第章 多路复用

第7章多路复用7.1频分复用7.2时分复用和多路数字电话系统7.3码分复用

所谓多路复用是指在同一个信道上同时传输多路信号而互不干扰的一种技术。最常用的多路复用方式是频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和码分复用（CDM）。

多路复用的主要目的是：1、提高通信链路利用率；2、提高通信能力；3、通过共享线路分摊成本，降低通信费用。

按频段区分信号的方法叫频分复用，传统的模拟通信中都采用频分复用，按时隙区分信号的方法叫时分复用，按相互正交的码字区分信号的方法叫码分复用，随着数字通信的发展，时分复用和码分复用在通信系统中的应用越来越广泛。7.1频分复用所谓频分复用是指按照频率的不同来复用多路信号的方法。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，因而在接收端可以采用适当的带通滤波器将多路信号分开，从而恢复出所需要的信号。频分多路复用原理的频谱图fc1fc2fc3-fc1-fc2-fc3F(f)fCH1CH1CH1防卫间隔Bg已调信号带宽BSCH1相邻载波频率间隔ΔB相邻载波间隔=已调信号带宽+防卫间隔

带宽的计算

为了防止邻路信号之间相互干扰，相邻信道之间需加防护频带fg，因此，总的复用信号的带宽为典型稀例子百：多屈路载耕波电唇话系秃统国际机电信搜联盟(I些TU彻)建议扔：基群竭－12路，延占用48挣kH钻z带宽召，位处于12～60抱kH写z之间许；超群半－60路，致由5个基武群组良成，喇占用24荡0k栏Hz的带青宽；主群世－60嫂0路，兴由10个超旺群组稻成。12路群的频谱图121234kHzf(kHz)

12kHz16kHz20kHz56kHzFD晚M技术炊主要肾用于由模拟诵信号屠的传组输。披其主沈要优点是信荐道利迹用率锯高，利技术袍成熟铲；缺点是设今备复纺杂，爸滤波桃器难抵以制氧作，免并且毛在复部用和售传输欺过程总中，糕调制锐、解炉调等具过程勒会不增同程击度地脑引入岗非线没性失幻玉真，沉而产趴生各佣路信崭号的详相互籍干扰掀。复合亮调制在复餐用系若统中垒采用砖两种她或两援种以帮上的贞调制斤方式锤的系艰统称芝为复洞合调脚制系县统。第一克次对丹多路搞信号税调制森所用由的载醋波称饲为副载荒波，第逃二次扔调制锁所用倾的载粪波称用为主载晕波。原歌则上弊，两林次调散制可挑以是棵任意被方式候的调缩慧制方协式。如果沾第一碍次调堵制采材用单票边带聋调制缠，第婶二次辰调制矮采用记调频榜方式景，一悬般记模为SS皂B/形FM。P2珠07例7.奔2正交搞频分联复用(O童FD田M)柔P2船32正交扔频分仿复用是一后种多迫载波装调制膛技术餐，具软有较屠强的艘抗多葵径传位播和歼抗频狼率选蒜择性茎衰落流的能场力，胁以及叉较高况的频知谱利睛用率旱，在膀高速弃无线惹通信理系统扰中得岗到了多广泛主应用犁。单载犬波调营制与桨多载遗波调摸制单载崖波调惰制将需灶要传茄输的现数据浴流调肿制到榆单个烘载波赴上进倘行传患送。多载肝波调和制它是乎指将臣信道胡分成N个子翼信道估，将地高速元数据屯信号肯串/并转爬换为N路速售率较党低的化子数续据流绩，然兽后分逼别调焰制到捏每个假子信朵道上候进行恳并行嫁传输编。OF樱DM的特配点：为了衰提高然频率燥利用沙率和叼增大编传输苦速率崭，各乞路子片载波壮的已份调信栽号频个谱有此部分舟重叠嫂；各路姓已调怪信号释是严坟格正暮交的爷，以补便接升收端蠢能完练全地派分离保各路联信号忠；每路救子载师波的斑调制兵是多还进制誉调制吓；每路吗子载剃波的携调制壳制度海可以持不同坊，根栏据各担个子仍载波仰处信削道特海性的脏优劣慎不同复采用村不同柳的体盐制。FD国M与OF捞DM信道皮的频垦谱分颜布比糖较f（a）FDM（b）OFDM1234567f1234567节约的带宽在OF签DM中，虚各相戏邻子贸载波服的频陶率间庆隔等闻于最可小容庸许间意隔故各伐子载娱波合食成后销的频愈谱密璃度曲耀线如齐下图虽然更由图解上看演，各削路子辽载波葵的频阶谱重紧叠，过但是挨实际壳上在毁一个注码元约持续约时间谋内它袭们是言正交赖的。率故在贤接收射端很冲容易阻利用管此正喂交特数性将篮各路硬子载熊波分羊离开堵。采与用这著样密涨集的女子载心频，距并且闪在子拔信道溉间不唯需要浊保护认频带康间隔芬，因功此能雄够充景分利金用频君带。盛这是OF扬DM的一币大优券点。fk＋2/Tsfk＋1/TsfkffOF佩DM早期暴主要薪用于舍军用遗的无送线高聋频通虏信系垃统，抗由于涉其实挽现的泉复杂智限制淡了它纪的进虚一步除应用清。直盘到20世纪80年代房诚，人梁们提绕出了涌采用慨离散见傅里康叶变兰换来然实现称多个雁载波池的调政制，勇简化越了系染统结昨构，蹄使得OF贿DM技术肾更趋纲于实嫂用化躲。实现OF福DM调制叛的方食法有恼两种积：1、按OF炎DM原理径直接般进行致调制育；2、用严快速杏傅里彼叶变琴换来衰实现歌，简摇称OF稼DM的DF宫T实现翻法。OF湖DM的发蝇展与序应用目前爽，OF稼DM技术建已广衔泛应筛用到劲各类愤通信牙领域坟。例熊如，间接入锡网中抖的高书速数贤字环壮路(H衫DS程L)、非慈对称裕数字闪环路(A掌DS摸L)、高绑清晰知度数堤字电揪视(H则DT帝V)、数溜字视讽频广墙播(D茂VB收)、数落字音归频广旗播(D泉AB摔)、无骨线局盈域网(W沉LA爬N)等，昆并且蒸开始直应用多于无引线广愤域网(W却WA悼N)。在饲移动评通信彼领域析，OF看DM已被傍列为善第4代(4参G)移动鸽通信你的关鸟键技赤术。7.念2时分威复用续和多熟路数种字电释话系熟统时分惯复用付（TD谋M）是郑建立决在抽吗样定扎理基惕础上债的。臣时分四复用严就是写利用庸各路毕信号华的抽付样值隶在时概间上竭占据脆不同厉的时跟隙，营来达专到在娘同一现信道萝中传柴输多蜻路信罩号而槽互不军干扰阳的一块种方代法。主要沫优点堪：1、便于锈信号冒的数溜字化汪和实春现数揪字通钓信。2、制造诵调试岁较容鼓易，渡更适私合采梅用集期成电讨路实瓦现。3、生产敢成本固较低碎，具蜡有价结格优鹊势。7.弦2.则1时分勾复用难的PA览M系统爬（TD煎M-秘PA林M）例如区，若议语音欠信号给用8k葛Hz的速腾率抽访样，载则旋杂转开尚关应属每秒腐旋转80徐00周。搏设旋革转周灯期为Ts秒，纪共有N路信昨号，鞭则每钞路信神号在垂每周火中占老用Ts/N秒的左时间财。此潜旋转算开关单采集鞭到的竿信号团如下蓝图所惕示。赏每路王信号埋实际矿上是PA亭M调制测的信舌号。m1(t)m2(t)1帧T/NT+T/N2T+T/N3T+T/N时隙1

旋转开关采集到的信号

信号m1(t)的采样

信号m2(t)的采样为了乏提高犯信道或利用傲率，断数字英信号灿在传计输过东程中腿一般轰采用(T瞎DM症)方式旱。4321dcbaBACD321帧1帧2ABCabc帧3TD嚼M原理歉图dcbaBACD4321在TD丢M中，抚以数窄据帧衣的形繁式复绝用多庄路信终号，女每帧柜时间高等于纠抽样女周期译，每墓帧分后成n个时荷隙，摧每个愧时隙屿依次滑分配俱给n路信真号的磁样值伟。注意揪两点：1、传镰输时钥间间劫隔必樱须满危足抽蹦样定炸理2、收总信端刃和发烈信端承的转惰换开汇关必葛须同宋步动驾作3路PA牢M信号课时分校复用踏的帧非和时欣隙TD喝M-回PA第M系统目前裂几乎摧不再德用于对传输纯。抽扭样信箩号一欣般都谊在量波化编身码后靠以数津字信习号的奏形式眼传输彻。故匀上述传仅是她时分宽复用敬的基嗽本原晴理。7.创2.骄2时分池复用翁的PC拍M系统积（TD理M-层PC呀M）PC樱M和PA凶M的区带别在昂于PC社M要在PA卫M的基基础上见再进域行量反化和卵编码双。为紧简便识起见写，假陈设3路话庸音信丧号PC集M复用岩的原责理方背框图央如图浊所示宪。3路PC夜M信号黎时分答复用殃原理啦图7.夸2.哲3时分画复用踩信号奸的码秤元速未率和侧带宽TD老M-倡PC究M信号宋传输裁波形怀为矩阳形脉阶冲时买的第昆一零绸点带倚宽B=蜜1/τRB=n·l·狐fsn-症--图-复用蔑路数l-电--划-每个动抽样渠值的跑编码吨位数fs--名--抽样语频率如果甲采用笋滚降仆系数铸为α的传桥输信受道来耕进行无码笛间串丹扰传筐输，巴由ηma街x=2谁/(锦1+α)计算PC闸M信号拾所需派要的拥最小怨理论剂带宽样。例1对10路最助高频孤率为34自00缓Hz的话负音信楚号进聪行TD均M-漂PC呀M传输泛，抽控样频鼓率为80伸00疑Hz。抽银样合扶路后围对每路个抽却样值贼按照8级量夸化，嘉并编好为自堵然二环进码捆，码店元波鞭形是营宽度鼻为的意矩形煌脉冲左，且且占空括比为0.茄5。计吼算TD黎M-局PC奥M基带笨信号愿的第骂一零球点带炮宽。例2对10路最累高频窄率为40受00猪Hz的话色音信糟号进摧行TD孟M-秀PC硬M传输灯，抽大样频胸率为泻奈奎慎斯特辩抽样弱频率斩。抽求样合钳路后抚对每埋个抽扮样值奴按照8级量按化，喊计算宋传输好此TD贯M-势PC算M信号云所需论的奈奎尺斯特疮带宽。例3对10路最慌高频轿率为34降00巧Hz的话驼音信呢号进炸行TD峰M-果PC记M传输提，抽灰样频供率为80次00袭Hz。抽听样合营路后逝对每周个抽厉样值瞎按照8级量枪化，盆再编衡为二冲进制注码，笋然后并通过α=1的升贷余弦郑滤波拦器再雁进行2P叙SK调制彩，计芹算所供需的蹄传输去带宽专。7.梅2.再4苏PC乌M3绕0/借32路系巩统的过帧结养构对于侦多路沫数字猪电话肉系统生，国舱际上笛有两富种标歇准化那制式列，即PC趴M肌30陵/3晶2路制仇式（E体系）和PC恳M买24路制阁式（T体系）。我国闲规定宅采用蓬的是PC洲M参30刑/3挣2路制妇式，份一帧盛共有32个时护隙，可绩以传留送30路电羽话，即尸复用撒的路蒜数n=傅32路，袜其中差话路职数为30。时隙帧同牲步TS1TS0TS15TS16TS17TS31…………话路1话路15……话路16话路30……信令11011001t复帧饼同步朗复帧熟对告11A10000话路1信令话路16信令话路15信令话路30信令dcbadcbadcbadcba……F0帧F1帧F15帧复帧帧F0F1F2F15F15F0F14……偶帧帧同步码保留给国内用帧失步对告保留给国际用11111A11奇帧同步不：A=0失步稻：A=1奇帧监视码同步侨：A=吨0失步起：A=堪18bit

PC钉M创30茫/3季2路系激统的台帧结脏构*将12剑5u筛s分给32路信绞号（造时隙宏），葛即一倾帧包妙含32路每路虹：12腾5/宅32切=3却.9药us

*一路信号的抽样速率8KHz，周期T=125us，即帧长125us*每路愁编8位（bi音t）PC括M信号鼻，32路共32*8镜=屡2贷56bi飘t每位羞的时除间：0.路49剂usTS1TS2TS15

…TS16TS17TS31

…TS032时隙，256bit，125us话路话路同步标志时隙：TS*传输革速率行为：25士6×状8K盆=2酷.0孝48铅Mb置it锁/s骡,一路64胳kb蓝psTS1TS2TS15

…TS16TS17TS31

…TS032时隙，256bit，125us话路话路同步标志时隙：TS30次/3彩2路PC例M数字遣电话境系统撕基本者特性话路窄数目停：30抽样姑频率全：8k槽Hz压扩喉特性菌：A=驳87社.6印/1饺3折线兄压扩俯律，债编码落位数l=8，采础用逐储次比托较型食编码释器，扫其输关出为糟折叠梅二进骄制码蚀。每帧晴时隙庆数：32总传础输速匀率：8×亿32芬×8些00袋0=驶20萝48庆k廊b/台s7.没2.婚5塑P仓CM高次己群系旬统前面铲讨论愈的PC辆M3忍0/漆32路和PC搬M2窗4路时狂分多显路系术统，物称为数字倚基群（即题一次侨群）晴。为态了能山使宽日带信存号（蹈如电画视信糠号）绸通过PC劫M系统纱传输数，就绣要求鸽有较呢高的瓜传码击率。顶因此扁提出涛了采妥用数字障复接立技术把较旬低群肚次的沟数字端流汇两合成汤更高陶速率氏的数喇字流臂，以假形成PC摧M高次势群系暖统。国际蛇电信古联盟(I会TU阅)建议贪：（1）准梦同步威数字诱体系PD夹H（2）同融步数捞字体掘系SD纪H数字司复接——把两似个以振上的蝇低速臭数字厘信号谅合并放成一个高址速数喘字信单号。数字苦分接——把高团速数励字信年号分豪解成瓜低速挪数字民信号。数字复接系统方框图定时外时钟调整复接定时恢复分接同步低次群(1)(2)(3)(4)低次群(1)(2)(3)(4)高次群IT拔U提出希的两浮个建净议：E体系别－云我蒸国大瞧陆、小欧洲许及国扒际间发连接舟采用T体系捡－丧北岸美、呆日本辉和其泼他少袄数国旦家和误地区闻采用层次比特率（Mb/s）路数（每路64kb/s）E体系E-12.04830E-28.448120E-334.368480E-4139.2641920E–5565.1487680T体系T–11.54424T-26.31296T-332.064（日本）48044.736（北美）672T–497.728（日本）1440274.176（北美）4032T－5397.200（日本）5760560.160（北美）8064一次群二次群三次群四次群北美24路1.544Mb/s96路(24×4)6.312Mb/s672路(96×7)44.736Mb/s4032路(672×6)274.176Mb/s日本24路1.544Mb/s96路(24×4)6.312Mb/s480路(96×5)32.064Mb/s1440路(480×3)97.728Mb/s欧州30路2.048Mb/s120路(30×4)8.448Mb/s480路(120×4)34.368Mb/s1920路(120×4)139.264Mb/s数字罚复接摄系列贤（准邻同步票数字损系列PD瓶H）E体系责的结饭构图二次群复接器三次群复接器四次群复接器五次群复接器彩色电视编码器主群编码器PCM120路超群编码器可视电话编码器PCM30路基群编码器宽带数据编码器电视信号载波300路电话120路载波60路可视电话电话30路载波12路传真电报1234123412341234高次群复接等级PCM30/32基群(1)

10110101PCM30/32基群(2)

11011001PCM30/32基群(3)

10011101PCM30/32基群(4)

11101011(a绑)一次止群(基群)(b扁)二次圆群(按位博数字更复接)(c页)二次设群(按字肆复接)复接仍方式7.休2.质6收S枣DH的提误出PD板H缺点毙：1、不可存在猫世界吧性标瞒准的神数字旷信号初速率功和帧竖结构纵标准旁。2、不取存在戏世界败性的肾标准番光接凳口规硬范，阴无法惜在光探路上仇实现改互通铅和调派配电寺路。3、复坡接方占式大梦多采讯用按唯位复瓜接，朝不利才于以顿字节绕为单毛位的肆现代抵信息污交换峡。4、准料同步格系统折的复生用结约构复湿杂，副缺乏肯灵活谷性，插硬件间数量关大，过上、揭下业么务费协用高那。5、复妙用结跌构中续用于积网络林运行先、管亭理和驳维护米的比贫特很寄少。SD请H基本迅概念SD岸H是针水对更金高速戴率的勺传输悼系统旨制定法出的厚全球婶统一们的标响准。整个事网络器中各句设备胀的时六钟来慢自同汗一个熄极精殃确的耗时间酬标准壳（例懂如铯咱原子英钟）悔，没册有准售同步迈系统腰中各屑设备具定时独存在逢误差钉的问队题。在SD逢H中，插信息饼是以“同竭步传出送模忙块(S殊TM混)”的信谦息结明构传苹送的谊。一基个同图步传替送模略块主待要由聚信息轨有效赴负荷沈和段开副销(S叔OH控)组成体块状盈帧结丢构，昏其重轿复周才期为12息5µ挎s。按漂照模董块的惜大小浊和传苍输速芬率不惰同，SD绍H分为栏若干术等级栗。SD嚼H的速督率等救级目前SD纯H制定律了4级标哑准，窜其容谋量（那路数六）每拒级翻贵为4倍，述而且首速率方也是4倍的崭关系习，在榨各级咽间没神有额卷外开遣销。ST准M-醒1：是安基本躲模块景，包锐含一痰个管士理单话元群(A绪UG荐)和段拴开销(S剧OH钉)。ST洒M-N：包含N个AU防G和相捧应的SO收H。等级比特率(Mb/s)STM-1155.52STM-4622.08STM-162488.32STM-649953.28PD眠H体系常和SD蓬H体系虹之间忘的关徐系通常艳将若循干路PD据H接入ST膜M-阻1内，保即在15繁5.不52双Mb析/s处接防口。倘这时展，PD骄H信号付的速周率都酱必须墓低于15僚5.趟52铃Mb谋/s，并休将速揉率调只整到15丧5.悦52上。例如锯，可豪以将63路E-械1，或3路E-姐3，或1路E-纵4，接菌入ST协M-洁1中。毒对于T体系剩也可赔以作备类似忍的处旷理。送这样秒，在SD搭H体系称中，葬各地盈区的PD挨H体制宏就得震到了偏统一帜。SD瓶H具有同步岗复用医、标瘦准光达接口东和强街大的朵网络丹管理眼能力等优惰点，辟在20世纪90