实验三 频分多路复用原理及实现

三层交换机的配置实验原理主要基于三层交换技术，这种技术可以实现不同VLAN之间的通信。

具体来说，三层交换技术实际上是二层交换技术结合三层转发功能的成果。

当三层设备接收到一个数据帧后，会拆除原数据帧，重新封装新的源MAC地址和目标MAC地址，并且因为帧头部的信息发生变化，最后的帧校验CRC也应当随之改变。

在这个流中的多个数据包中，只有第一个数据包是由三层交换机的三层引擎来处理的，处理的方式是软件方式，与路由器相同。

在第一个数据包转发完成后，在硬件中创建一个MLS条目，用于后续的数据包由硬件执行的重新封装和快速转发。

2层数据帧会被重新封装为需要转发的下一个网段的帧格式。

这就是“一次路由，多次交换”的原理。

为了实现不同VLAN之间的通信，三层交换机在硬件结构上采用了一种叫做ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）的芯片，它提供了高速的数据转发和路由查找功能。

ASIC芯片将转发和路由的硬件分离，使得三层交换机在性能上得到了极大的提高。

此外，三层交换机还支持VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）功能。

VLAN可以将一个物理网络逻辑地划分成多个虚拟网络，从而实现网络资源的有效隔离和划分。

通过对VLAN的划分，可以有效地控制广播风暴、提高网络安全性，同时也使得网络管理变得更加灵活和方便。

综上所述，三层交换机的配置实验原理是基于三层交换技术和VLAN 功能，实现了不同VLAN之间的通信，提高了网络性能和安全性，使得网络管理变得更加灵活和方便。

频分复用原理一、频分复用的基本概念频分复用（Frequency Division Multiplexing，简称FDM）是一种多路复用技术，它将多个低速信号合成为一个高速信号在同一通信信道中传输。

在发送端，不同的低速信号经过调制后占据不同的频带宽度，然后将这些带宽叠加起来形成一个宽带信号。

在接收端，通过解调和滤波将各个低速信号分离出来。

二、频分复用的原理1. 多路复用器多路复用器是实现FDM技术的关键设备。

它能够将多个低速信号通过模拟或数字处理技术转换成高速模拟或数字信号，并将这些高速信号按照特定的规律合并到一个宽带载波上进行传输。

在接收端，多路复用器可以将这些混合在一起的高速信号解开并恢复原始信息。

2. 调制与解调调制是指将原始信息转换成适合于传输媒介传输的电磁波形式的过程。

常见的调制方式有振幅调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。

解调则是指将接收到的电磁波信号转换成原始信息的过程。

3. 带宽分配在FDM技术中，每个低速信号所占用的带宽是固定的，因此在进行带宽分配时需要考虑每个信号所需的带宽大小。

如果某个信号需要的带宽超过了分配给它的带宽大小，就会造成信号失真或丢失。

4. 滤波在接收端，需要对传输过来的宽带信号进行滤波处理，以便将各个低速信号分离出来。

这可以通过选择性地去除不需要的频段实现。

常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。

三、应用场景1. 电视广播FDM技术可以将多个电视频道混合在一起发送，并在接收端通过解调和滤波将各个频道分离出来。

这种方式被广泛应用于电视广播领域。

2. 电话网络在电话网络中，FDM技术可以将多路电话信号合并到一个传输媒介中进行传输。

这样可以大幅度提高电话网络的通话容量和效率。

3. 数据通信FDM技术也被广泛应用于数据通信领域。

例如，在局域网中，可以使用FDM技术将多个计算机的数据流合并到一个传输媒介中进行传输。

四、优缺点分析1. 优点FDM技术可以将多个低速信号合并到一个高速信号中进行传输，从而提高了传输效率和容量。

频分复用原理及其应用研究全解实用资料(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）2021届学士学位论文频分复用原理及其应用研究频分复用原理及其应用研究摘要频分复用(FDM)是通信系统中信号多路复用方式中的一种，本质上是依据频率来分隔信道的。

频分复用技术在当今通信领域有着很重要的地位。

根据性质和特点的不同频分复用还可以被细分为传统的频分复用(FDM)和正交频分复用(OFDM)。

本论文主要由以下几个部分组成。

第一部分介绍频分复用基本原理，系统实现以及其应用特点；第二部分介绍正交频分复用的基本原理及DFT的实现；第三部分主要介绍在实际应用中当载波频率接近时，频谱会发生重叠，传统的频分复用解调效果容易出现失真，正交频分复用由于其载波的正交性特点,在频谱发生重叠时可以保证解调效果；最后通过MATLAB程序中的SIMULINK仿真图来表现正交频分复用的优越之处。

关键词频分复用；正交频分复用；MA TLAB仿真Frequency division multiplexing principle and its applicationresearchAbstract Frequency division multiplexing (FDM) is a kind of signal multiplexing mode in communication system, which is divided by frequency channel essentially. Frequency division multiplexing technology is very widely used in today's communication. Frequency division multiplexing can also be divided into the traditional frequency division multiple(FDM) and orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) depending on the nature and characteristics.This paper consists of the following parts. The basic principle of frequency division multiplexing, system implementation and its application characteristics are introduced in the first part . The basic principle of orthogonal frequency division multiplexing and its realization of DFT are introduced in the second part .Due to its characteristics ,orthogonal frequency division multiplexing can guarantee the demodulation compare with the traditional frequency division multiplexing when the carrier frequency is close to in the practical application, spectrum overlap happens ,which is introduced in the third part .Finally by SIMULINK of MA TLAB simulation diagram to show the superiority of the orthogonal frequency division multiplexing.Keywords Frequency division multiplexing; Orthogonal frequency division Multiplexing ;MA TLAB simulation目录1.引言 (1)2频分复用基本原理及实现 (2)2.1频分复用的基本原理 (2)2.2 频分复用系统应用及其特点 (2)3正交频分复用基本原理及实现 (4)3.1正交频分复用原理 (4)3.2 DFT的实现 (6)3.3 正交频分复用的优缺点 (8)4频分复用原理的应用 (9)4.1系统仿真主要模块的介绍 (9)4.2频分复用系统仿真的实际应用分析 (9)4.3 仿真结果分析 (14)结论 (15)参考文献 (16)致谢 (17)1.引言在通信系统中，一般情况下用来传输信号的物理信道的传输能力是比一路传输信号的需求要大的很多，这时候就可以让多路信号共同来利用该物理信道。

频分多路复用波分多路复用以频分多路复用波分多路复用为标题，写一篇文章。

频分多路复用（Frequency Division Multiplexing，FDM）和波分多路复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）是两种常见的多路复用技术。

它们在通信领域中被广泛使用，可以提高信道的利用率，实现多个用户之间的同时通信。

频分多路复用是一种将多个信号同时传输在一个物理通道上的技术。

在频分多路复用中，每个用户被分配一个独立的频率带宽，不同用户的信号通过调制不同的频率来区分。

在接收端，通过解调器将不同频率的信号分离出来，恢复出原始的信号。

频分多路复用技术可以同时传输多个信号，提高了信道的利用率，减少了通信成本。

波分多路复用是一种将多个信号同时传输在一个光纤通道上的技术。

在波分多路复用中，不同的信号通过调制不同的波长来区分。

每个用户被分配一个特定的波长，不同波长的光信号可以在光纤中同时传输。

在接收端，通过光解调器将不同波长的光信号分离出来，恢复出原始的信号。

波分多路复用技术可以实现光纤通信中的高速传输和大容量传输，提高了光纤通信的效率和带宽利用率。

频分多路复用和波分多路复用在原理上有一些相似之处，但也存在一些区别。

首先，频分多路复用将不同用户的信号分配到不同的频率带宽上，而波分多路复用将不同用户的信号分配到不同的波长上。

其次，频分多路复用技术可以应用于不同的传输介质，如电信号、无线信号等，而波分多路复用技术主要应用于光纤通信中。

此外，波分多路复用技术具有更高的传输容量和更高的速率，适用于大容量的数据传输。

频分多路复用和波分多路复用在通信领域中具有重要的应用价值。

它们可以提高通信系统的传输效率和带宽利用率，满足用户对高速、大容量通信的需求。

同时，它们也可以降低通信成本，节省资源。

因此，频分多路复用和波分多路复用技术在现代通信网络中被广泛应用，为人们的日常通信提供了便利和高效。

频分多路复用和波分多路复用是两种重要的多路复用技术。

三路信号的频分复用一：实验目的：1：在学会GUI界面基本设计后，设计一个相对复杂点的系统，实现三路信号的频分复用；2：重点在于进一步学习频分复用系统中所涉及到的数字信号处理的知识，加深对该课程知识的理解。

二：实验内容：借助于GUI界面实现三路语音的频分复用，尤其研究如何更好的恢复原信号。

一：频分复用原理按频率分割信号的方法称为频分复用，频分复用(FDM)就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道)，每一个子信道传输1路信号。

频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰(条件之一)。

三：本实验所用滤波器的设计问题关键分析：由于语音信号时随着时间变化的，通常认为，语音是一个受准周期脉冲或随机噪声源激励的线性系统的输出。

输出频谱是声道系统频率响应与激励源频谱的乘积。

因此系统的频率响应及激励源都是随时间变化的，因此一般标准的傅里叶表示虽然适用于周期及平稳随机信号的表示，但不能直接用于语音信号。

由于语音信号可以认为在短时间内，近似不变，因而可以采用短时分析法。

语音信号（模拟信号），用FFT进行谱分析时，首先必须对信号进行采样，使之变成离散信号，然后就可用FFT来对连续信号进行谱分析。

按采样定理，采样频率Fs应大于2倍信号的最高频率，为了满足采样定理，一般在采样之前要设置一个抗混叠低通滤波器。

语音信号的频域分析信号的傅里叶表示在信号的分析和处理中起着重要的作用。

因为对于线性系统来说，可以很方便地确定其对正弦或复指数和的响应，所以傅里叶分析方法能完善地解决许多信号分析和处理问题。

另外，傅里叶表示使信号的某些特性变得更明显，因此它能更深入地说明信号的各种物理现象。

程序测试：[x1,fs,bits]=wavread('8K_1.wav');figure(1);plot(x1);%做原始语音信号的时域图形title('原始语音信号');xlabel('时间 t');ylabel('音量 n');figure(2);y1=fft(x1);%做length(x1)点的FFTy1=fftshift(y1); %平移，是频率中心为0derta_fs = fs/length(x1); %设置频谱的间隔，分辨率plot([-fs/2:derta_fs: fs/2-derta_fs],abs(y1));%画出原始语音信号的频谱图title('原始语音信号的频谱');grid on;设计低通滤波器恢复原语音信号%低通滤波：截止频率4000，阻带衰减20dB，过渡带宽0.1πfc1=4000;N1=2*pi*0.9/(0.1*pi)wc1=2*pi*fc1/fs;if rem(N1,2)==0N1=N1+1;endWindow= boxcar (N1+1); %长度为N1的矩形窗Windowb1=fir1(N1,wc1/pi,Window);figure(3);freqz(b1,1,512);title('低通滤波器的频率响应');x1_low = filter(b1,1,x1);%对信号进行低通滤波figure(4);plot(x1_low);title('信号经过低通滤波器(时域)');figure(5);plot([-fs/2:derta_fs:fs/2-derta_fs],abs(fftshift(fft(x1_low))));title('信号经过低通滤波器（频域）');从上图可以看出语音信号（300-3400HZ）恢复较好，该程序能实现预期要求；设计带通滤波器恢复原语音信号%带通滤波：下截止频率4000，上截止频率8000，阻带衰减20dB,过渡带宽度0.1πf1=4000;f2=8000; %带通滤波器的通带范围w1=2*pi*f1/fs;w3=w1+0.1*pi;w2=2*pi*f2/fs;w4=w2-0.1*pi;w=[(w1+w3)/2,(w2+w4)/2];B=0.1*pi;N3=ceil(2*0.9*pi/B);N3=N3+mod(N3,2);Window=boxcar(N3+1);b3=fir1(N3,w/pi,'stop',Window);%带通滤波器figure(9);freqz(b3,1,512);%数字滤波器频率响应title('带通滤波器的频率响应');x1_daitong = filter(b3,1,x1);%对信号进行带通滤波figure(10);plot(x1_daitong);title('信号经过带通滤波器(时域)');figure(11);plot([-fs/2:derta_fs:fs/2-derta_fs],abs(fftshift(fft(x1_daitong)))); title('信号经过带通滤波器（频域）');从上图可以看出语音信号（300-3400HZ）恢复较好，该程序能实现预期要求；程序测试中所遇问题在带通滤波器的设计时老是报错，但同样的用法在低通滤波器中就可以实现b2=fir1(N2,wc2/pi,'high',Window);??? Error using ==> fir1The window length must be the same as the filter length.其要求在fir函数中所选用的窗长要和滤波器长度一致。

实验三多路复用器设计（数据选择器）一、 实验前准备1.EXCD-1可编程片上系统开发板；2.下载线；3.5V电源。

二、 实验目的1.学习使用ISE软件，并用VHDL语言设计多路复用器；2.使用USB电缆下载逻辑电路到FPGA，并能根据电路原理调试电路使其正常工作；3.掌握数字电路集成设计的过程。

三、 实验原理多路复用器即数据选择器，用来将N个输入通道的数据复用到一个输出通道上，多路复用器在数字系统中有着非常重要的应用。

4选1多路复用器的实现结构如图3-1所示：图3-1 多路复用数据选择器符号和逻辑功能关系图中有四路数据C0~C3，通过选择控制信号S2、S1（地址码）从四路数据中选中一路数据送至输出端z。

数据选择器的真值表如表3-1所示：表3-1 数据选择器的真值表S2S1 Z0 0 C00 1 C11 0 C21 1 C3四、 实验内容用VHDL语言设计四选一数据选择器，其中拨码开关SW3~SW0为数据端，拨码开关SW7~SW6为选择控制信号输入端， D0为输出端，通过SW7和SW6的值来确定选择哪一路输出。

四选一数据选择器真值表如下表所示：表3-2 四选一数据选择器真值表控制端（s）信号端（c3~c0）输出端(z) SW7 SW6 SW3 SW2 SW1 SW0 D00 0 ×××0 亮0 0 ××× 1 灭0 1 ××0 ×亮0 1 ×× 1 ×灭1 0 ×0 ××亮1 0 × 1 ××灭其他其他0 ×××亮其他其他 1 ×××灭由表3-4可知，当控制信号输入端SW7、SW6为00时，选中四路输入数据中的SW0，此时输出端D0为SW0的数据，实验现象表现为SW0可以控制输出D0 的亮灭，其他三个数据输入端SW1、SW2和SW3的数据没有被选择，即SW1、SW2和SW3不能控制输出D0的状态。

实验3 频分复用/解复用实验一、实验目的1．了解线路成形和频分复用的概念；2．了解线路成形和频分复用的实现方法。

二、实验仪器1．线路成形及频分复用模块，位号：D2．时钟与基带数据发生模块，位号：G3．信道编码与ASK FSK PSK QPSK调制，位号A、B4．FSK解调模块，位号C5．20M双踪示波器1台6．信号连接线5根三、实验原理（一）频分复用的概念频分多路复用记为FDM，是过去几十年，在模拟电话通信系统中，占统治地位的复用方式。

我们以电缆多路模拟电话系统为例，说明频分多路复用的原理。

通常一路电话占用的频带宽度为0-4KHZ，而电缆可用带宽则远大于4KHZ，例如对称电缆可用带宽约为300KHZ，若是同轴电缆，可用带宽更宽。

因此一根电缆,仅供一路电话传输是极大的浪费。

然而，多路信号若不加处理，直接加在同一条电缆中进行传输，将造成相互干扰，无法实现通信。

为了能在同一条电缆中传输多路信号，同时互不干扰，其中一种方法是频分复用。

频分复用是发送端采用调制技术,将各路0-4 KHZ的话音信号,搬移到事先设定的,电缆可用频带的不同位置上；接收端采用不同频带范围的带通滤波器分别取出各路信号，并用解调技术还原出原来的话音信号。

因此频分复用的本质是：按调制后信号带宽要求，将传输信道有效通带，分为若干个排列紧凑同时又不重迭的子信道，每一路话音占用一个指定的子信道，从而实现多路通信，并且互不干扰。

由上可见，频分多路，要互不干扰，滤波器的设计与制作是关键。

线路成形的概念：线路成形又称线路形成器或成形滤波器等。

如前所述，在频分复用中，为了能在线路(电缆)有限的可用频带内，尽可能多地安排通话的路数，而且互不干扰，则它要求每一路话占用的频带宽度窄，并且带外辐射小。

为减小带外辐射，在频分复用发送端，各路信号合路前，需对信号进行滤波，常称为成形滤波；同时接收端要求带通滤波器特性好，这样才能把各路信号分别选择出来,这是频分复用的基本要求。

电子科技大学通信学院《综合课程设计报告》频分复用专题设计班级学生学号教师【设计思想】每路话音信号带宽为300~3400Hz，取4kHz作为标准带宽；而电缆传输频带60kHz~156kHz,即带宽为96kHz。

由于是全双工,96kHz的带宽正好可容纳24路信号（A－B，12路,B－A，12路）在一个信道上传输。

【系统原理】各路信号m(t)首先由低通滤波器进行限带，限带后的信号分别对不同频率的载波进行线性调制，形成频率不同的已调信号。

为了避免已调信号的频谱交叠，各路已调信号由带通滤波器进行限带；再利用加法器把3路信号加在一起,合成一个前群，12路信号形成4个前群，利用加法器将这四个前群加在一起，形成多载波信号，在共享信道上传输。

在接收端, 为了使发送方不至于收到自己发出的信号，由混合线圈接收, 经过带通滤波器滤波,相干解调,低通滤波,再经过放大器放大,得到解调信号。

【设计指标】设计一个频分复用调制系统，将12路语音信号调制到电缆上进行传输，其传输技术指标如下：1. 语音信号频带：300Hz～3400Hz。

2. 电缆传输频带：60KHz～156KHz。

3．传输中满载条件下信号功率不低于总功率的90％。

4．电缆传输端阻抗600Ω，电缆上信号总功率（传输频带内的最大功率）不大于1mW。

5．语音通信接口采用4线制全双工。

6．音频端接口阻抗600Ω，标称输入输出功率为0.1mW。

7．滤波器指标：规一化过渡带1％，特征阻抗600Ω，通带衰耗1dB，阻带衰耗40dB（功率衰耗），截止频率（设计者定）。

8．系统电源：直流24V单电源。

【系统设计框图】A B传输(发送端):图1 传输原理示意图（A至B）其中各个滤波器的通带频率范围如下：LPF 0 ~ 4kHzBPF1 12kHz~ 16kHzBPF2 16kHz ~ 20k HzBPF3 20kHz ~ 24kHzBPF4 60kHz ~ 72kHzBPF5 72kHz ~ 84kHzBPF6 84kHz ~ 96kHzBPF7 96kHz ~ 108kHzB A 传输（发送端）：图2传输原理示意图（B至A）其中各个滤波器的通带频率范围如下：LPF 0 ~ 4kHzBPF1 12k ~ 16kBPF2 16k ~ 20kBPF3 20k ~ 24kBPF8 108k~120kBPF9 120k~132kBPF10 132k~144kBPF11 144k~156k信号在信道上的传输频带为：60kHz ~ 156kHz其中A→B传输所占用频带为：60kHz ~ 108kHzB→A传输所占用频带为：108kHz ~ 156kHz接收端原理示意图（以B端接收为例，为方便起见，只画出了前3路信号）图3 系统接收端原理示意图如上图所示，发送端插入一个导频，将接收到的信号通过一个通带为60kHz156kHz的带通滤波器，再通过相干解调器，将信号频谱搬移到基带。

2015届学士学位论文频分复用原理及其应用研究频分复用原理及其应用研究摘要频分复用(FDM)是通信系统中信号多路复用方式中的一种，本质上是依据频率来分隔信道的。

频分复用技术在当今通信领域有着很重要的地位。

根据性质和特点的不同频分复用还可以被细分为传统的频分复用(FDM)和正交频分复用(OFDM)。

本论文主要由以下几个部分组成。

第一部分介绍频分复用基本原理，系统实现以及其应用特点；第二部分介绍正交频分复用的基本原理及DFT的实现；第三部分主要介绍在实际应用中当载波频率接近时，频谱会发生重叠，传统的频分复用解调效果容易出现失真，正交频分复用由于其载波的正交性特点,在频谱发生重叠时可以保证解调效果；最后通过MATLAB程序中的SIMULINK仿真图来表现正交频分复用的优越之处。

关键词频分复用；正交频分复用；MA TLAB仿真Frequency division multiplexing principle and its applicationresearchAbstract Frequency division multiplexing (FDM) is a kind of signal multiplexing mode in communication system, which is divided by frequency channel essentially. Frequency division multiplexing technology is very widely used in today's communication. Frequency division multiplexing can also be divided into the traditional frequency division multiple(FDM) and orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) depending on the nature and characteristics.This paper consists of the following parts. The basic principle of frequency division multiplexing, system implementation and its application characteristics are introduced in the first part . The basic principle of orthogonal frequency division multiplexing and its realization of DFT are introduced in the second part .Due to its characteristics ,orthogonal frequency division multiplexing can guarantee the demodulation compare with the traditional frequency division multiplexing when the carrier frequency is close to in the practical application, spectrum overlap happens ,which is introduced in the third part .Finally by SIMULINK of MA TLAB simulation diagram to show the superiority of the orthogonal frequency division multiplexing.Keywords Frequency division multiplexing; Orthogonal frequency division Multiplexing ;MA TLAB simulation目录1.引言 (1)2频分复用基本原理及实现 (2)2.1频分复用的基本原理 (2)2.2 频分复用系统应用及其特点 (2)3正交频分复用基本原理及实现 (4)3.1正交频分复用原理 (4)3.2 DFT的实现 (6)3.3 正交频分复用的优缺点 (8)4频分复用原理的应用 (9)4.1系统仿真主要模块的介绍 (9)4.2频分复用系统仿真的实际应用分析 (9)4.3 仿真结果分析 (14)结论 (15)参考文献 (16)致谢 (17)1.引言在通信系统中，一般情况下用来传输信号的物理信道的传输能力是比一路传输信号的需求要大的很多，这时候就可以让多路信号共同来利用该物理信道。

电子科技大学通信学院《综合课程设计指导书》传输专题设计（频分复用）班级28013070学生董明明学号2801307007教师饶力一、【设计名称】传输专题设计（频分复用）二、【设计目的】要求学生独立应用所学知识，对通信系统中的典型部件电路进行方案设计、分析制作与调测电路。

通过本专题设计，掌握频分复用的原理，熟悉简单复用系统的设计方法。

三、【设计原理】若干路信息在同一信道中传输称为多路复用。

由于在一个信道传输多路信号而互不干扰，因此可提高信道的利用率。

按复用方式的不同可分为：频分复用(FDM)和时分复用(TDM)两类。

频分复用是按频率分割多路信号的方法，即将信道的可用频带分成若干互不交叠的频段，每路信号占据其中的一个频段。

在接收端用适当的滤波器将多路信号分开，分别进行解调和终端处理。

时分复用是按时间分割多路信号的方法，即将信道的可用时间分成若干顺序排列的时隙，每路信号占据其中一个时隙。

在接收端用时序电路将多路信号分开，分别进行解调和终端处理。

频分复用原理框图如图1所示。

图中给从的是一个12路调制、解调系统框图。

图1 频分复用原理框图四、【设计指标】设计一个频分复用调制系统，将12路语音信号调制到电缆上进行传输，其传输技术指标如下：1、语音信号频带：300Hz～3400Hz。

2、电缆传输频带：60KHz～156KHz。

3、传输中满载条件下信号功率不低于总功率的90％。

4、电缆传输端阻抗600Ω，电缆上信号总功率（传输频带内的最大功率）不大于1mW。

5、语音通信接口采用4线制全双工。

6、音频端接口阻抗600Ω，标称输入输出功率为0.1mW。

7、滤波器指标：规一化过渡带1％，特征阻抗600Ω，通带衰耗1dB，阻带衰耗40dB（功率衰耗），截止频率（设计者定）。

8、系统电源：直流24V单电源。

五、【频分复用系统原理】在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。

如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的，为了能够充分利用信道的带宽，就可以采用频分复用的方法。

频分多路复用（FDM）是按照频率参量的差别来分隔信号的。

当传输介质的带宽大于要传输信号的带宽之和时，就可以使用FDM技术。

本次课程设计，输入四路模拟信号，经调制后通过加法器复用，产生复用信号，复用信号在接收端通过带通滤波器又被分割为四路信号，再经过解调恢复为原始信号。

根据频分多路复用原理得出频分复用系统的实现框图，用SIMULINK对频分多路复用通信系统进行仿真，输出各部分波形，并对仿真结果进行分析。

关键词：频分多路复用系统；MATLAB语言；SIMULINK仿真在通信系统中，为了扩大传输容量和提高传输效率，常采用多路复用技术。

多路复用就是一种将一些彼此无关的低速信号按照一定的方法和规则合并成一路复用信号、并在一条公用信道上进行数据传输、到达接收端后再进行分离的方法。

有三种基本的多路复用方式：频分复用（FDM）、时分复用（TDM）与码分复用（CDM）。

按频率区分信号的方法叫频分复用，按时间区分信号的方法叫时分复用，而按扩频码区分信号的方式称为码分复用。

频分多路复用（FDM）是按照频率参量的差别来分隔信号的。

当传输介质的带宽大于要传输信号的带宽之和时，就可以使用FDM技术。

在FDM中，将每个信号调制到不同的载波频率上，调制后的信号被组合成可以通过媒介传输的复合信号。

在保证载波频率之间的间距足够大，即能够保证这些信号的带宽不会重叠，就可以实现在同一媒体上传送多路信号。

将N路模拟信号源输入到一个多路复用器上，复用器用不同的频率（f1,f2,···,fn）调制每一个信号，接着将调制得到的模拟信号叠加起来，产生复合信号；在接收端，信号通过带通滤波器被分割成多路状态，然后经解调器后恢复为原始多路信号。

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。

简述频分多路复用的原理嘿，你知道不？咱来聊聊频分多路复用那超厉害的原理。

啥是频分多路复用呢？简单说，就像是一个神奇的大舞台，不同的信号就像一个个独特的演员，在这个舞台上各展风采。

那它到底咋工作的呢？咱把它想象成一个大乐队，各种乐器发出不同的声音，有高亢的小号，低沉的大提琴，清脆的钢琴等等。

这些乐器的声音就好比不同的信号，而频分多路复用呢，就是那个厉害的指挥家，把不同的声音分配到不同的频率段上，让它们和谐地一起演奏。

在频分多路复用中，不同的信号被分配到不同的频率范围。

这就像给每个信号都分了一个专属的房间，它们在自己的房间里尽情地“表演”，互不干扰。

比如说，一个信号可能占据低频段，另一个信号占据高频段。

这样，它们就可以同时在同一信道上传输啦。

你想想看，这多神奇啊！如果没有频分多路复用，那这些信号就像一群乱哄哄的孩子，争抢着同一个空间，谁也没法好好表现。

但有了它，一切都变得井井有条。

频分多路复用的过程就像是一场精心编排的舞蹈。

首先，发送端把不同的信号进行调制，让它们分别适应不同的频率范围。

这就好比给每个舞者穿上不同颜色的服装，让他们在舞台上更容易被区分。

然后，这些调制后的信号被合并在一起，通过信道传输。

在接收端，再把这些信号分离出来，进行解调，恢复成原来的信号。

这就像一场精彩的魔术表演，看似混乱的一团，最后却能神奇地变回原来的样子。

它的应用可广泛啦！在通信领域，比如无线电广播、电视信号传输等，都离不开频分多路复用。

无线电广播中，不同的电台就像是不同的信号，通过分配不同的频率，我们可以轻松地收听到各种节目。

电视信号也是如此，不同的频道占据不同的频率范围，让我们可以选择自己喜欢的节目观看。

频分多路复用的好处那可真是不少。

它可以大大提高信道的利用率，让有限的资源发挥出最大的作用。

就像一个聪明的管家，把家里的空间安排得妥妥当当，一点也不浪费。

而且，它还可以实现多路信号的同时传输，让我们在同一时间里获取更多的信息。

什么是多路复用器如何设计一个简单的多路复用器电路多路复用器是一种电子元件，它具有将多个输入信号发送到一个输出通道的功能。

它在数字电路和通信领域中起着重要的作用。

本文将介绍多路复用器的原理和设计一个简单的多路复用器电路的方法。

一、多路复用器的原理多路复用器是一种数字电路，它将多个输入信号连接到一个输出线路上。

它有多个输入端口和一个输出端口，可以选择性地将某个输入信号发送到输出端口。

多路复用器的工作原理是通过控制输入端口的选择信号，来决定哪个输入信号会通过到输出端口。

多路复用器有很多种类型，其中最常见的是N选1多路复用器。

它有N个输入端口和一个输出端口，通过控制选择信号来选择其中一个输入信号作为输出。

通过不同的选择信号组合，可以选择不同的输入信号发送到输出端口。

二、设计一个简单的多路复用器电路设计一个4选1多路复用器电路作为示例。

首先，我们需要明确多路复用器的功能需求：具有4个输入端口和一个输出端口，需要通过选择信号控制其中一个输入信号将其发送到输出端口。

其次，我们需要了解多路复用器的真值表。

对于4选1多路复用器，真值表如下：选择信号 | 输入1 | 输入2 | 输入3 | 输入4 | 输出0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 01 | 0 | 0 | 0 | 0 | 12 | 0 | 0 | 0 | 0 | 23 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3然后，我们可以根据真值表设计多路复用器的逻辑电路。

由于输入端口有4个，我们需要4个输入端口的逻辑门用来控制选择信号。

选择信号S0控制输入1的通路，在选择信号为0时，输入1通路关闭，选择信号为1时，输入1的通路打开。

选择信号S1控制输入2的通路，在选择信号为0时，输入2通路关闭，选择信号为1时，输入2的通路打开。

选择信号S2控制输入3的通路，在选择信号为0时，输入3通路关闭，选择信号为1时，输入3的通路打开。

选择信号S3控制输入4的通路，在选择信号为0时，输入4通路关闭，选择信号为1时，输入4的通路打开。

频分多路复用频分多路复用（Frequency-division multiplexing，FDM），是指载波带宽被划分为多种不同频带的子信道，每个子信道可以并行传送一路信号的一种多路复用技术。

FDM常用于模拟传输的宽带网络中。

在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。

如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的，为了能够充分利用信道的带宽，就可以采用频分复用的方法。

在频分复用系统中，信道的可用频带被分成若干个互不交叠的频段，每路信号用其中一个频段传输，因而可以用滤波器将它们分别滤出来，然后分别解调接收。

频分复用原理频分复用原理[1]在物理信道的可用带宽超过单个原始信号（如原理图中的CH1、CH2和CH3这3路信号）所需带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略宽）的子信道；然后在每个子信道上传输一路信号，以实现在同一信道中同时传输多路信号。

多路原始信号在频分复用前，先要通过频谱搬移技术将各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的不同段上，使各信号的带宽不相互重叠（搬移后的信号如图中的中间3路信号波形）；然后用不同的频率调制每一个信号，每个信号都在以它的载波频率为中心，一定带宽的通道上进行传输。

为了防止互相干扰，需要使用抗干扰保护措施带来隔离每一个通道。

优缺点优点1.容易实现，技术成熟。

2. 信道复用率高，分路方便，因此频分多路复用是模拟通信中常采用的一种复用方式，特别是在有线和微波通信系统中应用十分广泛。

问题1.保护频带占用了一定的信道带宽，从而降低了FDM的效率；2.信道的非线性失真改变了它的实际频率特性，易造成串音和互调噪声干扰；3.所需设备随输入路数增加而增多，不易小型化；4.FDM不提供差错控制技术，不便于性能监测发展与应用发展历史上，电话网络曾使用FDM技术在单个物理电路上传输若干条语音信道。

这样，12路语音信道被调制到载波上各自占据4KHz带宽。

摘要数字信号处理是一门理论和技术发展十分迅速、广泛应用于众多领域的前沿交叉性学科,它的理论性和实践性都很强。

频分复用就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道）,每一个子信道传输1路信号.频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰(条件之一）.频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。

我们在生活中接触到得大部分都是模拟信号，而计算机只能对数字信号进行处理。

我们可以通过FFT变换，通过对模拟信号采样，使其变成数字信号,本设计就是通过FFT来实现的。

本实验利用Matlab 设计一种结构化,模块化，图形化的仿真软件，为频分复用技术的研究提供平台.Matlab语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，Matlab功能强大、简单易学、编程效率高。

它的工具箱里有很多函数可以方便的对信号进行分析与处理。

本设计是用FFT实现对三个同频带信号的频分复用，就是通过Matlab语言来实现的。

本设计报告分析了数字信号处理课程设计的过程。

用Matlab进行数字信号处理课程设计的思路，并阐述了课程设计的具体方法、步骤和内容关键词：数字信号处理；隔离带;MATLAB;频分复用一、课程设计目的综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计,通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念.学会应用MATLAB对实际问题进行仿真，并设计GUI界面。

二、设计要求1课程设计的内容选择三个不同频段的信号对其进行频谱分析,根据信号的频谱特征设计三个不同的数字滤波器,将三路信号合成一路信号，分析合成信号的时域和频域特点，然后将合成信号分别通过设计好的三个数字滤波器，分离出原来的三路信号，分析得到的三路信号的时域波形和频谱，与原始信号进行比较，说明频分复用的特点.2、课程设计的要求（1）熟悉离散信号和系统的时域特性。

通信多路复用的方法及30/32路PCM帧结构通信系统包括发送设备、接收设备和传输设备. 传输线路投资往往占整个通信系统投资的很大比例，因此，如何提高线路利用率，实现传输线路的多路复用，就成了一个非常重要的话题。

1 多路复用的方法多路复用通常有3种基本方法：频分复用（FDMA），码分复用（CDMA）和时分复用（TDMA）。

1.1 频分复用频分复用是模拟通信中广泛使用的传输方式，它的基本原理是利用调制手段和滤波技术使多路信号以频率分割的方式同时在同一条线路上互不干扰地传输。

1.2 码分复用码分复用是指在同一条信道上，多路信号以不同的编码形式互不干扰的传输。

它目前已成为移动通信中使用的先进方法。

1.3 时分复用时分复用是现代数字通信中主要采用的传输方式，时分多路复用就是在一条信道内，将若干路离散信号的脉冲序列，经过分组、压缩、循环排序，成为时间上互不重叠的多路信号一并传输的方式。

例如两地有许多用户要进行通信，用户11—用户12，用户21—用户22……用户n1—用户n2。

可是线路只有一对，于是在收发双方各加了一对快速旋转的电子开关SA1和 SA2（这两个开关实际就是一组抽样门和分路门，它们的开闭受抽样脉冲控制），SA1、SA2旋转频率相同，初始位置相互对应。

我们称之为同步动作。

开始，SA1和SA2停留在用户11和用户12上，然后依次旋转到21和22上、31和32上，n1和n2 上，最后又回到11和12上，如此反复。

目前世界上的数字时分多路复用系统主要有北美、日本的24路PCM系统和欧洲、中国的30/32路PCM系统。

下面主要介绍30/32路PCM系统。

2 30/32路PCM基群帧结构2.1 帧结构帧结构的概念就是把多路话音数字码以及插入的各种标记按照一定的时间顺序排列的数字码流组合。

我国采用的是30/32路PCM基群结构，即在传输数据时先传第1路信号，然后传第2路信号，第3路信号……直到传完第32路，再传第1路，第2路……如此循环下去。