第6章 信道復(fù)用及多址技術(shù)

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1、第6章信道復(fù)用及多址技術(shù)6.1概述6.2頻分多路復(fù)用（FDM）6.3時分多路復(fù)用（TDM）6.4多址技術(shù)簡介通常，在通信系統(tǒng)中，信道帶寬遠大于傳輸單路信號所需的帶寬，為了降低成本,充分利用信道資源，常采用多路復(fù)用技術(shù)。所謂復(fù)用，就是一種把若干個彼此獨立的信號合并為一個可在同一信道上傳輸?shù)膹?fù)合信號的過程。當然，通信過程中須使各路信號互不影響。目前，常用的復(fù)用方式有頻分多路復(fù)用（FDM）和時分多路復(fù)用（TDM）兩種。其中，頻分復(fù)用是把各路信息分別調(diào)制到不同頻率上（最常用的是單邊帶調(diào)制），使之占有不同頻帶，再合起來在線路上傳輸，在接收端可用濾波器分離出各路信號。例

2、如，載波電話系統(tǒng)采用單邊帶/頻分多路復(fù)用/調(diào)頻方式（即SSB/FDM/FM）。6.1概述下一頁返回具體來說，它首先將多路模擬信號分別經(jīng)單邊帶調(diào)制（SSB）產(chǎn)生12路基群信號，然后由5個基群構(gòu)成一個60話路的超群，以此為基礎(chǔ)來實現(xiàn)更多路的話路復(fù)用群信號（即FDM），再將FDM信號對載波進行調(diào)頻，這就得到了SSB/FDM/FM信號。時分復(fù)用則是把各路信息以數(shù)字形式表示且占用不同時隙，混合后在線路上傳輸，在接收端可用門電路把各路分開。例如，模擬電話信號首先經(jīng)抽樣量化和編碼變?yōu)镻CM信號，按時分多路復(fù)用方式組成24路或30路基群信號，如果要求更多路通信，可按復(fù)接辦法

3、組成二次群、三次群和四次群。為了在信道中傳輸，還要進行載波調(diào)制。在有線交換網(wǎng)中，多用戶點間的相互通信是采用交換技術(shù)來解決的，而早期的無線通信則以點對點通信為主。6.1概述下一頁返回上一頁隨著衛(wèi)星通信系統(tǒng)、移動通信系統(tǒng)和計算機通信網(wǎng)等新的通信系統(tǒng)的發(fā)展，通信臺、站的位置分布面可能很廣，甚至分布在立體空間，并且它們的位置還可能在大范圍內(nèi)隨時移動。因此，需要采用多路復(fù)用方式實現(xiàn)任意點、任意時間與任意對象的信息交換，這就是多址聯(lián)接方式。所謂多址聯(lián)接方式，是指把處于不同地點的多個用戶接入一個公共傳輸媒質(zhì)實現(xiàn)各用戶之間通信的方式。多址聯(lián)接方式被廣泛應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)，如

4、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和移動通信系統(tǒng)中。目前已實用的多址技術(shù)主要有頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）。就我們所熟知的移動通信系統(tǒng)而言，第一代模擬移動通信系統(tǒng)（1G）采用了FDMA技術(shù)，6.1概述下一頁返回上一頁第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)（2G）采用了TDMA/FDMA復(fù)合多址技術(shù)（中國移動的GSM系統(tǒng)）和CDMA技術(shù)（中國聯(lián)通的CDMA系統(tǒng)），對于第三代移動通信系統(tǒng)，寬帶碼分多址技術(shù)是其技術(shù)標準之一。雖然多址聯(lián)接方式與多路復(fù)用是兩個不同的概念，但也有相似之處，因為兩者都是研究和解決信道復(fù)用的問題。它們在通信過程中都包括多個信號的復(fù)合（或混合）

5、、復(fù)合信號在信道上的傳輸以及信號的分離（或分割）三個過程。不過，多路復(fù)用是指多個信號在基帶上進行復(fù)合和分離，信號直接來自話路。所以，區(qū)分信號和區(qū)分話路是一致的，用戶是固定接入的，網(wǎng)絡(luò)資源是預(yù)先分配給各用戶共享的。而多址聯(lián)接則是指多個地球站發(fā)射的信號通過衛(wèi)星在射頻信道的復(fù)用問題，信號來自不同的站址。6.1概述下一頁返回上一頁因此，區(qū)分信號與區(qū)分地址是一致的，多址接入時網(wǎng)絡(luò)資源是動態(tài)分配的，即多址接入必須按照用戶對網(wǎng)絡(luò)資源的要求，隨時動態(tài)地改變網(wǎng)絡(luò)資源的分配。應(yīng)該指出，當一個站只發(fā)射一個射頻載波（或一個射頻分幀）時，多址的概念是清楚的。但是，如果一個站發(fā)射幾個射

6、頻載波（或幾個射頻分幀），而關(guān)心的是區(qū)分不同的射頻載波或分幀，區(qū)分信號和區(qū)分地址就不完全一致了。因此，多址聯(lián)接有時也叫多元聯(lián)接。6.1概述返回上一頁頻分多路復(fù)用（FrequencyDivisionMultiplexing，簡稱FDM），是指以不同頻率傳送各路信號，以實現(xiàn)多路通信。具體而言，這種方法是將信道的帶寬分成若干個相互不重疊的頻段，每路信號占用其中一個頻段傳輸，接收端可以采用適當?shù)膸V波器分開多路信號，從而恢復(fù)出所需要的信號。FDM常用于模擬傳輸?shù)膶拵ЬW(wǎng)絡(luò)中，無線電廣播和電視廣播就是我們最熟悉的頻分復(fù)用的例子。圖6-2為FDM系統(tǒng)原理框圖。為方便起見

7、，假設(shè)n路相似的消息信號進行復(fù)用，且各路信號的最高角頻率相等。圖中，輸入信號先通過低通濾波器（LPF），以消除其中的高頻成分，使之變?yōu)閹扌盘?。然后，將濾波器輸出的各路信號分別對不同頻率的載波（副載波）進行線性調(diào)制。6.2頻分多路復(fù)用（FDM）下一頁返回調(diào)制方式可以任意選擇，但最常用的是單邊帶（SSB）調(diào)制，因為它最節(jié)省帶寬。不過，在選擇載頻時，應(yīng)考慮到邊帶頻譜的寬度。同時，為了防止鄰路信號間的相互干擾，還應(yīng)留有一定的保護頻帶，即其中，與分別為第i+1路與i路的載頻的頻率，fm為每一路的最高頻率，fg為鄰路間保護頻帶。顯然，鄰路間隔防護頻帶fg越大，對邊帶濾

8、波器的技術(shù)要求越低。但這時占用的總頻帶要加寬，這對提