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多路复用

[拼音]:duolu fuyong

[外文]:multiplex

用一个信道来实现多路信息的传输,又称多路传输。多路复用的基本原理是利用信号的正交性。实现信道多路复用的主要方法是对频域或时域正交信号进行调制,或采用正交编码技术。按实现方法的不同,多路复用可分为频分复用、时分复用和码分复用。多路复用是提高通信线路传输能力的最有效的手段之一。多路复用技术不仅用于有线通信系统、微波接力通信系统、卫星通信系统和光纤通信系统,而且在遥感、遥测、遥控和计算机网络中也得到广泛的应用。

频分复用 (FDM)

频分复用按频谱划分信道,多路基带信号被调制在不同的频谱上。因此它们在频谱上不会重叠,即在频率上正交,但在时间上是重叠的,可以同时在一个信道内传输。在频分复用系统中,发送端的各路信号m1(t),m2(t),…,mn(t)经各自的低通滤波器分别对各路载波f1(t),f2(t),…,fn(t)进行调制,再由各路带通滤波器滤出相应的边带(载波电话通常采用单边带调制),相加后便形成频分多路信号。在接收端,各路的带通滤波器将各路信号分开,并分别与各路的载波f1(t),f2(t),…,fn(t)相乘,实现相干解调,便可恢复各路信号,实现频分多路通信(图1)。为了构造大容量的频分复用设备,现代大容量载波系列的频谱是按模块结构由各种基础群组合而成。根据国际电报电话咨询委员会(CCITT)建议,基础群分为前群、基群、超群和主群。

(1)前群,又称3路群。它由3个话路经变频后组成。各话路变频的载频分别为12,16,20千赫。取上边带,得到频谱为12~24千赫的前群信号。

(2)基群,又称12路群。它由4个前群经变频后组成。各前群变频的载频分别为84,96,108,120千赫。取下边带,得到频谱为 60~108千赫的基群信号。基群也可由12个话路经一次变频后组成。

(3)超群,又称60路群。它由5个基群经变频后组成。各基群变频的载频分别为420,468,516,564,612千赫。取下边带,得到频谱为312~552千赫的超群信号。

(4)主群,又称300路群。它由5个超群经变频后组成。各超群变频的载频分别为1364,1612,1860,2108,2356千赫。取下边带,得到频谱为812~2044千赫的主群信号。3个主群可组成 900路的超主群。4个超主群可组成3600路的巨群。频分复用的优点是信道复用率高,允许复用路数多,分路也很方便。因此,频分复用已成为现代模拟通信中最主要的一种复用方式,在模拟式遥测、有线通信、微波接力通信和卫星通信中得到广泛应用。

时分复用 (TDM)

时分复用先根据采样定理将各路信号采样,再将各路信号的采样值按一定规律在时间上交错排列。因此多路信号在时间上是分开的,在频谱上则是重叠的。在时分复用系统中,发送端的时间分配器(即定时电路)根据采样定理依次对各路信号采样,得到时分复用信号。在一个采样周期内,各路信号脉冲占有不同的时隙。接收端的时间分配器依次从时分复用信号中提取各路信号脉冲,再通过各自的低通滤波器恢复原来的信号(图2)。为了保证时分复用系统正常工作,发送端的时间分配器和接收端的时间分配器必须严格同步。时分复用系统是一个二重调制系统。第一次调制是被传送的信号对各路脉冲进行调制。它可以采用脉幅调制(PAM),脉宽调制(PDM),脉位调制(PPM),脉码调制(PCM)和增量调制(ΔM)。第二次调制是多路信号对载波进行调制。它可以采用调幅(AM),调频(FM),调相(PM)等方式。按照第一次和第二次调制的方式,构成各种不同的时分复用系统。如PAM-AM,PAM-FM,PPM-AM,PPM-FM,PDM-AM,PDM-FM,PCM-AM,PCM-FM,ΔM-AM,ΔM-FM等系统。时分多路数字电话终端设备有两种调制方式:PCM方式和ΔM方式。常见的脉码调制设备有PCM-32路和PCM-24路。中国使用的是PCM-32路,又称PCM-30/32脉码调制设备。每路采样频率为8000赫,即对每一话路信号每秒采样8000次。每个采样值用8位二进制数字编码,每一话路的信息传输速率为64千比特/秒,总传输速率为64×32=2048千比特/秒≈2兆比特/秒。为了实现大容量的数字电话通信,通常采用分群复接技术。国际电报电话咨询委员会(CCITT)对分群标准化提出如下建议:PCM-30/32称为一次群(30路),4个一次群组成二次群(4×30=120路),4个二次群组成三次群(4×120=480路),4个三次群组成四次群(4×480=1920路)。图3为数字电话高次群的组成。大容量数字电话具有数字通信的一系列的优点,在数字微波接力通信、数字卫星通信和光纤通信中得到广泛应用。

码分复用 (CDM)

频分复用是按频域正交来划分信号,时分复用是按时域正交来划分信号。同样可利用码间的正交性来划分信号。利用正交编码来实现多路通信的方式称为码分复用。用沃尔什函数实现多路复用就属于码分制。码分复用技术已在扩频移动无线电通信中得到应用。

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