数据通信第6章多路复用技术(学生).ppt

第6章 多路复用技术 任课教师 何思远 学习内容 频分多路复用、时分多路复用的原理和特点 频分多路复用和时分多路复用的比较 同步时分多路复用和统计时分多路复用的比较 码分多路复用、波分多路复用、数字复接与分接 学习目标 掌握频分多路复用、同步时分多路复用、统计时分多路复用的原理 了解码分多路复用、波分多路复用、数字复接与分接 6.1 概述 多路复用技术的定义 多路复用技术是指多路信号共享同一条通路的资源传输信号，并用某一个参量加以区别，信号到达接收端后再进行分离的方法。 多路复用技术的可行性 传输系统的信道容量远远超过传输单一信号所需要的容量。 多路复用技术广泛使用的原因 (1) 数据传输速率越高，传输系统的性价比越高。 (2) 大多数通信设备的数据传输速率较低。 多路复用技术的分类 频分多路复用技术 时分多路复用技术 码分多路复用技术 波分多路复用技术 时分多路复用技术的分类 同步时分多路复用 统计时分多路复用（异步时分多路复用或智能时分多路复用） 6.2 频分多路复用6.2.1 频分多路复用原理 定义 频分多路复用是指将传输通路在频率域上划分成若干个子信道，每条子信道传输一路信号的复用方式。 关键技术 频分多路复用的关键是通过调制将各路信号的频谱搬移到传输通路的不同的子信道上，位置由载波频率决定，接收端再经过解调将其恢复。 为减小信号频谱搬移过程中对信号的损伤，一般采用线性调制技术。 原理框图 实例分析 一般情况 假设通路带宽是 B ，n 路信号带宽分别为 fi ，防止各频分复用信道之间相互干扰加设保护间隔为 Bg ，则有 优点 系统效率较高，充分利用了传输介质的带宽 技术比较成熟 电路实现比较容易 缺点 系统对信道的非线性失真要求较高 系统设备庞大，不易小型化 FDM技术本身不提供差错控制功能，不便于性能检测 6.2.2 正交频分多路复用(OFDM) 原理 将高速率的信息数据流经串/并变换，分割为若干路低速率的并行数据流，然后每路低速率的数据流采用一个独立的载波进行调制，并将各路数据流叠加在一起进行发送。 思考 Matlab如何实现数据流的串/并变换？ 应用 高速数字环路(HDSL) 非对称数字环路(ADSL) 高清晰度电视(HDTV) 第三代、第四代移动通信系统 特点 (1) 抗脉冲干扰能力较强 (2) 抗多径衰落能力较强 (3) 频谱利用率较高 6.2.3 频分多路复用应用 1. 电话系统 通话用户发出的声音频率结构不完全相同，但频率范围主要集中在300Hz～3400Hz之间。 滤波器将每个话音信号的带宽限制在3100Hz左右，当多个通道被复用在一起时，每个通道分配4kHz的带宽，以使彼此频带间隔足够远，防止出现串音。 分级复用过程 2. 有线电视 有线电视系统的传输介质使用宽带同轴电缆，其特性阻抗75欧姆，传输带宽大约500MHz。 一个电视频道大约只需要6MHz的传输带宽。因此，在理论上讲，一条同轴电缆可以同时承载83个电视频道。 由于需要保护频带，实际应用中要小于83这个理论值。 6.3 时分多路复用6.3.1 时分多路复用原理 定义 时分多路复用是将信道占用时间分成若干个小的时间片，称之为时隙，每个时隙是一条时分复用信道，用于传输一个用户的信号。 基本原理 时分复用的理论基础是奈奎斯特抽样定理 基于PAM的TDM N 路 PAM 信号进行时分多路复用 名词介绍 帧 TDM在传送信号时，将通信时间分成一定长度的帧，每一个帧又分成若干个时间片，每个时间片被分配来传输一条特定输入线路的数据。 比特填充 复用器通过在设备的源数据流中，插入附加比特来强制的将各个设备之间的速率关系调整为整数倍的关系。 交错 同步时分复用器可以看成高速旋转的开关，开关以固定的速率和固定的顺序在设备间移动，这个过程称为交错。 帧比特定位 复用器发送的数据信息中，包含有告诉解复用器如何对每个时间片进行传输的定向比特。 TDM的数据复用格式 (1) 比特交错法的复用格式