【摘 要】随着科技的进步，现代通信系统在生活中的作用显得愈发的明显。在通信设备的数量迅速增加的同时，由于技术水平的限制，通信线路难以及时满足大量通信终端同时通信的请求，因此往往许多通信设备要使用同一通信信道。因此众多信道使用者对于信道的使用产生了三种竞争方式：频分复用、时分复用和码分复用。本文以Matlab/Simulink作为仿真工具，分别实现三种复用方式下的通信系统并进行仿真、优化以及比较。

　　【关键词】通信系统；信道；复用；Simulink仿真

　　1 基本概念

　　通信系统是用以完成信息传输过程的技术系统的总称，广义上共包括信源、信道和信宿三个部分。信源是指通信过程中产生和发出信息的设备或计算机的总称，信宿与其相对，是指通信过程中接收、处理信息的终端设备或计算机的总称。

　　通信信道是数据传输的通路以及信号传输的媒质，是本文讨论的重点。信道最重要的参数之一就是信息的传递能力，用带宽加以描述。由于通信设备爆炸式的增加，传统的一个设备占用一个信道的传输方式因其效率低而不再适用。新的传输方式要求若干个设备使用一个信道，并且安排合理的分配方式使得同一信道上各路通信互不干扰。最广泛的三种复用方式是：频分复用、时分复用和码分复用。

　　（1）频分复用

　　频分复用是将通信信道的整个频谱范围，划分成若干个频率范围，每一对通信设备只允许工作在某一个特定的频率范围之内，即不同的通信用户是依靠不同的频率范围来实现通信的。早期的无线通信系统以及现在的无线广播、短波、大部分专用的通信王伦，仍然采用频分复用的技术加以实现。

　　（2）时分复用

　　时分复用是将全部通信信道在时间轴上，划分成若干个相等长度的时间间隙。将每一对通信设备分配在某一个指定的时隙上工作，那么不同的通信用户即可通过不同的时隙划分实现通信。现在广泛应用的数字蜂窝无线通信系统（GSM）就是应用时分复用的典型实例。

　　（3）码分复用

　　码分复用不同于频分复用和时分复用，它是利用码组的正交性，将承载着不同通信用户的通信信息加以区分。每一对通信设备都被分配在特定码组上实现通信。现在正在使用的数字蜂窝无线通信CDMA、第三代移动通信系统WCDMA，CDMA2000以及SC-CDMA都采用了码分复用的技术。

　　码分复用的关键在于通信码组之间的正交性。一种获得正交码组的方法是使用M序列发生器。M序列是最大长度线性反馈移位寄存器序列的简称，具有很强的自相关特性和很弱的互相关性质。并且M序列可以提供与其周期长度相同个数的正交码组。

　　2 频分复用（FDMA）的实现与仿真

　　图1中的通信系统实现了三对通信对象的频分复用方式。Signal Generator1，2，3作为信源，分别产生正弦、方波、三角波三路信号，系统的信宿Scope1，2，3理应顺序收到以上三路信号。左半部分的三个双边带幅度调制器（DSB AM Modulator）分别将三路信号的频谱搬移到三个互不重叠的频谱范围之内，后面紧跟的模拟滤波器（Analog Filter）滤除有用频带之外的干扰信号。至此实现了不同信号的分频段传输，也就是频分复用方式的通信传输方式。

　　图1 频分复用通信系统示意图

　　在实际传输过程中，难免会有随机噪声的干扰，因此仿真中加入了随机白噪声（AWGN channel）进行模拟。在通信接收端之前，需要将混在一起的三路信号从频域上分离开来，并还原到基带。模拟滤波器4，5，6分别滤出相应的三路信号，并通过双边带幅度解调器（DSB AM Demodulator）将频谱搬移回基带两侧。

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