频分复用
正交频分复用
峰值平均功率
由于OFDM信号在时域上为N个正交子载波信号的叠加，当这N个信号恰好都以峰值出现并将相加时，OFDM信号 也产生最大峰值，该峰值功率是平均功率的N倍。这样，为了不失真地传输这些高峰均值比的OFDM信号，对发送 端和接收端的功率放大器和A/D变换器的线性度要求较高，且发送效率较低。解决方法一般有下述三种途径：
同步技术
与其它数字通信系统一样，OFDM系统需要可靠的同步技术，包括定时同步、频率同步和相位同步，其中频率 同步对系统的影响最大。移动无线信道存在时变性，在传输过程中会出现无线信号的频率偏移，这会使OFDM系统 子载波间的正交性遭到破坏，使子信道间的信号相互干扰，因此频率同步是OFDM系统的一个重要问题。
应用
数字声广播工程
欧洲的数字声广播工程（DAB）－DABEUREKA147计划已成功的使用了OFDM技术。为了克服多个基站可能产生 的重声现象，人们在OFDM的信号前增加了一定的保护时隙，有效的解决了基站间的同频干扰，实现了单频广播， 大大减少了整个广播占用的频带宽度。
HFC
HFC(Hybrid Fiber Cable）是一种光纤/同轴混合。近来，OFDM被应用到有线电视中，在干线上采用光纤传 输，而用户分配络仍然使用同轴电缆。这种光电混合传输方式，提高了图像质量，并且可以传到很远的地方，扩 大了有线电视的使用范围。
⑴可有效对抗信号波形间的干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输；
⑵通过各子载波的联合编码，具有很强的抗衰落能力；
⑶各子信道的正交调制和解调可通过离散傅利叶反变换IDFT和离散傅利叶变换DFT实现；
⑷OFDM较易与其它多种接入方式结合，构成MC-CDMA和OFDM-TDMA等。
发展
OFDM的概念于20世纪50—60年底提出，1970年OFDM的专利被发表，其基本思想通过采用允许子信道频谱重 叠，但相互间又不影响的频分复用（FDM）方法来并行传送数据。OFDM早期的应用有AN/GSC_10高频可变速率数传 调制解调器等。早期的OFDM系统中，发信机和相关接收机所需的副载波阵列是由正弦信号发生器产生的，系统复 杂且昂贵。1972年Weinstein和Ebert提出了使用离散傅立叶变换实现OFDM系统中的全部调制和调解功能的建议， 简化了振荡器阵列以及相关接收机本地载波之间严格同步的问题，为实现OFDM的全数字化方案做了理论上的准备。
频分复用-通信原理
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FDM应用领域
载波电话系统 调幅广播 调频广播 广播电视 卫星直播电视 闭路电视广播 模拟移动电话 通信卫星中的频分多址
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5
频分多路复用
概念：多路彼此不相关的消息信号合并 为一个复合的群信号，共同在一条信道 上进行通信称为多路复用。利用调制技 术实施频谱搬移，可以实现频分多路复 用。
舒任成 2801304022
目录
1.频分多路复用介绍。 2.应用介绍。
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ห้องสมุดไป่ตู้
2
下图为12路信号的频分复用发送系统结构原理图
发送端低通滤波器消除各路基带信号的高频成分，而各个Modem 对各自的输入信号进行调制，实现频谱搬移。频率合成的各个频 率必须彼此分离。
下图为接收端原理图
接收端分离并解调出各路信号。同时，要提高信道利用率， 各频带应该尽量靠近，这要求陡峭的滤波器。 另外，各种信号之间存在相互干扰，叫做串扰。 主要是系统的非线性造成已调信号频谱的展宽，各路信号的频谱交叉重叠。 因此FDM系统的线性要求较高。
频分复用
目录摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 频分复用的概述 (1)1.2 仿真软件Multisim简介 (3)2 频分复用的原理 (4)3 模块电路设计 (6)3.1 乘法器 (6)3.2 加法器 (7)3.3 带通滤波器 (8)3.4 二阶低通滤波器 (9)4 频分复用电路设计 (10)5 仿真结果与分析 (11)5.1 软件仿真 (11)5.2 仿真结果分析 (13)6 心得体会 (14)参考文献 (15)1 绪论“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。
例如，在电话系统中，传输的语音信号的频率一般在300～3400Hz内。
为了是若干个这样的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，合并在一起不至于相互影响，并能在接受端彼此分离开来。
常见的信道复用采用按频率区分和按时间区分信号。
频分复用（FDM）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（TDM）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。
1.1 频分复用的概述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。
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)。
频分多路复用系统的优点:信道复用率高，分路方便，因此，频分多路复用是目前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。
频分复用的原理和优缺点
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。
频分复用《通信原理》
频分复用
1．频分复用的定义
频分复用是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子信道，每个子信道传输一路信号。
2．频分复用的原理
（1）将信道的带宽分成多个相互不重叠的频段，每路信号占据其中一个子通道；
（2）各路之间留有未被使用的频带（防护频带）进行分隔，防止信号重叠；
（3）在接收端，采用适当的带通滤波器将多路信号分开，恢复出所需要的信号。
3．频分复用的实现
频分复用系统实现框图
图5-28 频分复用系统实现框图
4．频分复用的特点
（1）优点
①信道利用率高，技术成熟；
②可有效减少多径及频率选择性信道造成接收端误码率上升的影响；
③接收端可利用简单一阶均衡器补偿信道传输的失真。
（2）缺点
①设备复杂，滤波器难以制作；
②在复用和传输过程中，调制、解调等过程会不同程度地引入非线性失真，而产生各路信号的相互干扰；
③传送与接收端需要精确的同步；
④对于多普勒效应频率漂移敏感。
5．频分复用的应用
频分复用是模拟系统中最主要的一种复用方式，特别是在有线、微波通信系统及卫星通信系统内广泛应用。
频分复用相关拓展
频分复用相关拓展频分复用(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)，每一个子信道传输一路信号。
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。
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。
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)，下面主要介绍正交频分复用(OFDM ，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)。
传统的频分复用（FDM）的优点是简单、直接。
但是频谱的利用率低，子信道之间要留有保护频带，而且在频分路数N较大时多个滤波器的实现使系统复杂化。
正交频分复用（OFDM）技术的基本思想就是在频域内将所给信道分成许多正交子信道，在每一个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输，这样，尽管总的信道并非平坦的，也就是说，具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，并且在每个信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相关带宽，因此可以大大消除符号间干扰。
OFDM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系统比传统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。
因此我们总结出OFDM技术有如下优点：（1）OFDM技术实现了多载波调制（MCM），克服了多径接收，提高了系统的传输码率。
频分复用与时分复用
三．码速与带宽，时分复用的码间串扰
(a)时钟 (CP)
T
0
1
1 码速： f 码速： = T
0
1 1
(b)矩形
归零码
0
1
0
1 带宽： 带宽：
τ
τ
(c)矩形
不归零码
T
码速≈ 码速≈ 带宽
1 带宽： 带宽： T
选用带宽外高频 选用带宽外高频 分量相对较小的 码型。 码型。
(d )升余弦码
T
2T
t0
t1
1 带宽： 带宽： T
1 = fa (t )[1 + cos(2ωat )] 2 1 1 = fa (t ) + fa (t ) cos(2ωat ) 2 2
1 1 Ga (ω) = Fa (ω) + [Fa (ω + 2ωa )] + Fa (ω 2ωa ) 2 4
再使用低通滤波器，完成解调。 再使用低通滤波器，完成解调。
码分复用（码分多址） （CDMA） 码分复用（码分多址） ） 频分复用： 频分复用：就是以频段分割的方法在一个信道内
复用 复用发信端
调制， 调制，将各信号搬移到不 同的频率范围。 同的频率范围。
fa (t ) fb (t ) fc (t )
cosω at cosωbt cosωct yb (t ) ya (t ) g(t )
yc (t )
Fc (ω)
Fa (ω)
Fb (ω)
O
ω
O
ω
G(ω)
O
ω
ωc
ωb
ωa
O
ωa
ωb
ωc
ω
复用 复用收信端
收信端：带通滤波器，分开各路信号，解调。 收信端：带通滤波器，分开各路信号，解调。
正交频分复用定义
正交频分复用(OFDM)是一种数字调制技术，用于无线通信系统中的数据传输。
它通过将数据分成许多小的数据包，并将这些数据包通过多个正交的载波进行调制，从而能够在带宽有限的情况下实现高速数据传输。
载波是数字信号波形的基本单元，每个载波由一个频率和相位确定的波形组成。
正交意味着这些载波具有相同的频率间隔和时间间隔，并且它们相互垂直，这意味着它们不会重叠。
OFDM技术的优点包括:抗干扰性强、传输速率高、对带宽的利用率高、易于实现等。
因此，它被广泛应用于无线通信系统中，如数字电视、无线局域网和移动通信等。
§5.11 频分复用与时分复用
优点
•时分复用传送PCM信号，传输PCM信号所具备的 优点在时分复用都得以体现。 •产生与恢复各路信号的电路结构相同，而且以数字 电路为主，比频分复用系统的电路更容易实现超 大规模集成，电路类型统一，设计、调试简单。 •容易控制各路信号之间的干扰（串话），合理设计 码脉波形可使频带得到充分利用并且防止码间串扰。
c
频分复用解调分析
先利用一个带通滤波器（ ） 带宽a m a m , 滤出 a 附近的分量，再同步解调
ga t f a t cos 2 a t
1 f a t 1 cos2 a t 2 1 1 f a t f a t cos2 a t 2 2
a
O
a
b
c
复用接收端
接收端：带通滤波器，分开各路信号，解调。
带通 g t 带通 cos a t 低通 g a t cos b t cos c t 低通 f a t f b t f c t
带通
低通
G ( )
c
b
a
O
a
b
§5.11 频分复用与时分复用
一、频分复用
二、时分复用
三、防止码间串扰的方法
返回
一．频分复用
复用：在一个信道上传输多路信号。
频分复用
时分复用 波分复用
（FDM）
（TDM） （WDM）
码分复用（码分多址） （CDMA）
频分复用：就是以频段分割的方法在一个信道内
实现多路通信的传输体制。 (frequency division multiply)
1 1 Ga Fa Fa 2 a Fa 2 a 2 4
使用FFT实现任意三个同频带信号的频分复用
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。
mimo中的时分和频分复用
mimo中的时分和频分复用
在无线通信中，时分复用（Time Division Multiplexing，简称TDM）和频分复用（Frequency Division Multiplexing，简称FDM）是常用的多路复用技术，在MIMO系统中也可以应用。
时分复用是指将可用的时间分割成多个时隙，并将不同的用户数据分别放置在这些时隙中进行传输。
在MIMO系统中，可以将不同的MIMO链路分配到不同的时隙中，以实现不同链路之间的并行传输。
频分复用是指将可用的频谱分割成多个频带，并将不同的用户数据分别放置在这些频带中进行传输。
在MIMO系统中，可以将不同的MIMO链路分配到不同的频带中，以提高系统的频谱利用率。
时分复用和频分复用可以结合使用，即时分频分复用（Time Division Frequency Division Multiplexing，简称TDM-FDM）。
在TDM-FDM中，将可用的时间分割成多个时隙，并将每个时隙进一步分割成多个子时隙（slot），再将不同的MIMO链路分配到这些子时隙中，以实现多链路的并行传输。
时分复用和频分复用都是为了提高多用户或多链路之间的数据传输效率和频谱利用率，从而增加系统容量。
在MIMO系统中，应用这些复用技术可以进一步提高系统的性能和吞吐量。
正交频分复用的原理
正交频分复用的原理
正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）是一种多载波调制技术，又称为正交频分复用。
其原理是将高速数据流分成多条低速子信道，每条子信道都使用不同的频率进行传输，这些频率之间正交且不重叠，使得各个子信道之间互不干扰。
具体原理如下：
1. 将输入的数据流进行并行处理，将其转换为多条低速子信道。
这一步骤通常使用快速傅里叶变换（FFT）来实现。
2. 将每条子信道中的数据进行调制，将其转换为各个子载波的频域信号。
3. 将各个子载波的频域信号进行并行转换为时域信号，合并为一个时域信号进行传输。
4. 接收端将接收到的时域信号进行反向处理，将其转换为频域信号。
5. 将各个频域信号进行解调，恢复出各个子载波的信号。
6. 将各个子载波的信号重新合并，得到传输数据的原始信号。
OFDM技术的优势在于：
1. 抗多径衰落能力强：由于OFDM把高速数据流分成多条低速子信道，使得每条子信道的带宽较窄，抗多径衰落能力就更强。
2. 抗干扰能力强：正交子载波之间相互正交且不重叠，相互之间几乎不会产生互干扰。
3. 高频谱利用率：由于所用的子载波之间频率正交且不重叠，每条子信道之间可以大致靠近，提高频谱利用率。
4. 可伸缩性好：OFDM技术可以根据不同的需求灵活调整子载波的数量和带宽。
综上所述，正交频分复用通过对高速数据流进行并行处理和频谱分割，实现了多路信号的同时传输，提高了无线通信的速度和稳定性。
频分复用及应用实例
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。
调频 调幅 频分复用
调频调幅频分复用
调频（FM）、调幅（AM）和频分复用（FDM）是无线电通信中常用的三种技术。
1. 调频（FM）
调频是指将信号的频率按照所需传输的信息进行调制。
在调频中，发送信号的频率随着声音、图像等信息的改变而改变。
收音机等设备可以通过解调器将调频信号还原成原始信息。
调频的优点包括抗干扰能力强、音频信号质量好、频带宽等。
缺点是对于某些非线性失真较大的设备，解调后的音频信号会产生失真。
2. 调幅（AM）
调幅是指将信号的幅度按照所需传输的信息进行调制。
在调幅中，发送信号的幅度随着声音、图像等信息的改变而改变。
收音机等设备可以通过检波器将调幅信号还原成原始信息。
调幅的优点包括简单、易于实现、抗干扰能力强等。
缺点是音频信号质量相对较差、频带较窄等。
3. 频分复用（FDM）
频分复用是指将频率资源划分为若干个小的频带，每个频带用于传输一种信号。
在频分复用中，不同信号可以在不同的频带中传输，从而实现多路复用。
频分复用的优点包括可以实现多路复用、能够充分利用频率资源、支持多种业务等。
缺点是需要对频率资源进行复杂的规划和管理，可能会出现相互干扰等问题。
总的来说，调频、调幅和频分复用各有其优缺点，适用于不同的应用场景。
在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的通信技术。
正交频分复用的原理
正交频分复用的原理正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）是一种多载波调制技术，通过将高速数据信号分成多个低速子信号进行传输，可以提高信号传输的可靠性和效率。
正交频分复用技术在无线通信领域被广泛应用，特别是在宽带无线通信系统中，如4G和5G移动通信系统。
正交频分复用的原理是将高速数据信号分成多个低速子信号，并将这些子信号分配到不同的频率上进行传输。
这些子信号之间是正交的，即彼此之间没有相互干扰。
通过正交频分复用技术，可以将不同的子信号在频域上分离，从而避免了频率重叠引起的干扰。
正交频分复用技术的核心是使用离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform，DFT）将时域信号转换为频域信号，然后将频域信号进行分割和调制，最后再通过逆离散傅里叶变换（Inverse DFT）将频域信号转换回时域信号。
正交频分复用技术的优势在于能够充分利用频谱资源，提高信号传输的效率。
由于子信号之间是正交的，因此它们可以在同一频带内同时传输，从而实现了多用户同时通信的能力。
这种技术可以有效地解决频谱资源有限的问题，并且能够适应不同的信道环境和传输要求。
正交频分复用技术还具有抗多径衰落和抗干扰的能力。
由于正交子信号之间没有相互干扰，因此即使在多径信道环境中，也能够有效地抑制多径干扰。
此外，正交频分复用技术还可以采用差错保护编码和调制技术，进一步提高信号传输的可靠性。
正交频分复用技术在4G和5G移动通信系统中被广泛采用。
在4G LTE系统中，正交频分复用被用于下行链路，即基站向用户发送数据。
通过将下行链路分成多个子信道，可以实现高速数据传输和多用户同时通信。
而在5G系统中，正交频分复用不仅被用于下行链路，还被用于上行链路，即用户向基站发送数据。
这样可以进一步提高系统的容量和性能。
正交频分复用是一种多载波调制技术，通过将高速数据信号分成多个低速子信号进行传输，可以提高信号传输的可靠性和效率。
频分复用名词解释
频分复用名词解释频分复用（英语：FrequencyDivisionMultiplexing，简称FDM）是一种数据传输技术，它使用一系列精心设计的信号以不同的频率在同一信道上传播，将数据流分割成一系列独立的信号称为复用，从而实现数据传输。
这种技术可以用来从多个源传输视频、音频、数据等内容，并且极大地发挥信息传输的潜力。
频分复用技术的最大优势在于，它允许在同一段频带内的不同频率之间提供对象的可靠传输。
它可以将每个频率带作为一个独立的信道来使用，从而减少了占用额外频带的需求。
此外，它还可以支持最大限度地利用同一频带所可利用的带宽。
当一个信号被分割为不同的频率带时，它就可以在同一时间和频带内传送，这样就可以提供同时传输多种不同信号的功能。
通过分割频带，这种技术可以有效地允许最大限度地发挥信息传输的潜力，而不会破坏信号的质量。
要注意的是，频分复用技术的实施需要严格的实施控制流程，因为发送到不同频率带的信号可能会相互干扰。
它可以通过对复用信号进行编码、幅度压缩、采样等技术来处理。
这些技术可以确保正确的信号传输，保护信号免受其他频带的干扰，从而实现无线通信的高效能。
频分复用技术也可以用于多种应用，比如在同一频带内传输多种信号，如视频、音频、数据、图像等，以及提供对对象的可靠传输等。
此外，复用技术还可以被用于改善现有无线网络的性能，以便使用更少的频率传输更多的信号。
综上所述，频分复用技术是一种经济高效、可靠的数据传输技术，可以支持最大限度地发挥信息传输的潜力，有效地提升无线网络的性能，并且可以有效地提供对对象的可靠传输等功能。
频分复用技术的灵活性、高效能和可靠性已经为广泛的数据传输应用提供了更多的可能性。
正交频分复用介绍
正交频分复用介绍正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）是一种高效的数字调制和多路复用技术。
它将高带宽的信号分割成多个低带宽的子载波，并且这些子载波之间具有正交性，它既能提高频谱利用效率，又能有效对抗频率选择性衰落信道的影响，因此在现代无线通信系统中得到广泛应用。
OFDM具有以下几个主要的特点：1.高频谱利用效率：OFDM可以将高带宽的信号分割成多个低带宽的子载波，在每个子载波上传输部分符号，从而提高频谱利用效率。
2.强鲁棒性：由于正交子载波之间具有正交性，在频率选择性衰落的信道中，不同子载波之间的信号彼此独立，可以降低多径效应造成的传输误差，提高抗衰落性能。
3.抗频偏性：OFDM可以有效对抗频率偏移，由于每个子载波的带宽较窄，因此对于频率偏移，只需做简单的相位补偿即可，不用像单载波系统那样使用精密的频率合成器和频率补偿回路。
4.简化实现：OFDM的调制和解调算法相对简单，其基本原理是将输入信号转换为并行信号，在频域上进行调制和解调，因此其实现相对简便。
OFDM系统的主要步骤包括信号的切片、IFFT/FFT变换、并行传输、频域等化、合并/分解、解调等。
OFDM的信号切片是将高带宽的信号切割成多个低带宽的子载波，每个子载波的带宽相对较窄，且子载波之间相互独立。
然后将切片后的信号进行IFFT（逆离散傅里叶变换）变换，将时域上的信号转换到频域上。
接下来，将频域上的信号进行并行传输。
每个子载波上传输部分符号，相邻子载波之间保持正交性。
在接收端，对接收到的信号进行频域等化，使得不同子载波之间的信号能够发生相互干扰，并恢复传输信号。
最后，将等化后的信号进行合并或者分解操作，恢复成原始的信号。
OFDM技术可应用于多种无线通信系统中，如4GLTE无线通信系统、Wi-Fi、数字音视频广播、数字电视、5G等。
在这些系统中，OFDM能有效地提高频谱利用效率、抗衰落能力和频偏抗性，满足高速数据传输的需求。
频分复用(FDM).
可以将多个主群进行复用，组成超主群。每路电话信号的
频带限制在 300 ～ 3400Hz ，为了在各路已调信号间留有保 护间隔，每路电话信号取4000 Hz作为标准带宽。
564 804 312 1052 552 804 812 1052 1060 1300 1300 1548 1796 2044 1804 1556 1308 1060 564 812 60 300 60
564
Mastergro up U6 00
Mastergro up L6 00
(b )
2340 2588 2836 3084
Sup er Gro up 2(USB) 2 3 4 5
Hale Waihona Puke 12 1 12 3 12 k Hz
1 12
1 12
1 12
1 5 52 k Hz (d )
1 12 1 6 0 kHz
12 1
12 1
12 1
12 3 00 k Hz
图 10 – 3 北美多路载波电话系统的典型组成
一个基群(Basic Group)由12路电话复用组成， 其频谱配 置如图 10 - 3(c)所示。每路电话占4kHz带宽，采用单边带下 边带调制 (LSB) ， 12 路电话共 48kHz 带宽，频带范围为 60 ～ 108 kHz 。 或 采 用 单 边 带 上 边 带 调 制 (USB) ， 频 带 范 围 为 148 ～196 kHz。
f
…
12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 6 0 kHz 4 8 kHz (c) Sup er Gro up 1(LSB) 5 4 3 2 1 1 1 80 k Hz 1 48 k Hz
频分复用系统
第1章传输设计（频分复用）1.1频分复用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2-1 频分复用原理框图1.2频分复用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。
语音通信接口采用4线制全双工。
音频端接口阻抗600Ω，标称输入输出功率为0.1mW。
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）。
系统电源：直流24V单电源。
1.3频分复用原理在通信系统中，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。
系统原理如图2所示。
以线性调制信号的频分复用为例。
在图2-2中设有n路基带信号，图2-2频分复用系统组成方框图为了限制已调信号的带宽，各路信号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。
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目录摘要 (I)Abstract (II)1设计任务及要求..................................................................................................... - 1 -1.1设计任务：.................................................................................................. - 1 -1.2设计要求：.................................................................................................. - 1 - 2设计原理................................................................................................................. - 2 -2.1频分复用原理.............................................................................................. - 2 -2.2语音信号采样.............................................................................................. - 3 -2.3语音信号的调制.......................................................................................... - 4 -2.4加噪仿真信道传输...................................................................................... - 6 -2.4系统滤波器的设计...................................................................................... - 7 -3 MATLAB程序设计流程........................................................................................... - 8 - 4仿真结果................................................................................................................. - 9 -4.1语音信号的时域和频域仿真...................................................................... - 9 -4.2复用信号的频谱仿真................................................................................ - 10 -4.3传输信号的仿真........................................................................................ - 11 -4.4 带通滤波器设计....................................................................................... - 11 -4.5解调信号的频谱仿真................................................................................ - 13 -4.6低通滤波器设计........................................................................................ - 13 -4.7恢复信号的时域与频域仿真.................................................................... - 13 - 5小结体会............................................................................................................... - 16 - 6附录....................................................................................................................... - 17 - 7参考文献............................................................................................................... - 22 -摘要FDMA（Frequency Division Multiple Access）是数据通信中的一种技术，也是现在移动通信中使用最大的一种通信方式。
FDMA通信技术可以使不同的用户分配在时隙相同而频率不同的信道上传输。
按照这种技术，把在频分多路传输系统中集中控制的频段根据要求分配给用户。
同固定分配系统相比，FDMA使通道容量可根据要求动态地进行交换。
本次课程设计通过Matlab软件对FDMA系统进行仿真研究，可以加深对FDMA通信系统的理解和掌握，掌握带通滤波器和低通滤波器的设计，并且对过程中各个信号均需进行时域和频域的分析。
关键字：频分复用、带通滤波器、低通滤波器、MATLABAbstractFDMA (Frequency Division Multiple Access) is one of the data communication technology, is now the largest use of mobile communication a way to communicate. FDMA communication technology can make different users in the same time and frequency distribution of different channel transmission. In this technology, in the frequency division multiplexing transmission system according to the requirements of centralized control frequency distribution to the user. Compared with the fixed allocation system, FDMA make channel capacity can be dynamically exchange according to requirements. This course design through the software Matlab simulation research of FDMA system, can deepen our understanding of the FDMA communication system of understand and master, master bandpass filter and the design of the low pass filter, and the process of various signal are subject to an analysis of time domain and frequency domain.Key word: frequency division multiplexing, band-pass filter, low pass filter, MATLAB1设计任务及要求1.1设计任务根据频分复用的通信原理，用matlab采集两路以上的信号（如语音信号），选择合适的高频载波进行调制，得到复用信号。
然后设计合适的带通滤波器、低通滤波器，从复用信号中恢复出所采集的语音信号。
设计中各个信号均需进行时域和频域的分析。
1.2设计要求用matlab做出采样之后信号的时域和频域波形图1.2.2选择合适的高频载波，得到复用信号，并做出其频谱图1.2.3设计合适的带通滤波器，并画出带通滤波器的频率响应图1.2.4对滤波后的信号进行解调，画出解调后各路信号的频谱图1.2.5设计合适的低通滤波器，画出低通滤波器的频率响应，做出恢复后信号的时域和频域波形图。
2设计原理2.1频分复用原理频分复用(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)。
FDMA（Frequency Division Multiple Access）是数据通信中的一种技术，即不同的用户分配在时隙相同而频率不同的信道上。
按照这种技术，把在频分多路传输系统中集中控制的频段根据要求分配给用户。
同固定分配系统相比，频分多址使通道容量可根据要求动态地进行交换。
在FDMA系统中，分配给用户一个信道，即一对频谱，一个频谱用作前向信道即基站向移动台方向的信道，另一个则用作反向信道即移动台向基站方向的信道。