地面广播中的8-VSB与COFDM比较
8电平符号和二进制数据段同步和数据场同步应该用抑制载波的单载波调制。在发送之前,大多数低端的边带应该去掉。得到的频谱是平坦的,只是在边带两侧各安排了形状为归一的均方根升余玄响应行程310KHz的过渡区,在6MHz带宽内的归一化的传送频谱如图4。
从图5可看出,VSB让一个边带全部通过,而另一个边带只残留了一部分余迹。VSB比SSB(单边带)带宽多一部分,因此其频谱利用率降低。降低量由滚降系数α决定。一般,滚降系数α取值0.1~0.25,它表示残留边带占信号边带的多少。这里,取α为0.12,可得8VSB的带宽利用率为
6-6?0.12≈5.3bps/Hz
16VSB原理与8VSB基本相同,只是串行数据流4bit一组送入D/A变换器中,8VBS是串行数据流3bit一组进入D/A变换器。
在被抑制的载波频率处,及高低端边界310KHZ处,要加上一个导频信号,此导频信号在VSB接收机中用于载波锁定,导频信号功率使总功率增加了0.3dB,有助于降低实施中的损耗。而且由于导频信号位于同频道NTSC信号的残留边带区域内,对NTSC不产生同频道干扰。生成的基带信号转换成模拟形式(D/A转换器),然后调制到正交的中频载波,并用边带消除法(相位法)生成残留边带的中频信号。中频载波的标称频率为46.69MHz,等于中频中心频率(44MHz)加上符号除4(10.762MHz/4=2.6905MHz)
COFDM的解决办法是发送许多个载波,而每个载波都具有一种低的比特率。它是把多个载波紧密而高效地组装起来,相互间没有干扰。由于使用很低的比特率,反射信号与直达信号可在同一比特的期间到达,收反射的干扰比较小。
一个串行数据信号波形基本上包含一序列矩形脉冲。矩形的变量是sinx/x 函数,因此基带脉冲序列具有sinx/x 频谱特性。当这个信号波形被用来调制一个载波频率时,结果为一个以载波频率为中心的对称sinx/x频谱。
如图5所示,频谱里的零点出现在载波后几倍比特率的间隔上。接下来的载波可以其它零点为中心放置,如图6所示。载波之间的相位为90o,或sinx的一个象限。也就是说,这些载波是相互正交的。实际上,整个频谱几乎是矩形的,由几千个载波被插入在一起,并填满可用的传输信道。
为了使调制系统更有效的克服码间干扰,还可以进一步采取措施,利用保护间隙(Guard Interval)进一步抑制反射。保护间隙设在比特与比特之间。在保护间隙里,载波返回到未调制状态,保护间隙的周期比反射周期更长。这样,在接受到下一个比特之前,就有足够时间让反射信号衰减掉。
保护间隙的使用,无疑降低了载波的效率,因为有些时间它是不发射数据的。一般效率降低20%左右。但是,因为这种设计大大改进了误码统计,纠正系统只需要很小的冗余,所以大大提高了有效传输率。
采用传统的调制技术,在几台发射机所覆盖区域之间的某些位置是没有信号的。但是,COFDM能工作在多径环境下。只要正确同步,几步发射机就能0精确的发射相同信号,整个地域都可以高效的重复使用一个信道,不存在禁用信道。阴影区可以由转发器使用同频道来链接信号。
保护间隔的使用可以避免符号间的干扰,但接收到的信号的相位和幅度仍然会受到影响,这个问题靠动态均衡来解决,一个已知相位和幅度的预定信号定期发送,接收机利用这个信号来测量信道的响应,各个载波的均衡特性就根据这个测量来计算。实际上就是COFDM频谱要带有一个“向导”信号,其能量比其它信号稍强。此向导信号是在整个信道指定的频率上分布,构成整个传输的标准。COFDM接收机对这个载波的符码进行快速傅立叶(FFT)计算,甚至在多经环境下,FFT计算能提供一种有效的频谱分析,算出相关系数,完成多径接收频谱变更的均衡计算。
只要信号强度足够,对采用COFDM调制技术的信号进行接收就不需要定向天线,可以进行全向天线移动接收。
一般来说,每个系统都具有自己独特的优势和劣势。DVB—T和ATSC 系统都采用了级联的正向纠错