FDMA

沈阳理工大学通信系统课程设计报告1FDMA系统仿真1.课程设计目的（1）加深对调制与解调原理及过程的理解，能将调制与解调原理应用到FDMA通信系统中；（2）加深对滤波器滤波特性的理解。（3）掌握FDMA通信系统的原理，并利用Matlab进行实现。2.课程设计要求（1）掌握课程设计的相关知识、概念清晰。（2）程序设计合理、能够正确运行。3.相关知识3.1频分复用的原理复用是指将若干个彼此独立的信号合并成可在同一信道上传输的复合信号的方法，常见的信号复用采用按频率区分与按时间区分的方式，前者称为频分复用，后者称为时分复用。通常在通信系统中，信道所提供的带宽往往比传输一路信号所需要的带宽宽得多，这样就可以将信道的带宽分割成不同的频段，每频段传输一路信号，这就是频分复用（frequencydivisionmultipleaccess）(FDMA)。为此，在发送端首先要对各路信号进行调制将其频谱函数搬移到相应的频段内，使之互不重叠。再送入信道一并传输。在接收端则采用不同通带的带通滤波器将各路信号分隔，然后再分别解调，恢复各路信号。调制的方式可以任意选择，但常用的是单边带调制。因为每一路信号占据的频段小，最节省频带，在同一信道中传送的路数可以增加。沈阳理工大学通信系统课程设计报告2图1频分复用系统的示意图图1给出了频分复用系统的示意图。如图所示，其中f1(t),f2(t),…,fn(t)为n路低频信号，通过调制器形成各路处于不同频段上的边带信号。频分复用的理论基础仍然是调制和解调。通常为防止邻路信号的相互干扰，相邻两路间还要留有防护频带，因此各路载频之间的间隔应为每路信号的频带与保护频带之和。以语音信号为例，其频谱一般在0.3~3.4kHz范围内，防护频带标准为900Hz，则每路信号占据频带为4.3kHz，以此来选择相应的各路载频频率，在接收端则用带通滤波器将各路信号分离再经同步检波即可恢复各路信号，为减少载波频率的类型，有时也用二次调制。3.2频分复用的分类频分复用技术除传统意义上的频分复用（FDMA）外，还有一种是正交频分复用（OFDM）。（1）传统的频分复用传统的频分复用典型的应用莫过于广电HFC网络电视信号的传输了，不管是模拟电视信号还是数字电视信号都是如此，因为对于数字电视信号而言，尽管在每一个频道（8MHz）以内是时分复用传输的，但各个频道之间仍然是以频分复用的方式传输的。（2）正交频分复用OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）实际是一种多载波沈阳理工大学通信系统课程设计报告3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FDMA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。目前OFDM技术已被广泛应用于广播式的音频和视频领域以及民用通信系统中，主要的应用包括：非对称的数字用户环线（ADSL）、数字视频广播（DVB）、高清晰度电视（HDTV）、无线局域网（WLAN）和第4代（4G）移动通信系统等。4.课程设计分析4.1FDMA通信系统的原理FDMA通信系统模型如图8-2所示。同学们还可了解一下WDMA。WDMA和FDMA基本上都基于相同原理，所不同的是，WDMA应用于光纤信道上的数字化光波传输过程，而FDMA应用于模拟传输，诸如双绞线话路传输、电缆接入、峰窝、无线电以及TV通信等。一直以来，TDMA、CDMA也是结合FDMA共同作用的。图2FDMA通信系统模型沈阳理工大学通信系统课程设计报告45.仿真图3FDMA频分多址通信系统的仿真模型图中：在发射部分，三个SignalGenerator（信号发生器），产生幅度为1、频率为4rad/s的正弦信号和方波信号，以及频率为3rad/s的锯齿波信号，分别进入载频设定为40Hz、60Hz、80Hz的PassbandDSBAM（双边带幅度调制）模块，然后各自进入与调制模块载频相应的AnalogFilterDesign（模拟滤波器设计）模块。三路信号在Sum（加法器）中合成后馈入高斯噪声传输环境。在接收部分，三路并联的带通滤波器分别工作在上述三个载频上。带通滤波器后面连着载频与带通滤波器中心频率相同的PassbandDSBADM（双边带幅度调制的解调）模块。解调输出的信号在MUX（合路器）中与各自的原始信号汇合，然后输入示波器。沈阳理工大学通信系统课程设计报告56.结果分析运行结果如图所示：图4FDMA通信系统三信号混合后的频域图图5FDMA通信系统三信号混合后的时域图沈阳理工大学通信系统课程设计报告6图6三原始信号与解调出来的信号沈阳理工大学通信系统课程设计报告77.参考文献1.樊昌信曹丽娜编著通信原理（第六版）.北京：国防工业出版社，2008.32.达新宇林家薇杜思深编著.通信原理.陕西.西北工业大学出版社，2003.3.邵玉斌编著Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析北京.清华大学出版社.2008.64.王宏编著MATLAB6.5及其在信号处理中的应用北京.清华大学出版社.2004.105.黄载禄，殷蔚华.通信原理[m].北京：科学出版社，2005.