现代通信理论第五章

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1、第五章多路复用与多址技术主要内容：多路复用与多址的概念频分复用及应用实例时分复用及应用实例码分复用及应用实例多址技术§5.1多路复用与多址的概念1.多路通信的需求：网络规模扩大、用户数增加需要合理分配与应用网络资源；通信链路频带足够宽，可以容纳多路通信业务；为了有效利用通信链路，需要将多路通信业务组合在一起，在同一链路上传输；为了在一条通信链路上区分多个不同的用户信号，需要采用一定的模式将它们分开；多路通信技术-将多类别业务合并成单一信号流的技术。2.多路复用概念的提出多路复用技术是指在一个信源端，将多个不同的信号按某种模式组合在一起，通过一个公

2、共的信道或链路发送。信道复用是网络资源通过分配模式由各个用户共享-可理解为广播或组播；组合传输后还要分割开-组合和分割的方式不同-可以从频域、时域、空间域、信号空间域、多维联合域，相应的复用方式有频分复用（波分复用可看作频分复用的特例）、时分复用、空分复用、码分复用等。3.多址与多路复用的区别与复用的情况相反，如果系统提供了一个公共的信道或链路，有多个用户需要利用它进行信息传输，则各个用户需要竞争此信道资源；对于系统来说，需要合理地、动态地分配此信道或链路的容量给各个不同的用户；这种通过竞争模式分享信道资源的方式成为多址通信技术也称多址接入技术；

3、与多路复用类似，多址技术也可分为频分多址、时分多址、空分多址、码分多址等。§5.2频分复用及其应用实例一、频分复用原理频分复用(FrequencydivisionMultiplexing-FDM)是指按频率的不同来复用多路信号。在频分复用中，信道的带宽被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，接收端采用适当的带通滤波器将多路信号分开，恢复出所需要的信号。这里给出的频分复用与正交频分复用（OFDM)含义不同。频分复用系统组成原理图各路基带信号首先通过低通滤波器(LPF)限制基带信号的带宽，然后，各路信号分别对各自的载波进行调制、合

4、成后送入信道传输。在接收端，分别采用不同中心频率的带通滤波器分离出各路已调信号，解调后恢复出基带信号。频分复用是利用各路信号在频率域不相互重叠来区分的。若相邻信号之间产生相互干扰，将会使输出信号产生失真。为了防止相邻信号之间产生相互干扰，应合理选择载波频率fc1,fc2,…,fcn，并使各路已调信号频谱之间留有一定的保护间隔。复用信号的频谱结构如图。复用信号的频谱结构示意图Owc1wwc2wc3wcn多路载波电话系统是按照CCITT建议，采用单边带调制频分复用方式。北美多路载波电话系统的典型组成如图。由12路电话复用为一个基群(BasicGro

5、up)；5个基群复用为一个超群(SuperGroup)，共60路电话；由10个超群复用为一个主群(MasterGroup)，共600路电话。如果需要传输更多路电话，可以将多个主群进行复用，组成超主群。每路电话信号的频带限制在300～3400Hz，为了在各路已调信号间留有保护间隔，每路电话信号取4000Hz作为标准带宽。二、FDM应用之1——模拟电话多路复用系统北美多路载波电话系统的典型组成民用广播和收音机发明于本世纪初。近百年来，无线电广播与收音机技术发生了翻天覆地的变化。广播方式从调幅(AM)广播时代开始，经历了调频(FM)广播、调频立体

6、声(FMSTEREO)广播、数字音频广播(DAB)等阶段。目前，科学家正研究短波段的数字广播(DRM)。目前：调幅调频调频立体声广播（FMStereoBroadcasting）广播电视卫星广播应用之2——广播§5.3时分复用(TDM)一、时分复用原理时分复用(TimedivisionMultiplexing-TDM)是利用各信号的抽样值在时间上不相互重叠来达到在同一信道中传输多路信号的一种方法。在FDM系统中，各信号在频域上是分开的而在时域上是混叠在一起的；在TDM系统中，各信号在时域上是分开的，而在频域上是混叠在一起的。时分复用的基础是抽样

7、定理，在两个抽样值之间留有时间空隙。两路信号时分复用原理三路模拟信号的TDM-PCM系统原理图与FDM方式相比，TDM方式主要有以下两个突出优点：(1)多路信号的复接和分路都是采用数字处理方式实现的，通用性和一致性好，比FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。(2)信道的非线性会在FDM系统中产生交调失真和高次谐波，引起路间串话，因此，要求信道的线性特性要好,而TDM系统对信道的非线性失真要求可降低。二、时分复用（数字复接系列）标准群路等级北美、日本欧洲、中国信息速率（kbit/s)路数信息速率（kbit/s)路数基群154424204830二次

8、群6312968448120三次群32048/44736480/67234368480四次群97723/2741761440/40321