不同的特征。最常用的多路復用方式是頻分復用（FDM）、時分復用（TDM）和碼分復用（CDM）。按頻段區(qū)分信號的方法叫頻分復用；按時隙區(qū)分信號的方法叫時分復用；按相互正交的碼字區(qū)分信號的方法叫碼分復用。傳統(tǒng)的模擬通信中都采用頻分復用；隨著數(shù)字通信的發(fā)展，時分復用和碼分復用通信系統(tǒng)的應用越來越廣泛。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?？紤]，多路復用和多址技術有和區(qū)別和聯(lián)系？一般來說，多路復用通常在中頻或基帶實現(xiàn)；通信資源是預先分配給各用戶共享的。而多址技術通常在射頻實現(xiàn)；是遠程共享通信資源，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頻分復用頻分復用就是在發(fā)送端利用不同頻率的載波將多路信號的頻譜調制到不同的頻段，以實現(xiàn)多路復用。頻分復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頻分復用信號的頻譜結構頻分復用信號原則上可以直接在信道中傳輸，但在某些應用中，還需要對合并后的復用信號再進行一次調制。第一次對多路信號調制所用的載波稱為副載波，第二次調制所用的載波稱為主載波。原則上，兩次調制可以是任意方式的調制方式。如果第一次調制采用單邊帶調制，第二次調制采用調頻方式，一般記為SSB/FM。[例7.2.2]7.3時分復用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)時分復用（TDM）是建立在抽樣定理基礎上的。時分復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

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

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

時分復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)的幀結構對于多路數(shù)字電話系統(tǒng)，國際上有兩種標準化制式，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)的幀結構如圖7-7所示。圖7-7

PCM30/32路系統(tǒng)的幀結構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)字復接技術把較低群次的數(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