图文并茂——频分复用、时分复用、码分复用、复用和多址的区别

目录

    • 复用和多址的区别
    • 各种复用技术
    • 手机如何打电话
    • 4G网络的信号复用方式

复用和多址的区别

复用和多址的区别,就是复用针对资源,而多址针对用户

复用(Multiplexing)这个词通常用在传输上,将一个物理信道根据时间、频率、空间等资源划分为多个虚拟信道。这么做的好处有二:一是减少管道的个数,为运营商减少线路成本;二是提升单通道的容量。从作用上看都是针对传输而言的,与具体用户无关。
多址则应用在接入中我们知道在同一个基站下,不同的用户利用相同的资源(同一时间,同一频率)发出通信请求肯定会发生冲突。而多址技术正是用来解决这个问题:如何划分资源块,使更多的用户终端(如手机)能够在不发生冲突的情况下获得服务。当然,处理好用户接入的问题能够提升服务质量并带来商业效益。
例:
将10MHz的频率资源,划分成5个2MHz,作为子信道,这种做法,叫复用。5个的用户使用这些子信道,每个子信道变成了用户的“址”,这叫多址。

各种复用技术

“复用”是一种将若干个彼此独立的信号,合并为一个可在同一信道上同时传输的复合信号的方法。

频分复用(FDM)-(FDMA频分多址)
频分复用的目的在于提高频带利用率。通常,在通信系统中,信道所能提供的带宽往往要比传送一路信号所需的带宽宽得多。因此,一个信道只传输一路信号是非常浪费的。为了充分利用信道的带宽,因而提出了信道的频分复用问题。就是不同用户分别用不同频段跟同时基站通信,因为接受端可以放大特定频段的信号,也就是可以将其他信号剔除

例:
在8:00时,A,B,C三人都要向外打电话,移动公司为了节省带宽,采用频分复用技术,讲A,B,C三人的信号频率,通过调制技术,调到不同的频段(要加上防护频带 ,以防止邻路信号间相互干扰),合并后的复用信号,原则上可以在信道中传输,但有时为了更好地利用信道的传输特性,还可以再进行一次调制。在接收端,可利用相应的带通滤波器(BPF)来区分开各路信号的频谱。然后,再通过各自的相干解调器便可恢复各路调制信号。在接收端,可利用相应的带通滤波器(BPF)来区分开各路信号的频谱。然后,再通过各自的相干解调器便可恢复各路调制信号。
优缺点
频分复用系统的最大优点是信道复用率高,容许复用的路数多,分路也很方便。因此,它成为目前模拟通信中最主要的一种复用方式。特别是在有线和微波通信系统中应用十分广泛。频分复用系统的主要缺点是设备生产比较复杂,会因滤波器件特性不够理想和信道内存在非线性而产生路间干扰。
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我的另一篇文章——FDM、OFDM的区别及优缺点、调制解调过程

时分复用(TDM)
就是首先需要同步,大家公用一个时间基准,比如把每秒分为十份,每份0.1秒,这就是十个时隙,每个时隙只给一个用户使用,所以不同用户依次跟基站通信,也就没有了干扰。
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码分复用(CDM)
就是不同用户在不同的编码方式下实现通信
例1
如果大家都用各自的语言说话,有的人说英语,有的人说法语,有的人说中文,那就是码分多址。
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例2
这个有点像谍战片,间谍从一堆信息中,按照事先约定好的密码本,寻找有用的信息。
比如截获的一段信息:
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用户A,B用一张挖有小洞的纸牌(编码方式A,B)罩在写满字的纸牌上的时候,你会发现上面写着一句话,如下所示:
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简单的理解就如上所述,细了解参考:码分多址(CDMA)的本质-正交之美(这篇文章虽然乍一看很长,但满满干货)
波分复用(WDM)
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手机如何打电话

B站视频
1G:频分复用(频带利用率低),模拟通信(易受干扰)
2G:时分多址,码分多址,提供短信上网功能。
3G:码分多址
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4G网络的信号复用方式

从网络制式来说 FDD-LTE是频分复用技术,TDD-LTE是时分复用技术,技术各有优势,TDD 和FDD 是 LTE的两种标准,在基础核心技术上是一样的,只在最后一步的信息传输信道上有一点区别。FDD(Frequency Division Duplexing)是频分双工,有两个独立的信道,一个用来向下传送信息,另一个用来向上传送信息。两个信道之间存在一个保护频段,以防止邻近的发射机和接收机之间产生相互干扰。而TDD (Time Division Duplexing) 是时分双工,发射和接收信号是在同一频率信道的不同时隙中进行的,彼此之间采用一定的保证时间予以分离。

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参考

  1. https://zhuanlan.zhihu.com/p/71384836
  2. https://www.zhihu.com/question/50250230/answer/120080405
  3. https://blog.csdn.net/dog250/article/details/6420427
  4. https://blog.csdn.net/madongchunqiu/article/details/18614233

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