（毕业论文 字数：7425 页数：29）摘要：频分多路复用系统效率较高，可使信道频带达到相当充分的利用。另外，一个再生器能放大许多信号，避免为每个信道设置一个再生器，减少了设备量。整个FDM系统原理简单，技术上较成熟，但也有如下缺点：其一，因为是多频信号，他对群频信道的线性和非线性要求非常严格，信道的非线性效应可以产生别的信道频率成分，而引起严重的交流调制干扰噪声。其二，串音会存在于相邻信号的频谱有较大重叠时。第三，频分多路复用系统所需的载频量大且滤波电路多，设备庞杂，不易小型化。


关键词 ：频分复用,调制,解调,SINMULINK,MATLAB

目 录

第一部分 前言........................................................................

第二部分 摘要、关键词及参考文献....................................

第三部分 基本原理................................................................

第四部分 系统分析................................................................

第五部分 结论........................................................................

第六部分 致谢........................................................................

第一部分 前言




在实际通信系统中，经常需要在两地之间同时传送多路信号。采用的方法之一是使用多条电路，在每条线路上传送一路信号；其二是利用一条高速线路传送多路低速信号。一般来讲，传输介质的能力远远超过传输单一信号的能力，为了更有效地利用传输系统，希望通过同时携带多个信号来高效地使用传输介质，这就是所谓的多路复用。


根据信号分割技术的不同，多路复用可以分为频分多路复用和时分多路复用。频分多路复用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，就可以使用频分复用技术。再频分复用中，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的复合信号。在保证载波频率之间的间距足够大时，就可以实现在同一媒体上传送多路信号。

频分复用的目的在于提高频带利用率。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，一个信道只传输一路信号是非常浪费。
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。
第三部分 基本原理
一、频分复用的定义及其分类
1、概念
在数据通信中，复用技术的使用极大地提高了信道的传输效率，取得了广泛地应用。多路复用技术就是在发送端将多路信号进行组合(如广电前端使用的混合器)，然后在一条专用的物理信道上实现传输，接收端再将复合信号分离出来。多路复用技术主要分为两大类：频分多路复用(简称频分复用)和时分多路复用(简称时分复用)，波分复用和统计复用本质上也属于这两种复用技术。另外还有一 些其他的复用技术，如码分复用、极化波复用和空分复用等。

在物理信道的可用带宽超过单个原始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，每个子信道传输一路信号，这就是频分多路复用。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。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，也即使信号的带宽不相互重叠，这可以通过采用不同的载波频率进行调制来实现。
在媒质的可用带宽超过要传输信号所要求的总带宽时，频分多路复用才是可行的。如果每一信号调制到不同的载频，而且载频分的足够开以使信号的带宽不会交迭，则可以同时传送多个信号。
六个信号输进一个多路复用器，它将每一个信号调制到不同的频率（f1,f2,...,f6),每一调制的信号需要一定带宽（其中心是信号的载频），分别对应于每个信道。为了避免互相干扰，信道之间被保护带隔开，保护带是频谱中的未使用部分。
在FDM公共媒质上传输的复合信号是模拟的。
多个模拟或数字信号要混合进入同一传输媒质，每个信号调制到一载频上。由于使用了多个载频，每一个称之为分载频。可以使用任何类型的调制，产生的模拟信号再被综合以产生一个复合信号，复合信号还可以进一步调制而迁徙到其他频段。
2、分类
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)。
传统的频分复用典型的应用莫过于广电HFC网络电视信号的传输了，不管是模拟电视信号还是数字电视信号都是如此，因为对于数字电视信号而言，尽管在每一个频道(8 Mhz)以内是时分复用传输的，但各个频道之间仍然是以频分复用的方式传输的。
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)实际是一种多载波数字调制技
术。OFDM全部载波频率有相等的频率间隔，它们是一个基本振荡频率的整数倍，正交指各个载波的信号频谱是正交的。
　　OFDM系统比FDM系统要求的带宽要小得多。由于OFDM使用无干扰正交载波技术，单个载波间无需保护频带，这样使得可用频谱的使用效率更高。另外，OFDM技术可动态分配在子信道中的数据，为获得最大的数据吞吐量，多载波调制器可以智能地分配更多的数据到噪声小的子信道上。目前OFDM技术已被广泛应用于广播式的音频和视频领域以及民用通信系统中，主要的应用包括：非对称的数字用户环线(ADSL)、数字视频广播(DVB)、高清晰度电视(HDTV)、无线局域网(WLAN)和第4代(4G)移动通信系统等。
3、与时分复用的区别
频分多路复用与时分多路复用的区别如下：
(1)微观上，频分多路复用的各路信号是并行的，而时分多路复用是串行的。

(2)频分多路复用较适合于模拟信号，而时分多路复用较适用于数字信号。

二、频分复用的原理
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。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。
　频分多路系统的原理方框图如图1所示。图中，复用的信号共有路，每路信号首先通过低通滤波器（LPF），以限制各路信号的最高频率。为简单起见，无妨设各路的都相等。例如，若各路都是话音信号，则每路信号的最高频率皆为3400Hz。然后，各路信号通过各自的调制器进行频谱搬移。调制器的电路一般是相同的，但所用的载波频率不同。调制的方式原则上可任意选择，但最常用的是单边带调制，因为它最节省频带。因此，图中的调制器由相乘器和边带滤波器（SBF）构成。