時(shí)分復(fù)用和頻分復(fù)用

時(shí)分復(fù)用頻分復(fù)用簡(jiǎn)介數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,傳輸媒體的帶寬或容量往往超過(guò)傳輸單一信號(hào)的需求,為了有效地利用通信線路,希望一個(gè)信道同時(shí)傳輸多路信號(hào),這就是所謂的多路復(fù)用技術(shù)(MultiplexiI1g)。采用多路復(fù)用技術(shù)能把多個(gè)信號(hào)組合起來(lái)在一條物理信道上進(jìn)行傳輸,在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)可大大節(jié)省電纜的安裝和維護(hù)費(fèi)用。頻分多路復(fù)用FDM(FrequencyDivisionMultiplexing)和時(shí)分多路復(fù)用TDM(TimeDi-visionMultiplexiIIg)是兩種最常用的多路復(fù)用技術(shù)。舉個(gè)例最簡(jiǎn)單的例子：從A地到B地坐公交2塊。打車要20塊為什么坐公交便宜呢這里所講的就是“多路復(fù)用”的原理。頻分復(fù)用(FDM)頻分復(fù)用按頻譜劃分信道，多路基帶信號(hào)被調(diào)制在不同的頻譜上。因此它們?cè)陬l譜上不會(huì)重疊，即在頻率上正交，但在時(shí)間上是重疊的，可以同時(shí)在一個(gè)信道內(nèi)傳輸。在頻分復(fù)用系統(tǒng)中，發(fā)送端的各路信號(hào)m1(t)，m2(t)，…,mn(t)經(jīng)各自的低通濾波器分別對(duì)各路載波f1(t)，f2(t)，…，fn(t)進(jìn)行調(diào)制,再由各路帶通濾波器濾出相應(yīng)的邊帶（載波電話通常采用單邊帶調(diào)制），相加后便形成頻分多路信號(hào)。在接收端，各路的帶通濾波器將各路信號(hào)分開(kāi)，并分別與各路的載波f1(t)，f2(t)，…，fn(t)相乘，實(shí)現(xiàn)相干解調(diào),便可恢復(fù)各路信號(hào),實(shí)現(xiàn)頻分多路通信。為了構(gòu)造大容量的頻分復(fù)用設(shè)備，現(xiàn)代大容量載波系列的頻譜是按模塊結(jié)構(gòu)由各種基礎(chǔ)群組合而成。根據(jù)國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)(CCITT)建議,基礎(chǔ)群分為前群、基群、超群和主群。①前群，又稱3路群。它由3個(gè)話路經(jīng)變頻后組成。各話路變頻的載頻分別為12，16，20千赫。取上邊帶，得到頻譜為12～24千赫的前群信號(hào)。②基群,又稱12路群。它由4個(gè)前群經(jīng)變頻后組成。各前群變頻的載頻分別為84，96，108，120千赫。取下邊帶，得到頻譜為60～108千赫的基群信號(hào)?；阂部捎?2個(gè)話路經(jīng)一次變頻后組成。③超群,又稱60路群。它由5個(gè)基群經(jīng)變頻后組成。各基群變頻的載頻分別為420，468，516，564，612千赫。取下邊帶,得到頻譜為312～552千赫的超群信號(hào)。④主群，又稱300路群。它由5個(gè)超群經(jīng)變頻后組成。各超群變頻的載頻分別為1364,1612,1860，2108，2356千赫。取下邊帶,得到頻譜為812～2044千赫的主群信號(hào)。3個(gè)主群可組成900路的超主群。4個(gè)超主群可組成3600路的巨群。頻分復(fù)用的優(yōu)點(diǎn)是信道復(fù)用率高，允許復(fù)用路數(shù)多，分路也很方便。因此，頻分復(fù)用已成為現(xiàn)代模擬通信中最主要的一種復(fù)用方式，在模擬式遙測(cè)、有線通信、微波接力通信和衛(wèi)星通信中得到廣泛應(yīng)用。時(shí)分多路復(fù)用若媒體能達(dá)到的位傳輸速率超過(guò)傳輸數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸速率,則可采用時(shí)分多路復(fù)用TDM技術(shù),也即將一條物理信道按時(shí)間分成若干個(gè)時(shí)間片輪流地分配給多個(gè)信號(hào)使用。每一時(shí)間片由復(fù)用的一個(gè)信號(hào)占用,而不像FDM那樣,同一時(shí)間同時(shí)發(fā)送多路信號(hào)。這樣,利用每個(gè)信號(hào)在時(shí)間上的交叉,就可以在一條物理信道上傳輸多個(gè)數(shù)字信號(hào)。這種交叉可以是位一級(jí)的,也可以是由字節(jié)組成的塊或更大的信息組進(jìn)行交叉。如圖2.12(b)中的多路復(fù)用器有8個(gè)輸入,每個(gè)輸入的數(shù)據(jù)速率假設(shè)為9.616ps,那么一條容量達(dá)76.8kbps的線路就可容納8個(gè)信號(hào)源。該圖描述的時(shí)分多路復(fù)用四M方案,也稱同步(Synchronous)時(shí)分多路復(fù)用TDM,它的時(shí)間片是預(yù)先分配好的,而且是固定不變的,因此各種信號(hào)源的傳輸定時(shí)是同步的。與此相反,異步時(shí)分多路復(fù)用1DM允許動(dòng)態(tài)地分配傳輸媒體的時(shí)間片。時(shí)分多路復(fù)用TDM不僅僅局限于傳輸數(shù)字信號(hào),也可以同時(shí)交叉?zhèn)鬏斈M信號(hào)。另外,對(duì)于模擬信號(hào),有時(shí)可以把時(shí)分多路復(fù)用和頻分多路復(fù)用技術(shù)結(jié)合起來(lái)使用。一個(gè)傳輸系統(tǒng),可以頻分成許多條子通道,每條子通道再利用時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)來(lái)細(xì)分。在寬帶局域網(wǎng)絡(luò)中可以使用這種混合技術(shù)。波分多路復(fù)用（WDM）光的波分多路復(fù)用是指在一根光纖中傳輸多種不同波長(zhǎng)的光信號(hào)，由于波長(zhǎng)不同，所以各路光信號(hào)互不干擾，最后再用波長(zhǎng)解復(fù)用器將各路波長(zhǎng)分解出來(lái)。所選器件應(yīng)具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、抗電磁干擾、功耗小、體積小、重量輕、器件可替換性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。光源輸出的光信號(hào)帶寬為40nm，在此寬帶基礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)多個(gè)通道傳感器的大規(guī)模復(fù)用。碼分多址（CDMA）碼分多址通信原理：碼分多址（ＣＤＭＡ，Code－DivisionMultipleAccess）通信系統(tǒng)中，不同用戶傳輸信息所用的信號(hào)不是靠頻率不同或時(shí)隙不同來(lái)區(qū)分，而是用各自不同的編碼序列來(lái)區(qū)分，或者說(shuō)，靠信號(hào)的不同波形來(lái)區(qū)分。如果從頻域或時(shí)域來(lái)觀察，多個(gè)ＣＤＭＡ信號(hào)是互相重疊的。接收機(jī)用相關(guān)器可以在多個(gè)ＣＤＭＡ信號(hào)中選出其中使用預(yù)定碼型的信號(hào)。其它使用不同碼型的信號(hào)因?yàn)楹徒邮諜C(jī)本地產(chǎn)生的碼型不同而不能被解調(diào)。它們的存在類似于在信道中引入了噪聲和干擾，通常稱之為多址干擾。3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有三種，分別是TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000。其中TD-SCDMA屬于時(shí)分雙工（TDD）模式，是由中國(guó)提出的3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；而WCDMA和CDMA2000屬于頻分雙工（FDD）模式，WCDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)由歐洲和日本提出，CDMA2000技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)由美國(guó)提出5.空分多