第13章多路通信与系统同步祥解.ppt

第13章 多路通信与系统同步 多路通信 多路通信是一种将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复合信号的通信方法。 目前使用的复用方法有频分复用（FDM），时分复用（TDM），码分复用（CDM），正交频分复用（OFDM）等。 一.频分复用（FDM）原理 在通信系统中，一般信道能提供的带宽比传送一路信号所需带宽要宽得多，为充分利用此宽带特性，采用FDM技术。 FDM特点： 1）每路信号的调制载波不同； 2）每路已调信号的频谱不重迭，且为防止邻路 信号间串扰，还应留有一定的防护频带Bg， 收端用滤波器分路。 频分复用（FDM） 目的：充分利用信道的频带资源，提高信道利用 n路信号复用后所要求的信道带宽： 信号带宽Bi 保护带宽Bg 目前应用的模拟FM移动通信系统，话音最高频率fm=3kHz,最大调制频偏?f=5kHz,单路信号带宽为16kHz,按照FDM原理,保护频带Bg=9 kHz，则一个信道的宽度为25kHz,（即载波频率点间隔 25 kHz ）。 FDM的优点：信道复用率高，路数多，分路方便。 FDM的缺点：设备复杂，分路的滤波器要求高，若信道非线性则产生串扰（此时一般不采用FDM）。 在实际的 FDM 系统中，一般对欲复用的消息信号使用相应的载波来调制（这些载波称为副载波），然后相加合并组成一个FDM的复合信号，最后用主载波调制发送出去,此为复合调制。 根据抽样定理，用传送样值的方法传送模拟信号时，只是周期性地占用信道一部分时间。 可将相邻样值间的空闲时间有规律地安排传送其它样值，以实现许多路信号互不干扰地在同一信道中传送，此即为时分复用。亦称按样值时分复用。 时分多路复用原理 “我爱北京天安门”波形 语音波形 语音波形 * 多路通信 系统同步 B1 Bg B2 Bg B3 … 射频 滤波 FDM 调制 射频 调制 带通 滤波 副载波 主载波 二.时分复用（TDM）原理 0 Ts/2 Ts 2Ts 3Ts 4Ts 5Ts 6Ts mi(t) 低通1 低通2 低通N 信道 低通1 低通2 低通N 同步旋转开关 m1?(t) m2? (t) m2(t) m1(t) mN? (t) mN(t) m1(t) m2(t) 1帧 T/N T+T/N 2T+T/N 3T+T/N 时隙1 旋转开关采集到的信号 信号m1(t)的采样 信号m2(t)的采样 一、同步的概念 所谓同步是指收发双方在时间上步调一致，故又称定时。 同步是数字通信系统以及某些采用相干解调的模拟通信系统中一个重要的实际问题。由于收、发双方不在一地，要使它们能步调一致地协调工作，必须要有同步系统来保证。 二、同步的分类 1、在数字通信中，按照同步的功用分类，可分为：载波同步、码元同步、群同步和网同步  系统同步 （1） 载波同步：又称载波恢复 目的：在接收设备中产生一个和接收信号的载波同频、同相的本地振荡，用于相干解调。 方法： 接收信号中有载频分量时：需要调整其相位。 接收信号中无载频分量时：需从信号中提取载波。 在模拟调制以及数字调制学习过程中，我们了解到要想实现相干解调，必须有相干载波。因此，载波同步是实现相干解调的先决条件。 （ 2 ）、 码元同步 又称时钟同步或时钟恢复。 对于二进制信号，又称位同步。 目的：得知每个接收码元准确的起止时刻，以便决定积分和判决时刻。 方法：从接收信号中获取同步信息，由其产生一时钟脉冲序列，使后者和接收码元起止时刻保持正确关系。 （ 3）、 群同步 群同步包含字同步、句同步、分路同步，它有时也称帧同步（或字符同步）。 目的：将接收码元正确分组。 方法：通常需要在发送信号中周期性地插入一个 同步码元，标示出分组位置。 在数字通信中，信息流是用若干码元组成一个“字”， 又用若干个“字”组成“句”。在接收这些数字信息时，必须知道这些“字”、“句”的起止时刻，否则接收端无法正确恢复信息。 在接收端产生与“字”、“句”及“帧”起止时刻相一致的定时脉冲序列的过程统称为群同步。  “中国”语音波形 语音波形 “国”字语音波形 “国”部分语音波形 （4）、 网同步 在获得了载波同步、码元同步、群同步之后，两点间的数字通信就可以有序、准确、可靠地进行了。然而， 随着数字通信的发展，尤其是计算机通信的发展，多个用户之间的通