详解正交频分复用技术及其应用(下)

2006-01-12 16:48:18来源:广播电视信息 作者:dvbcn热度:
6 OFDM在数字电视中的应用
  目前全球共有3套国际数字电视地面传输系统标准,美国1996年高级电视系统委员会(ATSC)研发的ATSC8-VSB;欧洲1997年提出的数字视频地面广播DVB-T COFDM;日本1999年提出的地面综合业务数字广播ISDB-T OFDM。
  欧洲DVB-T COFDM系统是欧洲数字电视广播(DVB) 开发的系列标准中的数字地面电视广播系统标准,在系列标准中DVB-T是最复杂的DVB系统。使用MPEG-2传送比特流复用,里德-索罗门(RS) 前向纠错系统,采用COFDM调制方式,把传输比特分割到数千计的低比特率副载波上,用1705个载波(“2K”)或6817个载波(“8K”) 模式。“2K” 模式用于普通网,“8K” 模式用于大小单频网(SFN) ,“2K”与“8K” 系统是兼容的。
  日本提出的“综合业务数字广播”ISDB-T OFDM系统采用MPEG-2传送比特复用,OFDM调制方式,使用的编码方式、调制、传输与DVB-T COFDM基本相同,可以说是经修改的欧洲方式,不同之处在于接收方面增加了部分接收和分层传输,将整个6MHz频带划分为13个子带,每个子带432KHz,将中间一个用于传输音频信号,并大大加长了交织深度(最长达0.5秒),增加交织深度将引入长达几百毫秒的延迟影响频道转换和双向业务。ISDB-T 概念覆盖了各种服务,因此系统不得不面对各种需求,而且一个业务可能和另一个业务是不同的。
  我国清华大学微波与数字通信国家重点实验室提出的地面数字多媒体与电视广播系统(DMB-T),它采用时域同步正交频分复用技术(TDS-OFDM)。
  DMB-T传输系统既适用于地面数字多媒体电视广播系统,也适用于其它宽带传输系统。

7 OFDM在数字音频广播械挠τ?
  数字音频广播DAB(Digital Autio Broadeasting)于70年代末期开始研制,1986年列为欧共体Eurekal47计划,1988年基础性研究和初步的开路实验结果都显示它成为新一代广播系统的强大生命力,引起了世界各国的重视,我国部分发达城市也已着手进行研制开发,DAB有巨大的市场和经济效益,它在未来20年时间内最终要取代调频广播。
  数字音频广播的三项关键技术是:即信源编码、信道编码和网络覆盖规划。而DAB的信道编码技术是一种抗回波传输的信道编码技术,在具体处理上利用OFDM技术将信号分成大量的窄带子信道传输再用卷积码和Viterbi解码算法结合。在误码的比特与传输信道有最佳匹配,能提供大于20dB增益,这种方法的特点是使源编码的比特与传输信道有最佳匹配,有足够的误码保护,在多径反射在提供极好的服务,特别是在移动和便携状态下,接收具有高的频谱效率并能适应低的发射功率。OFDM在一定程度上综合了窄分段和宽分段各自的优点,在1.5MHz带宽中,可一起传送5-6套立体声高质量节目,信噪比可达80dB以上。

8 OFDM在第4代(4G)移动通信系统中的应用
  近年来移动通信技术飞速发展,已经历了3个主要发展阶段。每一代的发展都是技术的突破和观念的创新。第一代起源于20世纪80年代,主要采用模拟和频分多址(FDMA)技术。第二代(2G)起源于90年代初期,主要采用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)技术。第三代移动通信系统(3G)可以提供更宽的频带,不仅传输话音,还能传输高速数据,从而提供快捷方便的无线应用。然而,第三代移动通信系统仍是基于地面标准不一的区域性通信系统,尽管其传输速率可高达2 Mb/s,但仍无法满足多媒体通信的要求,因此,第四代移动通信系统(4G)的研究随之应运而生。
  第四代移动通信系统的关键技术包括信道传输;抗干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术;高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线;大容量、低成本的无线接口和光接口;系统管理资源;软件无线电、网络结构协议等。但若从技术层面看,OFDM被认为是4G的核心技术之一。
  移动通信信道的突出特点之一就是信道存在多径时延扩展,它限制了数据速率的提高,因为如果数据速率高于信道的相干带宽,信号将产生严重失真,信号传输质量大幅度下降。而OFDM技术由于具备频谱利用率高,有较强的抗多径干扰、抗频率选择性衰落和频率扩散能力等特点,是对高速数据传输的一种潜在的解决方案,因此,OFDM技术已基本被公认为4G的核心技术之一。

责任编辑:DVBCN编辑部

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