复用技术

为了让尽可能多的手机使用同一个频段，无线通信设计了多址复用技术：

时分多路复用（Time Division Multiplexing，TDM)要求各个子通道按时间片轮流地占用整个带宽。时间片的大小可以按一次传送一位、一个字节或一个固定大小的数据块所需的时间来确定。

时分多路复用按照子通道动态利用情况又可再分为两种：同步时分和统计时分。在同步时分制下，整个传输时间划分为固定大小时槽，各子通道都占有一个固定位置的时 槽。这样，在接收端可以按约定的时间关系恢复各子通道的信息流。当某个子通道的时槽来到时如果没有信息要传送，这一部分带宽就浪费了。

统计时分制是对同步时分制的改进。在发送端，集中器依次循环扫描各个子通道。若某个子通道有信息要发送则为它分配一个时槽，若没有信息就跳过，这样就没有空槽在线路上传播了。然而需要在每个时槽中加入一个控制字段，以便接收端可以确定该时槽是属于哪个子通道的。 

TI

在美国和日本使用的一种通信标准是贝尔系统的T1载波（见下图），它把24路话音信道按时分多路的原理复合在一条1.544Mb/s的高速信道上。该系统的工作是这样的，用一个编码解码器轮流对24路话音信道取样、量化和编码，一个取样周期（125μs）中得到的7位一组的数字合成一串，共7×24位长。这样的数字串在送入高速信道前要在每一个7位组的后面插入一个信令位，于是变成了 8×24=192位长的数字串。这192位数字组成一帧，最后再加入一个帧同步位，故帧长为193位。每125叫传送一帧。每个子信道的数据速率为56Kb/s。

T1载波还可以多路复用到更髙级的载波上，4个1.544 Mb/s的T1信道结合成1个6.312Mb/s的T2信道，7个T2信道组合成1个T3信道，6个T3信道组合成1个T4信道。

E1

ITU-T的E1信道的数据速率是2.048Mb/s (参见下图h这种载波把32个8位一组的数据样本组装成125叫的基本帧，其中30个子信道用于话音传送数据，2个子信道(CH0和CH16)用于传送控制信令，每个子信道的数据速率为64Kb/s。除了北美和日本外，E1载波在其他地区得到广泛使用。

按照ITU-T的多路复用标准，E2载波由4个E1载波组成，数据速率为8.448Mb/s。E3载波由4个E2载波组成，数据速率为34.368Mb/s。E4载波由4个E3载波组成，数据速率为139.264Mb/s。E5载波由4个E4载波组成，数据速率为565.148Mb/s。

例题1：

E1信道的数据速率是(16),其中毎个话音信道的数据速率是(17)。

(16)A.1.544Mb/s B.2.048Mb/s C.6.312Mb/s    D.44.736Mb/s

(17)A.56Kb/s B.64Kb/s C.128Kb/s    D.2048Kb/s

【答案】B   B

例题2：

E1载波的控制开销占（1），E1基本帧的传送时间为（2）

（1）E1载波的控制开销占2/32*100%=6.25%

（2）E1基本帧的传送时间为125s

补充：

除了时分复用，还有频分复用，波分复用，空分复用

频分复用（FDM）

频分复用（FDM，Frequency Division Multiplexing）就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道），每一个子信道传输1路信号。频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰（条件之一）。频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延。

空分复用和蜂窝（SDM）

采用扇形定向天线，可以控制将不同频率的信号通过不同的天线定向发射到某一方向，从而避免在信号重叠区域的干扰。定向天线是蜂窝通信中非常重要的组成部分。当希望增加更多用户时，进行小区分裂，把一个大的小区分为很多小的小区，同时降低发射机的发射功率，以减小单个发射机的覆盖范围，尽量避免同频干扰，从而可以通过发射机数量的增加开服务于更多用户。

波分复用（WDM）

把不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传送，这种方式我们把它叫做波分复用

（ Wavelength Division Multiplexing ）

一根光纤被划分为多个波道，多个波长以一定的间隔隔开，在光纤中独立传输。

补充：

按照光在光纤中的传播方式，光纤可分为多模光纤和单模光纤。单模光纤比多模光纤具有更高的传输速率和更长的传输距离。单模光纤的纤芯直径为 8～10μ m，包层直径为 125gm；多模光纤纤芯直径为 62.5μ m，包层直径为125μ m，并通常写作 62.5/125μ m。

为了提高单根光线的通信容量，现在广为流行的是波分复用技术 WDM(wavelength division multiplexing)，即在发送端采用光复用器(合波器)将不同规定波长的信号光载波合并起来送人一根光纤进行传播，在接收端，再由 一个光解复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开，从而在一根光纤中实现多路光信号的复用传输，实现大容量的光纤通信。

（OFDM）：

OFDM（正交频分复用）是一种无线环境下的高速传输技术，其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的，即具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽。

OFDM技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率，可实现低成本的单波段接收机。

OFDM的主要缺点是功率效率不高。

在4G中运用到

现在来区分复用和多址，即频分多址，时分多址，码分多址，空分多址：

在无线通信系统中，多用户同时通过同一个基站和其他用户进行通信，必须对不同用户和基站发出的信号赋予不同特征。这些特征使基站从众多手机发射的信号中，区分出是哪一个用户的手机发出来的信号；各用户的手机能在基站发出的信号中，识别出哪一个是发给自己的信号。在无线通信系统中，使用多址技术寻址。

多址技术分为频分多址FDMA、时分多址TDMA、码分多址CDMA、空分多址SDMA。

1．频分多址（FDMA）技术

是让不同的地球通信站占用不同频率的信道进行通信。因为各个用户使用着不同频率的信道，所以相互没有干扰。早期的移动通信就是采用这个技术。

2．时分多址（TDMA）技术

这种多址技术是让若干个地球站共同使用一个信道，但是我们把一个载波在不同的时间上进行切片，分为8个时隙给8个用户用，由于占用的时间不同，所以相互之间不会干扰。显然，在相同信道数的情况下，采用时分多址要比频分多址能容纳更多的用户。

3．码分多址（CDMA）技术

这种多址技术也是多个地球站共同使用一个信道。但是每个地球站都被分配有一个独特的“码序列”，与所有别的“码序列”都不相同且正交，所以各个用户相互之间也没有干扰。因为是靠不同的“码序列”来区分不同的地球站，所以叫做“码分多址”。采用CDMA技术可以比时分多址方式容纳更多的用户。

4．空分多址（SDMA）技术

是利用空间分割来构成不同信道的技术。\n空分多址是一种信道增容的方式，可以实现频率的重复使用，有利于充分利用频率资源。空分多址还可以与其它多址方式相互兼容，从而实现组合的多址技术，例如“空分-码分多址（SD-CDMA）”。

注意区分TDD,FDD

TDD,FDD指第三代移动通信技术（3G）中的两种双工通信模式

TDD:

TDD是一种通信系统的双工方式,在移动通信系统中用于分离接收与传送信道(或上下行链路)。TDD模式的移动通信系统中接收和传送是在同一频率信道即载波的不同时隙,用保证时间来分离接收与传送信道;(3G标准的TD-SCDMA采用此双工模式)

FDD：

FDD模式的移动通信系统的接收和传送是在分离的两个对称频率信道上,用保证频段来分离接收与传送信道。（3G标准的WCDMA和CDMA2000采用此模式）

TDD和FDD的比较

LTE TDD在帧结构、物理层技术、无线资源配置等方面具有自己独特的技术特点，与LTE FDD相比，具有特有的优势，但也存在一些不足。

1.LTE TDD的优势有如下几点:

(1)频谱配置频段资源是无线通信中最宝贵的资源，随着移动通信的发展，多媒体业务对于频谱的需求日益增加。现有的通信系统GSM900和GSM1800均采用FDD双工方式，FDD双工方式占用了大量的频段资源，同时，一些零散频谱资源由于FDD不能使用而闲置，造成了频谱浪费。

由于LTE TDD系统无需成对的频率, 可以方便的配置在LTE FDD 系统所不易使用的零散频段上, 具有一定的频谱灵活性，能有效的提高频谱利用率。

(2)支持非对称业务在第三代移动通信系统以及未来的移动通信系统中,除了提供语音业务之外，数据和多媒体业务将成为主要内容，且上网、文件传输和多媒体业务通常具有上下行不对称特性。LTE TDD系统在支持不对称业务方面具有一定的灵活性。

根据LTE TDD帧结构的特点，LTE TDD系统可以根据业务类型灵活配置LTE TDD帧的上下行配比。相对于LTE FDD系统，LTE TDD系统能够更好的支持不同类型的业务，不会造成资源的浪费。

(3)智能天线的使用智能天线技术是未来无线技术的发展方向，它能降低多址干扰，增加系统的吞吐量。在LTE TDD系统中, 上下行链路使用相同频率, 且间隔时间较短, 小于信道相干时间，链路无线传播环境差异不大，在使用赋形算法时，上下行链路可以使用相同的权值。

与之不同的是, 由于FDD 系统上下行链路信号传播的无线环境受频率选择性衰落影响不同, 根据上行链路计算得到的权值不能直接应用于下行链路。因而, LTE TDD系统能有效地降低移动终端的处理复杂性。

2.由于LTE TDD在同一帧中传输上下行两个链路，系统设计更加复杂，对设备的要求较高，存在一些不足:

(1)由于保护间隔的使用降低了频谱利用率，特别是提供广覆盖的时候，使用长CP，对频谱资源造成了浪费。

2)使用HARQ技术时，LTE TDD使用的控制信令比LTE FDD更复杂，且平均RTT 稍长于LTE FDD的8ms。

(3)由于上下行信道占用同一频段的不同时隙，为了保证上下行帧的准确接收，系统对终端和基站的同步要求很高。

SONET标准（美国）/SDH标准（国际）

SONET为光纤传输系统定义了同步传输的线路速率等级结构，其传输速率以51.84Mbps为基础，大约对应于T3/E3传输速率，此速率对电信号称为第1级同步传送信号即STS-1。对光信号则称为第1级光载波即OC-1。（电信号：STS  光载波:OC）

SDH和 SONET绝大部分都是相同的,只是SDH的基本速率为155.52Mbt/s,称为第1级同步传递模
块( Synchronous Transfer Module),即STM-1。它相当于 SONET体系中的OC-3速率。

SONET和SDH都用于光纤网络

SDH采用同步复用方式和灵活的映射结构,可以从SDH信号中直接多路复用出低速的支路信号,而不需要使用大量的复接/分接设备,从而能够减少信号损耗和设备投资。