多路通信是指用一條公共信道建立兩條或多條獨立傳輸信道的通信方式。使各路信號具有不同的頻率和時間參量的多路通信系統，分別稱為頻分和時分多路通信系統，而將各路信號變成由不同的碼型結構序列所組成的多路通信系統，則稱為碼分多路通信系統。
基本介紹
- 中文名：多路通信
- 外文名：Multiplex Communication
- 適用學科：數字通信
- 分類：頻分，時分，碼分
- 定義：一條信道建立兩條或多條獨立信道
- 類型：通信
基本信息,分類,頻分多址,時分多址,碼分多址,
基本信息
用一條公共信道建立兩條或多條獨立傳輸信道的通信方式。採用這種公共信道的通信系統稱為多路通信系統。在多路通信系統中，信道的發、收信端各加上了多路復用終端設備。在發信終端從若干個入連線埠輸入互不相關的各路信號，經適當的變換處理後再合併送入信道。在收信終端則將合成信號還原成彼此不相干擾的各路信號，再由不同的連線埠輸出。各路信號在公共信道中傳輸之所以互不干擾，是因為發信終端設備輸出的各路信號的某些參量已變得有所區別。
圖3b是碼分多路通信系統的框圖，輸入信號可為模擬的或數字的（模擬信號可先變為數位訊號）。在發信端，每路輸入信號與正交碼發生器所產生的一個碼序列波形（即一幅度為+1或-1的矩形脈衝時間波）相乘，然後相加起來得到信號f（t）（相當於圖3a中的合成信號），並進入信道。在收信端，將此信號分別與本地的正交碼發生器所產生的並和發信端相應的各個碼序列相乘後再疊加起來作判決。判決的準則是：當待判決的信號值為一正數（即碼序列所含碼元數）時，判發信端已發碼；而當信號值為零時，則判發信端未發碼。接收到的碼序列與本地正交碼組中碼序列的各碼元對應相乘再疊加的處理，通常稱為相關處理，這相當於上述的正交性原理中將合成信號向各方向作投影的處理。
以圖3c中的正交碼組為例可說明碼分多路的原理。這個碼組包含 8個碼序列。有一個三路通信系統, 每路分別採用了前三種碼序列。當第1、2路發碼,第3路未發碼時,輸出的合成碼序列是22220000。在收信端第 1、2、3路中此合成碼序列分別與本地碼序列11111111、1111-1-1-1-1、11-1-1-1-111作相關處理後，顯然第1路輸出為2+2+2+2+0+0+0+0=8（表示此時發碼），第2路輸出為2+2+2+2+0+0+0+0=8（表示此時發碼），而第3路輸出則為2+2-2-2+0+0+0+0=0（表示此時未發碼），這與發信端的發碼情況相符。
碼分通信是利用各路信號碼型結構的正交性來完成多路通信的。廣義而言,頻分和時分多路通信也是利用信號的正交性，即採用適當的措施使各路信號不重疊（相當於各正交信號矢量與相互的投影值不重疊）來完成多路通信。前者利用了信號在頻率上的相互不重疊，而後者則利用了信號在時間上的相互不重疊。
各類多路通信方式的特點是：頻分多路通信系統不需要嚴格同步，設備比較簡單，但對信道的線性要求高，否則會產生較嚴重的非線性互調干擾；時分多路通信系統對信道的線性要求較低，但需要有精度高的同步系統；碼分多路通信系統抗窄頻帶干擾能力強，保密性強，各路的連線、變換較靈活，但電路較複雜並且也需要有精度高的同步系統。
多路通信除根據需要適當擴充各類制式的通信路數以外，主要是將通信設備進一步小型化、集成化，並將各種多路通信技術有效地用於綜合業務通信網中。
分類
為了提高線路利用率，總是設法在一堆傳輸線路上，傳輸多個話路的信息，這就是多路復用。
頻分多址
大家對於頻分多址制並不陌生，中短波廣播電台，各電視頻道的節目就是一種典型的頻分多址制式，每一電台或站址都有自己的載頻，用戶可以調節旋鈕在不同的頻率位置上接收不同的節目（信息），如果用頻譜圖來說明頻分多址的機理是十分直觀的。頻分多址是以載頻的不同來區分電台信號和用戶地址的。這是最早使用的多路通信方式，套用最廣，歷史最悠久。
在通信系統中，頻分多址信號常常是由多次調製獲得的，例如先把各種調製信號分別調製到載頻頻率不高的次載頻上，完成第一次調製，獲得頻譜（也可以是單邊帶形式）；然後再用這些信號區調製一個載頻頻率最高的主載頻，獲得最後的已調高頻信號。模擬通信中的FM蜂窩系統幾乎都採用頻分多址（FDMA）方式。
頻分多址方式的主要優點是：技術成熟、設備簡單、不需要同步、工作可靠、可直接與地面頻分系統接口、工作於大容量線路時效率較高等，特別適合於站少而容量大的場合。其主要缺點是：轉發器要放大多個載頻，容易形成互調干擾，為了減少互調干擾，轉發器要降低功率套用，因而降低了衛星通信容量；各上行功率電平要求基本一致，否則會引起強信號抑制弱信號現象，因此大小站不易兼容；由於需要在頻道間有保護頻帶，故頻帶利用率不高。
時分多址
時分多路復用是使各路調製信號（基帶信號）周期地按順序輪流使用信道。在送完同步脈衝之後，先送第1路脈衝數碼，再送第2路脈衝數碼，接著送第3路、第4路，依次類推，直到送完第n路信號（為一幀信號）；隨後再送下一幀的同步脈衝，再送第1路、第2路、第3路基帶信號，依次類推；如此循環往復實現信道的時分多路復用。很顯然，這是以時間的前後，按序區分信息的一種多路通信方式。
套用時分多址（TDMA）制式的主要有北美的DAMPS和歐洲的GSM蜂窩系統，這兩種系統我國均有，以GSM系統占絕大多數。
碼分多址
碼分多址是通過不同的地址碼來區分用戶信息的一種多路通信方式。在CDMA系統中各用戶（或地球站）使用同一載頻，占用相同的頻寬。各個用戶可同時傳送或接受信號，其各自信息不是靠頻率的不同（頻分地址）或時隙的不同（時分多址）來區分識別的，而是利用各自不同的編碼序列來區分的，也可以說是依靠信號的不同波形來實現多路傳輸的目的。
CDMA是近年來用於數字蜂窩移動通信的一種先進的無線擴頻通信技術。在CDMA系統內，每一路信號均被分配一設定的偽隨機（PN）二進制序列（地址碼）進行擴頻，在接收機里需產生一個與發射端地址相同且與其完全同步（同頻同相）的本機地址碼（也稱本地偽隨機二進制序列碼），這樣才能從多路CDMA信號中識別（解調）出相關信息，提取出所需信號。因此，地址碼的產生及同步技術是CDMA系統中的關鍵技術。所謂擴頻技術是一種信息傳輸技術，在擴頻系統中信號所占用的頻頻寬度遠遠大於要傳輸的原始信號的頻寬，且與原始信號的頻寬無關。在發射端，頻帶的擴展往往是通過編碼及調製的方法來實現的；在接收端，則採用與發射端完全相同的擴展碼（如上述的地址碼、本地碼）進行解調，即可恢復原始信號。擴頻的主要目的是為了將各用戶間（因為使用同一載波）的相互干擾降到最低限度。在實際的CDMA系統中，擴頻的倍數一般在100倍以上。擴頻技術也是CDMA系統中的一個關鍵技術。
CDMA方式的突出優點有：
第一，抗干擾能力強。在地址碼相關特性較理想和頻譜擴展程度較高的條件下，CDMA具有很強的抑制干擾能力。
第二，保密性能好。採用獨特的地址碼進行擴頻調製，相當於一次加密，增加了破譯難度。由於採用了擴頻調製，在信道中傳輸所需的載波與噪聲的功率比也可很低（約為一20 dB左右），故信號可隱藏在噪聲和干擾之中，難以被盜竊者發現。
第三，與模擬系統兼容。對於雙模CDMA手機，可自動識別或進入模擬通信網或CDMA數字網。
第四，容量大。根據理論計算和現場試驗表明，CDMA的每小區信道容量是模擬TACS（英國的頻分多址方式）制式的8～10倍。
CDMA方式的主要缺點是：
頻帶利用率低，地址選擇較難，接收時對地址碼的捕獲時間較長。
常用的CDMA系統中有直接擴頻碼分多址方式和跳頻碼分多址方式（也稱間接擴頻碼分多址方式），其中前者套用更為廣泛。
