现代通信系统的主要技术

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1、第2章现代通信系统的主要技术频分多路复用技术时分多路复用技术波分多路复用技术码分多址技术线路交换技术存储转发交换技术2.1多路复用技术2.1.1多路复用技术概述1.什么是多路复用技术？多路复用技术是指在同一传输介质上“同时”传送多路信号的技术。多路复用技术是一种提高通信介质利用率的方法。多路复用技术的实质和研究目的（1）人们研究多路复用的主要原因和目的研究多路复用的目的就在于，充分利用现有传输介质，减少新建项目的投资。（2）多路复用技术的实质和工作原理多路复用技术的实质就是共享物理信道，更加有效地利用通信线路。其工作原理如下文所述：首先，将一

2、个区域的多个用户信息，通过多路复用器（MUX）汇集到一起；然后，将汇集起来的信息群通过一条物理线路传送到接收设备；最后，接收设备端的MUX将信息群分离成单个的信息，并将其一一发送给多个用户。这样，就可以利用一对多路复用器和一条通信线路，来代替多套发送和接收设备与多条通信线路。图2-1复用系统示意图3.多路复用技术的分类常用的3种多路复用技术为：频分多路复用（FDM，FrequencyDivisionMultiplexing）、时分多路复用（TDM，TimeDivisionMultiplexing）、波分多路复用（WDM，WavelengthD

3、ivisionMultiplexing）和码分多路复用（CDM，CodeDivisionMultiplexing)。2.1.2频分多路复用频分多路复用(FDM)是利用传输介质的可用带宽超过给定信号所需带宽这一特性，将信道分成若干个相等的频段，每个频段分给不同的用户，传输时，先将各个用户的信号调制到不同的频段，而且各个载波频率是完全独立的，即载波信号的带宽不会相互重叠，然后进行传输，接收的时候再按不同的频率接收。如图2-2所示。图2-2频分多路复用技术频分复用频率时间频率1频率2频率3频率4频率5频分多路复用下面介绍一下贝尔公司的108系列调频

4、方式的调制解调器的规范。如图2-3所示。图2.4给出了3路话频原始信号频分多路复用一条带宽为12KHz(60KHz～72KHz)的物理信道的示意图。2.1.2频分多路复用图2.4频分多路复用FDM频分多路复用特点较简单，用户在分配到一定的频带后，自始自终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源，同时共享一条物理信道。这种技术适用于宽带局域网中。对于FDM，频带越宽，则在频带宽度内所能分的子信道就越多。2.1.3时分多路复用如果传输介质能达到的传输速率大大超过单一信源要求的数据传输速率，可采用时分多路复用技术。把每路信号

5、都调整到比需要的传输速率高的速率上，这样每路信号就可以按较高的速率进行传输。传输时，每单位时间内多余的时间就可以用来传输其他路的信号。将一条物理的传输线路按时间分成若干时间片轮换地为多个信号所使用，每个时间片由其中一个信号占用，这就是时分多路复用(TDM)。图2-5表示了三个复用信号A、B、C分别在t1、t2、t33个“时隙”内占用信道。也即在t1时间内，传送信号A；t2时间内，传送信号B；t3时间内，传送信号C。假定每个输入信号要求9.6Kbit/s的传输速率，则一条容量为28.8Kbit/s的信道，可以满足传输三路信号的要求。如前所述，各

6、路信号首先必须将各自的传输速率都调整到28.8Kbit/s，然后再传送。此处，专门用于某个信号的“时隙”序列，称该信道的逻辑信道，因此，图2-5所示系统共有A、B、C3个逻辑信道。TDM的工作原理：首先，将各路传输信号按时间进行分割，即将每个单位传输时间划分为许多时间片（时隙）；其次，每路信号使用其中之一进行传输，我们将多个时隙组成的帧称为“时分复用帧”。这样，就可以使多路输入信号在不同的时隙内轮流、交替地使用物理信道进行传输，如图2-5所示。注意，TDM不像FDM那样同时传送多路信号，而用每个“时分复用帧”的某一固定序号的时隙组成一个子信道

7、；但是每个子信道占用的带宽都是一样的（通信介质的全部可用带宽）；每个“时分复用帧”所占用的时间也是相同的。时分复用频率时间BCDBCDBCDBCDAAAA在TDM帧中的位置不变TDM帧TDM帧TDM帧TDM帧…TDM帧时分复用频率时间CDCDCDAAAABBBBCD在TDM帧中的位置不变TDM帧TDM帧TDM帧TDM帧…TDM帧时分复用频率时间BDBDBDAAAABCCCCD在TDM帧中的位置不变TDM帧TDM帧TDM帧TDM帧…TDM帧时分复用频率时间BCBCBCAAAABCDDDD在TDM帧中的位置不变TDM帧TDM帧TDM帧TDM帧…T

8、DM帧时分多路复用时分复用可能会造成线路资源的浪费ABCDaabbcdbcattttt4个时分复用帧#1④③②①acbcd时分复用#2#3#4用户异步时分多路复用