頻分多路復(fù)用(FDM),頻分多路復(fù)用(FDM)是什么意思

頻分多路復(fù)用(FDM),頻分多路復(fù)用(FDM)是什么意思

“復(fù)用”是一種將若干個彼此獨立的信號，合并為一個可在同一信道上同時傳輸?shù)膹?fù)合信號的方法。比如，傳輸?shù)恼Z音信號的頻譜一般在300~3400Hz內(nèi)，為了使若干個這種信號能在同一信道上傳輸，可以把它們的頻譜調(diào)制到不同的頻段，合并在一起而不致相互影響，并能在接收端彼此分離開來。有三種基本的多路復(fù)用方式：頻分復(fù)用（FDM）、時分復(fù)用（TDM）與碼分復(fù)用（CDM）。按頻率區(qū)分信號的方法叫頻分復(fù)用，按時間區(qū)分信號的方法叫時分復(fù)用，而按擴頻碼區(qū)分信號的方式稱為碼分復(fù)用。

頻分復(fù)用的目的在于提高頻帶利用率。通常，在通信系統(tǒng)中，信道所能提供的帶寬往往要比傳送一路信號所需的帶寬寬得多。因此，一個信道只傳輸一路信號是非常浪費的。為了充分利用信道的帶寬，因而提出了信道的頻分復(fù)用問題。圖1示出了一個頻分復(fù)用電話系統(tǒng)的組成框圖。圖中，復(fù)用的信號共有n路，每路信號首先通過低通濾波器（LPF），以限制各路信號的最高頻率fm。為簡單起見，無妨設(shè)各路的fm都相等。例如，若各路都是話音信號，則每路信號的最高頻率皆為3400Hz。然后，各路信號通過各自的調(diào)制器進行頻譜搬移。調(diào)制器的電路一般是相同的，但所用的載波頻率不同。調(diào)制的方式原則上可任意選擇，但最常用的是單邊帶調(diào)制，因為它最節(jié)省頻帶。因此，圖中的調(diào)制器由相乘器和邊帶濾波器（SBF）構(gòu)成。在選擇載頻時，既應(yīng)考慮到邊帶頻譜的寬度，還應(yīng)留有一定的防護頻帶fg，以防止鄰路信號間相互干擾，即

式中，fci和fc(i+1)分別為第 路和第（i+1）路的載波頻率。顯然，鄰路間隔防護頻帶越大，對邊帶濾波器的技術(shù)要求越低。但這時占用的總頻帶要加寬，這對提高信道復(fù)用率不利。因此，實際中應(yīng)盡量提高邊帶濾波技術(shù)，以使fg盡量縮小。目前，按CCITT標(biāo)準(zhǔn)，防護頻帶間隔應(yīng)為900Hz。

經(jīng)過調(diào)制的各路信號，在頻率位置上就被分開了。因此，可以通過相加器將它們合并成適合信道內(nèi)傳輸?shù)膹?fù)用信號，其頻譜結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖中，各路信號具有相同的fm，但它們的頻譜結(jié)構(gòu)可能不同。n路單邊帶信號的總頻帶寬度為:

式中， B1=fm+fg為一路信號占用的帶寬。

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，還可以再進行一次調(diào)制。

在接收端，可利用相應(yīng)的帶通濾波器（BPF）來區(qū)分開各路信號的頻譜。然后，再通過各自的相干解調(diào)器便可恢復(fù)各路調(diào)制信號。

頻分復(fù)用系統(tǒng)的最大優(yōu)點是信道復(fù)用率高，容許復(fù)用的路數(shù)多，分路也很方便。因此，它成為目前模擬通信中最主要的一種復(fù)用方式。特別是在有線和微波通信系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛。頻分復(fù)用系統(tǒng)的主要缺點是設(shè)備生產(chǎn)比較復(fù)雜，會因濾波器件特性不夠理想和信道內(nèi)存在非線性而產(chǎn)生路間干擾。