第6章 信道复用及多址技术

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1、第6章信道复用及多址技术6.1概述6.2频分多路复用（FDM）6.3时分多路复用（TDM）6.4多址技术简介通常，在通信系统中，信道带宽远大于传输单路信号所需的带宽，为了降低成本,充分利用信道资源，常采用多路复用技术。所谓复用，就是一种把若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复合信号的过程。当然，通信过程中须使各路信号互不影响。目前，常用的复用方式有频分多路复用（FDM）和时分多路复用（TDM）两种。其中，频分复用是把各路信息分别调制到不同频率上（最常用的是单边带调制），使之占有不同频带，再合起来在线路上传输，在接收端可用滤波器分离出各路信号。例

2、如，载波电话系统采用单边带/频分多路复用/调频方式（即SSB/FDM/FM）。6.1概述下一页返回具体来说，它首先将多路模拟信号分别经单边带调制（SSB）产生12路基群信号，然后由5个基群构成一个60话路的超群，以此为基础来实现更多路的话路复用群信号（即FDM），再将FDM信号对载波进行调频，这就得到了SSB/FDM/FM信号。时分复用则是把各路信息以数字形式表示且占用不同时隙，混合后在线路上传输，在接收端可用门电路把各路分开。例如，模拟电话信号首先经抽样量化和编码变为PCM信号，按时分多路复用方式组成24路或30路基群信号，如果要求更多路通信，可按复接办法

3、组成二次群、三次群和四次群。为了在信道中传输，还要进行载波调制。在有线交换网中，多用户点间的相互通信是采用交换技术来解决的，而早期的无线通信则以点对点通信为主。6.1概述下一页返回上一页随着卫星通信系统、移动通信系统和计算机通信网等新的通信系统的发展，通信台、站的位置分布面可能很广，甚至分布在立体空间，并且它们的位置还可能在大范围内随时移动。因此，需要采用多路复用方式实现任意点、任意时间与任意对象的信息交换，这就是多址联接方式。所谓多址联接方式，是指把处于不同地点的多个用户接入一个公共传输媒质实现各用户之间通信的方式。多址联接方式被广泛应用于无线通信系统，如

4、卫星通信系统和移动通信系统中。目前已实用的多址技术主要有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。就我们所熟知的移动通信系统而言，第一代模拟移动通信系统（1G）采用了FDMA技术，6.1概述下一页返回上一页第二代数字移动通信系统（2G）采用了TDMA/FDMA复合多址技术（中国移动的GSM系统）和CDMA技术（中国联通的CDMA系统），对于第三代移动通信系统，宽带码分多址技术是其技术标准之一。虽然多址联接方式与多路复用是两个不同的概念，但也有相似之处，因为两者都是研究和解决信道复用的问题。它们在通信过程中都包括多个信号的复合（或混合）

5、、复合信号在信道上的传输以及信号的分离（或分割）三个过程。不过，多路复用是指多个信号在基带上进行复合和分离，信号直接来自话路。所以，区分信号和区分话路是一致的，用户是固定接入的，网络资源是预先分配给各用户共享的。而多址联接则是指多个地球站发射的信号通过卫星在射频信道的复用问题，信号来自不同的站址。6.1概述下一页返回上一页因此，区分信号与区分地址是一致的，多址接入时网络资源是动态分配的，即多址接入必须按照用户对网络资源的要求，随时动态地改变网络资源的分配。应该指出，当一个站只发射一个射频载波（或一个射频分帧）时，多址的概念是清楚的。但是，如果一个站发射几个射

6、频载波（或几个射频分帧），而关心的是区分不同的射频载波或分帧，区分信号和区分地址就不完全一致了。因此，多址联接有时也叫多元联接。6.1概述返回上一页频分多路复用（FrequencyDivisionMultiplexing，简称FDM），是指以不同频率传送各路信号，以实现多路通信。具体而言，这种方法是将信道的带宽分成若干个相互不重叠的频段，每路信号占用其中一个频段传输，接收端可以采用适当的带通滤波器分开多路信号，从而恢复出所需要的信号。FDM常用于模拟传输的宽带网络中，无线电广播和电视广播就是我们最熟悉的频分复用的例子。图6-2为FDM系统原理框图。为方便起见

7、，假设n路相似的消息信号进行复用，且各路信号的最高角频率相等。图中，输入信号先通过低通滤波器（LPF），以消除其中的高频成分，使之变为带限信号。然后，将滤波器输出的各路信号分别对不同频率的载波（副载波）进行线性调制。6.2频分多路复用（FDM）下一页返回调制方式可以任意选择，但最常用的是单边带（SSB）调制，因为它最节省带宽。不过，在选择载频时，应考虑到边带频谱的宽度。同时，为了防止邻路信号间的相互干扰，还应留有一定的保护频带，即其中，与分别为第i+1路与i路的载频的频率，fm为每一路的最高频率，fg为邻路间保护频带。显然，邻路间隔防护频带fg越大，对边带滤

8、波器的技术要求越低。但这时占用的总频带要加宽，这对提