第6章 数据信号频带传输.pptVIP

第6章 数据信号的频带传输 本章节教学说明 本章重点学习多路复用技术的相关原理及分类 本章主要介绍时分复用技术在PCM30/32路系统中的应用 本章主要系统概括复用技术的相关原理及应用 本章节内容概述 复用技术相关基本概念及分类 频分多路复用技术基本原理 时分多路复用技术基本原理 时分多路复用技术在PCM30/32路系统及复接技术中的应用 码分多路复用技术基本原理 本章节学习重点、难点 多路复用技术的概念及分类 PCM30/32路系统的工作原理 复接技术的基本原理及分类 本章节学习目标 熟悉多路复用技术的概念、分类及应用 熟悉掌握PCM30/32路系统的工作原理及应用 理解复接技术的基本原理 本章节实做要求 思考信号调制与多路复用技术的联系 寻找现实生活中复用技术的例子 本章节学习能力要素及基础要求 预习复用技术相关内容 掌握PCM调制及信息论的相关内容 学习了解各种复用技术的优缺点 本章节学习方法建议 预习复习结合 课堂学习与课外学习结合 自学与探讨结合 课后作业与章节个人总结结合 寻求教师答疑与学习反馈结合 在数据通信系统或计算机网络系统中，传输介质的带宽或容量往往超过传输单一信号的需求，为了有效地利用通信线路，希望一个信道能同时传输多路信号，这就是所谓的多路复用（Multiplexing）技术。 采用多路复用技术可以把多个信号组合起来在一条物理信道上进行传输，在远距离传输时可大大节省电缆的安装和维护费用。 6.1 概述 （1）物理信道：即信号在通信系统中传输时经过的通信设备和传输介质，强调物质的存在性和信号传输过程。 （2）逻辑信道：在通信系统中实现信号传输的技术路径，强调通信终端间的逻辑连接和信号的传输结果。 （3）复用技术：在一条物理信道内形成多个逻辑信道，使多个相互独立通信终端共享信道的容量，这种共享技术就是复用技术。 （4）多路复用器（MUX）：完成多路复用和解复用的设备，如图6-1所示。 实现多路复用，关键在于发送端多路信号的汇合，以及在接收端各路信号的正确分离。 目前最基本的多路复用技术有3种： （1）频分多路复用（Frequency Division Multiplexing，FDM） （2）时分多路复用（Time Division Multiplexing，TDM） （3）码分多路复用（Code Division Multiplexing，CDM） 6.2 频分多路复用 6.2.1 基本概念 频分复用（FDM）：在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下，可将物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略宽）的子信道，每个子信道传输一路信号。 简单地说，就是多路信号在相同的时间内占用不同的带宽资源（或频道）。 6.2.2 基本原理 6.2.3 基本特点 特点1：频分多路信号在频域上是分开的，而在时域上是混叠在一起的，如图6-4所示。 特点2：频分多路复用系统中，为了防止相互干扰，要传输的多路信号带宽之和必须小于物理信道的通频带宽度。 6.3 时分多路复用 （1）时分复用：将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用，即在不同的时间共同占用相同的频带。 （2）帧：对时分复用的各路信号抽样一次的总时间，也就是一个抽样周期内的全部信号的组合。 （1）同步时分复用（ATDM） （2）异步时分复用（STDM） 同步时分复用和异步时分复用有一个共同的特点，就是在某一瞬时，线路上至多有一路传输信号。 6.3.1 复用原理 1．基本原理 时分多路复用建立在抽样定理基础上。 时分复用在PAM和PCM的条件下都可以实现。 2．基本特点 特点1：时分多路信号在时域上是分开的，而在频域上是混叠在一起的，如图6-10所示。 特点2：除消息信号以外，还需同时发送帧定位信号表示一群（帧）信号的开始，这样接收端才能确定发送端的首尾，有效完成通信。 3．时分复用与频分复用的比较 优点： （1）TDM信号的汇合和分路都是数字电路，比FDM的模拟滤波器分路简单、可靠； （2）信道的非线性在FDM中产生交调和高次谐波，严重干扰信号的传输，而TDM采用的是不同时隙传递信号，不会产生交调和高次谐波。 缺点： TDM对系统的同步要求高，系统控制复杂。 6.3.2 PCM30/32路系统 1．基本概念 在语音信号的PCM通信系统中，国际上有两种PCM复用系列：一种是一次群为PCM30/32路系统（我国与欧洲采用这种方式），二次群是PCM120路系统；另一种是一次群为PCM24路系统（美国与日本采用这种方式），二次群也是PCM