多路復(fù)用和數(shù)字復(fù)接技術(shù).ppt

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1、多路復(fù)用和數(shù)字復(fù)接技術(shù)1概述2頻分復(fù)用(FDM)3時(shí)分復(fù)用(TDM)4碼分復(fù)用(CDMA)5波分復(fù)用(WDM)1概述利用一條信道實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)同時(shí)傳輸?shù)募夹g(shù)叫做多路復(fù)用技術(shù)。一般復(fù)用是直接將多路信號(hào)編碼復(fù)用，而復(fù)接是將兩個(gè)或兩個(gè)以上低速數(shù)字流(速率可以不等)合并成單一的較高速率的數(shù)字流，是多個(gè)復(fù)用信號(hào)再一次時(shí)分復(fù)用。多路復(fù)用技術(shù)是為了提高傳輸效率，提高有效性。多路復(fù)用的理論基礎(chǔ)是信號(hào)分割原理。信號(hào)分割的依據(jù)在于信號(hào)之間的差別，這些差別可以是頻率、時(shí)間、空間、碼型等參量。2頻分復(fù)用(FDM)2.1頻分復(fù)用原理2.2模擬話音多路復(fù)用系統(tǒng)

2、2.1頻分復(fù)用原理頻分復(fù)用(FDM，F(xiàn)requencyDivisionMultiplexing)的分割參量是頻率，只要各路信號(hào)在頻率上互相不重疊，就可實(shí)現(xiàn)頻分復(fù)用。頻分復(fù)用是一種按頻率來(lái)劃分信道的復(fù)用方式，它把整個(gè)物理媒介的傳輸頻帶，按一定的頻率間隔劃分為若干較窄的頻帶，每個(gè)窄帶構(gòu)成一個(gè)子信道。三路帶限調(diào)制信號(hào)的多路頻分復(fù)用原理圖如圖8.1所示。圖1頻分復(fù)用系統(tǒng)fc1調(diào)制0~fx1~fx10~fx2x3(t)x2(t)x1(t)x(t)xc(t)xc(t)x(t)+xc3(t)xc2(t)xc1(t)0~fx30~fx20~fx1x

3、3(t)x2(t)x1(t)LPFBPFBPFBPFLPF0~fx10~fx1LPF0~fx2LPF0~fx3SSB調(diào)制SSB調(diào)制載波解調(diào)載波調(diào)制LPFSSB調(diào)制fc3fc2fc3fc2fc1LPFx(t)fc12.2模擬話音多路復(fù)用系統(tǒng)圖2是一個(gè)32路FDM-SSB的信道頻譜分布圖，圖中各路話音信號(hào)之間一般要有一定的保護(hù)帶。大部分情況下，基帶信號(hào)頻帶寬度(3.1kHz)加上保護(hù)帶，常取B=BP+Bi=4kHz，Bi為一路信號(hào)的帶寬，BP為各路保護(hù)帶寬，圖中畫(huà)出了n=32路話音信號(hào)搬移到600kHz的FDM頻譜。圖2FDM信道頻譜分

4、布3時(shí)分復(fù)用(TDM)3.1時(shí)分復(fù)用原理3.2PCM基群幀結(jié)構(gòu)3.3數(shù)字復(fù)接概念3.4準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接(PDH)3.5同步數(shù)字復(fù)接(SDH)3.1時(shí)分復(fù)用原理1.時(shí)分復(fù)用的基本工作原理圖3理解抽樣定理1)抽樣速率、抽樣脈沖寬度和復(fù)用路數(shù)的關(guān)系2)PAM時(shí)分復(fù)用的信號(hào)帶寬、系統(tǒng)帶寬與路數(shù)的關(guān)系3)時(shí)分復(fù)用信號(hào)仍然是基帶信號(hào)2.時(shí)分復(fù)用的PCM系統(tǒng)3.時(shí)分復(fù)用(TDM)和頻分復(fù)用(FDM)的比較1)從復(fù)用的原理來(lái)看2)從設(shè)備復(fù)雜性來(lái)看3)從抗各路信號(hào)間干擾來(lái)看4)從需要的傳輸帶寬來(lái)看圖3理解抽樣定理x(t)xs(t)0Tst2Ts(b)抽

5、樣示意波形xs(t)信道理想低通x(t)s(t)(a)抽樣傳輸xs(t)3.2PCM基群幀結(jié)構(gòu)1.A律PCM30/32路基群幀結(jié)構(gòu)在A律PCM基群中，一幀共有32個(gè)時(shí)間間隔，稱為時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)1個(gè)抽樣值，1個(gè)樣值編8位碼。如圖7所示。2.μ律PCM24路基群幀結(jié)構(gòu)采用μ律的24路基群則用另一種幀結(jié)構(gòu)。圖7PCM30/32路基群幀結(jié)構(gòu)3.3數(shù)字復(fù)接概念1.數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)的基本概念圖8數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)組成2.數(shù)字復(fù)接的方法按各支路信號(hào)的交織長(zhǎng)度劃分，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)接三種。如果按各支路信號(hào)時(shí)鐘間的關(guān)系角度分，

6、數(shù)字復(fù)接方法有同步(時(shí)鐘)復(fù)接、異步(時(shí)鐘)復(fù)接和準(zhǔn)同步(時(shí)鐘)復(fù)接三種。圖8數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)組成3.4準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接(PDH)原CCITT推薦了兩類準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接系列，北美和日本等國(guó)采用PCM24路系統(tǒng)，即以1.544Mbit/s(也稱為T(mén)1速率)作為一次群(基群)的數(shù)字系列；歐洲和原蘇聯(lián)、中國(guó)等國(guó)家則采用PCM30/32路系統(tǒng)，即以2.048Mbit/s(也稱為El速率)作為一次群(基群)的數(shù)字復(fù)接系列。兩類數(shù)字復(fù)接系列如表1所列。從表中所列看出24路系列中高次群和低次群之間沒(méi)有固定的整數(shù)比，且北美和日本的高次群速率又有所不同，而3

7、0/32路系列中高次群和低次群之間都是四倍關(guān)系。表1準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接系列(PDH)4碼分復(fù)用(CDMA)在碼分復(fù)用中，發(fā)送端將發(fā)送的信號(hào)用互不相干、互相正交(準(zhǔn)正交)的地址碼去調(diào)制，接收端則利用碼型的正交性，通過(guò)相應(yīng)地址碼從混合的信號(hào)中選出相應(yīng)的信號(hào)。由于收、發(fā)的地址碼可以選多種，這樣就可以實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的復(fù)用。這種復(fù)用就叫碼分復(fù)用。5波分復(fù)用(WDM)波分復(fù)用是光纖通信中特有的一種復(fù)用方式。它通過(guò)在一根光纖中同時(shí)傳輸幾種不同波長(zhǎng)的光波信號(hào)以達(dá)到復(fù)用的目的。從本質(zhì)上講，WDM與FDM是一致的，這是因?yàn)镕DM是把各路信號(hào)調(diào)制到不同載波頻率

8、的電波上，使各路信號(hào)有不同的載波頻率，而WDM是把各路信號(hào)調(diào)制到不同波長(zhǎng)的光源的光波上，使各路信號(hào)有不同的光波波長(zhǎng)，但波長(zhǎng)和頻率有直接關(guān)系，即波長(zhǎng)=C/頻率，C=3×108米/秒。所不同的是復(fù)用電路不同，在FDM中用混頻器實(shí)現(xiàn)頻譜搬移