通信原理与应用教学课件第7章复用技术.ppt

第7章 复用技术 频分复用（FDM） 时分复用（TDM） 波分复用（WDM） 码分复用（CDM） 多址技术（DMA） 各种复用技术在通信系统中的应用 * * ●引 言 为了提高信道利用率，在传输过程中一般采用多路复用的传输方式——多个信号在同一条信道上传输。 常用的信号复用方法分为： ①频分复用（FDM），即在频率域上各信号分别占有不同的频带； ②时分复用（TDM），是在时间域上使各路信号分别占有不同的时隙； ③码分复用（CDM），对多路数字信号扩频并选用不同的正交码组； ④多址复用方式（DMA），所谓多址通信是指不同地址的多个用户共享信道资源（如无线电频谱）实现各用户之间相互通信的一种方式。 7.1 频分复用 频分复用——在发送端利用不同频率的载波将多路信号的频谱调制到不同的频段，以实现多路复用。常用的调制是单边带调制，可以有效地提高频带利用率。 图7-1 频分复用系统组成框图 LPF SBF1 LPF SBF2 LPF SBFn 相加器 cosω1t cosω2t cosωnt 信道 SBF1 LPF SBF2 LPF SBFn LPF cosω1t cosω2t cosωnt mi1(t ) mi2(t ) min(t ) mo1(t ) mo2(t ) mon(t ) … … 在选择载频时，既应考虑到每一路已调信号的频谱宽度 fm ，还应留有一定的防护频带 fg 。为了各路信号频谱不重叠，要求载频间隔为： 分别为第 i 路和第（i+1 ）路的载波频率； fm 是每一路 已调信号的频谱宽度； fg 为邻路间隔防护频带。 （7-1） S(f) fg fm fc1 -fc1 fc2 fc3 -fc2 -fc3 f 图7.2 频分复用信号的频谱结构 n路复用信号的总频带宽度为 （7-2） 1. 设备庞大、复杂。因此，频分复用适于两大城市间的固定通信。 2. 不可避免地出现路间干扰，主要原因是系统中存在非线性。 频分复用系统的缺点： 例如，多路信号通过公用的放大器时，由于非线性失真会引起各路信号频谱交叉重叠，存在路间干扰，在传输语音信号时产生可懂串话。 7.2 时分复用（TDM） 时分复用是指多路信号共用同一信道，占用相同的信道带宽，只是在不同的时间段传送。 图7.3 PCM时分多路复用示意图 7.2.2 码元速率与带宽 式中，n 表示复用路数，l = log2M表示每个抽样值编码后的二进制码位数，M 为量化级数，fs 为抽样频率。 对于多进制码元，应将多进制转换成二进制，再计算码元传输速率。 1．码元传输速率 RB = n×l×fs （Baud/bit） （7-3） 2．信号带宽 带宽与脉冲宽度τ成反比，第一个零点的带宽B为 B = 1/τ （7-4） 二进制码元的占空比q为二进制脉冲宽度τ与二进制码元宽度Tb的比值，即 q = τ/Tb （7-5） B =1/τ=1/（q×Tb） （7-6） 7.2.3?? PCM30/32路系统帧结构 图7.4? PCM 30/32路系统的帧结构 32×8bit×8000帧/s=2048 kb/s 其容差为：2048kb/s±50ppm PCM30/32路系统的信息传输速率为： （7-7） 表7.1 CCITT推荐的数字复用系列和数字复用等级 7.2.4 准同步数字体系（PDH） 564.992 139.264 34.368 8.448 2.048 码元速率 7680 ×4 1920 ×4 480 ×4 120 ×4 30 话路数 欧洲 2 397.2 97.728 32.064 6.312 1.544 码元速率 5760 ×4 1440 ×3 480 ×5 96 ×4 24 话路数 日本 274.176 44.732 6.312 1.544 码元速率 4032 ×6 672 ×7 96 ×4 24 话路数 北美 1 五次群 四次群 三次群 二次群 一次群 码元速率 地区 系列 注：码元速率的单位：Mbit/s 7.2.5 同步数字体系（SDH） 1. PDH存在的问题 （1）只有地区性电接口标准； （2）没有世界性的标准光接口规范； （3）准同步复用，传输性能差，复用结构缺乏灵活性； （4）承载信号的类型单一； （5）网络拓扑缺乏灵活性； （6）网络管理功能不全； （7）网络的调度性及自愈功能差。 2．SDH的特点 SDH传送网体系主要有以下特点： （1）统一的网络节点接口； （2）统一的光接口标准； （3）传输速率高，传输容量大； （4）良好的兼容性； （5）灵活的复用映射结构； （6）完