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时分多路复用
阅读:10734时间:2011-03-13 12:09:47

  时分多路复用,是各路抽样、量化编码的信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信。电路上的每一短暂时刻只有一路信号存在。因数字信号是有限个离散值,时时分多路复用分多路复用用于数字通信,例如PCM通信。

同步技术

  时分复用通信中的同步技术包括位同步(时钟同步)和帧同步,这是数字通信的又一个重要特点。位同步是最基本的同步,是实现帧同步的前提。位同步的基本含义是收、发两端机的时 钟频率必须同频、同相,这样接收端才能正确接收和判决发送端送来的每一个码元。为了达到收、发端频率同频、同相,在设计传输码型时,一般要考虑传输的码型中应含有发送端的时钟频率成分。这样,接收端从接收到PCM码中提取出发端时钟频率来控制收端时钟,就可做到位同步。

  帧同步是为了保证收、发各对应的话路在时间上保持一致,这样接收端就能正确接收发送端送来的每一个话路信号,当然这必须是在位同步的前提下实现。

  为了建立收、发系统的帧同步,需要在每一帧(或几帧)中的固定位置插入具有特定码型的帧同步码。这样,只要收端能正确识别出这些帧同步码,就能正确辨别出每一帧的首尾,从而能正确区分出发端送来的各路信号。

复用方式

  根据每个时间片中存放的内容不同,在时分多路复用器中,数据复用方式分为三种,即

  比特交错法

  字符交错法

  码组交错法

分类与比较

  时分多路复用又分为同步时分复用(Synchronous Time Division Multiplexing,STDM)和异步时分复用(Asynchronous Time Division Multiplexing,ATDM)。

  1.同步时分复用

  同步时分复用采用固定时间片分配方式,即将传输信号的时间按特定长度连续地划分成特定的时间段(一个周期),再将每一时间段划分成等长度的多个时隙,每个时隙以固定的方式分配给各路数字信号,各路数字信号在每一时间段都顺序分配到一个时隙。

  由于在同步时分复用方式中,时隙预先分配且固定不变,无论时隙拥有者是否传输数据都占有一定时隙,这就形成了时隙浪费,其时隙的利用率很低,为了克服STDM的缺点,引入了异步时分复用技术。

  2.异步时分复用

  异步时分复用(ATDM)技术又被称为统计时分复用技术(Statistical Time Division Multiplexing),它能动态地按需分配时隙,以避免每个时间段中出现空闲时隙。

  ATDM就是只有当某一路用户有数据要发送时才把时隙分配给它;当用户暂停发送数据时,则不给它分配时隙。电路的空闲时隙可用于其他用户的数据传输。

  另外,在ATDM中,每个用户可以通过多占用时隙来获得更高的传输速率,而且传输速率可以高于平均速率,速率可达到电路总的传输能力,即用户占有所有的时隙。

  ATDM与STDM比较

  时间片上:N条输入线路

  ①ATDM: 帧内时间片数为M=N

  ②STDM:帧内时间片数M< = N

  效率上:

  ① ATDM: 效率低,但技术可靠,通信费用低

  ② STDM:效率高,技术先进,但缓冲的容量较大,需用地址信息以便解复用器确定数据流向,即控制规程较复杂

原理

  时分多路复用建立在抽样定理基础上,因为抽样定理使连续的基带信号变成在时间上离散的抽样脉冲(参见图中的“原始信号”和“数字化信号”两部分的3路信号波形),这样,当抽样脉冲占据较短时间时,在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。利用这种空隙便可以传输其他信号的抽样值,因此,就有可能在一条信道同时传送若干个基带信号(参见图中右部分的“复用后数据”)。时分多路复用以时间作为信号分割的参量,故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。由于每路数据总是使用每个时间片的固定时隙,所以这种时分复用也称为“同步时分复用”。

时分多路复用的原理

  若媒体能达到的传输速率超过传输数据所需的数据传输速率,可采用时分多路复用(TDM)技术将一条物理信道按时间分成若干个时间片,然后轮流分配给多个信号使用,每一时间片由复用的一个信号占用。这样,利用每个信号在时间上的交叉,就可以在一条物理信道上传输多个数字信号。时分多路复用不仅局限于传输数字信号,也可同时交叉传输模拟信号。

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