頻分復用

頻分復用（FDM，Frequency 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的信號互不干擾，應在各子信道之間設立隔離帶，這樣就保證了各路信號互不干擾（條件之一）。頻分復用技術的特點是所有子信道傳輸的信號以并行的方式工作，每一路信號傳輸時可不考慮傳輸時延，因而頻分復用技術取得了非常廣泛的應用。頻分復用技術除傳統意義上的頻分復用（FDM）外，還有一種是正交頻分復用（OFDM）。

頻分復用及應用實例

一、頻分復用

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

優點：提高信道利用率。

多路復用的方法：頻分復用和時分復用。

頻分復用：是按頻率區分各路信號，簡寫作FDM，多用于模擬通信系統中。

時分復用：是按時間區分各路信號，簡寫作TDM，主要用于數字通信系統。

頻分復用（SSB）系統方框圖如圖1所示。

圖1 頻分復用系統構成

在發送端，有用消息信號往往不是嚴格的限帶信號，因此，在發送端各消息首先經過低通濾波器，然后進行調制（例如線性調制SSB）。經過低通的信號，對不同的載波進行調制，為了各路信號之間不互相干擾，要適當地選擇各個載波的載波頻率。復用后的信號經信道傳輸到接收端，首先通過帶通濾波器將各路頻帶信號分開，然后經過解調器進行解調。

圖2為以SSB為例的頻分復用信號的頻譜結構示意圖。

圖2 頻分復用信號的頻譜結構

其中fe為防護帶，可以避免鄰路之間的串擾。

n路單邊帶信號的總的頻帶寬度最小應等于

合并后的復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制。

二、應用舉例

1 調頻立體聲廣播

調頻立體聲廣播系統是FDM系統的一個實例。

圖3 調頻立體聲廣播收發信機框圖

FM調頻立體聲廣播中，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）表示調頻立體聲廣播發射機框圖。基帶信號Mt（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調制，載頻為38kHz，它是從19kHz振蕩器二倍頻后得到。將19kHz的導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。導頻為19kHz而不是38kHz的原因是用此導頻更容易在接收機中從合成信號中分離出來。在發端再將三者的合成信號X（t）送至調頻器。圖3（b）為X（t）的頻譜。可以看出調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用。圖3（c）為調頻立體聲接收機框圖。其中鑒頻器將接收到的調頻信號變換為頻分復用的基帶信號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）］，再利用導頻對DSB-SC AM信號進行相干解調，得到［ML（t）-MR（T）］信號，然后將此信號分別相加及相減，恢復出ML（t）和mr（t），在音頻放大后分別驅動揚聲器。