教学部—通信原理—第七章

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1、多路复用频分复用时分复用码分复用多路复用是指在同一个信道上同时传输多路信号而互不干扰的一种技术。为了在接收端能够将不同路的信号区分开来，必须使不同路的信号具有不同的特征。由于信号直接来自话路，区分信号和区分话路是一致的。最常用的多路复用方式是频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和码分复用（CDM）。多路复用多路复用主要多路复用按频段区分信号的方法叫频分复用；按时隙区分信号的方法叫时分复用；按相互正交的码字区分信号的方法叫码分复用。传统的模拟通信中都采用频分复用随着数字通信的发展，时分复用和码分复用通信系统的应用越来越广泛。多路复用频分复用一般的通信系统的信道所能提供的带宽往往要比传送

2、一路信号所需的带宽宽得多。因此，如果一条信道只传输一路信号是非常浪费的。为了充分利用信道的带宽，提出了信道的频分复用。频分复用就是在发送端利用不同频率的载波将多路信号的频谱调制到不同的频段，以实现多路复用。频分复用的多路信号在频率上不会重叠，合并在一起通过一条信道传输，到达接收端后可以通过中心频率不同的带通滤波器彼此分离开来。频分复用假设共有n路复用的信号，每路信号首先通过低通滤波器（LPF）变成频率受限的低通信号。简便起见，假设各路信号的最高频率都相等。然后，每路信号通过载频不同的调制器进行频谱搬移。一般来说调制的方式原则上可任意选择，但最常用的是单边带调制，因为它最节省频带。因此，

3、图中的调制器由相乘器和边带滤波器（SBF）构成。频分复用频分复用系统组成框图频分复用在选择载频时，既应考虑到每一路已调信号的频谱宽度fm’,还应留有一定的防护频带fg。为了各路信号频谱不重叠，要求载频间隔为：式中，fci和fc(i+1)分别为第i和(i＋1)路的载波频率；fm’是每一路已调信号的频谱的宽度；fg为邻路间隔防护频带。频分复用显然，邻路间隔防护频带越大，对边带滤波器的技术要求越低；但这时占用的总频带要加宽，这对提高信道利用率不利。因此，实际中应尽量提高边带滤波技术，以使fg尽量缩小。【例】采用频分复用的方式在一条信道中传输3路信号，已知3路信号的频谱如图所示，假设每路信号的

4、最高频率fH=3400Hz，均采用上边带（USB）调制，邻路间隔防护频带为fg=600Hz。试计算信道中复用信号的频带宽度，并画出频谱结构。频分复用解：信道中频分复用信号的总频带宽度为:对3路信号进行调制的载波频率分别采用wc1、wc2和wc3，得到频分复用信号的频谱结构如图所示。频分复用频分复用信号原则上可以直接在信道中传输。但在某些应用中，还需要对合并后的复用信号再进行一次调制。第一次对多路信号调制所用的载波称为副载波，第二次调制所用的载波称为主载波。原则上，两次调制可以是任意方式的调制方式。如果第一次调制采用单边带调制，第二次调制采用调频方式，一般记为SSB/FM。频分复用【例】

5、设有一个DSB/FM频分复用系统，副载波用DSB调制，主载波用FM调制。如果有50路频带限制在3.3kHz的音频信号，防护频带为0.7kHz。如果最大频移为1000kHz，计算传输信号的频带宽度。频分复用再进行FM调制后所需的传输带宽为：频分复用解：50路音频信号经过DSB调制后，在相邻两路信号之间加防护频带fg，合并后信号的总带宽为：时分复用（TDM）是建立在抽样定理基础上的。抽样定理指明：满足一定条件下，时间连续的模拟信号可以用时间上离散的抽样脉冲值代替。因此，如果抽样脉冲占据较短时间，在抽样脉冲之间就留出了时间空隙，利用这种空隙便可以传输其它信号的抽样值。时分复用就是利用各路信号

6、的抽样值在时间上占据不同的时隙，来达到在同一信道中传输多路信号而互不干扰的一种方法。时分复用（1）TDM多路信号的合路和分路都是数字电路，比FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。与频分复用相比，时分复用具有以下的主要优点：（2）信道的非线性会在FDM系统中产生交调失真和多次谐波，引起路间干扰，因此FDM对信道的非线性失真要求很高。而TDM系统的非线性失真要求可降低。时分复用通过举例来说明时分复用技术的基本原理。假设有3路PAM信号进行时分复用，其具体实现方法如图所示。各路信号首先通过相应的低通滤波器（预滤波器）变为频带受限的低通型信号。然后再送至旋转开关（抽样开关），每秒将各路信号依次抽样

7、一次，在信道中传输的合成信号就是3路在时间域上周期地互相错开的PAM信号，即TDM-PAM信号。时分复用时分复用的PAM系统（TDM-PAM）抽样时各路每轮一次的时间称为一帧，长度记为Ts，它就是旋转开关旋转一周的时间，即一个抽样周期。一帧中相邻两个抽样脉冲之间的时间间隔叫做路时隙（简称为时隙），即每路PAM信号每个样值允许占用的时间间隔，记为Ta＝Ts/a。3路PAM信号时分复用的帧和时隙如下图所示。时分复用上述概念可以推广到n路信号进行时分