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4-1 多路复用技术


多路复用技术:采用一条高速传输介质(信 道)来分时 / 分频率传送多路低速信号从而有 效地提高传输介质的利用率 。
西安工业大学 网络与信息工程系
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第四章 多路复用技术
按照频率参量上的差别来分割信号的多路复用称为 频分多路复用(Frequency Division Multiplex,FDM) 按照时间参量上的差别来分割信号的多路复用称为 时分多路复用(Time Division Multiplex,TDM) 同步时分多路复用(同步) 统计时分多路复用(异步) 根据码型(波形)结构的不同来实现信号分割的多路复用 称为码分多路复用或码分多址(Code Division Multiplex Address,CDMA) 此外,还有: 波分多路复用(Wavelength Division Multiplex,WDM)
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第四章 多路复用技术
假设有4个信号源输入到一个多路复用器上。 复用器用不同的频率(f1,f2,f3,f4)调制每一个信 号。每个调制后的信号都需要一个以它的载波频率为中 心的带宽,称之为通道(信道)。 为了防止信号间的相互干扰,在每一条通道间使用保 护频带进行隔离。保护频带是一些无用的频谱区。
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第四章 多路复用技术
第四章 多路复用技术
主要内容: • 多路复用的基本概念 • 频分多路复用(FDM) • 同步时分多路复用(TDM) • 统计时分多路复用(STDM) • 码分多路复用(CDM)
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第四章 多路复用技术
4.1 多路复用技术基本概念
定义:将一些彼此无关的低速信号按照一定 的方法和规则合成一路复用信号,并在一条公 用(高速)信道上进行数据传输,到达接收端 再进行分离的一种技术。 理论依据:是信号分割原理。信号分割的依 据在于信号之间的差别。这种差别可以体现在 频率、时间或波形等参量上。
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第四章 多路复用技术
频分复用系统的主要优点是信道复用路数多、分 路方便。因此它曾经在多路模拟电话通信系统中获 得广泛应用,国际电信联盟(ITU)对此制定了一 系列建议。
例如,ITU将一个12路频分复用系统统称为一个“基群”, 它占用48kHz带宽;将5个基群组成一个60路的“超群”。
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第四章 多路复用技术
• 注意本图中水平坐标轴表示频率,而不是时间。 • 另外,调制后的复合信号带宽要大于每个输入信号带 宽的3倍,因为通道之间要有相应的保护频带。 • 保护频带的宽度是由CCITT的有关建议选定的。
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第四章 多路复用技术
2、解复用过程 是复用过程的逆过程。解复用器采用滤波器将 复合信号分解成各个独立信号。然后,每个信号 再被送往解调器将它们与载波信号分离。最后将 传输信号送给接收方处理。
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例:采用频分复用的方式传输3路信号,假设 每路信号的最高频率fH=3400Hz,邻路间隔防 护频带为fg=600Hz。试计算信道中复用信号的 频带宽度。 解:总频带宽度Bn=nfH+(n-1)fg=11400(Hz)。
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4.2 频分多路复用(FDM)
1、FDM对传输介质带宽要求: FDM是根据频率参量的差别来分割信号的, 当传输介质的带宽大于所要传输的所有信号的 带宽总和时,就可采用FDM。 2、FDM对各路信号的要求: 只要各路信号在频谱上不重叠,即可以在同 一信道中传输。
频分复用主要缺点是设备庞大复杂,成本较高, 还会因为滤波器件特性不够理想和信道内存在非线 性而出现路间干扰,故近年来已经逐步被更为先进 的时分复用技术所取代。不过在电视广播中图像信 号和声音信号的复用、立体声广播中左右声道信号 的复用,仍然采用频分复用技术。
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第四章 多路复用技术
4.2.1 FDM基本原理 发送端: 调制合成(叠加)传输(复合信号)
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接收端: 带通滤波解调(Demodulator)
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3、实现各路信号频谱不重叠的方法: 调制(Modulator) 在FDM中,将每个信号调制到不同的载波 频率上,调制后的信号再被组合成可以通过 媒介传输的复合信号。 要保证载波频率之间的间距要足够大,即 能够保证这些信号的带宽不会重叠。
4、各路信号的分离: 先用滤波器将其分开,再解调,实现频分多 路复用。
4.2.2 FDM处理过程 以话音信号为例说明FDM的复用和解复用过程。 1、复用过程 下图说明了如何使用FDM将3个话音通道复用 在一起。每个话音信号的频率范围都是很相近 的。在复用器中,这些相似的信号被调制到不 同的载波频率(f1,f2,f3)上。然后,将调制 后的信号合成为一个复用信号并通过宽频带的 传输媒介传送出去。
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