信道復(fù)用和多址方式

關(guān)于信道復(fù)用和多址方式第1頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三本章要點(diǎn)

復(fù)用技術(shù)頻分復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用技術(shù)PCM30/32路系統(tǒng)多址技術(shù)第2頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三復(fù)用隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)通信的需求越來(lái)越大，而信道資源卻始終是有限的，這就使多路復(fù)用成為現(xiàn)代通信的必要手段。所謂復(fù)用，就是指利用一條信道同時(shí)傳送多路信號(hào)的一種技術(shù)。復(fù)用技術(shù)就是專(zhuān)門(mén)用來(lái)解決在同一信道中傳送互不干擾的多路信號(hào)這一問(wèn)題的。第3頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三復(fù)用方式主要的復(fù)用方式：1.頻分復(fù)用（FDM）2.時(shí)分復(fù)用（TDM）3.碼分復(fù)用（CDM）4.波分復(fù)用（WDM）第4頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三多址方式利用信號(hào)特征上的差異（工作頻率、出現(xiàn)時(shí)間、特定波形等）來(lái)區(qū)分這些信號(hào)的，它要求各信號(hào)的特征彼此獨(dú)立或正交。依據(jù)信號(hào)在頻域、時(shí)域波形以及空域的特征，多址方式基本可分為：頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）。第5頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三

6.1頻分復(fù)用

若干路信息在同一信道中傳送稱(chēng)為多路復(fù)用，有兩種基本的多路復(fù)用方式：頻分復(fù)用（FDM）和時(shí)分復(fù)用（TDM）。按頻率分割信號(hào)的方法叫頻分復(fù)用；而按時(shí)間分割信號(hào)的方法叫時(shí)分復(fù)用。在頻分復(fù)用中，信道的可用頻帶被分成若干互不交疊的頻段，每路信號(hào)占據(jù)其中一個(gè)頻段，以實(shí)現(xiàn)多路相處的FDM信號(hào)在同一信道中傳輸。在接收端通過(guò)帶通濾波器和解調(diào)器來(lái)恢復(fù)各路基帶信號(hào)。第6頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三頻分多路復(fù)用的原理方框圖第7頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三串?dāng)_頻分多路復(fù)用中各路信號(hào)之間的相互干擾，這一干擾稱(chēng)為串?dāng)_。引起串?dāng)_的主要原因是系統(tǒng)非線性所造成的已調(diào)信號(hào)頻譜的展寬，調(diào)制非線性所造成的串?dāng)_可以部分地由發(fā)送帶通濾波器清除，但信道傳輸中非線性所造成的串?dāng)_則無(wú)法消除。因而在頻分多路復(fù)用中對(duì)系統(tǒng)線性的要求很高。第8頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三6.2時(shí)分復(fù)用

時(shí)分復(fù)用（TimeDivisionMultiplexing，TDM）是指一種通過(guò)不同信道或時(shí)隙中的交叉位脈沖，同時(shí)在同一個(gè)通信媒體上傳輸多個(gè)數(shù)字化數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻信號(hào)等的技術(shù)。其中，可以確定每個(gè)信道何時(shí)使用線路的時(shí)分復(fù)用方式稱(chēng)之為“同步時(shí)分多路通信”（STDM）；反之則稱(chēng)為“異步時(shí)分多路通信”（ATDM）。時(shí)分多路復(fù)用常用于基帶網(wǎng)絡(luò)中。第9頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三6.2.1時(shí)分多路復(fù)用的基本概念時(shí)分多路復(fù)用建立在抽樣定理基礎(chǔ)上。因?yàn)槌闃佣ɡ硎惯B續(xù)的基帶信號(hào)變成在時(shí)間上離散的抽樣脈沖，這樣，當(dāng)抽樣脈沖占據(jù)較短時(shí)間時(shí)，在抽樣脈沖之間就留出了時(shí)間空隙。利用這種空隙便可以傳輸其他信號(hào)的抽樣值，從而有可能在一條信道同時(shí)傳送若干個(gè)基帶信號(hào)。與頻分復(fù)用類(lèi)似，各路時(shí)分復(fù)用信號(hào)間也要有一定的保護(hù)時(shí)隙。時(shí)分復(fù)用在PAM和PCM的條件下都可以實(shí)現(xiàn)，下面以PAM為例介紹TDM的原理。第10頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三兩基帶信號(hào)時(shí)分復(fù)用原理第11頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三如圖6-4所示給出了對(duì)兩個(gè)PAM信號(hào)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用的原理圖。對(duì)m1(t)和m2(t)按相同的時(shí)間周期進(jìn)行采樣，只要采樣脈沖寬度足夠窄，在兩個(gè)采樣值之間就會(huì)留有一定的時(shí)間空隙。如果另外一路信號(hào)的采樣時(shí)刻在時(shí)間空隙，則兩路信號(hào)的采樣值在時(shí)間上將不發(fā)生重疊，從而實(shí)現(xiàn)時(shí)分復(fù)用。第12頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三給出了三路PAM信號(hào)

進(jìn)行時(shí)分復(fù)用的波形圖第13頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三6.2.2PCM30/32系統(tǒng)在數(shù)字通信中，常將多路信源信碼組合成不同數(shù)碼率的群路信號(hào)，以適應(yīng)各種傳輸條件和不同介質(zhì)的傳輸。我國(guó)采用與歐洲各國(guó)相一致的組群制式，即以30/32路為基礎(chǔ)群，簡(jiǎn)稱(chēng)基群或一次群?；嚎瑟?dú)立使用，也可組成更多路數(shù)的高次群以與市話(huà)電纜、數(shù)字微波、光纜等傳輸信道連接。第14頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三30/32路PCM通信系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)中興數(shù)字程控交換機(jī)ZXJ10第15頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三如圖6-6所示

為了傳輸頻帶為300~3400Hz的話(huà)音信號(hào)，取樣頻率為8kHz，取樣周期Ts=125us，即幀長(zhǎng)為125us。在30/32路PCM系統(tǒng)中要依次傳送32路消息的碼組，故將每幀劃分為32個(gè)時(shí)隙（用TS表示），每個(gè)時(shí)隙的寬度為3.9us，如圖6-6所示。每一路的碼組(代表一個(gè)樣值脈沖)都只在一幀中占用一個(gè)時(shí)隙。如果每一路話(huà)都采用字長(zhǎng)為8的碼組，則每位碼元的寬度不得大于0.49us。

第16頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三30/32路PCM基群的幀構(gòu)成

(1)每幀路時(shí)隙數(shù)為32，編號(hào)為0~31，分別以TS0，TS1，TS2……TS31表示。(2)每個(gè)路時(shí)隙的比特?cái)?shù)為8，編號(hào)為1~8。(3)TS1~TS15和TS17~TS31共30個(gè)時(shí)隙供通話(huà)用，編號(hào)為1~30。(4)TS0的8個(gè)比特用作幀同步碼、監(jiān)視碼。(5)TS16用于傳輸信令碼。總結(jié)以上可知：每幀傳送32路時(shí)隙，每路時(shí)隙傳送字長(zhǎng)為8的一組碼組，因此，每幀傳送328=256比特，而每幀時(shí)間為125us，則30/32路數(shù)字通信系統(tǒng)的總碼率為，即每秒可傳送2048000個(gè)二進(jìn)制碼。第17頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三6.2.3PCM復(fù)用與數(shù)字復(fù)接

1、數(shù)字復(fù)接的基本概念 數(shù)字復(fù)接也就是數(shù)字信號(hào)的時(shí)分復(fù)用，參與復(fù)接的信號(hào)稱(chēng)為支路信號(hào)，而復(fù)接以后的信號(hào)稱(chēng)為合路信號(hào)或群路信號(hào)。把群路信號(hào)分離成各個(gè)支路信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為數(shù)字分接。數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)由數(shù)字復(fù)接器和數(shù)字分接器組成。第18頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)圖第19頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三數(shù)字復(fù)接器數(shù)字復(fù)接器是把兩個(gè)或兩個(gè)以上的低次群按時(shí)分復(fù)用方式合并成一個(gè)單一的高次群數(shù)字信號(hào)的設(shè)備，它由定時(shí)、碼速調(diào)整和復(fù)接單元組成。定時(shí)單元提供的時(shí)間信號(hào)是整個(gè)設(shè)備唯一的基準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)。復(fù)接器的時(shí)鐘信號(hào)可以?xún)?nèi)部產(chǎn)生，也可由外部提供。第20頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三數(shù)字分接器功能把已合成的高次群數(shù)字信號(hào)分解成原來(lái)的低次群數(shù)字信號(hào)，它由同步、定時(shí)和碼速恢復(fù)等單元組成。而分接器則只能從接收信號(hào)中提取時(shí)鐘，這樣才能使分接器和復(fù)接器保持時(shí)鐘同步。調(diào)整單元即碼速調(diào)整單元，其作用是把頻率不同的各支路信號(hào)調(diào)整成為和定時(shí)信號(hào)同步的數(shù)字信號(hào)以便復(fù)接。而分接單元和恢復(fù)單元的工作過(guò)程則分別是復(fù)接單元和調(diào)整單元的逆過(guò)程。第21頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、PCM復(fù)用與數(shù)字復(fù)接擴(kuò)大數(shù)字通信系統(tǒng)的容量，一種方法是采用基群編碼方法，另一種方法是將幾個(gè)（例如4個(gè)）經(jīng)PCM復(fù)用后的信號(hào)（例如PCM30/32系統(tǒng)）再進(jìn)行時(shí)分復(fù)用，形成更多路的數(shù)字通信，經(jīng)復(fù)用后的數(shù)碼率提高了但對(duì)每一路話(huà)音的抽樣值編碼速度并沒(méi)有提高，實(shí)現(xiàn)更容易，目前廣泛采用這一方法來(lái)提高通信容量。數(shù)字復(fù)用是采用數(shù)字復(fù)接的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

第22頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三CCITT推薦的數(shù)碼率序列CCITT推薦的數(shù)碼率序列如表6-1所示。復(fù)接后的高次群數(shù)碼率并不等于對(duì)應(yīng)低次群數(shù)碼率的整數(shù)倍，這是考慮在復(fù)接的過(guò)程中還需要加入幀同步碼、對(duì)端告警碼等。

第23頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三3、數(shù)字信復(fù)接方式數(shù)字復(fù)接的方法主要有按位復(fù)接、按字復(fù)接和按幀復(fù)接三種。1、按位復(fù)接按位復(fù)接又稱(chēng)按比特復(fù)接，即復(fù)接時(shí)每次每支路依次復(fù)接一個(gè)比特。例如表6-2是4個(gè)PCM30/32基群信號(hào)按位復(fù)接的情況。由表6-2可知，按位復(fù)接是在某一時(shí)刻對(duì)各個(gè)支路的信碼按位進(jìn)行復(fù)接。按位復(fù)接方法簡(jiǎn)單易行，設(shè)備也簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是對(duì)信號(hào)交換不利。第24頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三復(fù)接方式2、按字復(fù)接按字復(fù)接指復(fù)接時(shí)每次每支路依次復(fù)接一個(gè)字。對(duì)基群而言一個(gè)碼字有8位碼，它是先將8位碼存儲(chǔ)起來(lái)，在規(guī)定時(shí)間一次復(fù)接，四個(gè)支路輪流復(fù)接，如表6-2所示。這種方法有利于數(shù)字交換，但要求存儲(chǔ)器容量較大。第25頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三按位和按字復(fù)接第26頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三復(fù)接方式3、按幀復(fù)接按幀復(fù)接指復(fù)接時(shí)每次每支路依次復(fù)接一個(gè)幀。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是復(fù)接時(shí)不破壞原有的幀結(jié)構(gòu)，有利于交換，但要求更大的存儲(chǔ)容量，目前很少采用。第27頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三6.2.4數(shù)字復(fù)接的碼速變換幾個(gè)低次群數(shù)字信號(hào)復(fù)接成一個(gè)高次群數(shù)字信號(hào)，如果各個(gè)低次群的時(shí)鐘是各自產(chǎn)生的，即使它們的標(biāo)稱(chēng)數(shù)碼率都相同，但它們的瞬時(shí)數(shù)碼率也會(huì)不同。因?yàn)楦鱾€(gè)支路的晶體振蕩器的振蕩頻率不可能完全相同（CCITT規(guī)定PCM30/32系統(tǒng)的數(shù)碼率允許有100bps的偏差），這樣幾個(gè)低次群復(fù)接后數(shù)碼就會(huì)產(chǎn)生重疊和錯(cuò)位。第28頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三碼速變換示意圖第29頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三同步復(fù)接、異步復(fù)接系統(tǒng)同步的方法有兩種，即同步復(fù)接和異步復(fù)接。不論同步復(fù)接還是異步復(fù)接，都需進(jìn)行碼速調(diào)整。雖然同步復(fù)接時(shí)各低次群的數(shù)碼率完全一致，但復(fù)接后的碼序列中還要加入幀同步碼、告警碼等碼元，這樣數(shù)碼率就會(huì)增加，所以也要進(jìn)行碼速變換。碼速調(diào)整分為正碼速調(diào)整、負(fù)碼速調(diào)整和正零負(fù)碼速調(diào)整三種，應(yīng)用最多的是正碼速調(diào)整，下面僅討論正碼速調(diào)整。第30頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三系統(tǒng)同步如圖6-8所示。這樣復(fù)接合成后的數(shù)字信號(hào)流在接收端是無(wú)法分接恢復(fù)成原來(lái)的低次群信號(hào)的，因此，數(shù)碼率不同的低次群信號(hào)是不能直接復(fù)接的，在復(fù)接前要使各低次群的數(shù)碼率做到同步（即進(jìn)行碼速調(diào)整），使復(fù)接后的數(shù)碼率符合高次群幀結(jié)構(gòu)的要求。這種同步指系統(tǒng)與系統(tǒng)間的同步，稱(chēng)為系統(tǒng)同步。討論正碼速調(diào)整之前，先看一個(gè)其它方面的例子。第31頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三如圖6-9是水庫(kù)充水、放水的過(guò)程假設(shè)水庫(kù)中的水起始時(shí)處于半滿(mǎn)狀態(tài)，設(shè)單位時(shí)間流入水庫(kù)的水流量為fi，單位時(shí)間流出水庫(kù)的水流量fo。當(dāng)fo>fi時(shí)，執(zhí)行的是慢入快出方式，水庫(kù)的水位將不斷下降，一定時(shí)間后，水庫(kù)中的水將被取空；當(dāng)fofi時(shí)，執(zhí)行的是慢出快入方式，水庫(kù)的水位將不斷上升，一定時(shí)間后，水庫(kù)中的水將會(huì)溢出；當(dāng)fo=ｆi時(shí)，水庫(kù)中的水位將保持平衡。如果ｆoｆi時(shí)采取如圖6-9所示的控制方法，當(dāng)水位下降至警戒水位時(shí)，就發(fā)出一控制信號(hào)，將控制門(mén)關(guān)閉一個(gè)t時(shí)間，即此時(shí)水庫(kù)的水只進(jìn)不出，水庫(kù)中的水位將上升，經(jīng)t時(shí)間后，控制門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，又重復(fù)上述過(guò)程。如此，能保證在ｆoｆi的情況下水庫(kù)中的水永不干枯。第32頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三正碼速調(diào)節(jié)的原理第33頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三如圖6-10:圖6-10是正碼速調(diào)節(jié)方框圖，在復(fù)接時(shí)，輸入的各支路數(shù)碼率為fi，寫(xiě)入脈沖的頻率也為fi，讀出脈沖的頻率為fo，fofi，正碼速調(diào)整的目的就是把速率較低的輸入數(shù)碼流調(diào)整為較高數(shù)碼率輸出，正碼速調(diào)整因此而得名。假設(shè)緩存器中起始時(shí)處于半滿(mǎn)狀態(tài)，由于fofi，即執(zhí)行的是慢入快出的方式，一定時(shí)間后，緩存器中的信息將會(huì)被取空，如果在設(shè)計(jì)電路時(shí)也增加一個(gè)控制門(mén)，當(dāng)緩存器中的信息將要取空而又未取空時(shí)，讓它禁讀一次，此時(shí)緩存器只寫(xiě)不讀，緩存器中的信息必將增加，禁讀的同時(shí)，在輸出的數(shù)碼流中插入一非信息碼（標(biāo)志信號(hào)），這樣，緩存器中的信息不會(huì)有取空的危險(xiǎn)，同時(shí)保證輸入數(shù)碼率為fi，而輸出數(shù)碼率為fo。第34頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三6.2.5同步復(fù)接與異步復(fù)接1.同步復(fù)接第35頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三同步復(fù)接概念將幾個(gè)支路的低次群信碼合成一個(gè)高次群信碼的過(guò)程稱(chēng)復(fù)接，而將一個(gè)高次群信碼分解成幾個(gè)低次群信碼的過(guò)程稱(chēng)分接。如果被復(fù)接的各支路都是一個(gè)總時(shí)鐘提供，這種復(fù)接方式稱(chēng)同步復(fù)接。在同步復(fù)接過(guò)程中，各支路信碼來(lái)自不同的地方，它們的傳輸距離也不相同。到達(dá)復(fù)接設(shè)備時(shí)，雖然其頻率相同，但相位會(huì)存在差異，相位差的調(diào)整是通過(guò)緩存器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。另外，接收端為了能正常接收各支路信碼，以及分接時(shí)的需要，各支路在復(fù)接時(shí)還要插入一定數(shù)量的幀同步碼、對(duì)端告警碼和業(yè)務(wù)碼。這樣復(fù)接后的數(shù)碼率顯然提高了，所以緩存器的另一功能是進(jìn)行正碼速調(diào)整。PCM二次群同步復(fù)接的方框圖如6-11所示。第36頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三同步復(fù)接圖6-12是收端分接示意圖，分接過(guò)程中，首先由再生器消除噪聲。之后，由定時(shí)時(shí)鐘產(chǎn)生收、發(fā)端所需要的時(shí)鐘及其它各種定時(shí)脈沖，使各設(shè)備按一定的時(shí)序工作。幀同步保證收、發(fā)端的幀與幀的同步，使分接器正常分接。業(yè)務(wù)碼檢出單元用于業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)和檢測(cè)，保證收端削插的正常進(jìn)行，而緩存器進(jìn)行負(fù)碼速調(diào)整，把較高速率的信碼調(diào)整為基群數(shù)碼率。第37頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三異步復(fù)接異步時(shí)鐘復(fù)接和準(zhǔn)同步時(shí)鐘復(fù)接，其參與復(fù)接的各支路信號(hào)時(shí)鐘與復(fù)接器的時(shí)鐘由不同時(shí)鐘源提供，并要求各支路數(shù)碼率標(biāo)稱(chēng)值相等，即允許時(shí)鐘頻率在規(guī)定的容許范圍內(nèi)任意變動(dòng)，對(duì)此，要嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)各異步支路時(shí)鐘的同步，還需要進(jìn)行碼速調(diào)整。從這一角度考慮，異步復(fù)接（或準(zhǔn)同步復(fù)接）可看作是碼速調(diào)整和同步復(fù)接功能的綜合。第38頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三二次群異步復(fù)接示意圖:

第39頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三如圖所示：二次群異步復(fù)接的示意圖如圖6-13所示。這種復(fù)接器的合成輸出數(shù)碼率也是8.448Mb/s，也需要設(shè)置幀同步碼（CCITT規(guī)定其碼型為1111010000）、告警、監(jiān)測(cè)和業(yè)務(wù)碼等。當(dāng)然這些都是固定的插入碼，其插入位置和碼型都不改變。第40頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三復(fù)接器的工作過(guò)程：待復(fù)接的各支路基群信號(hào)經(jīng)碼型變換，變?yōu)椴粴w零二進(jìn)制碼（NRZ碼），并提取出2.048Mb/s的基群時(shí)鐘W1~W4，送入彈性存儲(chǔ)器作為寫(xiě)入時(shí)鐘，以控制把NRZ碼寫(xiě)入存儲(chǔ)器，進(jìn)行碼速調(diào)整。由復(fù)接器主時(shí)鐘8.448Mb/s經(jīng)定時(shí)電路分為四個(gè)2.112Mb/s的分路時(shí)鐘，作為存儲(chǔ)器的讀出時(shí)鐘。在它的作用下，以各存儲(chǔ)器的讀出存儲(chǔ)信號(hào)T1,~T4,送入合成電路進(jìn)行多路復(fù)接。第41頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三二次群異步分接示意圖第42頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三二次群異步復(fù)接分接器如圖6-14所示：二次群經(jīng)碼型變換后，進(jìn)行幀同步檢出和控制，在實(shí)現(xiàn)幀同步后把二次群的總信碼進(jìn)行分接，并分別送入四個(gè)彈性存儲(chǔ)器。這時(shí)，為了消除塞入脈沖，先要檢出塞入標(biāo)志碼，然后決定是否需要在規(guī)定的位置上去掉一位碼。彈性存儲(chǔ)器中的信碼要用基群時(shí)鐘讀出，這個(gè)讀出時(shí)鐘由存儲(chǔ)器內(nèi)的鎖相環(huán)電路來(lái)產(chǎn)生，這樣，從彈性存儲(chǔ)器讀出的信號(hào)就是經(jīng)過(guò)分接的基群信號(hào)，再經(jīng)碼型變換后即完成全部分接功能第43頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三復(fù)接系統(tǒng)的相位抖動(dòng)在數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)中，碼速調(diào)整過(guò)程是產(chǎn)生相位抖動(dòng)的一個(gè)主要原因。由碼速調(diào)整引入的相位抖動(dòng)有以下幾種情況：1、扣除幀同步碼、塞入標(biāo)志碼引入的抖動(dòng)2、除塞入脈沖引起的相位抖動(dòng)3、沖塞入等候時(shí)間引入的抖動(dòng)第44頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三(1)扣除幀同步碼、塞入標(biāo)志碼引入的抖動(dòng)第45頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三如圖6-15所示：在復(fù)接系統(tǒng)發(fā)送的信息流中，除了支路信息外，還插入了幀同步碼組及其它業(yè)務(wù)碼和備用時(shí)隙。在接收端進(jìn)行分接時(shí)，要把這些附加比特扣除，這樣就會(huì)在附加信息的位置上留下一些不攜帶支路信息的空隙，使脈沖序列產(chǎn)生周期性的“缺齒”，如圖6-15所示。由這種缺齒脈沖序列恢復(fù)的基群時(shí)鐘就會(huì)產(chǎn)生相位抖動(dòng)。從圖中可看出，在實(shí)際發(fā)送的支路信號(hào)中，到接收端扣除幀同步碼后，使圖6-15出現(xiàn)了若干位空隙，于是，攜帶信息的時(shí)隙A,、B,、C,、D,……相對(duì)其理想位置A、B、C、D……產(chǎn)生了若干碼位的偏離，即有若干比特的抖動(dòng)，至于去除其它附加信息，也有類(lèi)似結(jié)果。第46頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三(2)除塞入脈沖引起的相位抖動(dòng)在碼速調(diào)整的過(guò)程中，每塞入一個(gè)脈沖，相位就超前或滯后一個(gè)碼位，因而也就產(chǎn)生一個(gè)比特的相位的抖動(dòng)。只要有脈沖塞入，就有相位抖動(dòng)。這種抖動(dòng)稱(chēng)為基本抖動(dòng)。第47頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三(3)沖塞入等候時(shí)間引入的抖動(dòng)在正碼速調(diào)整過(guò)程中，當(dāng)支路信號(hào)的相位滯后于復(fù)接時(shí)隙一個(gè)比特時(shí)，插入控制電路就將發(fā)出插入指令，并在固定位置上插入一個(gè)比特。由于在一個(gè)復(fù)接幀內(nèi)，通常僅設(shè)置一個(gè)插入碼位置，并且位置固定（即只能在這個(gè)位置上插入，其它位置不能插入），這樣，在兩個(gè)允許插入的位置之間，有一定的時(shí)間間隔，而插入請(qǐng)求可能隨時(shí)發(fā)生。因此，當(dāng)插入指令發(fā)出后，插入脈沖的動(dòng)作通常不能立即進(jìn)行，而要等到下一個(gè)插入碼位時(shí)方能進(jìn)行。所以在插入請(qǐng)求和插入動(dòng)作之間通常有一段等候時(shí)間。由于存在這段等候時(shí)間，就會(huì)在脈沖插入基本抖動(dòng)上又附加一個(gè)新的抖動(dòng)成分，稱(chēng)為等候抖動(dòng)。第48頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.光纖通信同步數(shù)字系列簡(jiǎn)介光纖通信自80年代以來(lái)已經(jīng)得到大規(guī)模的應(yīng)用。而隨著電信技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶(hù)要求的逐漸提高，傳統(tǒng)的準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）暴露出越來(lái)越多的缺陷，已經(jīng)很難滿(mǎn)足現(xiàn)代數(shù)字通信的需要了。同步數(shù)字系列（即SDH）正是在這樣的背景下被提出的。它的前身是同步光纖（SONET），其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最早由美國(guó)提出，后來(lái)經(jīng)過(guò)不斷的修改、演變和發(fā)展形成了全世界統(tǒng)一的同步數(shù)字系列等級(jí)的通用標(biāo)準(zhǔn)。第49頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三（1）SDH的基本概念所謂SDH網(wǎng)，就是指由各種網(wǎng)絡(luò)單元（如數(shù)字交叉連接設(shè)備、復(fù)接器、分接器等）組成的以光纖為傳輸介質(zhì)的進(jìn)行信息同步傳輸、復(fù)用和交叉連接的網(wǎng)絡(luò)。它有如下特征：1）具有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口；2）具有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)，稱(chēng)為同步傳遞模塊，有STM-1、STM-4和STM-16三種級(jí)別；3）具有頁(yè)面式幀結(jié)構(gòu)，其中含豐富的用于管理維護(hù)的開(kāi)銷(xiāo)比特；4）每一網(wǎng)絡(luò)單元都具有標(biāo)準(zhǔn)光接口；5）具有一套特殊而靈活的復(fù)用結(jié)構(gòu)和指針調(diào)整技術(shù)；6）網(wǎng)絡(luò)配置和控制大量采用軟件進(jìn)行。第50頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三（2）SDH的優(yōu)越性（1）數(shù)字體系兼容性：傳統(tǒng)的PDH網(wǎng)絡(luò)有兩大數(shù)字體系（1.5Mb/s和2Mb/s）和三個(gè)地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)（北美、日本和歐洲），它們互不兼容，國(guó)際間信息互通非常困難。而SDH網(wǎng)可使這兩大體系和三大標(biāo)準(zhǔn)在基本傳輸模塊STM-1上獲得統(tǒng)一。（2）接口規(guī)范：PDH傳輸系統(tǒng)不存在世界統(tǒng)一的光接口規(guī)范，而是由各通信制造商自行設(shè)置光接口，這些各不相同的光接口無(wú)法在光路上互通，而只能通過(guò)光/電轉(zhuǎn)換后通過(guò)電接口來(lái)互通，從而增加了設(shè)備復(fù)雜性和制造成本。而SDH網(wǎng)內(nèi)有統(tǒng)一的光接口，并且在幀結(jié)構(gòu)內(nèi)安排擾碼，這樣就形成了世界統(tǒng)一格式的NRZ加擾碼在光纖內(nèi)傳輸。由于一個(gè)光接口可以代替大量的電接口，這樣就省去了大量的光/電、電/光轉(zhuǎn)換電路，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性并節(jié)約了成本。第51頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三SDH的優(yōu)越性：3）上下行業(yè)務(wù)能力：PDH的復(fù)用形式為逐級(jí)復(fù)用，除最低速率級(jí)別的信號(hào)為同步復(fù)用外，其它級(jí)間均為異步復(fù)用，即在被復(fù)用信號(hào)之外加入一些額外比特來(lái)使各支路信號(hào)與復(fù)用后的信號(hào)保持同步。這樣一來(lái)，要從高速信號(hào)中提取出低速信號(hào)就非常困難而在SDH網(wǎng)中的復(fù)分接結(jié)構(gòu)如圖6-16所示，它采用同步復(fù)用和指針映射結(jié)構(gòu)，各等級(jí)的信號(hào)碼流在其幀結(jié)構(gòu)的凈負(fù)荷內(nèi)排列是有規(guī)律的，且與網(wǎng)絡(luò)同步。故而只須用軟件來(lái)控制指針，便可從高速信號(hào)中一次提取出所需的低速信號(hào)，上下行業(yè)務(wù)非常方便。第52頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三SDH復(fù)分接過(guò)程

第53頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三SDH的優(yōu)越性：4）網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、維護(hù)和管理（OAM）：PDH網(wǎng)絡(luò)在其復(fù)用幀結(jié)構(gòu)內(nèi)沒(méi)有足夠的比特用于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、維護(hù)和管理。這種先天不足使得PDH網(wǎng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和維護(hù)日益增加的需求。而在SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了極為豐富的開(kāi)銷(xiāo)比特，使網(wǎng)絡(luò)的OAM能力大大加強(qiáng)，并可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)高可靠性的自愈環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。第54頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三SDH的優(yōu)越性：5）新業(yè)務(wù)兼容性：PDH網(wǎng)是基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式建立起來(lái)的其數(shù)字信道利用率比較低，有的業(yè)務(wù)需要多次轉(zhuǎn)接，無(wú)法提供最佳傳輸路由，也難以適應(yīng)不斷涌現(xiàn)的各種新業(yè)務(wù)。SDH網(wǎng)既可兼容現(xiàn)有PDH網(wǎng)中所有等級(jí)的信號(hào)，也利于ATM信元的傳輸，具有支持寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）的能力，且具有較好的橫向和縱向優(yōu)越性。第55頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三SDH的主要不足：頻帶利用率不如PDH系統(tǒng)，一個(gè)140Mb/s的PDH系統(tǒng)可容納64個(gè)2Mb/s系統(tǒng)，而一個(gè)155Mb/s的SDH系統(tǒng)只能容納63個(gè)2Mb/s系統(tǒng)，其頻帶利用率分別為94%和83%；其次，SDH由于采用指針調(diào)整，增加了抖動(dòng)和漂移的可能性，對(duì)設(shè)備提出了更高要求。SDH的具體幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用原理、同步方式以及網(wǎng)管功能等敘述起來(lái)比較復(fù)雜，有興趣的讀者可以自行參閱相關(guān)資料，在此僅作上述簡(jiǎn)介，不再贅述。第56頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三6.3多址方式多址方式是指把處于不同地點(diǎn)的多個(gè)用戶(hù)接入一個(gè)公共傳輸媒質(zhì)實(shí)現(xiàn)各用戶(hù)之間通信的技術(shù)。多址方式的原理是：使各個(gè)信號(hào)具有不同的特征，相當(dāng)于賦予各信號(hào)不同的地址。然后根據(jù)各個(gè)信號(hào)之間特征的差異即不同的地址來(lái)區(qū)分不同的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)互不干擾的通信。多址技術(shù)廣泛應(yīng)用于無(wú)線通信通信系統(tǒng)中。目前在無(wú)線通信通信系統(tǒng)中應(yīng)用的多址方式有：頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）、空分多址（SDMA）以及它們的混合應(yīng)用方式等。第57頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三6.3.1頻分多址頻分多址（FDMA）是最早使用的一種多址接入方式，它目前仍在許多系統(tǒng)中運(yùn)用，如移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等。頻分多址是將給定的頻譜資源劃分為若干個(gè)等間隔的頻道（或稱(chēng)信道）供不同的用戶(hù)使用。接收方根據(jù)載波頻率的不同來(lái)識(shí)別發(fā)射地址，從而完成多址連接。如圖6-17所示。第58頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三FDMA方式的特點(diǎn):FDMA方式有以下特點(diǎn):（1）每一個(gè)頻道傳輸一路數(shù)字或模擬話(huà)音信號(hào)；（2）由于FDMA是以頻道來(lái)劃分用戶(hù)地址的，所以它是頻率受限和干擾受限的系統(tǒng)；（3）FDMA系統(tǒng)需要周密的頻率計(jì)劃；（4）對(duì)發(fā)射信號(hào)功率控制的要求不嚴(yán)格；（5）需要多部不同載波頻率發(fā)射機(jī)可以同時(shí)工作。第59頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三6.3.2時(shí)分多址

時(shí)分多址（TDMA）是把時(shí)間分割成周期的幀，每一幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙（無(wú)論幀或時(shí)隙都是互不重疊的），然后根據(jù)一定的時(shí)隙分配原則，使各個(gè)用戶(hù)在每幀內(nèi)只能按指定的時(shí)隙收發(fā)信號(hào)。同時(shí)，基站發(fā)向多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)都按順序安排在預(yù)定的時(shí)隙中傳輸，各移動(dòng)臺(tái)只要在指定的時(shí)隙內(nèi)接收，就能在合路的信號(hào)中把發(fā)給它的信號(hào)區(qū)分出來(lái)。如圖6-18所示。每個(gè)用戶(hù)占用一個(gè)周期性重復(fù)的時(shí)隙。第60頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三TDMA幀結(jié)構(gòu)目前中國(guó)使用GSM系統(tǒng)就采用了時(shí)分多址技術(shù)。圖6-19是GSM網(wǎng)絡(luò)中TDMA的幀結(jié)構(gòu)。每條物理信道可以看作是每一幀中的特定時(shí)隙。在TDMA系統(tǒng)中，N個(gè)時(shí)隙組成一幀，每幀由前置碼、信息碼和尾比特組成。在TDMA/FDD系統(tǒng)中相同或相似的幀結(jié)構(gòu)單獨(dú)用于前向或反向。第61頁(yè)，講稿共68頁(yè)，2023年5月2日，星期三TDMA有如下一些特點(diǎn)：

（1）TDMA系統(tǒng)中幾個(gè)用戶(hù)共享單一的載頻，每個(gè)用戶(hù)占用彼此不重疊的時(shí)隙。（2）TDMA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)射不是連續(xù)的而是以突發(fā)的方式發(fā)射。由于用戶(hù)發(fā)射機(jī)可以在不同的時(shí)間（絕大部分時(shí)間）關(guān)掉，因而耗電較少；（3）與FDMA信道相比，TDMA系統(tǒng)的傳輸速率一般較高，故需要采用自適應(yīng)均衡；（5）TDMA必須留有一定的保護(hù)時(shí)間（或相應(yīng)的保護(hù)比特）；（6）TDMA系統(tǒng)必須有精確的定時(shí)和同步，保證各移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的信號(hào)不會(huì)在基站發(fā)生重疊或混淆，并且能準(zhǔn)確地在指定的時(shí)隙中接收基站發(fā)給它的信號(hào)。同步技術(shù)是TDMA系統(tǒng)正常工作的重要保證，往往也是比較復(fù)雜的技術(shù)難題。第62頁(yè)，講稿共68頁(yè)，202