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。

优点：提高信道利用率。

多路复用的方法：频分复用和时分复用。

频分复用：是按频率区分各路信号，简写作FDM，多用于模拟通信系统中。

时分复用：是按时间区分各路信号，简写作TDM，主要用于数字通信系统。

频分复用（SSB）系统方框图如图1所示。

图1 频分复用系统构成

在发送端，有用消息信号往往不是严格的限带信号，因此，在发送端各消息首先经过低通滤波器，然后进行调制（例如线性调制SSB）。经过低通的信号，对不同的载波进行调制，为了各路信号之间不互相干扰，要适当地选择各个载波的载波频率。复用后的信号经信道传输到接收端，首先通过带通滤波器将各路频带信号分开，然后经过解调器进行解调。

图2为以SSB为例的频分复用信号的频谱结构示意图。

图2 频分复用信号的频谱结构

其中fe为防护带，可以避免邻路之间的串扰。

n路单边带信号的总的频带宽度最小应等于

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。

二、应用举例

1 调频立体声广播

调频立体声广播系统是FDM系统的一个实例。

图3 调频立体声广播收发信机框图

FM调频立体声广播中，声音在空间上被分成两路音频信号，一个左声道信号，一个右声道信号，频率都在0～15kHz。图3（a）表示调频立体声广播发射机框图。基带信号Mt（t）和Mr（t）来自左和右传声器，将两者相加及相减，相加信号频带为0～15kHz，相减信号［ML（t）-MR（T）］用于进行DSB-SC AM调制，载频为38kHz，它是从19kHz振荡器二倍频后得到。将19kHz的导频插入合成信号频谱中，其目的是便于在收端对DSB-SC AM信号进行相干解调。导频为19kHz而不是38kHz的原因是用此导频更容易在接收机中从合成信号中分离出来。在发端再将三者的合成信号X（t）送至调频器。图3（b）为X（t）的频谱。可以看出调频立体声广播是将左右两声道信号之差左右两声道之和进行频分复用。图3（c）为调频立体声接收机框图。其中鉴频器将接收到的调频信号变换为频分复用的基带信号X（t），此X（t）通过0～15kHz的低通滤波器及去加重电路得到［ML（t）+MR（T）］，再利用导频对DSB-SC AM信号进行相干解调，得到［ML（t）-MR（T）］信号，然后将此信号分别相加及相减，恢复出ML（t）和mr（t），在音频放大后分别驱动扬声器。