摘要 频分多址（FDMA）是一种利用不同频率的信号在同一个信道中传输的多址技术。本文利用Matlab/Simulink对FDMA技术进行仿真建模，找到合理且可行的系统设计仿真参数，对FDMA技术的原理、信号传输的实现、通信资源的合理分配进行支撑和验证。
关键词 FDMA；Simulink；通信仿真
中图分类号TP393文献标识码A文章编号 1674-6708（2011）48-0194-02
0 引言
频分多址，即FDMA（Frequency-Divi sion Multiple Access），是通信系统中使用最早、目前使用较多的一种多址接入方式，它目前仍在许多系统中应用，例如：在卫星通信、移动通信、一点多址微波通信系统中。
频分多址是将给定的频谱资源按频率划分，把传输频带划分为若干个较窄的且互不重叠的子频道，每个子频道就是一个通信信道。每个用户分配到一个固定子频带，按频带区分用户。也就是说一个频率被某个用户信号占用时，该频率对系统中的其他用户来说即为阻塞；将信号调制到该频带内，各用户信号同时传送；接收时分别按频带提取，在接收设备中使用带通滤波器允许指定频道里的能量通过， 但滤除其他频率的信号， 从而限制临近信道之间的相互干扰，实现多址通信。
1 FDMA仿真模型
FDMA通信系统的Matlab/Simulink仿真模型如图1所示。
发射端为3个信号发生器，分别产生幅度为1，频率为4rad/s的正弦信号，方波信号，频率为3rad/s的锯齿波（重复序列）信号，分别进入载波频率为40Hz、60Hz、80Hz的DSB双边带幅度调制器模块，然后各自进入与调制模块载频相应的模拟滤波器设计模块。三路信号在加法器中合成后，在系统中馈入加性高斯白噪声传输环境。
仿真模型中，经过加法器合成的信号通过Zero-Order Hold（零阶保持器），其采样时间设定为0.004s，时域图可以在三路信号经过加法器后可以直接通过示波器看到。
接收端，三路并联的带通滤波器分别工作在上述的三个载频上，之后相连着载频与带通滤波器中心频率相同的DSB AM Demodulator Passband（双边带幅度的解调器）模块。解调出的信号在MUX（合路器）中与各自的原始信号汇合，可以在示波器中清晰地看到对比的波形及时间上的延迟。
2 FDMA模型仿真结果
以正弦波输入信号为例，图2为正弦波经过FDMA系统的波形变化过程。可以看出，原始信号经过调制、滤波、加法器、二次滤波、解调的过程中，时间上依次存在延迟。
图3为三用户信号混合后的时域图。三用户信号经过调制、滤波、加法器的混合后信号时域表示。经过双边带调制的信号包络不再与原调制信号的变化规律一致，叠加后的信号有幅度上的明显跳变。时域上的表示与频域是互相对应的。幅度跳变的越明显，时间间隔的变化越大，说明信号的频率越低。图3中最外层的包络应为载波为40Hz的已调信号，依次向内为60Hz、80Hz。
从图4可以看出，经过FDMA通信系统的原始信号与解调信号，不仅时间上存在延迟，解调后的信号在波形上也与原始信号存在一定的差异。正弦波是单一频率的信号，方波和锯齿波由于存在谐波，不是单一频率的信号，在滤波的过程中谐波不能完全被滤掉，而且理想滤波器在系统中是不能是实现的，滤波的过程只能从最大程度上滤去谐波、干扰和噪声，而不能达到和原始信号完全一致。所以接收端的正弦波相比方波和锯齿波的恢复程度更加逼近原始信号。另外信号的恢复也与加性高斯白噪声的信噪比值的设置存在一定关系。信噪比值越大，接收端信号恢复的越好。
3 结论
本文在阐述了FDMA基本原理的基础上，利用Matlab/Simulink对FDMA技术进行仿真建模。仿真结果充分证明了仿真模型的正确性，对FDMA技术的原理、信号传输的实现、通信资源的合理分配进行支撑和验证。
参考文献
[1]程水英，张剑云.无线通信中的多址技术与发展[J].今日电子，2004(12).
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