COFDM移动视频技术详解

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COFDM移动视频技术详解

COFDM 技术能同时分开多个数字信号,而且在干扰的信号周围可以安全运行。正是由于具有了这种特殊的信号“穿透能力 ”,使得COFDM技术深受通信设备商以及手 机生产商的喜爱和欢迎。COFDM技术能够持续不断地监控传输介质上通信特性的突 然变化,通信路径传送数据的能力会随时间发生变化,COFDM能动态地 与之相适应,并且接通和切断相应的载波以保证持续 地进行成功的通信。该技术可以自动地检测传输介质下哪一个特定的载波存在高的信号衰减或干扰脉冲,然后 采取合适的 调制措施来使指定频率下的载波进行成功通信。COFDM技术特别适合使用在高层建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及将信号撒播的地区、高 速的数据传播及播音都希望删除多径影响的地方。

COFDM技术主要有如下几个优点:

(1)在窄带带宽下也能够发出大量的数据。COFDM技术能同时分开至少1000个数字信号,而且在干扰的信号周围可以安全 运行的能力将直接威胁到目前市场上已经开始流行的CDMA技术的进一步发展壮大的态势,正是由于具有了这种特殊的信 号“穿透能力”使得OFDM技术深受欧洲通信营运商以及手机生产商的喜爱和欢迎,例如加利福尼亚Cisco系统公司、纽约Flarion工学院以及朗讯工学院等开始使用,在加拿大Wi-LAN工学院也开始使用这项技术。

(2)COFDM技术能够持续不断地监控传输介质上通信特性的突然变化,由于通信路径传送数据的能力会随时间发生变化,所以COFDM能动态地与之相适应,并且接通和切断相应的载波以保证持续地进行成功的通信;

(3)该技术可以自动地检测到传输介质下哪一个特定的载波存在高的信号衰减或干扰脉冲,然后采取合适的调制措施来使指定频率下的载波进行成功通信;

(4)COFDM技术特别适合使用在高层建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及将信号散播的地区。高速的数据传播及数

字语音广播都希望降低多径效应对信号的影响。

(5)可以有效地对抗信号波形间的干扰,适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。当信道中因为多径传输而出现 频率选择性衰落时,只有落在频带凹陷处的子载波以及其携带的信息受影响,其他的子载波未受损害,因此系统总的误码 率性能要好得多。

(6)通过各个子载波的联合编码,具有很强的抗衰落能力。COFDM技术本身已经利用了信道的频率分集,如果衰落不是特 别严重,就没有必要再加时域均衡器。通过将各个信道联合编码,则可以使系统性能得到提高。

(7)COFDM技术抗窄带干扰性很强,因为这些干扰仅仅影响到很小一部分的子信道。

(8)可以选用基于IFFT/FFT的COFDM实现方法;

(9)信道利用率很高,这一点在频谱资源有限的无线环境中尤为重要;当子载波个数很大时,系统的频谱利用率趋于2Baud/Hz。

表现在实际应用中有以下独具的优势:

首先,抗衰落能力强。COFDM把用户信息通过多个子载波传输,在每个子载波上的信号时间就相应地比同速率的单载波系统上的信号时间长很多倍,使COFDM对脉冲噪声(Impulse Noise)和信道快衰落的抵抗力更强。同时,通过子载波的联合编码,达到了子信道间的频率分集的作用,也增强了对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力。因此,如果衰落不是特别严重,就没有必要再添加时域均衡器。

其次,频率利用率高。COFDM允许重叠的正交子载波作为子信道,而不是传统的利用保护频带分离子信道的方式,提高了频率利用效率。

再者,适合高速数据传输。OFDM自适应调制机制使不同的子载波可以按照信道情况和噪音背景的不同使用不同的调制方式。当信道条件好的时候,采用效率高的调制方式。当信道条件差的时候,采用抗干扰能力强的调制方式。再有,COFDM 加载算法的采用,使系统可以把更多的数据集中放在条件好的信道上以高速率进行传送。因此,COFDM技术非常适合高速数据传输。

此外,抗码间干扰能力强。码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干扰,它与加性的噪声干扰不同,是一是一种乘性的干扰。造成码间干扰的原因有很多,实际上,只要传输信道的频带是有限的,就会造成一定的码间干扰。COFDM由于采用了循环前缀,对抗码间干扰的能力很强。

COFDM技术的不足之处包括以下方面:

对频偏和相位噪声比较敏感。COFDM技术区分各个子信道的方法是利用各个子载波之间严格的正交性。频偏和相位噪声会使各个子载波之间的正交特性恶化,仅仅1%的频偏就会使信噪比下降30dB。因此,COFDM系统对频偏和相位噪声比较敏感?功率峰值与均值比(PAPR)大,导致射频放大器的功率效率较低。与单载波系统相比,由于COFDM信号是由多个独立的经过调制的子载波信号相加而成的,这样的合成信号就有可能产生比较大的峰值功率,也就会带来较大的峰值均值功率比,简称峰均值比。对于包含N个子信道的COFDM系统来说,当N个子信道都以相同的相位求和时,所得到的峰值功率就是均值功率的N倍。当然这是一种非常极端的情况,通常COFDM系统内的峰均值不会达到这样高的程度。高峰均值比会增大对射频放大器的要求,导致射频信号放大器的功率效率降低。

负载算法和自适应调制技术会增加系统复杂度。负载算法和自适应调制技术的使用会增加发射机和接收机的复杂度,并且当终端移动速度很高时,自适应调制技术就不是很适合了。

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