1、引子,點(diǎn)對點(diǎn)系統(tǒng)通信網(wǎng),6 信道復(fù)用和多址方式（2.4）,理解信道的概念 理解頻分復(fù)用和時分復(fù)用的意義及應(yīng)用場所 理解幾種多址通信方式,課程目標(biāo),6 信道復(fù)用和多址方式,多路復(fù)用是利用一條信道同時傳輸多路信號；即是解決信道共享問題的， 多路復(fù)用是解決占用相同或相近帶寬的多路信號的共享寬帶信道的問題。 一般一個通信系統(tǒng)的復(fù)用方式是固定的。 且多指基帶信號共享信道的方式。,一、 頻分復(fù)用FDM,信道復(fù)用就是利用一條信道同時傳輸多路信號的技術(shù)。 頻分復(fù)用FDM：把可用的帶寬劃分成若干頻段，傳輸?shù)母髀沸盘柗謩e占有各不同的頻段而互不干擾。,各路信號復(fù)用前經(jīng)過低通濾波形成帶限信號。 為了互不干擾，各頻段之

2、間要有防護(hù)帶。 因此n路信號，每路信號調(diào)制后帶寬為f，防護(hù)頻帶寬度為fg，頻分多路復(fù)用后的信號的總帶寬為 B=nf+(n-1)fg,一、 頻分復(fù)用FDM,FDM是目前模擬通信中采用的主要復(fù)用方式 缺點(diǎn)：設(shè)備復(fù)雜，即使設(shè)置了防護(hù)帶，但由于設(shè)備的非線性，仍會有互調(diào)干擾。復(fù)用的信號越多，所需設(shè)備（濾波器）越多。,B=nf+(n-1)fg,二 時分復(fù)用TDM,為了克服互調(diào)干擾，出現(xiàn)了時分復(fù)用 時分復(fù)用需要轉(zhuǎn)換開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)的頻率為fS=2fm，按順序依次對各路信號分別抽樣一次。 各路信號在抽樣前要經(jīng)過LPF低通濾波，形成帶限信號。 在一個抽樣周期TS=1/fS內(nèi)，由各路信號的抽樣值組成的一組脈沖叫做一

3、幀, TS即為幀周期；,PAM,fm,fm,fm,同步時分復(fù)用原理,4,3,2,1,B,A,d,c,b,a,C,D,二 時分復(fù)用TDM,4,3,2,1,B,A,d,c,b,a,C,D,4,3,2,B,A,d,c,b,a,C,D,4,3,2,1,B,A,d,c,b,a,C,D,1,1,A,a,1,A,a,.,4,3,2,1,B,A,d,c,b,a,C,D,PCM編碼的8位碼：11101100,3,2,1,a,幀1,A,B,b,幀2,C,c,幀3,PAM系統(tǒng),2fm,2Nfm,1,1,同步時分復(fù)用原理,二 時分復(fù)用TDM,二、 時分復(fù)用TDM,對N路信息進(jìn)行TDM，則T1 = Ts/N 一幀中兩個

4、抽樣脈沖之間的時間間隔稱為一個時隙，如T1 T1=+g 抽樣脈沖寬度，g防護(hù)時隙 時分復(fù)用:是將傳輸時間劃分為若干個互不重疊的時隙,互相獨(dú)立的多路信號順序地占用各自的時隙,合路成為一個復(fù)用信號,在同一信道中傳輸. 為了提高信道利用率，數(shù)字信號在傳輸過程中一般采用(TDM)方式。,PAM,fm,fm,fm,二、 時分復(fù)用TDM,若每路基帶信號的頻率范圍為0fm，那么N路TDM時分復(fù)用后形成的PAM信號抽樣頻率為多少？ 2fmN=2Nfm， 進(jìn)行8bit編碼后的PCM信號速率為16Nfm 若所傳的為fm=4kHz的音頻信息，其最終的碼速率為？ 2.048Mbps,PAM,fm,fm,fm,三、 時

5、分復(fù)用TDM的應(yīng)用,PCM30/32一次群（基群=30路話音+1路同步+1路信令）,每路信號fH=4kHz的音頻信息，采樣頻率為8kHz，即幀頻為8kHz ，32路復(fù)用且8bit編碼后的PCM速率為2.048Mbps,一幀（125us ；256bit),15話路,15話路,信令,一幀的傳輸速率：8*32*bit*8000Hz=2.048Mbit/s 每話路信號的傳輸速率：8bit*8000Hz=64kbit/s,A律PCM基群中,一幀有32個路時隙,PCM30/32路幀結(jié)構(gòu),三、 時分復(fù)用TDM的應(yīng)用,四、 碼分復(fù)用CDM,在信號傳輸前進(jìn)行特殊的編碼，且每一個用戶的編碼序列是相互正交的，多個用

6、戶信號可同時在同一個載波上傳輸，在接收端進(jìn)行正交解碼恢復(fù)信號。（可以同頻，同時刻，不同是碼型） 正交性: 有長度為N的兩個碼組x與y x=(x1,x2,，xN) y=(y1,y2,，yN) xi，yi（+1，-1），i=1,2,，N 互相關(guān)系數(shù)（對應(yīng)位相乘相加除以碼組長度）,=0，則認(rèn)為兩碼組正交。,四、碼分復(fù)用CDM,正交碼組舉例：有碼組 s1=(1,1,1,1), s2=(-1,1,-1,1), s3=(1,1,-1,-1), s4=(-1,1, 1,-1),s2 ，s3， s4 同s1,若碼組（s1, s2 sN ）滿足,則稱碼組（s1, s2 sN ）是正交碼組。 即正交碼組中的任意兩

7、個不同的碼組相互正交。,四、 碼分復(fù)用CDM,碼分復(fù)用的應(yīng)用，接收方與發(fā)送方框圖,碼分復(fù)用應(yīng)用在第三代移動通信、無線接入等,例如正交分組碼，沃爾什碼Walsh，長度為64的正交碼組,這就像鍋里既煮紅棗又煮綠豆，不互相影響，用笊籬就區(qū)分開了,四、 碼分復(fù)用CDM,d1d2d3d4為四路不同的用戶信息，s1s2s3s4為長度為4的正交碼組,使用同一載頻，同時發(fā)送,d1,d2,d3,d4,四、 碼分復(fù)用CDM,四路碼分復(fù)用系統(tǒng),要傳送的信息,正交碼,解調(diào)輸出,基帶信號的寬度= 碼組寬度。,五、 多址通信方式的應(yīng)用,多址：怎樣為最終的多個終端（地球站、移動臺）實現(xiàn)相互區(qū)分，一般來講是動態(tài)的。 FDMA

8、頻分多址： 依據(jù)載波的不同來劃分信道，不同的用戶按頻帶區(qū)分，各頻帶之間留有防護(hù)帶 數(shù)字衛(wèi)星通信中各地球站使用不同的載頻來區(qū)分，即頻分多址， 雙工通信，用不同載頻來區(qū)分上下信道，即FDD頻分雙工,在衛(wèi)星通信中，可能會出現(xiàn)如下表述：PSK/TDM/FDMA/FDD什么意思？,相移鍵控/時分復(fù)用/頻分多址/頻分雙工,多路復(fù)用后如何區(qū)分各路信號（終端）或站址就是多址方式的問題了。,五、多址通信方式的應(yīng)用,TDMA時分多址： 多個終端的通信由不同的時隙來區(qū)別 移動通信系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛 例如GSM900MHz工作頻段： 905915MHz 移動臺發(fā)射、基站接收 上行鏈路 950960MHz移動臺接收、基站發(fā)

9、射 下行鏈路 FDD頻分雙工，間隔45MHz， 工作帶寬10MHz， FDM，相鄰頻道間隔200KHz， 不同用戶使用不同時隙的TDMA接入，8時隙/載頻。,五、 多址通信方式的應(yīng)用,TDMA時分多址： DCS1800MHz工作頻段： 17101785MHz移動臺發(fā)射、基站接收 上行鏈路 18051880MHz移動臺接收、基站發(fā)射 下行鏈路 FDD的雙工間隔95MHz， 頻帶帶寬75MHz，F(xiàn)DM的頻道間隔200KHz。 TDMA接入，8時隙/載頻。,五、多址通信方式的應(yīng)用,TDMA只用于數(shù)字通信系統(tǒng)中，除了它本身的同步問題，另外數(shù)字通信中還會有一些用于網(wǎng)絡(luò)管理的控制與信令信息需要傳遞，還需要

10、解決數(shù)字脈沖的時延而造成的碼間干擾。 因此要求TDMA要采取如下措施來解決以上問題 需要系統(tǒng)同步信息； 留有一定的時隙或比特用于控制和信令的傳輸； 克服碼間串?dāng)_，需要自適應(yīng)均衡器，這就要求在所傳送的時隙中插入一定長度的訓(xùn)練序列； 克服碼間串?dāng)_還需要留有保護(hù)時隙。,五、 多址通信方式的應(yīng)用,TDMA時分多址特點(diǎn)： 每載頻可傳送多路信息； 設(shè)備共享程度高，成本低； 突發(fā)脈沖序列傳輸； 高速傳輸時需要自適應(yīng)均衡技術(shù) 由于是數(shù)字傳輸，易采用新技術(shù) 由于同步和管理等需要更大的開銷 移動臺較復(fù)雜,五、 多址通信方式的應(yīng)用,CDMA碼分多址是實現(xiàn)擴(kuò)容的良好解 決方案，因為它可以同頻同時隙， 只是利用不同的碼型來區(qū)分信道（終端）,碼分多址廣泛應(yīng)用于移動通信、衛(wèi)星通信、無線接入等網(wǎng)絡(luò)中，它是3G中的主要多址方式,PN：具有正交特性的偽隨機(jī)序列，用來區(qū)分不同的基站或用戶的,擴(kuò)頻通信的頻譜變換圖,五、 多址通信方式的應(yīng)用,五、 多址通信方式的應(yīng)用,第二代移動通信中的CDMA碼分多址 工作頻段 82