第四章信道復用

第四章信道復用與多址技術4.1頻分多路復用FDM4.2時分多路復用TDM4.3碼分多路復用CDM4.4多址通信技術在一條信道上同時傳輸多路信號，稱為信道復用。信道復用的目的是提高信道的利用率，即提高通信系統(tǒng)的有效性。信道復用的關鍵技術是如何將多路信號在接收端正確地分離。信道復用有頻分復用、時分復用、碼分復用和空分復用。4.1頻分復用FDM什么是頻分復用？用什么器件實現(xiàn)頻分復用？4.1頻分復用FDM頻分復用是把各路信號的頻譜通過調制的方法搬移到不同的頻段上，使它們的頻率互不重疊，然后將它們送到同一信道上傳輸，接收端利用帶通濾波器分離各路信號。模擬通信系統(tǒng)主要采用頻分復用原理實現(xiàn)信道通信。4.2時分多路復用TDM4.2.1同步時分復用原理TDMPCM30/32路基群幀結構數(shù)字復接技術4.2.2統(tǒng)計時分多路復用4.2.3同步時分復用與統(tǒng)計時分多路復用的比較4.2時分多路復用TDM4.2.1同步時分復用原理TDM用時間分割各路信息。各路信息在時間上按一定的規(guī)律排列后在一條信道上傳輸，接收端根據(jù)時間排列規(guī)律分離各路信號。一PCM30/32路基群幀結構時分復用后，各路數(shù)字信息按一定規(guī)律周而復始地組合成數(shù)字碼流。為了使接收端能夠在無頭無尾的數(shù)字流中正確識別各路信息，要求時分復用的數(shù)字流以“幀結構”的形式傳輸。幀結構就是各路信息按規(guī)律排列并加上特殊的標記符（稱幀同步碼）組成的時間周期。1、PCM30/32路基群幀結構信令—設備間相互協(xié)作所采用的一種“通信語言”。如：摘機、掛機、拔號音、回鈴音、忙音等。信令的傳送方式：隨路信令方式（CAS)和公共信道信令方式(CCS)。隨路信令方式（CAS)—信令信道的位置是相對固定的。如PCM30/32幀結構中Ch2的話音在TS2

中傳送，Ch2的信令在F2幀的TS16的前四比特中傳送。公共信道信令方式(CCS)—信令信道的位置沒有相對固定的關系。如N0.7信令兩種信令系統(tǒng)的組成結構(a)隨路信令系統(tǒng)示意圖；(b)公共信道信令系統(tǒng)示意幀同步碼的作用：保證收端正確接收各路話音信號。復幀同步碼作用：保證收端正確接收各路信令信號。第13話路的話音信息在____位置中傳輸?shù)?3話路的信令信息在___________位置中傳輸?shù)?3話路的話音信息在____位置中傳輸?shù)?3話路的信令信息在__幀的TS__的___位置中傳輸.TS13F13幀TS24F816后4bitTS16時隙前4bit國際上存在著兩種標準的基群系列：PCM30/32路系列（A律）；PCM24路系列（μ律）。2、傳輸速率的計算單話路傳輸速率（按定義算）

Rb=n×fs=8×8000=64Kbit/s基群傳輸速率：Rb=TS×n×fs=32×8×8000=2048Kbit/s二數(shù)字復接技術數(shù)字復接——在基群的基礎上進一步時分復用以提高信道利用率。目前存在的復接技術：準同步復接PDH—被復接的支路時鐘各自產(chǎn)生（僅標稱值相等）。同步復接SDH—被復接的支路時鐘來自同一時鐘源（各支路時鐘絕對相等）。ITU-T推薦的PDH復接系列E1T1話路數(shù)30路120路480路1920路7680路1、PDH復接系列PDH復接原理原理——各低速支路信號速率在同一時鐘源控制下調整到統(tǒng)一的數(shù)值上再進行時分復用（按位復用）。關鍵電路：復接側是調整電路，分接側是恢復電路。2047.9kb/s2048kb/s2048.1kb/s2047.95kb/s2112kb/s2112kb/s2112kb/s2112kb/s調整復接分接恢復2047.9kb/s2048kb/s2048.1kb/s2047.95kb/s8448kb/s2112kb/s2112kb/s2112kb/s2112kb/s定時時鐘定時同步基群復接形成的二次群數(shù)字復接的分類

按位復接---依次復接每個支路的一位碼稱為按位復接。按路復接，又稱按字節(jié)復接。按幀復接同步時分復用的實現(xiàn)位同步（比特同步）：外同步法和自同步法幀同步（群同步）收發(fā)同步實現(xiàn)復雜。從高速信號插/分低速信號要一級一級進行，層層的復用/解復用增加了信號的損傷，不利于大容量傳輸。2、數(shù)字同步體系(SDH)①、SDH的優(yōu)點統(tǒng)一的基本速率----STM_1幀結構可容納PDH的兩種基本速率標準的光接口---NRZ+擾碼同步復用----按字節(jié)復接強大的網(wǎng)管能力----開銷多注意：SDH系統(tǒng)要求有線傳輸線路必須是光纖。②、SDH標準速率等級等級STM—1STM—4STM—16STM—64速率（Mbit/s）

155．520155M622．080622M2488．3202.5G9953．28010G幀周期：125μs幀結構組成：段開銷(9N×8字節(jié))管理單元指針AU_PTR(9N字節(jié))

凈負荷(261N×9字節(jié))④、ITU_T規(guī)定的復用結構ITU_T—國際電信聯(lián)盟組織。⑤、我國規(guī)定的復用結構指針處理映射復用定位同步時分復用缺點各時隙固定分配，不能按業(yè)務要求隨機分配，不能最大程度提高信道利用率。若按需分配時隙（即動態(tài)分配時隙）則可提高時隙利用率。4.2.2異步時分多路復用一．異步時分復用的基本原理ATDM動態(tài)分配所需時隙技術，稱為異步時分復用技術(ATDM

)，或統(tǒng)計時分復用(STDM)，或智能時分復用(ITDM)。ATM技術中采用這種傳輸方式。原理----復用器掃描各個輸入信號，輸入設備有數(shù)據(jù)傳送就分配時間片，沒有數(shù)據(jù)傳送則繼續(xù)掃描下一條線路而不分配時間片，循環(huán)往復直到掃描完成所有的輸入線路，將輸入數(shù)據(jù)組成ATDM幀。統(tǒng)計時分復用器AAAAACCC12345AACAACAA統(tǒng)計時分復用器AAAAACCC12345AACACACA統(tǒng)計時分復用器AAAAACCCC12345ACAECAECA統(tǒng)計時分復用器AAAAACCCC12345ACAEDCAEDEEEDDDEEEECACAEDCA(c)(b)(a)圖3-2-15統(tǒng)計時分復用幀實例ATDM幀長度可以是固定的也可以是不固定的；時間片位置也可以是不固定的；ATDM每幀不僅包含數(shù)據(jù)，還有地址信息（每個時間片所對應數(shù)據(jù)都帶地址）。在接收端，解復用器根據(jù)ATDM幀結構將時隙數(shù)據(jù)分發(fā)給合適的輸出緩沖區(qū)，直到輸出設備。二ATDM的應用主要應用于高速遠程通信過程----如異步傳輸模式ATM。提高了設備利用率，但是技術復雜性也高。

4.3碼分復用(CDM)碼組正交設x和y表示兩個碼組：x=(x1,x2,…xi…xN);y=(y1,y2,…yi…yN)xi,yi∈（+1，-1）互相關系數(shù)定義：兩碼組正交的必要和充分條件:ρ(x,y)=0用“1”和“0”表示二進制碼元方法：

“1”→“-1”

“0”→“+1”互相關系數(shù)定義式式中，A－x和y中對應碼元相同的個數(shù)；D－x和y中對應碼元不同的個數(shù)。上例中4.4多址通信技術當一點通信設備需要與另外多點的通信設備相聯(lián)接進行通信時（如移動通信、衛(wèi)星通信、局域網(wǎng)），稱為多址通信。多址通信是多個用戶使用一個（大容量）公共信道實現(xiàn)各用戶間通信的方式。多址通信也稱為點對多點通信。點對點通信（一個地點的通信設備只與另外一個指定地點的通信設備相聯(lián)接）是多址通信的簡單特例。繼續(xù)移動通信中的實際情況：一個基站要和多個移動臺同時通信，基站是多路的，而移動臺是單路的，基站要能夠區(qū)分各個移動用戶的信號，各移動臺要從基站發(fā)出的眾多信號中識別發(fā)給自己的信號--------如何實現(xiàn)？給移動臺分配不同的頻率—頻分多址給移動臺分配不同的時間—時分多址給移動臺分配不同的碼組—碼分多址-----統(tǒng)稱為多址聯(lián)接技術。多址通信的聯(lián)接方式頻分多址FDMA----給不同的地址分配不同的頻率時分多址TDMA---