頻分復(fù)用及應(yīng)用實例

頻分復(fù)用

頻分復(fù)用（FDM，F(xiàn)requency Division Multiplexing）就是將用于傳輸信道的總帶寬劃分成若干個子頻帶（或稱子信道），每一個子信道傳輸1路信號。頻分復(fù)用要求總頻率寬度大于各個子信道頻率之和，同時為了保證各子信道中所傳輸?shù)男盘柣ゲ桓蓴_，應(yīng)在各子信道之間設(shè)立隔離帶，這樣就保證了各路信號互不干擾（條件之一）。頻分復(fù)用技術(shù)的特點是所有子信道傳輸?shù)男盘栆圆⑿械姆绞焦ぷ?，每一路信號傳輸時可不考慮傳輸時延，因而頻分復(fù)用技術(shù)取得了非常廣泛的應(yīng)用。頻分復(fù)用技術(shù)除傳統(tǒng)意義上的頻分復(fù)用（FDM）外，還有一種是正交頻分復(fù)用（OFDM）。

頻分復(fù)用及應(yīng)用實例

一、頻分復(fù)用

概念：多路復(fù)用是將若干路彼此無關(guān)的消息信號合并在一起，在一個信道中進行傳輸。

優(yōu)點：提高信道利用率。

多路復(fù)用的方法：頻分復(fù)用和時分復(fù)用。

頻分復(fù)用：是按頻率區(qū)分各路信號，簡寫作FDM，多用于模擬通信系統(tǒng)中。

時分復(fù)用：是按時間區(qū)分各路信號，簡寫作TDM，主要用于數(shù)字通信系統(tǒng)。

頻分復(fù)用（SSB）系統(tǒng)方框圖如圖1所示。

圖1 頻分復(fù)用系統(tǒng)構(gòu)成

在發(fā)送端，有用消息信號往往不是嚴(yán)格的限帶信號，因此，在發(fā)送端各消息首先經(jīng)過低通濾波器，然后進行調(diào)制（例如線性調(diào)制SSB）。經(jīng)過低通的信號，對不同的載波進行調(diào)制，為了各路信號之間不互相干擾，要適當(dāng)?shù)剡x擇各個載波的載波頻率。復(fù)用后的信號經(jīng)信道傳輸?shù)浇邮斩?，首先通過帶通濾波器將各路頻帶信號分開，然后經(jīng)過解調(diào)器進行解調(diào)。

圖2為以SSB為例的頻分復(fù)用信號的頻譜結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 頻分復(fù)用信號的頻譜結(jié)構(gòu)

其中fe為防護帶，可以避免鄰路之間的串?dāng)_。

n路單邊帶信號的總的頻帶寬度最小應(yīng)等于

合并后的復(fù)用信號原則上可以在信道中傳輸，但有時為了更好地利用信道的傳輸特性，也可以再進行一次調(diào)制。

二、應(yīng)用舉例

1 調(diào)頻立體聲廣播

調(diào)頻立體聲廣播系統(tǒng)是FDM系統(tǒng)的一個實例。

圖3 調(diào)頻立體聲廣播收發(fā)信機框圖

FM調(diào)頻立體聲廣播中，聲音在空間上被分成兩路音頻信號，一個左聲道信號，一個右聲道信號，頻率都在0～15kHz。圖3（a）表示調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射機框圖?；鶐盘朚t（t）和Mr（t）來自左和右傳聲器，將兩者相加及相減，相加信號頻帶為0～15kHz，相減信號［ML（t）-MR（T）］用于進行DSB-SC AM調(diào)制，載頻為38kHz，它是從19kHz振蕩器二倍頻后得到。將19kHz的導(dǎo)頻插入合成信號頻譜中，其目的是便于在收端對DSB-SC AM信號進行相干解調(diào)。導(dǎo)頻為19kHz而不是38kHz的原因是用此導(dǎo)頻更容易在接收機中從合成信號中分離出來。在發(fā)端再將三者的合成信號X（t）送至調(diào)頻器。圖3（b）為X（t）的頻譜。可以看出調(diào)頻立體聲廣播是將左右兩聲道信號之差左右兩聲道之和進行頻分復(fù)用。圖3（c）為調(diào)頻立體聲接收機框圖。其中鑒頻器將接收到的調(diào)頻信號變換為頻分復(fù)用的基帶信號X（t），此X（t）通過0～15kHz的低通濾波器及去加重電路得到［ML（t）+MR（T）］，再利用導(dǎo)頻對DSB-SC AM信號進行相干解調(diào)，得到［ML（t）-MR（T）］信號，然后將此信號分別相加及相減，恢復(fù)出ML（t）和mr（t），在音頻放大后分別驅(qū)動揚聲器。