數(shù)字通信原理常君明(清華大學(xué)出版社)第六章多路復(fù)用技術(shù)官方版(編輯修改稿)
2025-06-19 07:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 便于解復(fù)用器根據(jù)復(fù)用信息進(jìn)行同步，從而正確的分離各時間片。 ? （ 4）比特填充 ? 在比特填充中，復(fù)用器通過在設(shè)備的數(shù)據(jù)源流中，插入附加的比特來強(qiáng)制的將各個設(shè)備之間的速率關(guān)系調(diào)整為整數(shù)倍的關(guān)系。 ? 由于不同數(shù)據(jù)源的傳輸效率不一定相同，因此，不同傳輸速率的數(shù)據(jù)源可以分配不同長度的時間片。當(dāng)設(shè)備之間的傳輸速率不是整數(shù)倍時，通過比特填充技術(shù)可以把它們變成好像是整數(shù)倍的關(guān)系。 第六章多路復(fù)用技術(shù) ? ? （ 1）比特交錯法 ? 在每一個時間片內(nèi)僅含有一個比特。復(fù)用器分別依次取出各路輸入信號的第一比特，第二比特 …… 直到填滿整個幀。但當(dāng)復(fù)用器在取出第二路信號和第三路信號的第 1位比特時，第一路信號的第 2位比特和第二路信號的第 2位比特 …… 已經(jīng)不斷地傳來。而這些數(shù)據(jù)等到最后一路信號的第 1位比特復(fù)用完畢后才能復(fù)接。因此，需要把這些信號暫時存儲在緩沖器中。 ? 比特交錯法的特點：復(fù)用所需緩沖存儲器的容量大，復(fù)用設(shè)備簡單，是目前使用較多的交錯技術(shù)。 第六章多路復(fù)用技術(shù) ? （ 2）字符交錯法 ? 字符交錯法以一個字符為單位進(jìn)行復(fù)用。字符交錯技術(shù)主要用于異步數(shù)據(jù)源。 ? （ 3）碼組交錯法 ? 碼組交錯法按某一碼元長度為單位進(jìn)行復(fù)用，即在每個時間片中取出某支路的一個碼字。 ? 碼組交錯法的特點：按碼字復(fù)接方式的誤碼率低于按比特復(fù)接方式，從而提高傳輸信號的保真度。按碼字復(fù)接方式循環(huán)周期大，需要容量較大的緩沖器。在數(shù)字程控交換機(jī)和高速同步數(shù)字序列（ SDH）復(fù)接時都采用按碼字復(fù)接的方式。 第六章多路復(fù)用技術(shù) ? TDM工作特點 ? 輸?shù)模疫@種時間關(guān)系是固定不變的。 ? 設(shè)備之間的信號，就某一段時間而言，公共信道上傳送著按時間分割的多路復(fù)用信號。 ? FDM相比， TDM更適合于傳輸數(shù)字信號。 ? 只要時分多路復(fù)用器的掃描操作適當(dāng)，并采取必要的緩沖措施、合理分配時間片，就能保證多路通信的正常進(jìn)行。 第六章多路復(fù)用技術(shù) ? （ STDM） ? 統(tǒng)計時分復(fù)用概念 ? 在同步時分多路復(fù)用系統(tǒng)的每一幀中，以固定分配時間片的方式，給每一個輸入設(shè)備分配一個固定的時隙，輸入數(shù)據(jù)復(fù)用以后在單一的公共信道上傳輸，復(fù)用信道的傳輸速率等于各低速通路的速率之和。這樣，無論用戶有沒有要發(fā)送的信息，都要分配給它一個固定的時隙。也就是說，如果某設(shè)備沒有運行，其所分配的時隙處于空閑狀態(tài)，也不能為其他設(shè)備所利用，白白浪費系統(tǒng)資源。為了提高時隙的利用率，采用按需分配時隙技術(shù)，即動態(tài)地分配所需要時隙，以避免每幀中出現(xiàn)空閑時隙的現(xiàn)象。此時，復(fù)用器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都來自正是工作的設(shè)備。與預(yù)分配方式相反，每一個時間片都可以被所連接的任何一個有數(shù)據(jù)發(fā)送的輸入線路所使用。這種動態(tài)分配時隙的工作方式稱為統(tǒng)計時分多路復(fù)用（ STDM）、異步 TDM、智能 TDM。 第六章多路復(fù)用技術(shù) ? STDM基本原理 ? 在統(tǒng)計時分復(fù)用系統(tǒng)中，復(fù)用器一側(cè)連接低速輸入線路，每一條低速線路都有一個與之相聯(lián)系的緩沖區(qū)，另一側(cè)連接高速復(fù)用線路。復(fù)用器掃描各個輸入信號，輸入設(shè)備有數(shù)據(jù)傳送就分配時間片，沒有數(shù)據(jù)傳送則繼續(xù)掃描下一條線路而不分配時間片。循環(huán)往復(fù)直到掃描完所有的輸入線路。將輸入數(shù)據(jù)組成 STDM幀，由于每條輸入線路并非一直有數(shù)據(jù)輸入， STDM幀的時隙數(shù)，通常總小于各條低速線路的總和，復(fù)用線路的數(shù)據(jù)傳輸速率也可能低于各輸入線路的數(shù)據(jù)速率之和。也就是說，在相同的鏈路上，STDM技術(shù)比 TDM技術(shù)支持的輸入設(shè)備要多。圖 ，可以看到 4條輸入線路通過 STDM時分復(fù)用器用到單條通道上，每幀的時間片數(shù) 3小于輸入線路的數(shù)目 4。 第六章多路復(fù)用技術(shù) ? 圖 統(tǒng)計時分復(fù)用幀的傳輸 4路輸入信號 每幀含有 3個時間片 幀 1 統(tǒng)計時分復(fù)用器 信號 1 輸入端 信號 2 信號 3 信號 4 ... 3 2 1 幀 2 幀 n ... 3 2 1 3 2 1 第六章多路復(fù)用技術(shù) ? 對于輸入而言，復(fù)用器的功能就是掃描輸入緩沖區(qū)，搜集數(shù)據(jù)直到一個幀被填滿，然后就發(fā)送這個幀。如果沒有足夠數(shù)據(jù)來將幀內(nèi)所有的時間片填滿，該幀就以半填充方式傳輸。在輸出時，復(fù)用器收到一個幀，并將時隙數(shù)據(jù)分發(fā)給合適的輸出緩沖區(qū)。 第六章多路復(fù)用技術(shù) ? STDM幀 ? 1. STDM幀結(jié)構(gòu) ? 在整體的幀格式中，統(tǒng)計復(fù)用幀中有每幀一源的格式和每幀多源的格式（見圖 ）。 ? （ 1）每幀一源的格式 ? 幀中只包含一個數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)及其地址信息。 ? （ 2）每幀多源的格式 ? 幀中包含多個數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)及其地址信息。 ? 使用相對尋址的方法可以減少地址字段，每個地址表示的是當(dāng)前數(shù)據(jù)源相對于前一個數(shù)據(jù)源的編號，以數(shù)據(jù)源的總數(shù)為模。 ? 字段長度中數(shù)值表示字節(jié)數(shù)，這樣可以減少地址字段和字段的長度。 第六章多路復(fù)用技術(shù) ? 圖 統(tǒng)計時分復(fù)用幀格式 標(biāo)志 地址 控制 統(tǒng)計復(fù)用子幀 幀校驗 FCS 標(biāo)志 地址 數(shù)據(jù) 地址 長度 數(shù)據(jù) . . . 統(tǒng)計復(fù)用子幀每幀多源 統(tǒng)計復(fù)用子幀每幀一源 地址 長度 數(shù)據(jù) 第六章多路復(fù)用技術(shù) ? 2. STDM幀確定方法 ? （ 1）幀長不固定，幀數(shù)固定。每一幀的長度（幀內(nèi)時間片的數(shù)目）可以是不固定的，同時時間片的位置也不再是固定不變的。但當(dāng)系統(tǒng)確定后，幀的數(shù)量就固定了，即幀數(shù)等于路數(shù)。為了在接收端要正確分離各路數(shù)據(jù)，每一路時隙必須帶有地址信息。數(shù)據(jù)中同時包含數(shù)據(jù)和地址，所以STDM的每個時隙都存在額外開銷。 ? （ 2）幀長固定，幀數(shù)不固定。幀長度是根據(jù)給定時刻進(jìn)行發(fā)送的輸入線路數(shù)的統(tǒng)計結(jié)果決定的。 第六章多路復(fù)用技術(shù) ? STDM性能 ? 在 STDM系統(tǒng)中，復(fù)用器的輸出速率可以比輸入速率之和低，但必須在復(fù)用器中增加緩沖存儲器以臨時存放超過復(fù)用器鏈路容量的輸入部分，以減少成本。人們常常希望使用盡可能小的緩沖器和盡可能低的復(fù)用鏈路數(shù)據(jù)率，但緩沖器的數(shù)量和復(fù)用鏈路的數(shù)據(jù)率兩者之
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