曹勇

摘 要 復(fù)用是一種將若干個(gè)彼此獨(dú)立的信號(hào)合并為一個(gè)可在同一信道上傳輸?shù)膹?fù)合信號(hào)的方法。譬如，在電話系統(tǒng)中，傳輸?shù)恼Z(yǔ)音信號(hào)的頻譜一般在300 Hz～3400 Hz內(nèi)。為了使若干個(gè)這種信號(hào)能在同一信道上傳輸，可以使它們的頻譜調(diào)制到不同的頻段，合并在一起而不致相互影響，并能在接收端分離開(kāi)來(lái)，本文就此技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞 信道復(fù)用 頻分復(fù)用 技術(shù)

一、常見(jiàn)的信道復(fù)用技術(shù)及其原理

常見(jiàn)的信道復(fù)用采用按頻率區(qū)分或按時(shí)間區(qū)分信號(hào)。按頻率區(qū)分信號(hào)的方法稱為頻分復(fù)用；按時(shí)間區(qū)分信號(hào)的方法稱為時(shí)分復(fù)用。

通常，在通信系統(tǒng)中，信道所能提供的帶寬往往要比傳送一路信號(hào)所需的帶寬寬得多。因此，一個(gè)信道只傳送一路信號(hào)有時(shí)是非常浪費(fèi)的。為了充分利用信道的帶寬，因而提出了信道頻分復(fù)用的問(wèn)題。見(jiàn)圖1。

合并后的復(fù)用信號(hào)原則上可以在信道中傳輸，但有時(shí)為了更好地利用信道的傳輸特性，也可以再進(jìn)行一次調(diào)制。再頻分復(fù)用系統(tǒng)的接收端，可以利用相應(yīng)的帶通濾波器來(lái)區(qū)分開(kāi)各路信號(hào)的頻譜。然后，通過(guò)各自的相干解調(diào)器便可恢復(fù)各路的調(diào)制信號(hào)。頻分復(fù)用系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是信道復(fù)用率高，容許復(fù)用的路數(shù)多，同時(shí)分路也很方便。因此。它成為目前模擬通信中最主要的一種復(fù)用方式，特別是在有線和微波通信系統(tǒng)中，應(yīng)用十分廣泛。

由于基帶傳輸系統(tǒng)采用串行傳輸?shù)姆椒▊鬏敂?shù)字信號(hào)，不能在帶寬上劃分。TDM技術(shù)在信道使用時(shí)間上進(jìn)行劃分，按一定原則把信道連續(xù)使用時(shí)間劃分為一個(gè)個(gè)很小的時(shí)間片，把各個(gè)時(shí)間片分配給不同的通信過(guò)程使用；由于時(shí)間片的劃分一般較短暫，可以想象成把整個(gè)物理信道劃分成了多個(gè)邏輯信道交給各個(gè)不同的通信過(guò)程來(lái)使用，相互之間沒(méi)有任何影響，相鄰時(shí)間片之間沒(méi)有重疊，一般也無(wú)須隔離，信道利用率更高。

二、STDM同步時(shí)分多利復(fù)用技術(shù)和ATDM異步時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)

STDM同步時(shí)分多利復(fù)用技術(shù)和ATDM異步時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)，是通常采用的技術(shù)。同步時(shí)分復(fù)用采用固定時(shí)間片分配方式，即將傳輸信號(hào)的時(shí)間按特定長(zhǎng)度連續(xù)地劃分成特定的時(shí)間段（一個(gè)周期），再將每一時(shí)間段劃分成等長(zhǎng)度的多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙以固定的方式分配給各路數(shù)字信號(hào)，各路數(shù)字信號(hào)在每一時(shí)間段都順序分配到一個(gè)時(shí)隙。

由于在同步時(shí)分復(fù)用方式中，時(shí)隙預(yù)先分配且固定不變，無(wú)論時(shí)隙擁有者是否傳輸數(shù)據(jù)都占有一定時(shí)隙，這就形成了時(shí)隙浪費(fèi)，其時(shí)隙的利用率很低。為了克服STDM的缺點(diǎn)，引入了異步時(shí)分復(fù)用技術(shù)。

異步時(shí)分復(fù)用（ATDM）技術(shù)又被稱為統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用技術(shù)（Statistical Time Division Multiplexing），它能動(dòng)態(tài)地按需分配時(shí)隙，以避免每個(gè)時(shí)間段中出現(xiàn)空閑時(shí)隙。

ATDM就是只有當(dāng)某一路用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)才把時(shí)隙分配給它；當(dāng)用戶暫停發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，則不給它分配時(shí)隙。電路的空閑時(shí)隙可用于其他用戶的數(shù)據(jù)傳輸。

另外，在ATDM中，每個(gè)用戶可以通過(guò)多占用時(shí)隙來(lái)獲得更高的傳輸速率，而且傳輸速率可以高于平均速率，最高速率可達(dá)到電路總的傳輸能力。

1.數(shù)字電視節(jié)目復(fù)用器。數(shù)字電視節(jié)目復(fù)用器主要完成對(duì)MPEG-2傳輸流（TS）的再?gòu)?fù)用功能，形成多節(jié)目傳送流（MPTS），用于數(shù)字電視節(jié)目的傳輸任務(wù)。所謂統(tǒng)計(jì)復(fù)用是指被復(fù)用的各個(gè)節(jié)目傳送的碼率不是恒定的，各個(gè)節(jié)目之間實(shí)行按圖像復(fù)雜程度分配碼率的原則。因?yàn)槊總€(gè)頻道（標(biāo)準(zhǔn)或增補(bǔ)）能傳多個(gè)節(jié)目，各個(gè)節(jié)目在同一時(shí)刻圖像復(fù)雜程度不一樣（一樣的概率很小），所以我們可以在同一頻道內(nèi)各個(gè)節(jié)目之間按圖像復(fù)雜程度分配碼率，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)復(fù)用。

實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)復(fù)用的關(guān)鍵因素：一是如何對(duì)圖像序列隨時(shí)進(jìn)行復(fù)雜程度評(píng)估，有主觀評(píng)估和客觀評(píng)估兩種方法；二是如何適時(shí)地進(jìn)行視頻業(yè)務(wù)的帶寬動(dòng)態(tài)分配。使用統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)可以提高壓縮效率，改進(jìn)圖像質(zhì)量，便于在1個(gè)頻道中傳輸多套節(jié)目，節(jié)約傳輸成本。

2.分組交換網(wǎng)。分組交換網(wǎng)是繼電路交換網(wǎng)和報(bào)文交換網(wǎng)之后的一種新型交換網(wǎng)絡(luò)，它主要用于數(shù)據(jù)通信，如X.25，幀中繼，DPT，SDH，GE和ATM都是分組交換的例子。分組交換是一種存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的交換方式，它將用戶的報(bào)文劃分成一定長(zhǎng)度的分組（可以定長(zhǎng)和不定長(zhǎng)），以分組為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。因此，它比電路交換的利用率高，比報(bào)文交換的時(shí)延小，具有實(shí)時(shí)通信的能力。分組交換利用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用原理，將1條數(shù)據(jù)鏈路復(fù)用成多個(gè)邏輯信道，最終構(gòu)成1條主叫、被叫用戶之間的信息傳送通路，稱之為虛電路（即VC，兩個(gè)用戶終端設(shè)備在開(kāi)始互相發(fā)送和接收數(shù)據(jù)之前需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的連接），實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分組傳送。分組交換網(wǎng)中有的支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用，有的不支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用，例如SDH就不支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用，其帶寬是固定不變的，支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)主要有幀中繼、ATM和IP。