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技术革新----单载波系统与COFDM多载波系统之比较

时间:2015-09-22 作者:admin 浏览:231

1、  单载波系统

    FDM传统的频分复用和TDM时分复用系统中,一个单一的无线电频率可以采用振幅、频率、相位调制或采用复合调制方式以传送数据流。为防止对临近信道产生的干扰需要拿出一段频谱空间作为保护频段,但增加保护频段会减少整个系统的吞吐量。

    射频系统的设计必须考虑到最小的信号噪声比,以保证接收信号在背景噪声下所需要的性能。在强的干扰环境下(在同频本地多发信机工作的情况下)或在强的衰落环境下(在暴雨期间或金属物内),信号通常是不能被良好的接收的。

    更为重要的是在同频工作下会有多径干扰产生的影响,它会使信号在建筑物之间、人群、移动的车辆、飞机或其它的方面产生多种反射而使信号传输中断,那么如何使接收机能够正确地接收这些信号?假设这些多径射频信号的特性可以迅速地从一个瞬间到另一个瞬间进行变化,在设计上采用复杂的算法以及昂贵的电路技术能够处理这些问题,使得在上述环境下信号也能够得以良好的接收。

 

2、多载波系统 – COFDM

 COFDM技术不使用单载波系统而是多载波系统,在同样的调制方式下,比如采用 QPSK16-QAM  64QAM ,可以使之应用于单载波系统。但无论如何,数据的传输仍然是采用时分和频分方式 ,并工作在各自的子载波上,每个子载波都在特定的正交频率上,以增加潜在的数据吞吐量。尽管这时每个子载波的数据率低于单载波系统,但各个子载波的总的数据率要高于整个系统的数据率。

DVB-T 标准已被广泛应用于欧洲和世界各国其中 “2K” 版本 (1704 载波信号)
     应用于较强的干扰环境,“8K” 版本 (6816 载波信号应用于较低些的干扰环境。DAB 标准 应用于CD品质的音频和数据在移动环境下的规划和设计。其中有4个不同的工作方式在整个1.5MHz的信道上具有高达 1536 个载波的间隔其目的是为了提高对多普勒相移和多径干扰的免疫力。

     COFDM技术是关于前向纠错方法和数据信号处理过程的。它对干扰具有强的抵抗力。包括抗多径干扰。这些信号相对原始信号因传播距离而被延迟,相对于最大的期望延迟,保护间隔的配置就更长。这样就可以保证接收机从反射信号中区别有用的信号以正确地接收。

    值得注意的是,实际上多径信号会给COFDM系统中带来好处,如果原始信号被封锁,仅有多径信号被接收的话,这些信号会被用于接收机去获得想得到的数据。此外,即使个别的子载波不能完全地被接收数据纠错方式也能够使接收机从其它的子载波中获得足够的信息去重建缺少的数据。

 

3、移动性和双向数据

    COFDM 技术是移动环境下应用的最佳选择。例如:UBS系统的COFDM 调制器在新加坡已被广泛应用于公交车的电视信号的传送,这项技术也被用于拉斯维加斯战时流动医院的实时移动视频图象的单向传送,以诊断病人。同时该项技术也能被应用于双向广播无线接入业务。包括数据、互联网接入、话音和传真等。

 

4、结论

COFDM 技术标准为增强频谱资源的利用率提供了一种有效的解决途径,特别是在强的干扰环境下。它可应用于单向或双向的固定或移动的数据网络环境。

    以前采用固定无线接入方式访问互联网的用户都知道一个道理:如果他们屋顶上的天线不在几公里/几十公里外的基站天线视线范围内的话,他们就接收不到信号。 但是现在WXKD新一代的固定无线双向系统可以突破这一限制,包括树丛、饰墙、甚至是金属片都不能阻挡它与基站天线的通信。这对于使用固定无线接入技术向用户提供高速互联网接入服务的人们来说无疑是一件好事。另外,这种新系统的安装也更加方便,用户可以自行安装天线,而不是象以前那样需要工程技术人员来调整它的角度以对准远端的天线。