第6章 信道復(fù)用及多址技術(shù).ppt

1、第6章 信道復(fù)用及多址技術(shù),6.1 概述 6.2 頻分多路復(fù)用（FDM） 6.3 時分多路復(fù)用（TDM） 6.4 多址技術(shù)簡介,通常，在通信系統(tǒng)中，信道帶寬遠(yuǎn)大于傳輸單路信號所需的帶寬，為了降低成本,充分利用信道資源，常采用多路復(fù)用技術(shù)。所謂復(fù)用，就是一種把若干個彼此獨(dú)立的信號合并為一個可在同一信道上傳輸?shù)膹?fù)合信號的過程。當(dāng)然，通信過程中須使各路信號互不影響。 目前，常用的復(fù)用方式有頻分多路復(fù)用（FDM）和時分多路復(fù)用（TDM）兩種。其中，頻分復(fù)用是把各路信息分別調(diào)制到不同頻率上（最常用的是單邊帶調(diào)制），使之占有不同頻帶，再合起來在線路上傳輸，在接收端可用濾波器分離出各路信號。例如，載波電話系

2、統(tǒng)采用單邊帶/頻分多路復(fù)用/調(diào)頻方式（即SSB/FDM/FM）。,6.1 概述,下一頁,返回,具體來說，它首先將多路模擬信號分別經(jīng)單邊帶調(diào)制（SSB）產(chǎn)生12路基群信號，然后由5個基群構(gòu)成一個60話路的超群，以此為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)更多路的話路復(fù)用群信號（即FDM），再將FDM信號對載波進(jìn)行調(diào)頻，這就得到了SSB/FDM/FM信號。時分復(fù)用則是把各路信息以數(shù)字形式表示且占用不同時隙，混合后在線路上傳輸，在接收端可用門電路把各路分開。例如，模擬電話信號首先經(jīng)抽樣量化和編碼變?yōu)镻CM信號，按時分多路復(fù)用方式組成24路或30路基群信號，如果要求更多路通信，可按復(fù)接辦法組成二次群、三次群和四次群。為了在信道中

3、傳輸，還要進(jìn)行載波調(diào)制。 在有線交換網(wǎng)中，多用戶點(diǎn)間的相互通信是采用交換技術(shù)來解決的，而早期的無線通信則以點(diǎn)對點(diǎn)通信為主。,6.1 概述,下一頁,返回,上一頁,隨著衛(wèi)星通信系統(tǒng)、移動通信系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)等新的通信系統(tǒng)的發(fā)展，通信臺、站的位置分布面可能很廣，甚至分布在立體空間，并且它們的位置還可能在大范圍內(nèi)隨時移動。因此，需要采用多路復(fù)用方式實(shí)現(xiàn)任意點(diǎn)、任意時間與任意對象的信息交換，這就是多址聯(lián)接方式。所謂多址聯(lián)接方式，是指把處于不同地點(diǎn)的多個用戶接入一個公共傳輸媒質(zhì)實(shí)現(xiàn)各用戶之間通信的方式。多址聯(lián)接方式被廣泛應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)，如衛(wèi)星通信系統(tǒng)和移動通信系統(tǒng)中。目前已實(shí)用的多址技術(shù)主要有頻分多

4、址（FDMA）、時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）。就我們所熟知的移動通信系統(tǒng)而言，第一代模擬移動通信系統(tǒng)（1G）采用了FDMA技術(shù)，,6.1 概述,下一頁,返回,上一頁,第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)（2G）采用了TDMA /FDMA復(fù)合多址技術(shù)（中國移動的GSM系統(tǒng)）和CDMA技術(shù)（中國聯(lián)通的CDMA系統(tǒng)），對于第三代移動通信系統(tǒng)，寬帶碼分多址技術(shù)是其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。 雖然多址聯(lián)接方式與多路復(fù)用是兩個不同的概念，但也有相似之處，因?yàn)閮烧叨际茄芯亢徒鉀Q信道復(fù)用的問題。它們在通信過程中都包括多個信號的復(fù)合（或混合）、復(fù)合信號在信道上的傳輸以及信號的分離（或分割）三個過程。不過，多路復(fù)用是指多個信

5、號在基帶上進(jìn)行復(fù)合和分離，信號直接來自話路。所以，區(qū)分信號和區(qū)分話路是一致的，用戶是固定接入的，網(wǎng)絡(luò)資源是預(yù)先分配給各用戶共享的。而多址聯(lián)接則是指多個地球站發(fā)射的信號通過衛(wèi)星在射頻信道的復(fù)用問題，信號來自不同的站址。,6.1 概述,下一頁,返回,上一頁,因此，區(qū)分信號與區(qū)分地址是一致的，多址接入時網(wǎng)絡(luò)資源是動態(tài)分配的，即多址接入必須按照用戶對網(wǎng)絡(luò)資源的要求，隨時動態(tài)地改變網(wǎng)絡(luò)資源的分配。應(yīng)該指出，當(dāng)一個站只發(fā)射一個射頻載波（或一個射頻分幀）時，多址的概念是清楚的。但是，如果一個站發(fā)射幾個射頻載波（或幾個射頻分幀），而關(guān)心的是區(qū)分不同的射頻載波或分幀，區(qū)分信號和區(qū)分地址就不完全一致了。因此，多址

6、聯(lián)接有時也叫多元聯(lián)接。,6.1 概述,返回,上一頁,頻分多路復(fù)用（Frequency Division Multiplexing，簡稱FDM），是指以不同頻率傳送各路信號，以實(shí)現(xiàn)多路通信。具體而言，這種方法是將信道的帶寬分成若干個相互不重疊的頻段，每路信號占用其中一個頻段傳輸，接收端可以采用適當(dāng)?shù)膸V波器分開多路信號，從而恢復(fù)出所需要的信號。FDM常用于模擬傳輸?shù)膶拵ЬW(wǎng)絡(luò)中，無線電廣播和電視廣播就是我們最熟悉的頻分復(fù)用的例子。 圖6-2為FDM系統(tǒng)原理框圖。為方便起見，假設(shè)n路相似的消息信號進(jìn)行復(fù)用，且各路信號的最高角頻率 相等。圖中，輸入信號先通過低通濾波器（LPF），以消除其中的高頻成分

7、，使之變?yōu)閹扌盘?。然后，將濾波器輸出的各路信號分別對不同頻率的載波（副載波）進(jìn)行線性調(diào)制。,6.2 頻分多路復(fù)用（FDM）,下一頁,返回,調(diào)制方式可以任意選擇，但最常用的是單邊帶（SSB）調(diào)制，因?yàn)樗罟?jié)省帶寬。 不過，在選擇載頻時，應(yīng)考慮到邊帶頻譜的寬度。同時，為了防止鄰路信號間的相互干擾，還應(yīng)留有一定的保護(hù)頻帶，即 其中， 與 分別為第i+1路與i路的載頻的頻率，fm為每一路的最高頻率，fg為鄰路間保護(hù)頻帶。 顯然，鄰路間隔防護(hù)頻帶fg越大，對邊帶濾波器的技術(shù)要求越低。但這時占用的總頻帶要加寬，這對提高信道復(fù)用率不利。因此，實(shí)際中應(yīng)盡量提高邊帶濾波技術(shù)，以fg使盡量縮小。,6.2 頻分多

8、路復(fù)用（FDM）,下一頁,返回,上一頁,目前，按CCITT標(biāo)準(zhǔn)，防護(hù)頻帶間隔應(yīng)為900Hz，這樣，可以使鄰路干擾電平低于-40dB以下。 經(jīng)過調(diào)制的各路信號，在頻率位置上就被分開了。因此，可以通過相加器將它們合并成適合信道內(nèi)傳輸?shù)膹?fù)用信號，其頻譜結(jié)構(gòu)如圖6-3所示。圖中，各路信號具有相同的fm，但它們的頻譜結(jié)構(gòu)可能不同。n路單邊帶信號的總頻帶寬度最小應(yīng)等于 式中， ，它是一路信號占用的帶寬。 在頻分復(fù)用系統(tǒng)的接收端，首先用帶通濾波器（BPF）將各種信號分別提取，然后解調(diào)，再經(jīng)低通濾波后輸出，就得到了各路的原始信號。,6.2 頻分多路復(fù)用（FDM）,下一頁,返回,上一頁,復(fù)用路數(shù)的多少主要取決于

9、允許帶寬和費(fèi)用。頻分復(fù)用系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是信道利用率高，容許復(fù)用的路數(shù)多，分路也很方便。因此，它是目前模擬通信中最主要的一種復(fù)用方式。特別是在有線和微波通信系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用。但同時頻分多路復(fù)用又存在一些問題，主要表現(xiàn)在各路信號之間的相互干擾，即串?dāng)_。例如，多路信號通過公用的放大器時，由于非線性失真會引起各路信號頻譜交叉重疊，這樣就帶來了串?dāng)_，在傳輸話音信號時產(chǎn)生可通串話。引起串?dāng)_的主要原因是濾波器特性不夠理想和信道中的非線性特性造成的已調(diào)信號頻譜的展寬。調(diào)制非線性所造成的串?dāng)_可以部分地由發(fā)送帶通濾波器消除，但信道傳輸中非線性所造成的串?dāng)_則無法消除。因而在頻分多路復(fù)用系統(tǒng)中對系統(tǒng)線性的要求很高。

10、,6.2 頻分多路復(fù)用（FDM）,下一頁,返回,上一頁,合理選擇載波頻率，并在各路已調(diào)信號頻譜之間留有一定的保護(hù)間隔，也是減小串?dāng)_的有效措施。 除了復(fù)用路數(shù)多之外，頻分復(fù)用還可以節(jié)省功率。實(shí)驗(yàn)表明，n路語音信號進(jìn)行復(fù)用時，所需功率不是單個消息所需功率的n倍，而是 倍。 其實(shí)，除單獨(dú)采用前面討論的各種幅度調(diào)制和頻率調(diào)制外，在模擬調(diào)制系統(tǒng)中，還會遇到復(fù)級調(diào)制和多級調(diào)制。所謂復(fù)級調(diào)制，就是對同一載波進(jìn)行兩種或更多種調(diào)制。例如，對一個頻率調(diào)制波再進(jìn)行一次振幅調(diào)制，所得結(jié)果就變成了調(diào)頻調(diào)幅波。這里的調(diào)制信號（例如基帶信號）可以不止一個。所謂多級調(diào)制，通常是將同一基帶信號實(shí)施兩次或更多次調(diào)制的過程。,6.

11、2 頻分多路復(fù)用（FDM）,下一頁,返回,上一頁,這里的調(diào)制方式可以相同，也可以不同。 當(dāng)復(fù)用路數(shù)n很大時，利用多級調(diào)制產(chǎn)生復(fù)用信號比較合適，這樣可以節(jié)省部件。因而，實(shí)際的FDM系統(tǒng)通常都采用多級調(diào)制，如圖6-4所示。 第一次復(fù)用是將12路話音輸入合為一個基群，其中第n路所用載頻，f0n=112-4n、n=1、2、12。用各個帶通濾波器選擇各個下邊帶，形成由12個下邊帶組成的基群，因此基群占據(jù)頻率范圍為60kHz到108kHz。第二次調(diào)制是將5個基群合并成一個超群。調(diào)制時所用載頻為f0m=372+48mkHz，其中m=1、2、5。同樣選用下邊帶，經(jīng)濾波后合并為一個超群，所占頻率范圍為312kH

12、z到552kHz。因此，一個超群包括60個獨(dú)立的話音輸入。,6.2 頻分多路復(fù)用（FDM）,下一頁,返回,上一頁,用類似方式可將幾個超群合并為一個主群，幾個主群又可合并為一個巨群。在這個實(shí)際系統(tǒng)中，對每一路來說，第一次用SSB調(diào)制方式，第二次同樣是用SSB調(diào)制方式，可簡記為SSB/SSB。除此之外，還有SSB/FM，F(xiàn)M/FM等。例如微波頻分復(fù)用線路，復(fù)用信號必須去調(diào)制一個比副載波高得多的主載波再送入信道傳輸。這里主載波調(diào)制器同樣可以是任意調(diào)制方式，但通常是用調(diào)頻（FM），即SSB/FM。,6.2 頻分多路復(fù)用（FDM）,返回,上一頁,6.3.1 時分復(fù)用原理 由第五章的抽樣理論可知，抽樣定理

13、使連續(xù)的基帶信號變成時間上離散的抽樣脈沖，其在信道上只占用有限的時間，這樣抽樣脈沖之間就留出了時間空隙。利用這種空隙便可以傳輸其他信號的抽樣值，因此，就有可能在一條信道同時傳送若干個基帶信號。與頻分復(fù)用相對應(yīng)，頻分復(fù)用時占有不同頻帶的多路信號合在一起在同一信道中傳輸，各路頻帶間要有防護(hù)頻帶；時分復(fù)用（Time Division Multiplexing，簡稱TDM）則是占有不同時隙的多路信號合在一起在同一信道中傳輸，各路時隙間要有防護(hù)時隙。 下面以PAM為例說明TDM的原理。這些原理對于其它脈沖調(diào)制，如PDM、PPM、PCM等同樣適用。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,假設(shè)有N路

14、PAM信號進(jìn)行時分多路復(fù)用，實(shí)現(xiàn)方法之一如圖6-5（a）所示。首先各路信號通過相應(yīng)的LPF使之變?yōu)閹扌盘?，然后加到快速電子旋轉(zhuǎn)開關(guān)（稱分配器）k1。k1開關(guān)不斷重復(fù)地作勻速旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一周的時間等于一個抽樣周期Ts，即每Ts將各路信號依次抽樣一次，這樣N個樣值按先后順序錯開納入抽樣間隔Ts之內(nèi)。由此可見，發(fā)端分配器不僅起到抽樣的作用，同時還起到復(fù)用合路的作用。合成多路PAM信號是N路抽樣信號的總和，如圖6-5（d）所示。在一個抽樣周期Ts內(nèi)，由各路信號的一個抽樣值所組成的一組脈沖叫做一幀，對于每一路信號，一幀所占的時間稱為一個路時隙，用T1表示。為了防止鄰路抽樣脈沖相互重疊或連在一起，要求在

15、相鄰脈沖間有一定的防護(hù)時隙g，所以每路占有時間為,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,其中，是抽樣脈沖寬度。合路后的抽樣信號送到 PCM編碼器進(jìn)行量化和編碼，然后將數(shù)字信碼送往信道。在接收端，將這些從發(fā)送端送來的各路信碼依次解碼，還原后的PAM信號，由收端分配器旋轉(zhuǎn)開關(guān)k2依次接通每一路信號，再經(jīng)低通平滑，恢復(fù)出原來的連續(xù)信號。由此可見，收端的分配器起到時分復(fù)用的分路作用，所以收端分配器又叫分路門。 傳輸時分復(fù)用PAM信號時，理論上需要無限帶寬。但是在PAM中，我們關(guān)心的是PAM信號所攜帶的信息，而不是PAM脈沖形狀。由于PAM信號的信息攜帶在幅度上，因此只要幅度信息沒有損失

16、，脈沖形狀的失真就無關(guān)緊要了。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,然而根據(jù)抽樣定理，一個頻帶限制在fm的信號，只含有2fm個獨(dú)立的信息抽樣值。這時用帶寬 的理想低通濾波器就可以恢復(fù)原始信號。這樣，N個頻帶都是fm的復(fù)用信號，它們的獨(dú)立抽樣值為2Nfm。如果將信道表示為一個理想的LPF，為了防止組合波形丟失信息，傳輸帶寬必須滿足 可見，這個帶寬數(shù)值與頻分復(fù)用SSB所需帶寬完全相同。在實(shí)際中，帶寬必須適當(dāng)放寬，至于放寬多少，是工程上要考慮的問題。它主要由允許的路際串音程度決定。路際串音指鄰路信號串到所需時隙中造成的串音干擾。 在PDM和PPM中，信息包含在脈沖的寬度或時間位置的

17、變化上，它們都要求脈沖有合理的形狀。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,而式取等號時不能保持所要求的脈沖形狀，因此為了辨認(rèn)脈沖波形還必須有附加的頻帶，即帶寬要做相應(yīng)增加。 綜上所述，把時分復(fù)用和頻分復(fù)用加以比較可以看出，頻分復(fù)用是把各路信號的頻譜安排在互不重疊的頻率區(qū)間，因此，雖然各路信號在時間域里是重疊的，但在頻率域中占據(jù)不同的頻帶。而時分復(fù)用則相反，它的復(fù)用信號在時間上互不重疊，而在頻域里占用公共的頻帶，因此頻譜上是重疊的。 在時分多路復(fù)用中，如果各路消息在每幀中所占時隙的位置是預(yù)先指定的，并且固定不變，則稱做同步時分多路復(fù)用（STDM）。這種方式中，不傳輸消息的時隙出

18、現(xiàn)空閑。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,在數(shù)據(jù)通信中，為了提高信道利用率，還經(jīng)常采用另一種時分多路方式，稱做統(tǒng)計(jì)時分多路復(fù)用（ATDM），也叫異步時分多路復(fù)用或智能時分多路復(fù)用。統(tǒng)計(jì)時分多路復(fù)用是通過動態(tài)地分配時隙來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，這時，數(shù)據(jù)源通過地址碼識別。 6.3.2 PCM基群幀結(jié)構(gòu) 在前面討論時分復(fù)用原理時曾指出，TDM將時間分割成若干路時隙，每一路信號分配一個時隙，幀同步碼和其它業(yè)務(wù)信號、信令碼再分配一個或兩個時隙。這種按時隙分配的重復(fù)性比特即為幀結(jié)構(gòu)，對幀的研究是時分復(fù)用系統(tǒng)研究的重點(diǎn)，相當(dāng)于對頻分復(fù)用系統(tǒng)中頻道的研究。采用TDM的數(shù)字通信系統(tǒng)，在國際上已建

19、立起標(biāo)準(zhǔn)，,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,原則上是先把一定路數(shù)的電話復(fù)合成一個標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)流稱為基群，基群數(shù)據(jù)流的構(gòu)造結(jié)構(gòu)稱為基群幀。目前，國際電信聯(lián)盟（ITU-I）推薦了兩種標(biāo)準(zhǔn)化基群復(fù)接系統(tǒng)，即PCM30/32路系統(tǒng)（屬于2048kb/s速率系列）和PCM24路（屬于1554kb/s速率系列）系統(tǒng)。這里重點(diǎn)介紹PCM30/32路系統(tǒng)。 該系統(tǒng)使用32個時隙構(gòu)成一幀，其中，話音信號只占用30個時隙，而幀同步碼及每個話路的信令碼等非語音信息占用兩個時隙，因此這種幀結(jié)構(gòu)的基群被稱為PCM30/32路系統(tǒng)。歐洲和我國采用的是PCM30/32制式。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）

20、,下一頁,返回,上一頁,6.3.3 準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH） 所謂數(shù)字復(fù)接，就是指把若干個低速數(shù)字信號合并成一個高速率數(shù)字信號進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。它是提高線路利用率的一種有效方法，也是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代數(shù)字通信網(wǎng)的基礎(chǔ)。例如對30路電話進(jìn)行PCM復(fù)用（采用8位編碼）后，通信系統(tǒng)的信息傳輸速率為80008322048 kb/s，即形成速率2048kb/s的數(shù)字流（比特流）?，F(xiàn)在要對 120 路電話進(jìn)行時分復(fù)用，即把4個這樣的2048kb/s的數(shù)字流合成為一個高速數(shù)字流，就必須采用數(shù)字復(fù)接技術(shù)才能完成。 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，如圖6-7所示。圖中，數(shù)字復(fù)接器是把兩個或兩個以上的低速信號（低次

21、群）,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,按時分復(fù)用方式合并成一個高速數(shù)字信號（高次群）的設(shè)備，由定時、碼速調(diào)整和復(fù)接單元等組成。其中，定時單元給設(shè)備提供一個統(tǒng)一的基準(zhǔn)時鐘；碼速調(diào)整單元是把速率不同的各支路信號調(diào)整成與復(fù)接設(shè)備定時完全同步的數(shù)字信號，以便由復(fù)接單元把各個支路信號復(fù)接成一個數(shù)字流，不過復(fù)接時還需要插入幀同步信號，以便接收端正確接收各支路信號。數(shù)字分接器的功能則是把一個合路信號分解成原來的低速數(shù)字信號，其設(shè)備由同步、定時和碼速恢復(fù)等單元組成。此時，分接設(shè)備的定時單元是從接收信號中提取時鐘，并分送給各支路進(jìn)行分接使用的。 由圖可知，被復(fù)接的各支路數(shù)字信號彼此之間必須

22、同步，并與復(fù)接器的定時信號同步方可復(fù)接。具體而言，復(fù)接方式可分為以下三種方式：,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,（1）同步復(fù)接，此時參與復(fù)接的各輸入支路信號與本機(jī)定時信號同步。例如，當(dāng)各輸入支路信號與復(fù)接定時出于同一頻率源時就屬于這種情況。 （2）異步復(fù)接，此時參與復(fù)接的各輸入支路信號與本機(jī)定時信號異步。這里，各支路信號時鐘不是出于同一頻率源，也無統(tǒng)一的標(biāo)稱頻率。 （3）準(zhǔn)同步復(fù)接（亦稱異源復(fù)接），此時參與復(fù)接的各輸入支路信號的生效瞬間相對于本機(jī)對應(yīng)的定時信號是以同一標(biāo)稱頻率出現(xiàn)且速率的任何變化都限制在規(guī)定的容差范圍內(nèi)。 數(shù)字復(fù)接必須按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。目前，在數(shù)字傳輸系

23、統(tǒng)中，主要有兩種數(shù)字傳輸系列，,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,即準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH）和同步數(shù)字體系（SDH）兩種，下面先來介紹準(zhǔn)同步數(shù)字體系，同步數(shù)字體系將在下一小節(jié)中介紹。 準(zhǔn)同步數(shù)字體系（Plesiochronous Digital Hierarchy，簡稱PDH），是在數(shù)字通信網(wǎng)的每個節(jié)點(diǎn)上都分別設(shè)置高精度的時鐘，這些時鐘信號都具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)速率。不過，盡管每個時鐘信號的精度都很高，但總還是有一些微小的差別。為了保證通信的質(zhì)量，要求這些時鐘的差別不能超過規(guī)定的范圍。因此，這種同步方式嚴(yán)格來說不是真正的同步，所以叫做“準(zhǔn)同步”。 在數(shù)字通信發(fā)展的初期，為了適應(yīng)點(diǎn)

24、到點(diǎn)通信的需要，大量的數(shù)字傳輸系統(tǒng)都是準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH）。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,PDH的復(fù)用是逐級進(jìn)行的，因?yàn)楸粡?fù)接的支路信號可能來自不同方向，各支路信號的碼率和到達(dá)時間不可能完全相同。因此在復(fù)接前，各支路的碼率應(yīng)相等，且劃分比特流段落的群同步碼應(yīng)對齊，即頻率和群同步碼都要同步，為此，PDH采用了碼速調(diào)整技術(shù)。碼速調(diào)整技術(shù)可分為正碼速調(diào)整、正/負(fù)碼速調(diào)整和正/零/負(fù)碼速調(diào)整。其中，正碼速調(diào)整法使用最廣。 圖6-8為正碼速調(diào)整準(zhǔn)同步復(fù)接系統(tǒng)原理圖。圖中，每個參與復(fù)接的碼流先經(jīng)過一個單獨(dú)的碼速調(diào)整裝置，把準(zhǔn)同步碼流變成同步碼流，然后再各自經(jīng)過碼速恢復(fù)裝置恢復(fù)

25、成原來的準(zhǔn)同步支路碼流。設(shè)輸入準(zhǔn)同步支路時鐘頻率為f1，輸出的同步復(fù)接支路時鐘頻率為fm。如果fm大于f1 ，則稱正碼速調(diào)整，,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,它可利用比特塞入法實(shí)現(xiàn)。此時，復(fù)接器的輸出速率要稍微高于輸入最大預(yù)期速率之和。在進(jìn)行正碼速調(diào)整時，為使分接器能夠識別某支路是否被調(diào)整，還必須同時傳輸通知是否進(jìn)行碼速調(diào)整的信息，通常取三位以上的調(diào)整控制位表示。 而今，隨著技術(shù)的進(jìn)步和社會對信息的需求，數(shù)字系統(tǒng)傳輸容量不斷提高，網(wǎng)絡(luò)管理和控制的要求日益重要，寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展，迫切需要建立在世界范圍內(nèi)統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)。在這種形勢下，現(xiàn)有PDH的許多缺

26、點(diǎn)也逐漸暴露出來，主要有：（1） 北美、西歐和亞洲所采用的三種數(shù)字系列互不兼容，沒有世界統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)光接口，使得國際電信網(wǎng)的建立及網(wǎng)絡(luò)的營運(yùn)、管理和維護(hù)變得十分復(fù)雜和困難。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,（2）各種復(fù)用系列都有其相應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)，沒有足夠的開銷比特，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)缺乏靈活性，不能適應(yīng)電信網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大、 技術(shù)不斷更新的要求。（3）由于低速率信號插入到高速率信號，或從高速率信號分出，都必須逐級進(jìn)行，不能直接分插，因而復(fù)接/分接設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，上下話路價格昂貴。 由于PDH存在以上一些固有的缺點(diǎn)，已越來越不適應(yīng)電信網(wǎng)的發(fā)展，因此逐漸被SDH所替代。 6.3.4 同步數(shù)字系

27、列（SDH） 1SDH的產(chǎn)生 數(shù)字通信技術(shù)的應(yīng)用是從市話中繼傳輸開始的，為了適應(yīng)點(diǎn)對點(diǎn)的應(yīng)用而選擇了準(zhǔn)同步復(fù)用方式PDH。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,隨著通信的發(fā)展，要求傳送的信息不僅是話音，還有文字、數(shù)據(jù)、圖像和視頻等，在70至80年代，陸續(xù)出現(xiàn)了T1（DS1）E1載波系統(tǒng)（1.544/2.048Mbps）、X.25幀中繼、ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）和FDDI（光纖分布式數(shù)據(jù)接口）等多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而上述網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由于其業(yè)務(wù)的單調(diào)性，擴(kuò)展的復(fù)雜性，帶寬的局限性，僅在原有框架內(nèi)修改或完善已無濟(jì)于事。目前，光纖通信技術(shù)的進(jìn)展極為迅速，其傳輸容量越來越大，但就其潛力而言也僅

28、僅是開發(fā)了很小的一部分，因此，帶寬的節(jié)省不再是選擇速率的主要依據(jù)，重要的是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用的靈活性、可靠性、維護(hù)管理的方便性以及對未來發(fā)展的適應(yīng)性?；谶@一想法并針對PDH的缺點(diǎn)，美國Bellcore公司在1985年提出了同步光纖網(wǎng)SONET（Synchronous Optical NETwork）的設(shè)想，,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,在此基礎(chǔ)上，ITU-T于1988年將SONET修改為國際通用的技術(shù)體制SDH。 在各種寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)中，采用了SDH技術(shù)的接入網(wǎng)系統(tǒng)是應(yīng)用最普遍的。SDH的誕生解決了由于入戶媒質(zhì)的帶寬限制而跟不上骨干網(wǎng)和用戶業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，而產(chǎn)生的用戶與核

29、心網(wǎng)之間的接入“瓶頸”問題，同時提高了傳輸網(wǎng)上大量帶寬的利用率。SDH技術(shù)自從90年代引入以來，至今已經(jīng)是一種成熟、標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，在骨干網(wǎng)中被廣泛采用，且價格越來越低，在接入網(wǎng)中應(yīng)用可以將SDH技術(shù)在核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢帶入接入網(wǎng)領(lǐng)域，充分利用SDH同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)化的光接口、強(qiáng)大的網(wǎng)管能力、靈活網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠芰透呖煽啃詭砗锰?，在接入網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展中長期受益。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,2SDH的概念 同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy，簡稱SDH）是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳

30、送網(wǎng)絡(luò)，不僅適用于光纖也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制。它可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有效管理、實(shí)時業(yè)務(wù)監(jiān)控、動態(tài)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、不同廠商設(shè)備間的互通等多項(xiàng)功能，能大大提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率、降低管理及維護(hù)費(fèi)用、實(shí)現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與維護(hù)，因此是當(dāng)今世界信息領(lǐng)域在傳輸技術(shù)方面的發(fā)展和應(yīng)用的熱點(diǎn)，受到人們的廣泛重視。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,3SDH的幀結(jié)構(gòu) SDH采用的信息結(jié)構(gòu)等級稱為同步傳送模塊STM-N，最基本的模塊為STM-1，4個STM-1同步復(fù)用構(gòu)成STM-4，16個STM-1或4個STM-4同步復(fù)用構(gòu)成STM-16。 SDH采用塊狀的幀結(jié)構(gòu)來承載信息，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字同步時

31、分復(fù)用、保證網(wǎng)絡(luò)可靠有效運(yùn)行的關(guān)鍵，其幀結(jié)構(gòu)如圖6-11所示。每幀由縱向9行和橫向 270N列字節(jié)組成，每個字節(jié)為8bit。 SDH的幀傳輸是按由左到右、由上到下的順序排成串型碼流依次傳輸。具體而言，首先從圖中左上角的第一個字節(jié)開始，從左至右傳輸270個字節(jié)后，轉(zhuǎn)入第二行傳輸另外的270個字節(jié)，這樣從上至下直至完成一幀9行9270個字節(jié)的傳輸。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,傳輸一幀的時間為125s，即每秒傳輸1/1251000000=8000幀。對STM-1而言，每幀字節(jié)為8bit（92701）=19440bit，則STM-1的傳輸速率為194408000=155.5

32、20Mbit/s；而STM-4的傳輸速率為4155.520Mbit/s=622.080Mbit/s；STM-16的傳輸速率為16155.520（或4622.080）=2488.320Mbit/s。 圖中，整個SDH幀大體可分為三個部分： （1）段開銷（Section Over Head，簡稱SOH） 段開銷是在SDH幀中為保證信息正常傳輸所必需的附加字節(jié)（每字節(jié)含64 kb/s的容量），主要用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、維護(hù)和管理，如幀定位、誤碼檢測、公務(wù)通信、自動保護(hù)倒換以及網(wǎng)管信息傳輸。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,對于STM-1而言，SOH共使用98（第4行除外）=72 Byt

33、e相應(yīng)于576 bit。由于每秒傳輸8000幀，所以SOH的容量為5768000=4.608 Mb/s。 根據(jù)傳輸通道連接模型，段開銷又細(xì)分為再生段開銷（Regenerator Section OverHead，簡稱RSOH）和復(fù)接段開銷（Multiplex Section OverHead，簡稱MSOH）。前者占前3行，后者占59行。 （2）信息載荷（Payload） 信息載荷域是SDH幀內(nèi)用于承載各種業(yè)務(wù)信息的部分。對于STM-1而言，Payload有9261=2349Byte，相應(yīng)于234988000=150.336Mb/s的容量。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,

34、在Payload中包含少量字節(jié)用于通道的運(yùn)行、 維護(hù)和管理，這些字節(jié)稱為通道開銷（POH）。 （3）管理單元指針（AU-PTR） 管理單元指針是一種指示符， 主要用于指示Payload第一個字節(jié)在幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置（相對于指針位置的偏移量）。對于STM-1 而言，AU-PTR有9個字節(jié)（第4行），相應(yīng)于988000=0.576 Mb/s。 采用指針技術(shù)是SDH的創(chuàng)新，結(jié)合虛容器（VC）的概念，解決了低速信號復(fù)接成高速信號時，由于小的頻率誤差所造成的載荷相對位置漂移的問題。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,4SDH的復(fù)用 SDH傳輸業(yè)務(wù)信號時，各種業(yè)務(wù)信號要進(jìn)入SDH的幀都要經(jīng)

35、過映射、定位和復(fù)用三個步驟。映射是將各種速率的信號先經(jīng)過碼速調(diào)整裝入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器（C），再加入通道開銷（POH）形成虛容器（VC）的過程，幀相位發(fā)生偏差稱為幀偏移；定位即是將幀偏移信息收進(jìn)支路單元（TU）或管理單元（AU）的過程，它通過支路單元指針（TU-PTR）或管理單元指針（AU-PTR）的功能來實(shí)現(xiàn)；復(fù)用則是將多個低階通道層信號通過碼速調(diào)整使之進(jìn)入高階通道或?qū)⒍鄠€高階通道層信號通過碼速調(diào)整使之進(jìn)入復(fù)用層的過程。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,5SDH的特點(diǎn) SDH是一種同步的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)。所謂同步，是指其復(fù)接的方式采用同步復(fù)接，其各支路的低速信號是互相同步的。同

36、PDH相比，SDH有很多突出的優(yōu)點(diǎn)： （1）SDH傳輸系統(tǒng)在國際上有統(tǒng)一的幀結(jié)構(gòu)、數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)速率和標(biāo)準(zhǔn)的光路接口，使網(wǎng)管系統(tǒng)互通，因此有很好的橫向兼容性，它能與現(xiàn)有的PDH完全兼容，并容納各種新的業(yè)務(wù)信號，形成了全球統(tǒng)一的數(shù)字傳輸體制標(biāo)準(zhǔn)，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。 （2）SDH接入系統(tǒng)的不同等級的碼流在幀結(jié)構(gòu)凈負(fù)荷區(qū)內(nèi)的排列非常有規(guī)律，而凈負(fù)荷與網(wǎng)絡(luò)是同步的，它利用軟件能將高速信號一次直接分插出低速支路信號，,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,實(shí)現(xiàn)了一次復(fù)用的特性，克服了PDH準(zhǔn)同步復(fù)用方式對全部高速信號進(jìn)行逐級分解然后再生復(fù)用的過程，由于大大簡化了DXC，減少了背靠背的接口

37、復(fù)用設(shè)備，改善了網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)傳送透明性。 （3）由于采用了較先進(jìn)的分插復(fù)用器（ADM）、數(shù)字交叉連接（DXC）、網(wǎng)絡(luò)的自愈功能和重組功能就顯得非常強(qiáng)大，具有較強(qiáng)的生存率。因SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了信號的5開銷比特，它的網(wǎng)管功能顯得特別強(qiáng)大，并能統(tǒng)一形成網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，為網(wǎng)絡(luò)的自動化、智能化、信道的利用率以及降低網(wǎng)絡(luò)的維管費(fèi)和生存能力起到了積極作用。 （4）由于SDH有多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它所組成的網(wǎng)絡(luò)非常靈活，它能增強(qiáng)網(wǎng)監(jiān)，運(yùn)行管理和自動配置功能，,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)性能，同時也使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行靈活、安全、可靠，使網(wǎng)絡(luò)的功能非常齊全和多樣化。 （5）SDH有傳輸和

38、交換的性能，它的系列設(shè)備的構(gòu)成能通過功能塊的自由組合，實(shí)現(xiàn)了不同層次和各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，十分靈活。 （6）SDH并不專屬于某種傳輸介質(zhì)，它可用于雙絞線、同軸電纜，但SDH用于傳輸高數(shù)據(jù)率則需用光纖。這一特點(diǎn)表明，SDH既適合用作干線通道，也可作支線通道。例如，我國的國家與省級有線電視干線網(wǎng)就是采用SDH，而且它也便于與光纖電纜混合網(wǎng)(HFC)相兼容。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,（7）從OSI模型的觀點(diǎn)來看，SDH屬于其最底層的物理層，并未對其高層有嚴(yán)格的限制，便于在SDH上采用各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，支持ATM或IP傳輸。 （8）SDH是嚴(yán)格同步的，從而保證了整個網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可

39、靠，誤碼少，且便于復(fù)用和調(diào)整。 （9）標(biāo)準(zhǔn)的開放型光接口可以在基本光纜段上實(shí)現(xiàn)橫向兼容，降低了聯(lián)網(wǎng)成本。 6SDH的應(yīng)用 由于以上所述的SDH的眾多特性，使其在廣域網(wǎng)領(lǐng)域和專用網(wǎng)領(lǐng)域得到了巨大的發(fā)展。電信、聯(lián)通、廣電等運(yùn)營商都已經(jīng)大規(guī)模建設(shè)了基于SDH的骨干光傳輸網(wǎng)絡(luò)。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,利用大容量的SDH環(huán)路承載IP業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)或直接以租用電路的方式出租給企、事業(yè)單位。而一些大型的專用網(wǎng)絡(luò)也采用了SDH技術(shù)，架設(shè)系統(tǒng)內(nèi)部的SDH光環(huán)路，以承載各種業(yè)務(wù)。比如電力系統(tǒng)，就利用SDH環(huán)路承載內(nèi)部的數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)控、視頻、語音等業(yè)務(wù)。而對于組網(wǎng)更加迫切、而又沒有可能

40、架設(shè)專用SDH環(huán)路的單位，很多都采用了租用電信運(yùn)營商電路的方式。由于SDH基于物理層的特點(diǎn)，單位可在租用電路上承載各種業(yè)務(wù)而不受傳輸?shù)南拗?。承載方式有很多種，可以是利用基于TDM技術(shù)的綜合復(fù)用設(shè)備實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的復(fù)用，也可以利用基于IP的設(shè)備實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的分組交換。SDH技術(shù)可真正實(shí)現(xiàn)租用電路的帶寬保證，安全性方面也優(yōu)于VPN等方式。在政府機(jī)關(guān)和對安全性非常注重的企業(yè)，SDH租用線路得到了廣泛的應(yīng)用。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,一般來說，SDH可提供E1、E3、STM-1或STM-4等接口，完全可以滿足各種帶寬要求。同時在價格方面，也已經(jīng)為大部分單位所接受。 7SDH的發(fā)

41、展趨勢 SDH作為新一代理想的傳輸體系，具有路由自動選擇能力，上下電路方便，維護(hù)、控制、管理功能強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，便于傳輸更高速率的業(yè)務(wù)等優(yōu)點(diǎn)，能很好地適應(yīng)通信網(wǎng)飛速發(fā)展的需要。迄今，SDH得到了空前的應(yīng)用與發(fā)展。在標(biāo)準(zhǔn)化方面，已建立和即將建立的一系列建議已基本上覆蓋了SDH的方方面面。在干線網(wǎng)和長途網(wǎng)、中繼網(wǎng)、接入網(wǎng)中，它開始廣泛應(yīng)用，且在光纖通信、微波通信、衛(wèi)星通信中也積極地開展研究與應(yīng)用。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,近些年，點(diǎn)播電視、多媒體業(yè)務(wù)和其他寬帶業(yè)務(wù)如雨后春筍般紛紛出現(xiàn)，為SDH應(yīng)用在接入網(wǎng)中提供了廣闊的空間。 SDH技術(shù)應(yīng)用于接入網(wǎng)的好處是： （1）對于

42、要求高可靠、高質(zhì)量業(yè)務(wù)的大型企事業(yè)用戶，SDH可以提供較為理想的網(wǎng)絡(luò)性能和業(yè)務(wù)可靠性。 （2）可以將網(wǎng)管范圍擴(kuò)展至用戶端，簡化維護(hù)工作。 （3）利用SDH固有靈活性，可使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者更快、更有效地提供用戶所需的長期和短期業(yè)務(wù)需求。 隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，SDH將進(jìn)一步為終端用戶提供寬帶服務(wù)，在迎接ATM、CATV、多媒體、因特網(wǎng)、全光網(wǎng)絡(luò)帶來的機(jī)會和提出的挑戰(zhàn)中，將得到更加廣泛的應(yīng)用。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,下一頁,返回,上一頁,綜上所述，SDH以其明顯的優(yōu)越性已成為傳輸網(wǎng)發(fā)展的主流。SDH技術(shù)與一些先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，如光波分復(fù)用（WDM）、ATM技術(shù)、Internet技術(shù)（IP over S

43、DH）等，使SDH網(wǎng)絡(luò)的作用越來越大。SDH已被各國列入21世紀(jì)高速通信網(wǎng)的應(yīng)用項(xiàng)目，是電信界公認(rèn)的數(shù)字傳輸網(wǎng)的發(fā)展方向，具有遠(yuǎn)大的商用前景。,6.3 時分多路復(fù)用（TDM）,返回,上一頁,多址通信起源于衛(wèi)星通信，現(xiàn)在地面無線通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)通信中也得到廣泛應(yīng)用。圖6-12為衛(wèi)星多址通信示意圖。在衛(wèi)星通信中，多址通信技術(shù)就是指通信網(wǎng)中每個地球站利用同一顆衛(wèi)星的信道（譬如一個轉(zhuǎn)發(fā)器的信道）進(jìn)行多邊通信。所以，多址通信實(shí)質(zhì)上就是各地球站對一個轉(zhuǎn)發(fā)器的復(fù)用技術(shù)。 實(shí)現(xiàn)多址聯(lián)接技術(shù)的基礎(chǔ)是信號的分割和識別，如圖6-13所示。此時，發(fā)端要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)男盘栐O(shè)計(jì)（如將各個載頻信號在頻域或時域互不干擾地排列起來

44、），使系統(tǒng)中各地球站發(fā)射的信號有別，而各地球站接收端具有信號識別能力，能從復(fù)合信號中取出本站所需要的信號?？紤]到存在噪聲和其它因素的影響，最有效的分割和識別方法是利用某些信號具有的正交性實(shí)現(xiàn)多址聯(lián)接。,6.4 多址技術(shù)簡介,下一頁,返回,目前，常用的是頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）以及它們的組合方式。 需要指出的是，和多址聯(lián)接方式密切相關(guān)的還有一個信道分配問題。在信道分配技術(shù)中，“信道”一詞在不同場合有不同的含義，在FDMA中，是指各地球站所占用轉(zhuǎn)發(fā)器的頻段；在TDMA中，是指各地球站所占用轉(zhuǎn)發(fā)器的時隙；在CDMA中，是指各站使用的正交碼

45、組。目前常用的分配制度有預(yù)分配制多址（Preassigned Multiple Acces，簡稱PMA）和按需分配制多址（Demand assignment Multiple Access，簡稱DAMA）兩種。預(yù)分配制多址方式，是將有關(guān)兩站間需要的線路，預(yù)先分配成固定的（也是相對的）專用線路，只供該兩地球站間使用，,6.4 多址技術(shù)簡介,下一頁,返回,上一頁,又可分為固定預(yù)分配多址和時間預(yù)分配多址等多種方式。按需分配制多址方式，是有關(guān)地球站需要通信時，臨時分配給線路進(jìn)行通信，當(dāng)通信結(jié)束，此線路立即撤銷。顯然，按需分配制可以充分地發(fā)揮線路的利用率。按需分配多址又分為接收站可變多址、發(fā)送站可變多址

46、、全可變多址等多種方式。信道分配技術(shù)與基帶復(fù)用方式、調(diào)制方式、多址聯(lián)接方式互相結(jié)合，共同決定系統(tǒng)的通信體制。 6.4.1 頻分多址（FDMA） 頻分多址（Frequency Division Multiple Access，簡稱FDMA），是把通信系統(tǒng)的總頻段劃分成若干個等間隔的頻道按要求分配給請求服務(wù)的用戶，在呼叫的整個過程中，其它用戶不能共享這一頻段。,6.4 多址技術(shù)簡介,下一頁,返回,上一頁,這些頻道互不交疊，其寬度應(yīng)能保證傳輸一站話音信號，且互相鄰頻道之間沒有超出允許的串?dāng)_信號。 從圖6-14中可以看出，在FDMA系統(tǒng)中，分配給用戶一個信道，即一對頻譜；一個頻譜用作前向信道即基站向移

47、動臺方向的信道，另一個則用作反向信道即移動臺向基站方向的信道。這種通信系統(tǒng)的基站必須同時發(fā)射和接收多個不同頻率的信號；任意兩個移動用戶之間進(jìn)行通信都必須經(jīng)過基站的中轉(zhuǎn)，因而必須同時占用2個信道（2對頻譜）才能實(shí)現(xiàn)雙工通信。它們的頻譜分割如圖所示。在頻率軸上，前向信道占有較高的頻帶，反向信道占有較低的頻帶，中間為保護(hù)頻帶。在用戶頻道之間，設(shè)有保護(hù)頻隙，以免因系統(tǒng)的頻率漂移造成頻道間的重疊。,6.4 多址技術(shù)簡介,下一頁,返回,上一頁,頻分多址（FDMA）技術(shù)比較成熟，易于與模擬系統(tǒng)兼容。第一代蜂窩式移動電話系統(tǒng)采用的就是FDMA技術(shù)。采用FDMA方式主要有如下特點(diǎn)： （1）每個頻道只傳輸一路業(yè)務(wù)

48、信息，因此實(shí)質(zhì)上是單路單載波傳輸； （2）信號連續(xù)傳輸，各多址信道在時間和空間重疊，頻率分割； （3）多頻道信號互調(diào)干擾嚴(yán)重； （4）頻分多址就只能分裂信道已提高容量，因此頻率利用率低，系統(tǒng)容量?。?6.4 多址技術(shù)簡介,下一頁,返回,上一頁,（5）系統(tǒng)可擴(kuò)展性以及對新技術(shù)的適應(yīng)性差，需要改變和增加射頻硬件和頻率重用設(shè)計(jì)，產(chǎn)生一系列復(fù)雜問題。 可見，利用FDMA技術(shù)的模擬移動通信系統(tǒng)由于系統(tǒng)容量、抗干擾性和保密性無法滿足日益增長的移動業(yè)務(wù)需要將被淘汰。 6.4.2 時分多址（TDMA） 時分多址（Time Division Multiple Access ，簡稱TDMA）是在一個寬帶的無線載波

49、上，把時間分成周期性的幀，每一幀再分割成若干時隙（無論幀或時隙都是互不重疊的），每個時隙就是一個通信信道，分配給一個用戶。,6.4 多址技術(shù)簡介,下一頁,返回,上一頁,如圖6-15所示，TDMA系統(tǒng)根據(jù)一定的時隙分配原則，使各個移動臺在每幀內(nèi)只能按指定的時隙向基站發(fā)射信號（突發(fā)信號），在滿足定時和同步的條件下，基站可以在各時隙中接收到各移動臺的信號而互不干擾。同時，基站發(fā)向各個移動臺的信號都按順序安排在預(yù)定的時隙中傳輸，各移動臺只要在指定的時隙內(nèi)接收，就能在合路的信號（TDM信號）中把發(fā)給它的信號識別出來。所以，TDMA系統(tǒng)發(fā)射數(shù)據(jù)是用緩存-突發(fā)法，因此對任何一個用戶而言發(fā)射都是不連續(xù)的。這就

50、意味著數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和數(shù)據(jù)調(diào)制必須與TDMA一起使用，而不像采用模擬調(diào)頻的FDMA系統(tǒng)。 目前，第二代數(shù)字蜂窩系統(tǒng)廣泛采用窄帶TDMA方式，如我國的GSM、美國ADC和日本PDC等。TDMA方式具有以下幾個特點(diǎn)：,6.4 多址技術(shù)簡介,下一頁,返回,上一頁,（1）每個頻道每個時隙只傳送一路業(yè)務(wù)信息，因此在每個時隙上仍是單路單載波傳輸； （2）移動臺發(fā)送的是周期突發(fā)信號，而基站發(fā)送的是時分復(fù)用信號； （3）多個時隙公用一個載波，互調(diào)干擾小，基站只需一部收發(fā)機(jī)，設(shè)備成本低； （4）抗干擾能力強(qiáng)，頻率利用率高，系統(tǒng)容量大； （5）TDMA系統(tǒng)的定時和網(wǎng)同步是關(guān)鍵問題； （6）TDMA系統(tǒng)擴(kuò)展靈活性較好，時

51、分信道格式的改變可以靠軟件，不需要改變頻帶和其它硬件設(shè)備。,6.4 多址技術(shù)簡介,下一頁,返回,上一頁,可見，由于TDMA系統(tǒng)具有大的信息傳輸能力，易于實(shí)現(xiàn)按需分配，對各種業(yè)務(wù)的適應(yīng)能力強(qiáng)，仍是目前以及未來移動通信中廣泛采用的技術(shù)。 6.4.3 碼分多址（CDMA）方式 碼分多址（Code Division Multiple Access，簡稱CDMA）是利用各地球站發(fā)射不同的編碼信號進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)多址通信。 在碼分多址系統(tǒng)中，各站使用相同的載波頻率占用相同的射頻寬度，發(fā)射時間是任意的。因此，它屬于隨機(jī)多址系統(tǒng)，即各站發(fā)射的頻率和時間可以互相重疊。這時，站址的劃分是根據(jù)各站的碼型結(jié)構(gòu)上的正交性來實(shí)現(xiàn)的。,6.4 多址技術(shù)簡介,下一頁,返回,上一頁,一般選擇偽隨機(jī)（PN）碼