三个同频带信号的频分复用的课程设计

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。

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淮北师范大学2015届学士毕业论文频分复用原理及其应用目录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)淮北师范大学2015届学士毕业论文频分复用原理及其应用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。

3.2ASK信号产生电路设计图3.1：2ASK信号的产生电路这里，基带信号频率为800hz，载波为5000hz，带通滤波器范围是4200~5800hz。

图3.2：基带信号图3.3：载波信号用乘法器将载波和基带信号相乘即可得调制过的2ASK信号图3.4：2ASK信号波形5.2ASK非相干解调电路的设计在原理处已经说明用非相干解调电路，其仿真电路图如下图5.1所示图5.1：2ASK非相干解调电路这里选取的带通滤波器与相应的调制电路的范围相同。

低通滤波器是800hz，与基带信号频率相同，两个滤波器参数相同，是为了滤得更彻底。

图5.2：有噪声全波整流后波形图5.3：有噪声位同步及采样保持后波形图5.4：有噪声判决后波形图5.5：无噪声全波整流后波形图5.6：无噪声位同步及采样保持后波形图5.7：无噪声判决后波形上述六图分别是是在有噪声和无噪声的情况下选择的fc=1000hz的一路信号的波形。

比较两次传输（有无噪声）得，有噪声时，基带信号为‘0’时，整形信号仍有微小波动，有可能影响到信号的传输和解调，无噪声时，微小波动几乎没有，几乎不会影响信号的传输，符合理论解释。

7.频分复用电路的设计图7.1频分复用电路这里共有六路信号，载波频率fc分别为1000hz，3000hz，5000hz，7000hz，9000hz，11000hz，相邻两个相差为2000hz，基带信号频率为800hz，相当于有一个（2000-800*2=400hz）宽的隔离带，可以满足信号之间不交叉重叠。

每一路信号相对的带通滤波器的范围是fc-800hz~fc+800hz，前后两个带通滤波器的范围相同。

波形见图7.2（有噪声）和图7.3（无噪声）A：复用前波形B：复用后波形C：六路信号复用总波形图7.2：有噪声频分复用前后波形变化上述三图是有噪声情况下频分复用前后的波形。

复用前后波形取自fc=1000hz的一路。

通过波形比较可以看出，复用后波形有轻微失真，大部分仍保持原本的趋势。

通信系统课程设计报告基于MATLAB的N路信号频分复用系统的设计[摘要］【目的】在通信技术的发展中，通信系统的仿真技术是一个重点.尤其是通信技术在生活中的应用，更是必不可少的，因而研究和改善通信工程的应用是十分必要的。

【方法】本次课程设计主要运用MATLAB集成环境下的M文件编程仿真平台进行N路信号占用频分复用系统的设计与建模。

主要是对多路信号进行SSB及FM调制，叠加，然后再进行解调，恢复出基带信号。

【结果】程序运行的结果展现了产生的信号，以及后续信号的调制、加高斯白噪声、叠加、解调及滤波等，在误差允许的范围为内，结果是正确的.【结论】所设计的频分复用系统,可靠性好,稳定性高，抗噪声强,以后具有良好的应用前景。

[关键词］频分复用;调制及解调；滤波[abstract]【objective 】in the development of communication technology，the communication system simulation technology is a key。

Communication technology in the application of life, in particular, is more essential，thus research and application is very necessary to improve communication engineering。

【method 】the course design of the main use of MATLAB M file programming simulation platform of integrated environment is N signal takes the design and modeling of frequency division multiplexing system。

使用FFT实现任意三个同频带信号的频分复用频分复用是一种常用的多路复用技术，它可以将多个具有不同频率的信号通过同一个传输介质进行传输。

在频分复用中，每个信号都被调制到一个特定的频带上，以避免信号之间的干扰。

一种实现频分复用的方法是使用快速傅里叶变换（FFT）。

FFT是一种高效的算法，它可以将时域信号转换为频域信号。

通过使用FFT，我们可以将三个不同的信号分别调制到不同的频带上，从而实现频分复用。

下面我们将详细讨论如何使用FFT实现任意三个同频带信号的频分复用。

步骤1：准备三个时域信号首先，我们需要准备三个时域信号，每个信号代表三个不同的源信号。

这些信号可以是任何类型的信号，例如音频、视频或数据信号。

假设我们有三个音频信号S1(t)、S2(t)和S3(t)，它们具有不同的频率和幅度。

步骤2：对每个信号进行FFT变换接下来，我们将对每个时域信号进行FFT变换，以获得频域表示。

FFT变换将时域信号转换为包含频率和幅度信息的频域信号。

假设我们使用N点FFT变换，其中N是一个大于等于三个信号中具有最高频率的信号的采样点数。

对第一个信号S1(t)进行FFT变换，得到频域表示F1(k)。

对第二个信号S2(t)进行FFT变换，得到频域表示F2(k)。

对第三个信号S3(t)进行FFT变换，得到频域表示F3(k)。

步骤3：分配频带接下来，我们需要为每个信号分配一个特定的频带。

这可以通过选择FFT变换结果的一部分来实现。

假设我们将频域表示F1(k)分配到频带B1，F2(k)分配到频带B2，F3(k)分配到频带B3步骤4：合成复合信号最后，我们将分配到不同频带的频域表示进行合成，以获得复合信号。

这可以通过将频域表示相加来实现。

假设我们有一个复合信号C(k)，它由S1(t)、S2(t)和S3(t)组成。

我们可以通过以下公式计算C(k)：C(k)=F1(k)+F2(k)+F3(k)复合信号C(k)代表了三个信号的频分复用信号。

通信系统中的多路复用技术介绍多路复用技术指的是在通信系统中，通过将多个信号合并在一个信道中传输，以提高通信信道的利用率和传输效率的一种技术。

它可以将不同用户的信号同时传输在同一个信道中，从而实现多个用户同时进行通信。

下面将详细介绍多路复用技术的原理和步骤。

一、多路复用技术的原理1. 频分多路复用（FDM）：将传输信道频带划分为若干个不重叠的子信道，每个子信道用于传输一个用户的信号。

通过控制每个子信道的带宽，可以使不同用户之间的信号不会相互干扰。

2. 时分多路复用（TDM）：将传输信道的时间分成若干个时隙，每个时隙用于传输一个用户的信号。

用户的信号在不同的时隙进行传输，通过控制每个用户的传输速率，可以实现多用户同时传输。

3. 统计多路复用（SDM）：根据用户的传输需求和信道的使用情况，动态地分配信道资源。

当用户的传输需求较小或者其他用户没有传输时，可以将信道资源分配给其他用户使用。

二、多路复用技术的步骤1. 信号接入：将不同用户产生的信号接入到通信系统中。

用户的信号可以通过不同的方式接入，如数字化后通过信号结构器输入、模拟信号通过模数转换器转换为数字信号后输入等。

2. 信号编码：对每个用户的信号进行编码。

编码可以使得不同用户的信号在传输过程中相互独立，不会相互干扰。

常见的编码方式有频分编码、时分编码等。

3. 多路复用：将各个用户的信号按照多路复用技术的原理进行合并。

例如，对于频分多路复用技术，可以将每个用户的信号经过调制后分配到不同的频带中；对于时分多路复用技术，可以将每个用户的信号按照时间顺序分配到不同的时隙中。

4. 信号传输：将多路复用后的信号通过信道传输。

传输过程中需要保持信号的完整性和准确性，避免信号受到干扰或衰减。

5. 信号分解：在接收端，将传输的信号进行分解，分离出各个用户的信号。

分解可以使用与多路复用技术相对应的解复用技术，如频分解复用、时分解复用等。

6. 信号解码：对分离出的每个用户的信号进行解码。

使用FFT实现任意三个同频带信号的频分复用频分复用（Frequency Division Multiplexing，简称FDM）是一种多路复用技术，通过将不同频率的信号叠加在同一条传输介质上，实现多个信号的同时传输。

FFT（Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换）是一种高效的计算傅里叶变换的算法，可用于将时域信号转换为频域信号。

实现任意三个同频带信号的频分复用，首先需要生成这三个信号，并将它们转换为时域信号。

然后，对这三个时域信号分别进行FFT变换得到对应的频域信号，再将这三个频域信号叠加在一起，得到复用后的信号。

最后，将复用后的信号进行IFFT（Inverse Fast Fourier Transform，傅里叶逆变换）操作，得到时域信号，可以通过声音输出设备播放出来。

具体步骤如下：1.生成三个同频带信号，可以使用任意的信号生成方式，如正弦波、方波、三角波等，并确定它们的频率、幅度和相位。

2.将这三个信号叠加在一起，得到复用前的信号。

在时域上，这三个信号直接相加即可。

3. 对复用前的信号进行FFT变换，得到频域信号。

可以使用现有的FFT库或算法，如Cooley-Tukey算法。

4.将三个频域信号分别叠加在一起，得到复用后的频域信号。

频域信号的叠加可以简单地将三个信号的频谱相加。

5.对复用后的频域信号进行IFFT操作，得到时域复用后的信号。

同样可以使用现有的IFFT库或算法。

6.将复用后的信号输出到声音设备，通过喇叭或耳机播放出来。

需要注意的是，在进行FFT和IFFT的过程中，要根据采样的点数和采样频率进行适当的设置，以确保信号的准确性和恢复性。

频分复用技术广泛应用于无线通信领域，如电视广播、移动通信、卫星通信等，可以有效地提高信道利用率和传输效率。

通过使用FFT算法实现任意三个同频带信号的频分复用，可以更好地理解和应用这一技术。

频分复用及应用实例
 频分复用
 频分复用（FDM，Frequency Division Multiplexing）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。

频分复用技术除传统意义上的频分复用（FDM）外，还有一种是正交频分复用（OFDM）。

 频分复用及应用实例
 一、频分复用
 概念：多路复用是将若干路彼此无关的消息信号合并在一起，在一个信道中进行传输。

*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2015年秋季学期信号处理课程设计题目：频分多路系统的设计专业班级：12级通信工程姓名：学号：指导教师：成绩：摘要频分多路复用，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。

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：滤波器设计；频分复用；频谱分析目录前言 (1)一、设计任务及要求 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 设计要求 (2)二、设计作用及其目的 (3)三、设计过程及原理 (4)3.1 频分复用通信系统模型建立 (4)3.2 语音信号采样 (6)3.3 语音信号的调制 (8)3.4 系统的滤波器设计 (9)3.5 信道噪声 (10)四、MATLAB仿真 (11)4.1 语音信号的时域和频域仿真 (11)4.2 复用信号的频谱仿真 (12)4.3传输信号的仿真 (13)4.5解调信号的频谱仿真 (14)4.6恢复信号的时域与频域仿真 (15)五、心得体会 (18)六、附录 (19)七、参考文献 (25)前言当一条物理信道的传输能力高于一路信号的需求时，该信道就可以被多路信号共享。

复用就是解决如何利用一条信道同时传输多路信号的技术。