COFDM技术简介

COFDM技术简介
1,什么是COFDM
COFDM(coded orthogonal frequency division multiplexing),既编码正交频分复用的简称,是目前世界最先进和最具发展潜力的调制技术.
上个世纪中期,人们提出了频带混叠的多载波通信方案,选择相互之间正交的载波频率作子载波,也就是我们所说的OFDM.这种"正交"表示的是载波频率间精确的数学关系.按照这种设想,OFDM既能充分利用信道带宽,也可以避免使用高速均衡和抗突发噪声差错.OFDM是一种特殊的多载波通信方案,单个用户的信息流被串/并变换为多个低速率码流,每个码流都用一个子载波发送.OFDM不用带通滤波器来分隔子载波,而是通过快速傅立叶变换(FFT)来选用那些即便混叠也能够保持正交的波形.
OFDM子载波频谱 OFDM频谱

OFDM技术属于多载波调制(Multi-CarrierModulation,MCM)技术.有些文献上将OFDM和MCM混用,实际上不够严密.MCM与OFDM常用于无线信道,它们的区别在于:OFDM技术特指将信道划分成正交的子信道,频道利用率高;而MCM,可以是更多种信道划分方法.
OFDM技术的推出其实是为了提高载波的频谱利用率,或者是为了改进对多载波的调制,它的特点是各子载波相互正交,使扩频调制后的频谱可以相互重叠,从而减小了子载波间的相互干扰.OFDM每个载波所使用的调制方法可以不同.各个载波能够根据信道状况的不同选择不同的调制方式,比如BPSK,QPSK,8PSK,16QAM,64QAM等等,以频谱利用率和误码率之间的最佳平衡为原则.OFDM技术使用了自适应调制,根据信道条件的好坏来选择不同的调制方式.OFDM还采用了功率控制和自适应调制相协调工作方式.信道好的时候,发射功率不变,可以增强调制方式(如64QAM),或者在低调制方式(如QPSK)时降低发射功率.
OFDM技术是HPA联盟(HomePlug Powerline Alliance)工业规范的基础,它采用一种不连续的多音调技术,将被称为载波的不同频率中的大量信号合并成单一的信号,从而完成信号传送.由于这种技术具有在杂波干扰下传送信号的能力,因此常常会被利用在容易受外界干扰或者抵抗外界干扰能力较差的传输介质中.
2,COFDM技术应用于无线图像传输优点
无线图像传输广义上属于无线宽带传输,大体了经历模拟,数字传输两个阶段.
模拟图像传输因其多经干扰,同频干扰和噪声叠加,导致实际应用中图像传输可靠性和高图像质量难以保证,因此模拟图像无线传输在很多行业已基本被淘汰.
随着图像编解码和无线数字调制技术的发展,无线数字图像传输成为目前的技术中坚.其基本结构均为视音频编码—无线信道数字调制--视音频解码,框图如下:
目前现有的无线应用中,视音频压缩编码以MPEG2/4,H.261/263等为主.其中高质量图像(标准PAL/NTSC制式或分辨率不小于700×500)一般以MPEG2编解码居多,个别采用小波编解码.其对应的无线传输按体制可以用微波(数字微波,扩频微波),无线LAN(802.11FHSS,802.11(b)DSSS,802.11(g)DSSS/OFDM,802.11(a)OFDM)等技术实现.虽然,这些技术各有优势,但它们大多都存在共同的缺点,如通视传输,定向传输,不支持移动等,从而限制用户的应用,甚至无法满足部分用户最基本的需求.
随着OFDM技术及组件的成熟,国外在无线图像上已趋于淘汰微波和802.11FHSS,802.11(b)DSSS等方案,而采用COFDM技术的产品.
COFDM技术应用于无线图像传输优点有如下方面:
适合在城区,城郊,建筑物内等非通视和有阻挡的环境中应用,表现出卓越的"绕射""穿透"能力.
传统的微波设备,必须在通视条件(既收发两点之间必须无阻挡)下才能建立链路,所以使用中受环境制约,需要提前考察环境,拟定,实测收发点.即使成功"布点",天线定向,线缆布置等工作也相当烦琐,不仅直接限制视音频源的获取,传输,而且系统的可靠性,工作效率也大打折扣.
COFDM无线图像设备则彻底改变了这种局面.因其多载波等技术特点,COFDM设备具备"非视距","绕射"传输的优势,在城区,山地,建筑物内外等不能通视及有阻挡的环境中,该设备能够以高概率实现图像的稳定传输,不受环境影响或受环境影响小.其收发两端一般采用全向天线,无须预先"踩点","定向",布设繁杂的视音频输入,输出电缆,视音频源的采集端,接收端可根据现场情况及指挥/导演的要求自由活动.系统简单,可靠,应用灵活.

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