第6章信道復(fù)用與多址技術(shù)6.1多路復(fù)用與多址技術(shù)6.2頻分復(fù)用（FDM）6.4時(shí)分復(fù)用（TDM）與數(shù)字復(fù)接6.5同步數(shù)字體系（SDH）6.3正交頻分復(fù)用（OFDM）6.6多址通信方式本章內(nèi)容小結(jié)學(xué)習(xí)要點(diǎn)頻分多路復(fù)用和時(shí)分多路復(fù)用的概念正交頻分復(fù)用（OFDM）的概念和原理PCM30/32系統(tǒng)及其特點(diǎn)數(shù)字復(fù)接的概念以及高次群復(fù)接系統(tǒng)模型同步數(shù)字體系（SDH）的概念和特點(diǎn)多址通信方式概述及其類型學(xué)習(xí)重點(diǎn)頻分多路復(fù)用的概念和特點(diǎn)時(shí)分多路復(fù)用的概念與工作原理PCM30/32系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)數(shù)字復(fù)接的概念多址通信方式的分類、原理及其特點(diǎn)6.1多路復(fù)用與多址技術(shù)6.1.1信道復(fù)用技術(shù)應(yīng)用背景6.1.2多路復(fù)用與多址的基本概念早期的傳輸線路一對(duì)線只能傳送一路電話，后來(lái)發(fā)明了載波電話，上述情況有了突破。單路載波電話在一對(duì)線上可以通兩路電話，線路的利用率提高了一倍。后來(lái)陸續(xù)開(kāi)發(fā)出3路、12路、60路載波電話等，使電信線路的傳輸能力提高了幾倍、幾十倍。

同軸電纜載波系統(tǒng)更使通信的容量從幾百路提高到幾千路、上萬(wàn)路。6.1.1信道復(fù)用技術(shù)應(yīng)用背景20世紀(jì)70年代后期，開(kāi)始大量使用光纖通信。一條光纖就可以通幾百上千路電話。

到20世紀(jì)90年代中期，一根光纖可以開(kāi)通幾萬(wàn)路電話。

而“波分復(fù)用技術(shù)（WDM）”的應(yīng)用，使一根光纖已能開(kāi)通幾十萬(wàn)路電話，而且還在繼續(xù)提高，其通信容量發(fā)展之快令人驚嘆。

而這些都是“多路復(fù)用技術(shù)”的成果。在無(wú)線通信方面，多路復(fù)用技術(shù)也得到廣泛的應(yīng)用。早在20世紀(jì)30年代初期，在無(wú)線電通信中就使用了多路復(fù)用技術(shù)。

20世紀(jì)40年代以后，微波通信中更是廣泛地應(yīng)用了多路復(fù)用技術(shù)。

到20世紀(jì)80年代，模擬調(diào)頻微波通信的容量已經(jīng)高達(dá)1

800～2

700路。

20世紀(jì)80年代末發(fā)展起來(lái)的數(shù)字微波通信，多路復(fù)用的容量更高。

1965年以后，衛(wèi)星通信發(fā)展很快，20世紀(jì)90年代，新的衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用多路復(fù)用技術(shù)，可以承載約35

000路電話和多個(gè)頻道電視節(jié)目的傳輸。6.1.2多路復(fù)用與多址的基本概念實(shí)現(xiàn)在同一條通信線路上傳送多路信號(hào)的技術(shù)叫做多路復(fù)用技術(shù)。采用多路復(fù)用技術(shù)可以提高電信線路的傳輸效率，降低成本。通常將多路信號(hào)在發(fā)送端合并后通過(guò)信道傳輸，然后在接收端分開(kāi)并恢復(fù)各路信號(hào)的過(guò)程分別稱為復(fù)接和分接。根據(jù)信號(hào)分割技術(shù)，多路復(fù)用技術(shù)可以分為頻分復(fù)用、時(shí)分多路復(fù)用和碼分多路復(fù)用等方式。1．多路復(fù)用

頻分復(fù)用是將各路信號(hào)分別調(diào)制到不同的頻段進(jìn)行傳輸，多用于模擬通信。時(shí)分復(fù)用技術(shù)是利用時(shí)間上離散的脈沖組成相互不重疊的多路信號(hào)，廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信。因各種原因，時(shí)分復(fù)用技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)未能統(tǒng)一，存在著兩種不同制式，三套不同的標(biāo)準(zhǔn)，這種現(xiàn)象極大地影響了時(shí)分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

為此，ITU-T制定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)解決這一問(wèn)題，這套標(biāo)準(zhǔn)即為數(shù)字復(fù)接等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，波分復(fù)用技術(shù)（WDM）是一種頻分復(fù)用技術(shù)。光波的頻率發(fā)生變化時(shí)，波長(zhǎng)也相應(yīng)變化。

因此波分復(fù)用技術(shù)是一種專用于光纖通信技術(shù)的特殊的頻分復(fù)用技術(shù)。

在現(xiàn)階段可以應(yīng)用的光纖窗口為0.85m，1.31m和1.55m。在時(shí)分復(fù)用技術(shù)中，每個(gè)終端用戶都被固定分配了一條信道，即使有的終端用戶并沒(méi)有有效數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，仍然要占據(jù)一條信道，這種現(xiàn)象造成了信道的浪費(fèi)，導(dǎo)致信道的低效率使用。為解決這一問(wèn)題，在傳統(tǒng)的時(shí)分復(fù)用技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，發(fā)展了統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用技術(shù)。與傳統(tǒng)時(shí)分復(fù)用技術(shù)不同的是，在統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用技術(shù)下，終端用戶的信道是動(dòng)態(tài)分配的，只有那些確實(shí)有數(shù)據(jù)要傳送的終端才能分配到信道，有效地提高了線路的使用效率。2．多址技術(shù)（多用戶通信）對(duì)于有線通信（針對(duì)電話交換網(wǎng)），多用戶相互通信問(wèn)題是通過(guò)交換技術(shù)來(lái)解決的。而早期的無(wú)線通信主要是以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信為主。

但是，當(dāng)衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信和計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)等新的通信方式發(fā)展以后，用戶位置分布廣泛，需要采用多址方式實(shí)現(xiàn)多用戶間的相互通信。目前有多種類型的多用戶通信系統(tǒng)，一種多用戶通信系統(tǒng)是如圖6-1（a）所示的多址系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的大量用戶共用通信信道以傳送信息到接收機(jī)。這個(gè)共用信道可以是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的上行鏈路，也可以是與接入中心計(jì)算機(jī)的一組終端連接的電纜，還可以是與某一無(wú)線接收機(jī)相聯(lián)系供多個(gè)用戶使用的無(wú)線頻譜的某個(gè)頻帶。例如，在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，用戶是該系統(tǒng)中任一特定小區(qū)中的移動(dòng)臺(tái)（手機(jī)），接收機(jī)在給定小區(qū)的基站中。第二種類型的多用戶通信系統(tǒng)是廣播網(wǎng)。在該網(wǎng)絡(luò)中，一部發(fā)射機(jī)發(fā)送信息到多個(gè)接收機(jī)，如圖6-1（b）所示。廣播系統(tǒng)包括普通的無(wú)線電和TV電視系統(tǒng)，以及衛(wèi)星系統(tǒng)的下行鏈路。多址系統(tǒng)和廣播網(wǎng)絡(luò)是最常用的多用戶通信系統(tǒng)。第三種類型的多用戶系統(tǒng)是存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)，如圖6-1（c）所示。第四種類型是如圖6-1（d）所示的雙向通信系統(tǒng)。圖6-1多用戶通信系統(tǒng)示意圖多路復(fù)用和多址方式兩者都是解決信道的復(fù)用問(wèn)題。圖6-2信號(hào)的復(fù)合與分離多址技術(shù)與多路復(fù)用有幾點(diǎn)細(xì)微差別，主要表現(xiàn)在：

（1）多路復(fù)用通常使信道（例如電話信道）被局部范圍內(nèi)的用戶所共享，多個(gè)信號(hào)在基帶信道上復(fù)合和分離，信號(hào)直接來(lái)自話路。

（2）多址技術(shù)使通信信道（或通信資源），例如衛(wèi)星無(wú)線信道等，被分布在不同位置上的用戶遠(yuǎn)程共享，多個(gè)信號(hào)在射頻信道上復(fù)用，信號(hào)來(lái)自不同的站址。6.2頻分復(fù)用（FDM）6.2.1頻分復(fù)用的概念6.2.2頻分復(fù)用在電話系統(tǒng)中的應(yīng)用6.2.3頻分復(fù)用技術(shù)特點(diǎn)頻分復(fù)用（FDM）是將傳輸頻帶分成N個(gè)部分，每一個(gè)部分均可作為一個(gè)獨(dú)立的傳輸信道使用。這樣在一對(duì)傳輸線路上可有N

路信息傳送，而每一路信息所占用的只是其中的一個(gè)頻段，如圖6-3所示。6.2.1頻分復(fù)用的概念圖6-3頻分多路復(fù)用示意圖理論上，當(dāng)傳輸介質(zhì)的帶寬大于要傳輸?shù)乃行盘?hào)的帶寬之和時(shí)，就可以使用頻分多路復(fù)用技術(shù)。每一路信號(hào)被調(diào)制到不同的載波頻率上，調(diào)制后的信號(hào)被組合成通過(guò)介質(zhì)傳輸?shù)膹?fù)合信號(hào)。因而頻分制通信又被稱為載波通信，它是模擬通信的主要手段。

為防止信號(hào)之間的互相干擾，在信道之間應(yīng)留出足夠的保護(hù)頻帶，以保證這些信號(hào)的帶寬不會(huì)產(chǎn)生重疊。頻分多路復(fù)用技術(shù)被廣泛應(yīng)用于模擬通信系統(tǒng)，如固定電話系統(tǒng)、有線（閉路）電視系統(tǒng)等。下面以話音信號(hào)為例，說(shuō)明頻分復(fù)用的復(fù)用和解復(fù)用原理。6.2.2頻分復(fù)用在電話系統(tǒng)中的應(yīng)用1．復(fù)用過(guò)程圖6-4復(fù)用過(guò)程2．解復(fù)用過(guò)程圖6-5解復(fù)用過(guò)程頻分多路復(fù)用技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)效率較高，傳輸介質(zhì)的帶寬使用率高，技術(shù)成熟，成本低。其缺點(diǎn)主要有：抗干擾性能差；沒(méi)有排錯(cuò)和糾錯(cuò)功能；不適于傳輸數(shù)字信號(hào)。而現(xiàn)代通信系統(tǒng)是以數(shù)字化通信為發(fā)展方向的，因此，在實(shí)際應(yīng)用中廣泛應(yīng)用時(shí)分復(fù)用技術(shù)。6.2.3頻分復(fù)用技術(shù)特點(diǎn)6.3正交頻分復(fù)用（OFDM）6.3.1OFDM技術(shù)的主要思想6.3.2OFDM的定義及系統(tǒng)構(gòu)成6.3.3OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在串行數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，若需要非常高的數(shù)據(jù)傳輸率，就會(huì)使信道的帶寬增加，易產(chǎn)生碼間串?dāng)_，從而增加誤碼率，特別是在多徑傳播過(guò)程中甚至造成突發(fā)性誤碼，使得數(shù)據(jù)系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量大大下降。當(dāng)信道頻帶較窄時(shí)，可以認(rèn)為帶寬內(nèi)的衰落是單純的衰落，處理比較容易。當(dāng)信號(hào)頻帶較寬時(shí)，任一時(shí)刻信號(hào)的衰落存在頻率選擇性衰落。若采用傳統(tǒng)的串行單載波調(diào)制方式，要克服碼間干擾，就需要自適應(yīng)均衡措施，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較復(fù)雜。若將高速率的串行數(shù)據(jù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為由若干個(gè)低速率數(shù)據(jù)流組成的且同時(shí)傳輸?shù)牟⑿袛?shù)據(jù)系統(tǒng)，總的信號(hào)帶寬被劃為N個(gè)頻率但又互相重疊的子信道，N個(gè)子信道正交頻分調(diào)制，這種新型的調(diào)制方式稱為正交頻分復(fù)用（OFDM）。OFDM的基本思想是通過(guò)串并變換，把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流分配到傳輸速率相對(duì)較低的若干個(gè)子信道中傳輸。由于每個(gè)子信道中的符號(hào)周期會(huì)相對(duì)增加，從而可以減輕由無(wú)線信道的多徑時(shí)延擴(kuò)展所產(chǎn)生的時(shí)間彌散性對(duì)通信系統(tǒng)造成的影響。通過(guò)在OFDM符號(hào)之間插入保護(hù)間隔，可以消除符號(hào)間的干擾（ISI），特別是采用循環(huán)前綴作為保護(hù)間隔，可以避免由多徑傳播造成的信道間干擾（ICI）。6.3.1OFDM技術(shù)的主要思想多徑干擾對(duì)于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘?hào)來(lái)說(shuō)帶來(lái)很多問(wèn)題。由于每個(gè)比特代表一個(gè)更短的時(shí)隙，信號(hào)路徑長(zhǎng)度不同，引入的時(shí)間差異容易干擾接收信號(hào)，如圖6-6所示。

假設(shè)每個(gè)調(diào)制信號(hào)的長(zhǎng)度是20ns，不同的信號(hào)到達(dá)時(shí)間若延遲3ns，就不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的問(wèn)題，若信號(hào)的長(zhǎng)度是5ns，不同的信號(hào)到達(dá)將很難相互區(qū)分。圖6-6高速數(shù)據(jù)速率對(duì)于不同信號(hào)之間的時(shí)間差敏感在移動(dòng)通信系統(tǒng)中應(yīng)用OFDM技術(shù)，主要是為了解決多址干擾問(wèn)題。

OFDM通過(guò)將一個(gè)高速率的數(shù)據(jù)流分割成多個(gè)低速率的數(shù)據(jù)流，并分別發(fā)送每個(gè)數(shù)據(jù)流，從而降低了比特速率。如圖6-7所示，一個(gè)數(shù)據(jù)流被分成3個(gè)不同的信道，注意真正的OFDM系統(tǒng)比這要復(fù)雜得多。圖6-7OFDM將幾個(gè)經(jīng)過(guò)不同路徑的窄帶信號(hào)擴(kuò)展成一個(gè)寬帶信號(hào)圖6-8OFDM與FDM帶寬利用率比較6.3.2OFDM的定義及系統(tǒng)構(gòu)成OFDM是一種特殊的多載波傳輸技術(shù)，也可以看做是一種調(diào)制技術(shù)。OFDM是建立在眾所周知的FDM技術(shù)基礎(chǔ)上的。在FDM系統(tǒng)中，不同的信息流映射到不同頻率的并行信道（頻率）上，用一定的頻率保護(hù)間隔將FDM信道區(qū)分開(kāi)來(lái)以減少鄰道干擾。1．OFDM定義OFDM技術(shù)與傳統(tǒng)的FDM不同，它是用多個(gè)載波（或稱子載波，副載波）來(lái)承載信息流，子載波之間彼此正交；在子信息符號(hào)之間增加時(shí)間間隔用以對(duì)抗信道時(shí)延擴(kuò)展。圖6-9所示描述了OFDM信號(hào)時(shí)域和頻域的關(guān)系。圖6-9OFDM信號(hào)的頻域和時(shí)域的關(guān)系2．OFDM系統(tǒng)構(gòu)成OFDM收發(fā)系統(tǒng)的典型框圖如圖6-10所示。發(fā)送端將被傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成子載波幅度和相位的映射，并進(jìn)行離散傅里葉反變換（IDFT）將數(shù)據(jù)的頻譜表達(dá)式變換到時(shí)域上。離散傅里葉變換（IFFT）與IDFT的作用相同，只是有更高的計(jì)算效率，所以適用于所有的應(yīng)用系統(tǒng)。圖6-10所示的上半部分對(duì)應(yīng)于發(fā)射機(jī)鏈路，下半部分對(duì)應(yīng)于接收機(jī)鏈路。由于離散快速傅里葉變換（IFFT）操作類似于快速傅里葉變換（FFT），因此發(fā)射機(jī)和接收機(jī)可以使用同一硬件設(shè)備。接收端進(jìn)行與發(fā)端相反的操作，將射頻（RF）信號(hào)與基帶信號(hào)進(jìn)行混頻處理，并用FFT分解頻域信號(hào)，子載波的幅度和相位被采集出來(lái)并轉(zhuǎn)換回?cái)?shù)字信號(hào)。圖6-10用FFT/IFFT實(shí)現(xiàn)的OFDM收發(fā)系統(tǒng)3．OFDM信號(hào)的頻譜圖6-11（a）所示為一個(gè)OFDM子信道的頻譜，圖6-11（b）所示為一個(gè)OFDM信號(hào)的頻譜。

通過(guò)精心選擇載波間隔，OFDM的信號(hào)頻譜是平坦的，并且可以確保子信道的正交性。從圖6-10可以看出，OFDM符號(hào)頻譜實(shí)際上可以滿足奈奎斯特準(zhǔn)則，即多個(gè)子信道頻譜之間不存在相互干擾，但這是出現(xiàn)在頻域的。因此，這種一個(gè)子信道頻譜的最大值對(duì)應(yīng)于其他子信道頻譜的零點(diǎn)可以避免子信道之間干擾（碼間干擾）的出現(xiàn)。圖6-11OFDM頻譜近年來(lái)，OFDM越來(lái)越得到人們的廣泛關(guān)注，這是因?yàn)樗哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)。

（1）可以有效地對(duì)抗符號(hào)間的干擾（ISI），由于不采用均衡器，減小了接收機(jī)的復(fù)雜度。

（2）OFDM由于各載波之間相互正交，減小了各子載波之間的相互干擾，同時(shí)也大大提高了頻譜的利用率。6.3.3OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)（3）由于無(wú)線信道存在頻率選擇性，OFDM系統(tǒng)通過(guò)動(dòng)態(tài)地分配比特和子信道的方法，利用高信噪比的子信道，OFDM系統(tǒng)能夠很好地對(duì)抗信道的頻率選擇性衰落。窄帶干擾只能影響OFDM系統(tǒng)一小部分的載波，因此OFDM系統(tǒng)在某種程度上可以抵抗窄帶干擾。（4）無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)一般都存在非對(duì)稱性。OFDM系統(tǒng)通過(guò)使用不同數(shù)量的子信道，可以滿足用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的使用需求和移動(dòng)通信系統(tǒng)的要求，實(shí)現(xiàn)上下行鏈路的不同傳輸速率。6.4時(shí)分復(fù)用（TDM）與數(shù)字復(fù)接6.4.1時(shí)分復(fù)用原理6.4.2時(shí)分復(fù)用的幀結(jié)構(gòu)6.4.3數(shù)字復(fù)接技術(shù)時(shí)分復(fù)用（TDM）是指各路信號(hào)在同一信道上占有不同時(shí)間間隙進(jìn)行通信。由前述的抽樣理論可知，抽樣的一個(gè)重要作用是將時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)變成時(shí)間上離散的信號(hào)，其在信道上占用時(shí)間的有限性，為多路信號(hào)沿同一信道傳輸提供了條件。

具體來(lái)說(shuō)，就是把時(shí)間分成一些均勻的時(shí)間間隙，將各路信號(hào)的傳輸時(shí)間分配在不同的時(shí)間間隙，以達(dá)到互相分開(kāi)、互不干擾的目的。6.4.1時(shí)分復(fù)用原理圖6-12時(shí)分多路復(fù)用示意圖現(xiàn)以PCM30/32路電話系統(tǒng)為例，來(lái)說(shuō)明時(shí)分復(fù)用的幀結(jié)構(gòu)，這樣形成的PCM信號(hào)稱為PCM一次群信號(hào)。在討論時(shí)分多路復(fù)用原理時(shí)曾指出，時(shí)分多路復(fù)用的方式是用時(shí)隙來(lái)分割的，每一路信號(hào)分配一個(gè)時(shí)隙叫路時(shí)隙，幀同步碼和信令碼也各分配一個(gè)路時(shí)隙。6.4.2時(shí)分復(fù)用的幀結(jié)構(gòu)PCM30/32系統(tǒng)的意思是整個(gè)系統(tǒng)共分為32個(gè)路時(shí)隙，其中30個(gè)路時(shí)隙用來(lái)傳送30路話音信號(hào)，一個(gè)路時(shí)隙用來(lái)傳送幀同步碼，另一個(gè)路時(shí)隙用來(lái)傳送信令碼。CCITT建議G.732規(guī)定的幀結(jié)構(gòu)如圖6-13所示。圖6-13PCM30/32路系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)從圖中可看出，PCM30/32路系統(tǒng)中一個(gè)復(fù)幀包含16幀，編號(hào)為F0幀、F1幀，…，F(xiàn)15幀，一復(fù)幀的時(shí)間為2ms。每一幀（每幀的時(shí)間為125s）又包含有32個(gè)路時(shí)隙，其編號(hào)為TS0～TS31，每個(gè)路時(shí)隙的時(shí)間為3.9s。每一路時(shí)隙包含有8個(gè)位時(shí)隙，每個(gè)位時(shí)隙的時(shí)間為0.488s。圖6-14幀同步碼（TS0）圖6-15信令碼（TS16）6.4.3數(shù)字復(fù)接技術(shù)在時(shí)分制數(shù)字通信系統(tǒng)中，為了擴(kuò)大傳輸容量和提高傳輸效率，常常需要將若干個(gè)低速數(shù)字信號(hào)合并成一個(gè)高速數(shù)字信號(hào)流，以便在高速寬帶信道中傳輸。擴(kuò)大數(shù)字通信容量有兩種方法。1．?dāng)?shù)字復(fù)接的概念一種方法是采用PCM30/32系統(tǒng)（基群或一次群）復(fù)用的方法。例如需要傳送120路電話時(shí)，可將120路話音信號(hào)分別用8kHz抽樣頻率抽樣，然后對(duì)每個(gè)抽樣值編8位碼，其數(shù)碼率為8

0008120

=

7

680kbit/s。

由于每幀時(shí)間為125s，每個(gè)路時(shí)隙的時(shí)間只有1s左右，這樣每個(gè)抽樣值編8位碼的時(shí)間只有1s時(shí)間，其編碼速度非常高，對(duì)編碼電路及元器件的速度和精度要求很高，實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常困難。

但這種方法從原理上講是可行的，這種對(duì)120路話音信號(hào)直接編碼復(fù)用的方法稱PCM復(fù)用。

另一種方法是將幾個(gè)，例如4個(gè)經(jīng)PCM復(fù)用后的數(shù)字信號(hào)再進(jìn)行時(shí)分復(fù)用，形成更多路的數(shù)字通信系統(tǒng)。顯然，經(jīng)過(guò)數(shù)字復(fù)用后的信號(hào)的數(shù)碼率提高了，但是對(duì)每一個(gè)基群編碼速度沒(méi)有提高，實(shí)現(xiàn)起來(lái)容易，目前廣泛采用這種方法提高通信容量。

由于數(shù)字復(fù)用采用數(shù)字復(fù)接的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，又稱數(shù)字復(fù)接技術(shù)。數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)由數(shù)字復(fù)接器和數(shù)字分接器組成，如圖6-17所示。數(shù)字復(fù)接器是把兩個(gè)或兩個(gè)以上的支路（低次群），按時(shí)分復(fù)用方式合并成一個(gè)單一的高次群數(shù)字信號(hào)設(shè)備，它由定時(shí)、碼速調(diào)整和復(fù)接單元等組成。數(shù)字分接器的功能是把已合路的高次群數(shù)字信號(hào)，分解成原來(lái)的低次群數(shù)字信號(hào)，它由幀同步、定時(shí)、數(shù)字分接和碼速恢復(fù)等單元組成。圖6-17數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)方框圖定時(shí)單元給設(shè)備提供一個(gè)統(tǒng)一的基準(zhǔn)時(shí)鐘。碼速調(diào)整單元是把速率不同的各支路信號(hào)，調(diào)整成與復(fù)接設(shè)備定時(shí)完全同步的數(shù)字信號(hào)，以便由復(fù)接單元把各個(gè)支路信號(hào)復(fù)接成一個(gè)數(shù)字流。

另外，在復(fù)接時(shí)還需要插入幀同步信號(hào)，以便接收端正確接收各支路信號(hào)。

分接設(shè)備的定時(shí)單元是由接收信號(hào)中提取時(shí)鐘，并分送給各支路進(jìn)行分接用。2．?dāng)?shù)字復(fù)接等級(jí)目前廣泛使用的是分別以1

544kbit/s（T1）和2

048kbit/s（E1）為代表的兩套準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH），CCITT已推薦了兩類數(shù)字速率系列和復(fù)接等級(jí)，兩類數(shù)字速率系列和數(shù)字復(fù)接等級(jí)分別如表6-1和圖6-18所示。表6-1 兩類數(shù)字速率系列群號(hào)一次群二次群三次群四次群數(shù)碼率（Mbit/s）1.544（T1）6.31232.06497.728話路數(shù)24244=96965=4804803=1

440數(shù)碼率（Mbit/s）2.048(E1)8.44834.368139.264話路數(shù)30304=1201204=4804804=1

920圖6-18數(shù)字復(fù)接等級(jí)示意圖隨著數(shù)字通信業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）逐漸成為實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信的重要阻礙。為此，CCITT于1988年通過(guò)了同步數(shù)字系列（SDH），采用同步轉(zhuǎn)移模式（STM），它的第一級(jí)速率為155.52kbit/s（STM-1），而其他高級(jí)速率是在第一級(jí)速率基礎(chǔ)上采用同步復(fù)接實(shí)現(xiàn)，解決了準(zhǔn)同步數(shù)字系列的非標(biāo)準(zhǔn)化及其他一些缺點(diǎn)。3．?dāng)?shù)字復(fù)接方法與分類數(shù)字復(fù)接的方法主要有按位復(fù)接、按字復(fù)接和按幀復(fù)接3種。按位復(fù)接又叫比特復(fù)接，即復(fù)接時(shí)每支路依次復(fù)接一個(gè)比特。圖6-19（a）所示是4個(gè)PCM30/32系統(tǒng)TS1時(shí)隙（CH1話路）的碼字情況。圖6-19（b）所示是按位復(fù)接后的二次群中各支路數(shù)碼排列情況。按位復(fù)接方法簡(jiǎn)單易行，設(shè)備也簡(jiǎn)單，存儲(chǔ)器容量小，目前被廣泛采用，其缺點(diǎn)是對(duì)信號(hào)交換不利。圖6-19（c）所示是按字復(fù)接，對(duì)PCM30/32系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一個(gè)碼字有8位碼，它是將8位碼先儲(chǔ)存起來(lái)，按規(guī)定時(shí)間4個(gè)支路輪流復(fù)接，這種方法有利于數(shù)字電話交換，但要求有較大的存儲(chǔ)容量。按幀復(fù)接是每次復(fù)接一個(gè)支路的一幀（一幀含有256個(gè)比特），這種方法的優(yōu)點(diǎn)是復(fù)接時(shí)不破壞原來(lái)的幀結(jié)構(gòu)，有利于交換，但要求更大的存儲(chǔ)容量。圖6-19按位復(fù)接與按字復(fù)接示意圖4．?dāng)?shù)字復(fù)接中的碼速調(diào)整幾個(gè)低次群數(shù)字信號(hào)復(fù)接成一個(gè)高次群數(shù)字信號(hào)時(shí)，如果各個(gè)低次群，例如PCM30/32系統(tǒng)的時(shí)鐘是各自產(chǎn)生的，即使它們的標(biāo)稱數(shù)碼率相同，都是2

048kbit/s，但它們的瞬時(shí)數(shù)碼率也可能是不同的。因?yàn)楦鱾€(gè)支路的晶體振蕩器的振蕩頻率不可能完全相同（CCITT規(guī)定PCM30/32系統(tǒng)的瞬時(shí)數(shù)碼率在2

048kbit/s100bit/s），幾個(gè)低次群復(fù)接后的數(shù)碼就會(huì)產(chǎn)生重疊或錯(cuò)位，如圖6-20（b）所示。這樣復(fù)接合成后的數(shù)字信號(hào)流，在接收端是無(wú)法分接恢復(fù)成原來(lái)的低次群信號(hào)的。

因此，數(shù)碼率不同的低次群信號(hào)是不能直接復(fù)接的。為此，在復(fù)接前要使各低次群的數(shù)碼率同步，同時(shí)使復(fù)接后的數(shù)碼率符合高次群幀結(jié)構(gòu)的要求。

所以，將幾個(gè)低次群復(fù)接成高次群時(shí)，必須采取適當(dāng)?shù)拇胧?，以調(diào)整各低次群系統(tǒng)的數(shù)碼率使其同步，這種同步是系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的同步，稱系統(tǒng)同步。圖6-20低次群復(fù)接示意圖系統(tǒng)同步的方法有兩種，即同步復(fù)接和異步復(fù)接。數(shù)字復(fù)接的碼速調(diào)整主要有3種類型：正碼速調(diào)整、正/負(fù)碼速調(diào)整和正/零/負(fù)碼速調(diào)整。圖6-21正碼速調(diào)整方框圖圖6-22脈沖插入方式碼速調(diào)整示意圖6.5同步數(shù)字體系（SDH）6.5.1同步數(shù)字體系（SDH）的基本概念6.5.2SDH的幀結(jié)構(gòu)與速率6.5.3映射方法與同步復(fù)用6.5.4SDH網(wǎng)元6.5.5SDH自愈環(huán)6.5.6SDH的應(yīng)用6.5.1同步數(shù)字體系（SDH）的基本概念光纖通信優(yōu)良的寬帶特性、傳輸性能和低廉的價(jià)格使其已成為電信網(wǎng)的主要傳輸手段。隨著電信網(wǎng)的發(fā)展和用戶要求的提高，光纖通信中的準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH）暴露出一些弱點(diǎn)：1．同步數(shù)字體系（SDH）的提出（1）傳統(tǒng)的PDH不能滿足現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸要求；

（2）PDH主要是為話音業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)，而現(xiàn)代通信的趨勢(shì)是寬帶化、智能化和個(gè)人化；

（3）PDH傳輸線路主要是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，缺乏網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞撵`活性；

（4）缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)光接口，無(wú)法實(shí)現(xiàn)橫向兼容；（5）網(wǎng)絡(luò)管理的通道明顯不足，建立集中式傳輸網(wǎng)管困難，網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度性差，很難實(shí)現(xiàn)良好的自愈功能；

（6）存在相互獨(dú)立的兩大類、三種地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)（日本、北美、歐洲），難以實(shí)現(xiàn)國(guó)際互通；

（7）進(jìn)行異步復(fù)用，需逐級(jí)碼速調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)用/解復(fù)用。同步數(shù)字體系（或體制）（SynchronousDigitalHierarchy，SDH），是一種數(shù)字傳輸技術(shù)。該技術(shù)由一套世界性的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)組成，其中包括傳輸終端設(shè)備的同步數(shù)字復(fù)用、節(jié)點(diǎn)的分插和交叉連接、以及同步傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信號(hào)速率等級(jí)。

SDH網(wǎng)絡(luò)是由一些基本網(wǎng)絡(luò)單元（或網(wǎng)元）（NE）組成的，它的基本網(wǎng)元有終端復(fù)用器（TM）、分插復(fù)用器（ADM）、同步數(shù)字交叉連接設(shè)備（SDXC）和再生中繼器（REG）等，它是在傳輸媒質(zhì)上進(jìn)行同步數(shù)字復(fù)用、傳輸、分插和交叉連接的傳輸網(wǎng)絡(luò)。圖6-23PDH和SDH的分插信號(hào)流的比較圖6-24NNI在網(wǎng)絡(luò)中的位置2．SDH的主要特點(diǎn)（1）有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接口接點(diǎn)（NNI），減少設(shè)備種類和數(shù)量，簡(jiǎn)化了操作。（2）有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)（STM），統(tǒng)一了現(xiàn)存的兩個(gè)數(shù)字體系，方便了國(guó)際互聯(lián)。（3）具有塊狀幀結(jié)構(gòu)，可以安排豐富的開(kāi)銷比特用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的維護(hù)和管理。（4）具有廣泛適應(yīng)性的復(fù)用結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了上下業(yè)務(wù)的過(guò)程，改善網(wǎng)絡(luò)透明性。（5）獨(dú)特的指針調(diào)整技術(shù)，改善網(wǎng)絡(luò)性能，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理。（6）SDH采用一套標(biāo)準(zhǔn)化的同步傳送等級(jí)，稱為同步傳送模塊（STM-N）（N=1，4，16，64）。其中，最基本的模塊為STM-1，傳輸速率為155.520Mbit/s。將4個(gè)STM-1同步復(fù)用構(gòu)成STM-4，傳輸速率為622.080Mbit/s，以此類推。（7）采用了同步復(fù)用方式和靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)。在SDH中，信息是以“同步傳輸模塊（STM）”的結(jié)構(gòu)形式傳輸?shù)?。整個(gè)幀結(jié)構(gòu)可分為段開(kāi)銷、STM-N凈負(fù)荷和管理單元指針3個(gè)基本區(qū)域，如圖6-25所示。SDH的最基本模塊是STM-1，其速率是155.520Mbit/s。6.5.2SDH的幀結(jié)構(gòu)與速率更高等級(jí)的STM-N是將基本模塊信號(hào)STM-1同步復(fù)用、字節(jié)間插的結(jié)果。其中N是正整數(shù)，可以取1，4，16，64。ITU-TG.707建議規(guī)范的SDH標(biāo)準(zhǔn)速率如表6-2所示。表1-1十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)值對(duì)照表等級(jí)STM-1STM-4STM-16STM-64速率（Mbit/s）155.520622.0802

488.3209

953.280圖6-25STM-N的幀結(jié)構(gòu)1．段開(kāi)銷（SectionOverhead，SOH）區(qū)域2．STM-N凈負(fù)荷（Payload）區(qū)域3．管理單元指針（AUPTR）區(qū)域圖6-26載荷包絡(luò)與SDH幀的一般關(guān)系示意圖同步復(fù)用和映射方法是SDH最有特色的內(nèi)容之一，它可以將PDH兩大系列的絕大多數(shù)速率信號(hào)都復(fù)用進(jìn)STM-N幀結(jié)構(gòu)中，進(jìn)而使數(shù)字復(fù)用轉(zhuǎn)變?yōu)殪`活的軟件配置。6.5.3映射方法與同步復(fù)用1．復(fù)用映射結(jié)構(gòu)所謂映射結(jié)構(gòu)，是指把支路信號(hào)適配裝入虛容器的過(guò)程，其實(shí)質(zhì)是使支路信號(hào)與傳送的載荷同步。ITU-T在G.707建議中給出了SDH的通用復(fù)用結(jié)構(gòu)，SDH的通用復(fù)用結(jié)構(gòu)是由一些基本復(fù)用映射單元組成的，有若干個(gè)中間復(fù)用步驟的復(fù)用結(jié)構(gòu)。它可以將目前PDH的絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)速率裝入SDH幀結(jié)構(gòu)的凈復(fù)負(fù)荷區(qū)，也可以容納ATM信元或其他新業(yè)務(wù)信號(hào)。為了將各種信號(hào)裝入SDH幀結(jié)構(gòu)凈負(fù)荷區(qū)，需要經(jīng)過(guò)映射、定位校準(zhǔn)和復(fù)用3個(gè)步驟。我國(guó)的SDH同步復(fù)用結(jié)構(gòu)如圖6-27所示，它是由一些基本復(fù)用單元組成的有若干中間復(fù)用步驟的復(fù)用結(jié)構(gòu)。各種業(yè)務(wù)信號(hào)復(fù)用進(jìn)STM-N幀的過(guò)程都要經(jīng)歷映射、定位調(diào)整和復(fù)用3個(gè)步驟。其中，采用指針調(diào)整定位技術(shù)取代125s緩存來(lái)校正支路頻差和實(shí)現(xiàn)相位對(duì)準(zhǔn)是復(fù)用技術(shù)的一項(xiàng)重大變革。圖6-27SDH的一般復(fù)用結(jié)構(gòu)圖2．復(fù)用單元說(shuō)明（1）容器（C）（2）虛容器（VC）（3）支路單元（TU）（4）支路單元組（TUG）（5）管理單元（AU）（6）管理單元組（AUG）6.5.4SDH網(wǎng)元SDH不僅適合于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，而且適合于多點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)傳輸。圖6-28所示給出了SDH傳輸網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。1．SDH傳輸網(wǎng)圖6-28SDH傳輸網(wǎng)的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2．SDH網(wǎng)元及各部分功能SDH傳送網(wǎng)由各種網(wǎng)元構(gòu)成，網(wǎng)元的基本類型有終端復(fù)用器（TM）、分插復(fù)用器（ADM）、同步數(shù)字交叉連接設(shè)備（SDXC）和再生中繼器（RFG）等。TM，ADM，SDXC和REG的主要功能框圖如圖6-29所示。圖6-29SDH網(wǎng)元功能示意圖（1）SDH終端SDH終端如圖6-30所示。

SDH終端的主要功能是完成復(fù)接/分接和提供業(yè)務(wù)適配。SDH終端的復(fù)接/分接功能主要由終端復(fù)用器（TM）設(shè)備完成。圖6-30終端復(fù)用器（2）分插復(fù)用器（ADM）分插復(fù)用器（ADM）如圖6-31所示。ADM是一種特殊的復(fù)用器，它利用分接功能將輸入信號(hào)所承載的信息分成兩部分：①一部分直接轉(zhuǎn)發(fā)；②一部分卸下給本地用戶，然后信息又通過(guò)復(fù)接功能將轉(zhuǎn)發(fā)部分和本地上送的部分合成輸出。圖6-31分插復(fù)用器（3）同步數(shù)字交叉連接設(shè)備（SDXC）同步數(shù)字交叉連接設(shè)備（SDXC）類似于交換機(jī)，如圖6-32所示。它一般有多個(gè)輸入和多個(gè)輸出，通過(guò)適當(dāng)配置可提供不同的端到端連接。圖6-32同步數(shù)字交叉連接設(shè)備（SDXC）通過(guò)SDXC設(shè)備的交叉連接作用，在SDH傳輸網(wǎng)內(nèi)可提供許多條傳輸通道，每條通道都有相似的結(jié)構(gòu)，其連接模型如圖6-33所示。每個(gè)通道（Path）由一個(gè)或多個(gè)復(fù)接段（Line）構(gòu)成，而每一復(fù)接段又由若干個(gè)再生段（Section）串接而成。圖6-33傳輸通道的結(jié)構(gòu)和傳輸通道連接模型自愈網(wǎng)是指通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，無(wú)須人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)就能在極短的時(shí)間內(nèi)從失效故障中自動(dòng)恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù)，使用戶感覺(jué)不到網(wǎng)絡(luò)已出了故障。自愈網(wǎng)技術(shù)可分為保護(hù)型和恢復(fù)型兩大類。當(dāng)前廣泛使用的三種自愈技術(shù)是線路保護(hù)倒換、ADM自愈環(huán)和DXC網(wǎng)狀自愈網(wǎng)。線路保護(hù)倒換是最簡(jiǎn)單的自愈網(wǎng)形式，基本原理是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，由工作通道倒換到保護(hù)通道，使業(yè)務(wù)得以繼續(xù)傳送。6.5.5SDH自愈環(huán)線路保護(hù)倒換有1+1和1∶n兩種方式，如圖6-34所示。圖6-34線路保護(hù)倒換方式圖6-35ADM自愈環(huán)圖6-36SDH自愈環(huán)中的單、雙向環(huán)示意圖圖6-36SDH自愈環(huán)中的單、雙向環(huán)示意圖（續(xù)）圖6-37DXC自愈環(huán)工作示意圖SDH可用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、鏈形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)，分別如圖6-38（a）、（b）（c）所示。

SDH環(huán)形網(wǎng)的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是具有“自愈”能力。當(dāng)某節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障或光纜中斷時(shí)，仍能維持一定的通信能力。6.5.6SDH的應(yīng)用圖6-38SDH的網(wǎng)絡(luò)類型6.6多址通信方式6.6.1頻分多址（FDMA）6.6.2時(shí)分多址（TDMA）6.6.3空分多址（SDMA）6.6.4碼分多址（CDMA）多址通信是衛(wèi)星通信的一大特點(diǎn)，本節(jié)以衛(wèi)星通信為例，討論多址通信方式的特點(diǎn)和基本原理。多個(gè)地球站不論相距多么遙遠(yuǎn)，只要位于一顆通信衛(wèi)星天線波束的覆蓋區(qū)內(nèi)，它們都可以同時(shí)利用這顆衛(wèi)星的信道進(jìn)行雙邊或多邊的通信聯(lián)系，這樣一種工作方式稱為多址連接。

多址通信方式要解決的基本問(wèn)題是如何識(shí)別和區(qū)分不同的地球站發(fā)出的信號(hào)。

解決這個(gè)問(wèn)題的基本方法是采用信號(hào)正交分割法。任何信號(hào)都有3個(gè)基本參數(shù)，即頻率、信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間和信號(hào)所處的空間。利用這3個(gè)基本參量中的任何一個(gè)都可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的正交分割，從而達(dá)到有效識(shí)別各信號(hào)地址的目的。

衛(wèi)星通信中應(yīng)用的多址通信方式有：頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）、空分多址（SDMA）和碼分多址（CDMA）以及它們的組合方式等。

此外，還有利用正交極化分割多址方式，即所謂頻率再用技術(shù)等。

在數(shù)據(jù)網(wǎng)中還普遍采用隨機(jī)多址（ALOHA）方式及其改進(jìn)型。

這里僅對(duì)頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）、空分多址（SDMA）和碼分多址（CDMA）的基本原理作簡(jiǎn)單的介紹。6.6.1頻分多址（FDMA）當(dāng)多個(gè)地球站共用衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)，如果根據(jù)配置的載波頻率的不同來(lái)區(qū)分地球站的地址，這種多址連接方式稱為頻分多址。圖6-39所示為頻分多址（FDMA）的示意圖，在此系統(tǒng)中，假定有三個(gè)地球站A、B和C，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬B=68MHz，上行頻率為5

930～5

998MHz，下行頻率為3

705～3

773MHz。1．FDMA的基本原理現(xiàn)在把5

930～5

998MHz分配給A站，作為A站的發(fā)射頻帶；5

954～5

974MHz分配給B站，作為B站的發(fā)射頻帶；5

978～5

998MHz分配給C站，作為C站的發(fā)射頻帶。這樣一來(lái)，各站接收時(shí)，可根據(jù)載波頻率的不同來(lái)識(shí)別發(fā)射站址。例如，當(dāng)A站收到3

729～3

773MHz內(nèi)的信號(hào)時(shí)，就知道是B站發(fā)來(lái)的信號(hào)，而收到3

753～3

773MHz內(nèi)的信號(hào)，就知道是C站發(fā)來(lái)的信號(hào)。理論上講，利用相應(yīng)的帶通濾波器即可分離出（識(shí)別）這些信號(hào)。當(dāng)然，從B站發(fā)出的信號(hào)，有給A站，也有給C站的。

A站和C站如何取出B站發(fā)給自己的信號(hào)，根據(jù)B站發(fā)射的載波方式不同，有以下三種處理方法。圖6-39頻分多址示意圖（1）單址載波圖6-40FDMA單址載波排列示意圖（2）多址載波

（3）單路單載波（SCPC）圖6-41利用基帶多路復(fù)用進(jìn)行信道定向2．FDMA的主要特點(diǎn)FDMA最主要的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、可靠，便于實(shí)現(xiàn)。這是由于它采用的是非常成熟的頻率分配分割技術(shù)的緣故。因此，從衛(wèi)星通信發(fā)展的初期到現(xiàn)在，F(xiàn)DMA仍然是一種主要的多址方式。采用FDMA方式必須妥善解決以下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。（1）進(jìn)行嚴(yán)格的功率控制。（2）設(shè)置適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)頻帶。（3）減少互調(diào)的影響。6.6.2時(shí)分多址（TDMA）TDMA方式的基本原理是用不同的時(shí)間間隙來(lái)區(qū)分地球站的地址。該系統(tǒng)中只允許各地區(qū)站在規(guī)定的時(shí)隙內(nèi)發(fā)射信號(hào)，這些射頻信號(hào)通過(guò)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)，在時(shí)間上是嚴(yán)格依次排列、互不重疊的，如圖6-42所示。圖中除了A、B、C三個(gè)地球站外，還有一個(gè)基準(zhǔn)站R。1．TDMA的基本概念基準(zhǔn)站的基本任務(wù)是為TDMA系統(tǒng)中各地球站提供一個(gè)共同的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。各地球站以該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間為基準(zhǔn)，保證各站發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)，在規(guī)定的時(shí)隙內(nèi)而又互不干擾?；鶞?zhǔn)站通常由某一個(gè)通信站作為備份基準(zhǔn)站。一旦基準(zhǔn)站發(fā)生故障，它自動(dòng)承擔(dān)基準(zhǔn)站的任務(wù)。圖6-42TDMA方式示意圖2．TDMA的幀和分幀結(jié)構(gòu)TDMA的幀和分幀結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6-43所示。了解幀和分幀結(jié)構(gòu)，有助于加深對(duì)TDMA工作過(guò)程的理解。圖6-43TDMA幀和分幀結(jié)構(gòu)3．TDMA的基本特點(diǎn)（1）任何時(shí)刻在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器中都只能有一個(gè)載波工作，因而從根本上消除了轉(zhuǎn)發(fā)器中的互調(diào)干擾。（2）可以比FDMA方式更充分地利用轉(zhuǎn)發(fā)器的輸出功率，不需要較多的輸出補(bǔ)償。（3）對(duì)地球站等效全向輻射功率變化的限制不像FDMA方式那樣嚴(yán)格。（4）易于實(shí)現(xiàn)信道的按需分配。（5）全網(wǎng)工作要靠網(wǎng)同步，技術(shù)和設(shè)備比較復(fù)雜。在SDMA方式中，衛(wèi)星天線有多個(gè)窄波束，每個(gè)窄波束覆蓋地球表面上一定的區(qū)域。利用衛(wèi)星天線波束在空間指向的差異來(lái)區(qū)分地球站的地址，如圖6-44所示。衛(wèi)星上裝有轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)設(shè)備，某區(qū)域中某一站的上行信號(hào)經(jīng)星上波束轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)接到另一區(qū)域中的一個(gè)地球站去。

顯然，一個(gè)通信區(qū)域內(nèi)如果有幾個(gè)地球站，則它們之間的站址識(shí)別還要借助于FDMA或TDMA方式。6.6.3空分多址（SDMA）圖6-44空分多址示意圖

SDMA方式有許多特點(diǎn)：因衛(wèi)星天線波束窄，所以衛(wèi)星的有效全向輻射功率也大；不同區(qū)域地球站所發(fā)信號(hào)在空間上互不重疊，即使在同一時(shí)間使用相同頻率也不會(huì)相互干擾。因而可實(shí)現(xiàn)頻率的多重復(fù)用，成倍地?cái)U(kuò)大了系統(tǒng)的通信容量；星上天線波束轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，使衛(wèi)星成為一臺(tái)空中交換機(jī)，各地球站之間可以像自動(dòng)電話系統(tǒng)那樣方便地進(jìn)行多址通信。此外，衛(wèi)星對(duì)其他地面系統(tǒng)的干擾也減少了，對(duì)地球站的技術(shù)要求也降低了。CDMA方式的基本特征是靠不同的地址碼來(lái)區(qū)分地球站的地址。

各個(gè)地球站都分配有不同的地址碼，各站所發(fā)射的載波既受基帶數(shù)字信號(hào)的調(diào)制，又受地址碼的調(diào)制。接收時(shí)，對(duì)于某一地址碼，只有確知其地址碼的接收機(jī)才能解調(diào)出相應(yīng)的基帶信號(hào)，而其他接收機(jī)因地址碼不同，只能輸出類似白噪聲的寬帶噪聲。6.6.4碼分多址（CDMA）通常信號(hào)碼元寬度是地址碼寬度的整數(shù)倍，所以這種多址方式又稱為擴(kuò)頻多址。

CDMA有多種工作方式，這里僅介紹一種常用的方式——直接序列調(diào)相擴(kuò)頻方式，即利用偽隨機(jī)列作為地址碼直接進(jìn)行調(diào)制。這種方式的地址碼是從偽隨機(jī)序列（PN序列）中嚴(yán)格挑選的，而調(diào)制方式采用PSK，這種方式的原理框圖如圖6-45所示。圖6-45直接序列調(diào)相擴(kuò)頻系統(tǒng)示意圖CDMA方式中，所有地球站可以共用一個(gè)射頻載波，可以占用轉(zhuǎn)發(fā)器的全部時(shí)隙，這是它與TDMA和FDMA