数字通信原理课件7.1多路复用与多址技术

数字通信1第7章信道复用与多址技术3前面各章节所讨论的内容是针对传输单路信号而言的，但实际上信道往往要传输多路信号，这就是信道复用问题。

多址技术是指多个用户可以共享通信信道，多址技术使信道的通信资源被互相通信的大量用户所共享。因此，多址技术也是在通信系统内信道复用的一种方法。

多路复用技术和多址技术都是现代通信系统中的关键技术。本章主要讨论这两种技术的基本原理。引言4频分多路复用的概念和特点时分多路复用的概念与工作原理

PCM30/32系统帧结构数字复接的概念多址通信方式的分类、原理及其特点本章学习目标学习指南5引导学生在学习难以掌握的知识时，寻找现实生活相关场景与新技术对比的思维方式，培养学生问题导向意识，以及寻找解决问题的办法。本章素质目标学习指南6多路复用与多址技术频分复用（FDM）时分复用（TDM）与数字复接多址通信方式1234内容提要数字通信系统构成回顾76.1多路复用与多址技术第6章信道复用与多址技术9内容提要信道复用技术应用背景多路复用与多址的基本概念12早期的传输线路一对线只能传送一路电话后来发明了载波电话，上述情况有了突破。单路载波电话在一对线上可以通两路电话，线路的利用率提高了一倍。后来陆续开发出3路、12路、60路载波电话等，使电信线路的传输能力提高了几倍、几十倍。同轴电缆载波系统更使通信的容量从几百路提高到几千路、上万路20世纪70年代后期，开始大量使用光纤通信。一条光纤就可以通几百上千路电话。20世纪80年代，模拟调频微波通信的容量已达1800~2700路。到20世纪90年代中期，一根光纤可以开通几万路电话。“波分复用技术（WDM）”的应用，使一根光纤已能开通几十万路电话，而且还在继续提高，其通信容量发展之快令人惊叹。

这些都是“多路复用技术”的成果。6.1.1信道复用技术应用背景10在无线通信方面，多路复用技术也得到广泛的应用。早在20世纪30年代初期，在无线电通信中就使用了多路复用技术。20世纪40年代以后，微波通信中更是广泛地应用了多路复用技术。到20世纪80年代，模拟调频微波通信的容量已经高达1

800～2

700路20世纪80年代末发展起来的数字微波通信，多路复用的容量更高。1965年以后，卫星通信发展很快，20世纪90年代，新的卫星通信系统应用多路复用技术，可以承载约35

000路电话和多个频道电视节目的传输。6.1.1信道复用技术应用背景1112内容提要信道复用技术应用背景多路复用与多址的基本概念12实现在同一条通信线路上传送多路信号的技术叫做多路复用技术。采用多路复用技术可以提高电信线路的传输效率，降低成本。通常将多路信号在发送端合并后通过信道传输，然后在接收端分开并恢复各路信号的过程分别称为复接和分接。根据信号分割技术，多路复用技术可以分为频分复用、时分多路复用和码分多路复用等方式。6.1.2多路复用与多址的基本概念131．多路复用频分复用是将各路信号分别调制到不同的频段进行传输，多用于模拟通信。从本质上来说，波分复用技术（WDM）是一种频分复用技术。光波的频率发生变化时，波长也相应变化。因此波分复用技术是一种专用于光纤通信技术的特殊的频分复用技术。在现阶段可以应用的光纤窗口为0.85

m，1.31m和1.55m。6.1.2多路复用与多址的基本概念141．多路复用时分复用技术是利用时间上离散的脉冲组成相互不重叠的多路信号，广泛应用于数字通信。因各种原因，时分复用技术的标准未能统一，存在着两种不同制式，三套不同的标准，这种现象极大地影响了时分复用技术的发展和应用。为此，ITU-T制定了统一的标准来解决这一问题，这套标准即为数字复接等级标准。在时分复用技术中，每个终端用户都被固定分配了一条信道，即使有的终端用户并没有有效数据进行传输，仍然要占据一条信道，这种现象造成了信道的浪费，导致信道的低效率使用。为解决这一问题，在传统的时分复用技术的基础上进行了改进，发展了统计时分复用技术。与传统时分复用技术不同的是，在统计时分复用技术下，终端用户的信道是动态分配的，只有那些确实有数据要传送的终端才能分配到信道，有效地提高了线路的使用效率。码分复用？6.1.2多路复用与多址的基本概念151．多路复用对于有线通信（针对电话交换网），多用户相互通信问题是通过交换技术来解决的。而早期的无线通信主要是以点对点通信为主。当卫星通信、移动通信和计算机通信网等新的通信方式发展以后，用户位置分布广泛，需要采用多址方式实现多用户间的相互通信。6.1.2多路复用与多址的基本概念162．多址技术（多用户通信）目前有多种类型的多用户通信系统，一种多用户通信系统是如图6-1（a）所示的多址系统，该系统中的大量用户共用通信信道以传送信息到接收机。这个共用信道可以是卫星通信系统的上行链路，也可以是与接入中心计算机的一组终端连接的电缆，还可以是与某一无线接收机相联系供多个用户使用的无线频谱的某个频带。例如，在蜂窝移动通信系统中，用户是该系统中任一特定小区中的移动台（手机），接收机在给定小区的基站中。第二种类型的多用户通信系统是广播网。在该网络中，一部发射机发送信息到多个接收机，如图6-1（b）所示。广播系统包括普通的无线电和TV电视系统，以及卫星系统的下行链路。多址系统和广播网络是最常用的多用户通信系统。第三种类型的多用户系统是存储和转发网络，如图6-1（c）所示。第四种类型是如图6-1（d）所示的双向通信系统。6.1.2多路复用与多址的基本概念172．多址技术（多用户通信）6.1.2多路复用与多址的基本概念182．多址技术（多用户通信）多路复用和多址方式两者都是解决信道的复用问题。它们在通信过程中都包括多个信号的复合、复合信号在信道上的传输以及信号的分离三个过程，如图6-2所示。通过信道复用，多个终端能共享一条高速信道，从而达到节省信道资源、提高信道使用效率的目的。多址技术与多路复用有几点细微差别，主要表现在：（1）多路复用通常使信道（例如电话信道）被局部范围内的用户所共享，多个信号在基带信道上复合和分离，信号直接来自话路。（2）多址技术使通信信道（或通信资源），例如卫星无线信道等，被分布在不同位置上的