频分复用及应用实例

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。

畅通无阻！频分复用的原理和优缺点
随着移动通信技术的不断发展，对信号传输效率和带宽的需求越
来越高。

频分复用技术应运而生，成为现代通信网络中不可或缺的一环。

本文将从原理和优缺点两个方面来详细介绍频分复用技术。

一、原理
频分复用技术是将一个频段分成若干个较窄的子频段，每个子频
段只用于传输一路信号。

每个子频段都可以独立传输一个通信信道，
这样可以在同一个频段上实现多个信道之间的并行传输。

例如：一个频段大小为10MHz，它被分成5个大小为2MHz的子频段。

每个子频段可以独立传输一个通信信道，这样就可以在同一个频
段上同时传输5条不同的通信信道。

这样，每条信道就不会相互干扰，相互之间独立运行。

这种方法可以迅速提高信道的数量，从而提高整
个系统的信道带宽和通信吞吐量。

二、优缺点
频分复用技术的优点在于：
1.可以提高信道的数量和带宽，增加数据传输速率。

2.不同的频道之间互相独立，互不干扰，提高了通信质量和稳定性。

3.可以充分利用现有频谱资源，减少频谱的浪费。

缺点在于：
1.频分复用技术需要具备高计算能力，需要运用复杂的算法实现对信号的分割和传输控制。

2.由于各信道之间采用的是分时复用方式，传输速率较低，对实时性要求高的场景不太适用。

结语：
总的来说，频分复用技术是一种非常优秀的信号传输技术，它可以大大提高通信质量和效率，但它也有一些缺点需要克服。

我们相信在未来的通信技术中，频分复用技术将会发挥越来越重要的作用，为人们的通信带来畅通无阻的体验。

时分复用和频分复用时分复用频分复用简介数据通信系统或计算机网络系统中,传输媒体的带宽或容量往往超过传输单一信号的需求,为了有效地利用通信线路,希望一个信道同时传输多路信号,这就是所谓的多路复用技术(MultiplexiI1g)。

采用多路复用技术能把多个信号组合起来在一条物理信道上进行传输,在远距离传输时可大大节省电缆的安装和维护费用。

频分多路复用FDM (Frequency Division Multiplexing)和时分多路复用TDM (Time Di-vision MultiplexiIIg)是两种最常用的多路复用技术。

举个例最简单的例子：从A地到B地坐公交2块。

打车要20块为什么坐公交便宜呢这里所讲的就是“多路复用”的原理。

频分复用(FDM) 频分复用按频谱划分信道，多路基带信号被调制在不同的频谱上。

因此它们在频谱上不会重叠，即在频率上正交，但在时间上是重叠的，可以同时在一个信道内传输。

在频分复用系统中，发送端的各路信号m1(t)，m2(t)，…,mn(t)经各自的低通滤波器分别对各路载波f1(t)，f2(t)，…，fn(t)进行调制,再由各路带通滤波器滤出相应的边带（载波电话通常采用单边带调制），相加后便形成频分多路信号。

在接收端，各路的带通滤波器将各路信号分开，并分别与各路的载波f1(t)，f2(t)，…，fn(t)相乘，实现相干解调,便可恢复各路信号,实现频分多路通信。

为了构造大容量的频分复用设备，现代大容量载波系列的频谱是按模块结构由各种基础群组合而成。

根据国际电报电话咨询委员会(CCITT)建议,基础群分为前群、基群、超群和主群。

①前群，又称3路群。

它由3个话路经变频后组成。

各话路变频的载频分别为12，16，20千赫。

取上边带，得到频谱为12～24千赫的前群信号。

②基群,又称12路群。

它由4个前群经变频后组成。

各前群变频的载频分别为84，96，108，120千赫。

取下边带，得到频谱为 60～108千赫的基群信号。

浅析频分复用技术及在数字电视中的应用作者：曹勇来源：《大陆桥视野·下》2013年第06期摘要复用是一种将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复合信号的方法。

譬如，在电话系统中，传输的语音信号的频谱一般在300 Hz～3400 Hz内。

为了使若干个这种信号能在同一信道上传输，可以使它们的频谱调制到不同的频段，合并在一起而不致相互影响，并能在接收端分离开来，本文就此技术进行详细阐述。

关键词信道复用频分复用技术一、常见的信道复用技术及其原理常见的信道复用采用按频率区分或按时间区分信号。

按频率区分信号的方法称为频分复用；按时间区分信号的方法称为时分复用。

通常，在通信系统中，信道所能提供的带宽往往要比传送一路信号所需的带宽宽得多。

因此，一个信道只传送一路信号有时是非常浪费的。

为了充分利用信道的带宽，因而提出了信道频分复用的问题。

见图1。

合并后的复用信号原则上可以在信道中传输，但有时为了更好地利用信道的传输特性，也可以再进行一次调制。

再频分复用系统的接收端，可以利用相应的带通滤波器来区分开各路信号的频谱。

然后，通过各自的相干解调器便可恢复各路的调制信号。

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，同时分路也很方便。

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。

由于基带传输系统采用串行传输的方法传输数字信号，不能在带宽上划分。

TDM技术在信道使用时间上进行划分，按一定原则把信道连续使用时间划分为一个个很小的时间片，把各个时间片分配给不同的通信过程使用；由于时间片的划分一般较短暂，可以想象成把整个物理信道划分成了多个逻辑信道交给各个不同的通信过程来使用，相互之间没有任何影响，相邻时间片之间没有重叠，一般也无须隔离，信道利用率更高。

二、STDM同步时分多利复用技术和ATDM异步时分多路复用技术STDM同步时分多利复用技术和ATDM异步时分多路复用技术，是通常采用的技术。

单载波频分复用（SC-FDM）是一种频分复用技术，它允许在单一的传输信道上通过不同的频率范围同时传输多路信号。

在SC-FDM系统中，信道总带宽被划分为多个子频带，每个子频带用于传输一路信号。

为了确保各个子信道中的信号不会相互干扰，需要在这些子信道之间设置隔离带。

SC-FDM的特点是所有子信道中的信号以并行方式工作，每一路信号在传输时不需要考虑时延，因为它们是在时间上重叠而在频谱上不重叠的信号。

这种技术广泛应用于通信领域，因为它能够有效地利用有限的信道资源。

信道复用技术原理与特点（频分、时分、波分、码分）信道复用技术是一种可以有效地利用有限的通信资源的技术，在不增加额外的通信资源情况下，可以同时传输多个用户的信号。

常见的信道复用技术有频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、波分复用（WDM）和码分复用（CDM）。

频分复用（FDM）是通过将不同用户的信号分配到不同的频率带上来实现多用户通信的技术。

在发送端，将用户的信号通过滤波器分成不同的频率带，然后通过对应的频率载波进行调制并合并，形成复合信号进行发送；在接收端，将复合信号经过滤波器分离出不同的频率带，并经过解调得到原始信号。

频分复用技术的特点是传输速率高，抗干扰能力强，但需要分配固定频率资源，不适合业务量波动大的场景。

时分复用（TDM）是通过将不同用户的信号按时间片的方式交替发送来实现多用户通信的技术。

在发送端，用户的信号按照一定的顺序进行划分，并在各个时间片上按顺序传输；在接收端，根据时间片序号将信号进行解析并恢复出原始信号。

时分复用技术的特点是能够灵活适应业务量的变化，但对时钟同步要求较高。

波分复用（WDM）是通过将不同用户的信号分配到不同的波长上来实现多用户通信的技术。

在发送端，用户的信号经过不同波长的光载波进行调制并合并，形成复合光信号进行发送；在接收端，通过波分复用器将复合光信号分离成不同波长的单光信号，并进行解调得到原始信号。

波分复用技术的特点是传输容量大，对光纤链路的利用率高，但需要高精度的波长稳定光源和波分复用器。

码分复用（CDM）是通过将不同用户的信号编码成不同的码形信号，然后利用不同的码形信号进行调制并合并，形成复合信号进行发送，接收端利用解码器将复合信号解码还原出原始信号。

码分复用技术的特点是具有码分多址的优点，即多个用户共享同一频带，相互之间不会干扰，且能够提供较好的抗干扰性能。

但需要较高的处理能力和复杂的调制解调技术。

总之，不同的信道复用技术在应用场景和特点上略有差异，但都能够实现多用户共享有限通信资源的目的，提高通信系统的效率和容量。