计算机网络(第2版)
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2.6.1 频分复用技术(Frequency Division Multiplexing)

频分复用技术(Frequency Division Multiplexing,FDM)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。频分复用原理示意图如图2-25所示。

图2-25 频分复用(FDM)原理示意图

频分复用的基本思想是:要传送的信号带宽是有限的,而线路可使用的带宽则远远大于要传送的信号带宽,通过对多路信号采用不同频率进行调制的方法,使调制后的各路信号在频率位置上错开,以达到多路信号同时在一个信道内传输的目的。因此,频分复用的各路信号是在时间上重叠而在频谱上不重叠的信号。

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)。

频分复用技术的优点:频率复用系统的最大优点是信道复用率高,允许复用的路数多,同时它的分路也很方便。因此,它是目前模拟通信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。例如,在卫星通信系统中的频分多址(FDMA)方式,就是按照频率的不同,把各地面站发射的信号安排在卫星频带内的指定位置进行频分复用,然后,按照频率不同来区分地面站站址,进行多址复用。

● 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。

● 接收端可利用简单一阶均衡器补偿信道传输的失真。

● 频谱效率上升。

频分复用技术的缺点:频率复用系统的不足之处是收发两端需要大量载频,且相同载频必须同步,设备较复杂。另外,还需要大量的各种频带范围的边带滤波器。对它们的要求不仅是频带特性陡峭,而且对频率的准确性和元件的稳定性都要求很高。第三频率复用系统不可避免地产生路间干扰。其原因除了分路用的带通滤波器特性不够理想外,最主要是信道本身存在着非线性特性。例如,多路复用信号通过公用的放大器时,由于放大器的非线性失真会引起各路信号频谱交叉重叠,这样会带来路间干扰,通常在传输话音信号时称为路间串话。因此,为了提高传输质量,对信道的线性指标有严格的要求。

● 传送与接收端需要精确的同步。

● 对多普勒效应频率漂移敏感。

● 峰均比高。

● 循环前缀(Cyclic Prefix)造成的负荷大小适当。