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        深圳市鵬鑫威科技有限公司

        COFDM與OFDM的區別

        發布時間:2013/07/29

        COFDM是編碼正交頻分復用,OFDM就是正交頻分復用。COFDM是OFDM與信道編碼技術的結合,可以降低誤碼率。

        在地面數字電視傳輸標準中,
        在GB和DVB-T中都是規定用COFDM來調制的。
        ATSC標準中使用8VSB調制。
                電視轉播車作為一個移動的電視轉播和制作系統,具有方便和靈活的特點。而由于轉播現場環境限制,有時候不能滿足電視轉播的需要。譬如:在直播中需要看到的接收回傳信號由于現場沒有線路而常??床坏?。由于地形限制(太高或太遠),個別攝像機的電纜去不到而影響了轉播效果。而一直以來模擬微波技術都無法克服多徑反射及遮擋所帶來的困擾,而且只能進行點對點的傳輸。在一些場合,如:體育賽場,馬拉松競賽,汽車摩托車賽等,要想實時傳送,需要十分復雜的微波系統,小心的設計和操作也不能保證完美的圖像。直到COFDM技術的出現。為了解決這些問題,我們利用COFDM技術,在轉播車上配備了可移動的無線接收電視和無線攝像機,提高了節目制作的靈活性。那什么是COFDM呢?
            一. COFDM的原理
            OFDM是一種無線環境下的高速傳輸技術。無線信道的頻率響應曲線大多是非平坦的,而OFDM技術的主要思想就是在頻域內將給定信道分成許多正交子信道,在每個子信道上使用一個子載波進行調制,并且各子載波并行傳輸。這樣,盡管總的信道是非平坦的,具有頻率選擇性,但是每個子信道是相對平坦的,在每個子信道上進行的是窄帶傳輸,信號帶寬小于信道的相應帶寬,因此就可以大大消除信號波形間的干擾。由于在OFDM系統中各個子信道的載波相互正交,它們的頻譜是相互重疊的,這樣不但減小了子載波間的相互干擾,同時又提高了頻譜利用率。
            COFDM是OFDM與信道編碼的結合,而OFDM是一種多載波調制方式,其基本思想是把高速率的信息流通過串/并變換,轉換成低速率的N路并行數據流,然后用N個相互正交的載波進行調制,將N路調制后的信號相加即得發送信號。
            OFDM良好地解決了多徑環境中的信道選擇性衰落,但對信道平坦性衰落(即各載波的幅度服從瑞利分布的衰落),尚未得到較好的克服。用信道編碼來解決這一問題的OFDM稱為COFDM。COFDM(Coded OFDM)基于使信息在頻域和時域擴展的思想,通過編碼使傳輸時各單元碼信號受到的衰落可認為統計獨立,從而消除平坦性衰落及多普勒頻移的影響。為了抵消多徑衰落、同頻干擾以及各種噪聲,COFDM采用下列措施:
            1.利用在每個信號周期前插入一個保護間隔Δ來對付多徑衰落。只要多徑時延的大小在保護間隔內,它對系統的性能就沒有太大影響。由于接收到的頻域信號必然受到干擾,所以需要精確地測得多徑傳遞函數,于接收端進行均衡。在實際中,用發射已知測試信號的方法來預測信道特性,得到各載波上的均衡因子,用均衡因子進行均衡,消除多徑干擾。
            2.采用頻譜開槽的辦法來消除同頻干擾。即通過頻譜成形,將信號點在有效載波頻帶上進行排列,預留出頻譜保護帶即在頻譜中開槽,開槽的位置分別對應于普通電視的亮度載波、色度載波和伴音載波,同時頻帶邊緣還需留有一定的邊緣保護,防止頻譜泄露,對鄰頻帶造成干擾。
            3.采用RS+TCM級聯碼并輔以交織來對付各種噪聲干擾,降低誤碼率。利用RS編碼對數據加以前向糾錯保護;利用時域交織/解交織器將TCM解碼后的突發誤碼分散到不同的RS碼字中,使其不超過RS碼的糾錯能力;TCM編碼將編碼與調制結合起來,一般采用2/3卷積碼對MQAM的星座點進行編碼;頻域交織的作用是使相鄰網格編碼的信號點在時間上分散開,以便使突發干擾點的噪聲相對均勻地分散在不同網格編碼點,而非集中在連續的幾個信號點上而導致超出TCM的解碼能力,頻域交織由于將受同頻干擾嚴重的載波分量分散開,因而提高了TCM對同頻干擾的抵抗能力。
            二. 地面移動電視

            高頻頭是負責將射頻信號轉換成解調器可以接受的中頻或基帶調制信號。解調器負責信道特性補償、信道解調、信道解碼等,輸出為包含廣播數據的碼流。解復用將所需的廣播數據從其它碼流信號中分離出來。根據控制信息,從分離出來的信號中選擇對應于本機的視音數據進行下載或實時播放。對所得到的其它多媒體數據進行相應的處理,并最終根據用戶的要求在顯示器件上顯示。
            系統主要設備和軟件包括:移動接收天線、移動接收機、移動接收控制軟件、移動存儲軟件、顯示屏等。
            從天線接收下來的數據經高頻頭,變成中頻模擬信號,放大后,經過A/D轉換成數字信號。其中A/D采樣鐘受晶振VCXO控制,采樣鐘偏移由采樣鐘同步部分估計得到。A/D轉換后的數據一路做AGC檢測去控制高頻頭的輸出,一路經R/C變換成FFT所需要的復信號(數據實虛部)。Timing sync.部分估計得到時域符號同步位置并且粗略估計出由于收發頻率不一致而引起的頻偏,再分別送到FFT單元和Freq.shift單元去定出FFT窗口位置和校正帶有頻偏的數據。數據流經過數字頻偏校正后,在FFT單元做OFDM解調。
            解調后的頻域信號由Freq.Sync.模塊和TPS譯碼模塊分別得到頻域載波同步頭和幀同步頭位置,同時采樣鐘同步模塊估計得到由于FFT窗位置估計偏差及A/D采樣鐘偏差帶來的相位偏轉值,在相位校正塊進行校正。校正后的數據經過信道估計和均衡處理,消除掉信道多徑的影響,然后經過維特比量度、量化,進入和發端編碼相逆的解碼過程:解內交織、維特比譯碼、RS碼同步、解卷。
            移動電視采用了當今世界最先進的數字電視技術,因而比以往的模擬電視數字電視圖像穩定,色彩逼真,畫面清晰,不存在因多徑反射而引起的重影,以及信號衰弱引起的畫面失真,接收靈敏度高,抗干擾能力強。由于采用無線接收,節目內容的時效性和其他播放設備相比具有明顯的優勢。采用數字移動電視后,徹底解決了因為環境或者場地而沒有接收信號的問題,大大方便了轉播車的直播工作。
            三. 數字無線攝像機
            為了正常工作,模擬的無線攝像機需要視距內傳輸,如果有阻擋,傳輸信號就會有損失。另外,對于在場館內的微波攝像傳輸,由于抓拍要求速度要非???,因此傳統的拉電纜或模擬微波已經遠遠不能滿足既要實時又要穩定的要求。而數字無線攝像機則不存在這個問題。原因它采用了COFDM調制,COFDM接收機能從許多不同的輸入數據信號找出最佳的輸入信號。我們選用了Vislink公司生產的“Reporter”無線攝像微波,它采用了COFDM抗多徑技術,內置4:2:2編碼器,結構緊湊輕便,廣泛適合于各類攝像機。安裝簡單,容性強,在同類產品中體積、重量和功耗都很小,同時具有強大的預設參數功能,使用起來非常方便。
           
            STRATA主要特點:(1)輕便、模塊化、積木式組合;(2)模擬、數字或模擬/數字切換;(3)發射/接收單元(T/RXU)分別配置獨立的控制單元(T/XCU)。單工、半工或全工配置。MPEG2編碼(4:2:0、4:2:2);(4)COFDM調制(可選擇保護間隔<1/32、1/16、1/8、1/4>,可選擇帶寬<6MHz、7MHz、8MHz>。FEC:1/2、2/3、3/4、5/6、7/8,可選QPSK、16QAM、64QAM數字調試);(5)PAL、NTSC模擬視頻并附帶兩個通道音頻、三腳架、半機柜寬或全機柜寬安裝方式、直觀的前面板控制;(6)2~15GHz頻段可選。
            STRATA數字微波收發單元和控制單元可以同時在戶外機架上操作,也可以收發單元與控制單元分開操作,距離200米。內置4:2:2編碼器MPEG編碼符合4:2:2或4:2:0格式,模擬視音頻輸入,AES/EBU音頻,旁通數據通道,DVB-ASI輸出。COFDM調制符合DVB-T,6,7,8MHz可選帶寬,QPSK,16QAM,或64QAM調制方式,自動監測間隔保護和提前預判FEC。S
         

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