分頻多路復用

电信技术

分頻多路復用(Frequency-division multiplexing,FDM),也叫分頻多工,是一種將多路基頻訊號調變到不同頻率載波上再進行疊加形成一個複合訊號的多路復用技術。

調變方式
連續調變
調幅調頻調相
類比AM
SSB · DSB
FMPM
數位ASK
OOK · QAM
FSK
MSK · GFSK
PSK
CPM
其他SM英語Space modulation (類比)
脈波調變
類比PAM · PDM · PPM
數位PCM · PWM
展頻
CSS英語Chirp spread spectrum · DSSS · THSS英語Time-hopping · FHSS
另見
調變 · 線路碼 · 數據機 · ΔΣ調變 · OFDM · FDM
承載數位資料的FDM通道的通頻帶,透過四位元相位偏移(QPSK)調變。

歷史上,電話網路曾使用FDM技術在單個物理電路上傳輸若干條語音頻道。這樣,12路語音頻道被調變到載波上各自占據4KHz頻寬。這路占據60-108KHz頻段的複合訊號被認為是一個組。反過來,五個這樣的訊號組本身被同樣的方法多路復用到一個超級組中,這個組包含60條語音頻道。進一步甚至有更高層次的多路復用,這樣使得單個電路中傳輸幾千條語音頻道成為可能。

在現代電話系統所使用的數位傳輸方式中,分時多路復用(Time-Division Multiplexing)代替了FDM技術。

在無線網路的應用上,除了以FDM在各個頻率作傳輸,為了使不同的封包能在同一通道上傳輸,也同時使用了分碼多重進接(CDMA)這樣的多路復用技術。

FDM也能被用於在最終調變到載波上之前合併多路訊號。在這種情況下,所載訊號被認為是次載波。立體聲調頻(stereo FM)傳輸就是這樣一個例子:38KHz次載波被用於在複合訊號頻率調變之前從中央左右合併頻道中分離出左右不同的訊號。

當分頻多路復用被用於允許多路使用者共享一個物理通訊頻道時,它又被稱為分頻多重進接(FDMA)。[1] FDMA是一種從不同傳送器中分離無線電訊號的傳統方法。在光學領域類似分頻多路復用的技術被稱為波長分波多工

優缺點

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FDM優點

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FDM提供了在相同通道同時傳遞多個數據。

FDM缺點

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傳統類比FDM訊號,如果要分離出每個不同的單獨訊號,需要多個濾波器,才能實作。可能會導致頻率之間的干擾並干擾傳輸。

FDM 系統

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類比載波系統

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標準電話語音訊段300–3400Hz是透過單邊振幅調變(single sideband amplitude modulation),載波在高頻率的頻段上,是目前頻率使用上最有效率的類比載波系統。

數位載波系統

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現在的傳輸上漸漸都透過數位的調變來傳遞訊號,比方說OFDM系統,而且透過正交的子載波,使得頻譜上並不重疊,對於頻譜運用效率提高,在data rate和傳統FDM系統相當,可是可以有效對抗對於頻率選擇性衰減。使得收到訊息可靠度大幅提高。

FDM的應用

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目前大部分的第二代行動電話(GSM)、第三代行動電話(WCDMA)、無線式行動電話(PHS)等都有使用分頻多工接取技術。

例如:有線電視訊號,以頻率50~56MHz傳送HBO、頻率56.2~62.2MHz傳送CNN等電視頻道;第二代行動電話GSM900系統,每個語音通道的頻寬為0.2MHz(200KHz),就是屬於分頻多工接取。

主要技術有兩種:

FDMA與分頻雙工(FDD)不同。儘管FDMA允許多個使用者同時訪問傳輸系統,但FDD指的是如何在上行鏈路和下行鏈路之間共享無線電頻道(例如,移動電話與移動電話基地台之間來回的流量)。分頻多工(FDM)也不同於FDMA。FDM是一種實體層技術,可通過高帶寬頻道合併並傳輸低帶寬頻道。另一方面,FDMA是數據鏈路層中的一種訪問方法。

除了固定分配,FDMA還支援需求分配。需求分配通過使用統計分配過程臨分時配載波頻率,使所有使用者顯然可以連續訪問無線電頻譜。第一FDMA按需分配的衛星系統是由開發通訊衛星上使用國際通訊衛星系列IVA和V衛星。

另見

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參考資料

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  1. ^ White, Curt. Data Communications and Computer Networks . Boston, MA: Thomson Course Technology. 2007: 140–143. ISBN 978-1-4188-3610-8. 


  • Olenewa, J. & Ciampa, M. (2007). Wireless# Guide to Wireless Communications (2nd ed.). Boston, United States: THOMSON COURSE TECHNOLOGY

外部連結

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