
【计】 frequency division modulation
frequency
【计】 F; frequency
【化】 frequency
【医】 frequency
【经】 frequency
cent; dispart; distribute; divide; marking; minute
【计】 M
【医】 deci-; Div.; divi-divi
【计】 multiplexing; multitone
confect; modulate
【计】 delta modulation; MOD; modulation
【医】 modulation
频率分多路调制(Frequency Division Multiplexing, FDM)是一种通信技术,通过将可用总带宽划分为多个互不重叠的子频带(信道),使多个信号能在同一传输媒介上同时传输。其核心原理是利用频率域的正交性实现多路信号共存。
一、核心原理与工作方式
二、关键技术特征
三、典型应用场景
四、技术优势与演进 FDM的优势在于实现简单、兼容模拟与数字信号,且对信道时延不敏感。现代通信中,FDM常与时分复用(TDM)、码分复用(CDM)结合使用。其演进技术如正交频分复用(OFDM)通过子载波正交性提升频谱效率,广泛应用于4G/5G和Wi-Fi(IEEE 802.11a/g/n/ac/ax)。
参考来源:
频率分多路调制(Frequency Division Multiplexing,FDM)是一种多路复用技术,用于在单一通信介质中同时传输多路独立信号。其核心原理是将总带宽划分为多个互不重叠的子频带,每个子频带分配给不同的信号,通过载波调制实现并行传输。以下是详细解释:
带宽分割
将信道总带宽分割为多个窄带子信道,每个子信道的中心频率不同且互不重叠。例如,若总带宽为 $B$,划分为 $n$ 个子信道,则每个子信道带宽为 $B/n$(需考虑保护频带)。
载波调制
每路输入信号通过调制器调制到对应的子载波频率上。例如,第 $i$ 路信号调制到频率 $f_i$ 的载波上,数学表达式为:
$$
s_i(t) = m_i(t) cdot cos(2pi f_i t)
$$
其中 $m_i(t)$ 是原始信号,$cos(2pi f_i t)$ 是载波。
信号合成与传输
所有调制后的信号在频域上叠加,通过同一物理信道传输。接收端通过带通滤波器分离各子信道,再解调还原原始信号。
传统电话系统
每路电话信号占用4 kHz 带宽,通过FDM将多路语音信号合并为一条高频信道(如12路电话复用为48 kHz 带宽组)。
广播电视与无线电广播
不同电台/电视频道分配不同的载波频率,例如FM广播的88–108 MHz 频段划分为多个200 kHz 的子信道。
光纤通信(波分复用,WDM)
光通信中FDM的扩展形式,利用不同波长的光载波传输多路信号,例如密集波分复用(DWDM)支持数十路光信号并行传输。
优点 | 缺点 |
---|---|
技术成熟,兼容模拟/数字信号 | 需保留保护频带,带宽利用率低 |
支持实时传输,延迟低 | 设备复杂度高(需调制/解调器) |
适用于长距离通信(如卫星) | 易受频率选择性干扰影响 |
如果需要进一步了解具体实现或数学推导,可补充说明特定场景(如正交频分复用OFDM)。
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