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主要内容：2.1多路复用技术频分多路复用技术（FDM）时分多路复用技术（TDM）波分多路复用技术（WDM）码分多址技术（CDMA）2.2数据交换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多路复用技术概述图2-1多路复用系统示意图多路复用技术指的是把多路信号借助于单一线路和用单一的传输设备来进行传输的技术，并且各路信号间必须互不影响。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

2、，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频分多路复用技术例：贝尔公司的108系列调频方式的调制解调器的规范。2.1.2频分多路复用图2.3FDM应用：调制解调器2.1.2频分多路复用图2.4频分多路复用FDM频移f(KHZ)例：图2.4给出了3路音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频分多路复用注：音频信道带宽为4KHZ，有效带宽为3KHZ，信道两边各留500HZ警戒频带。模拟电视信道带宽为6MHZ。例：某传输系统，

3、带宽为960MHZ，能传输多少路模拟电视节目？2.1.3时分多路复用所谓时分多路复用(TDM)就是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。图2-5时分复用示意图2.1.3时分多路复用时分多路复用技术根据时间片是否是动态的划分，又可分为同步时分多路复用技术(STDM)和异步时分多路复用技术(ATDM)。图2-6STDM与ATDM2.1.3时分多路复用例如：3个用户，线路总传输能力为28.8kbps对于STDM:每用户获得28.8kbps/3=9600bps对于ATDM:每用户获得MIN=9600bps，MAX=28

4、.8kbps。2.1.4波分多路复用技术波分多路复用技术与传统的载波电话的频分复用的原理一样，使用一根光纤来同时传输多个频率很接近的光载波信号，这样光纤的传输能力就能成倍提高。由于光载波的频率很高，因此一般用波长而不用频率来表示所使用的光载波，由此得出波分复用这一名词。随着技术的发展，在一根光纤上复用的路数越来越多，现在已能做到在一根光纤上复用80路或更多路数的光载波信号，于是就有了密集波分复用DWDM(DenseWavelengthDivisionMultiplexing)这名词。2.1.4波分多路复用技术的硬件系统图2-7说明了波分复用的概念。通过光纤1、光纤2

5、、光纤3和光纤4传输的4束光的频率不同，它们的波长分别为λ1、λ2、λ3、λ4，这4个光载波（它们的波长很接近）经过复用器后，就在一根光纤中传输。合成光束到达目的地后，经过接收方分用器的处理，重新分离为4束光传给各个用户。图2-7波分复用2.1.5码分多址码分复用CDM是另一种共享信道的方法，它是一种用于移动通信系统的共享信道的新技术，笔记本电脑或PDA(PersonalDataAssistant)以及HPC(HandedPersonalComputer)等移动性计算机的连网通信都会大量用到码分复用技术。实际上，人们更常用的名词是码分多址CDMA，每一个用户可以在同

6、样的时间使用同样的频率进行通信。在CDMA中，每一个比特的时间再划分为m个短的时间片，称为码片(chip)，通常m的值是64或128。2.1.5码分多址使用CDMA的每个站被指派一个唯一的mbit码片序列(chipsequence)。一个站如果要发送比特1，则发送它自己的mbit码片序列；如果要发送比特0，则发送该码片序列的二进制反码。例如，假设m=8,指派给S站的8bit码片序列为00110101。当S发送比特1示，它就发送序列00110101；当它发送比特0时，就发送11001010。2.1.5码分多址现假定S站要发送信息的数据传输速率为vbit/s，由于每个比

7、特要转换成m个比特的码片，因此S站的实际发送数据率提高到mvbit/s，同时S站所占用的频带宽度也提高到原来的m倍。这种通信方式是扩频(spreadspectrum)通信的一种。扩频通信通常有直接序列(directsequence,DS-CDMA)和跳频(frequencyhopping,FH-CDMA)两大类，上面所讲的码片序列就是DS-CDMA。2.1.5码分多址CDMA系统的一个重要特点是系统分配给每一个站的码片序列不仅不同，而且要求它们必须互相正交。假设s站的码片向量为S，r站的码片向量为R，则用数学公式表示这两个码片向量序列的正交即为两个向量的内积为0