第五071010[huaxie].
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1、1. 频率间隔8MHz2. CSO、CTB或非线性失真。 调制器的偏置电压3. 降低噪声系数NF输入功率、泵浦功率、 自发辐射。4. 相对强度噪声、输出光功率、边模抑制比、线宽、线性度、驱动电路在额定条件下的失真度(驱动能力)。第2章 数字调制及HFC网络回传系统 2.1 数字调制SCM光纤传输系统 2.1.1 载波数字传输系统基本原理 图 2.1 载波数字传输系统的基本组成 回传通道也称反向通道或上行通道 设计载波数字传输系统的基本思想是设计载波数字传输系统的基本思想是: : 选择一组有限离散的波形来代表二选择一组有限离散的波形来代表二进制或多进制数字信息,而这些波形能进制或多进制数字信息,
2、而这些波形能够适合于在实际信道中传输,够适合于在实际信道中传输,该信道具该信道具有高信噪比、低失真或抗路径衰变的优有高信噪比、低失真或抗路径衰变的优势势。这个过程就是通过数字调制器把。这个过程就是通过数字调制器把基基带数字信号的频谱搬移到射频带数字信号的频谱搬移到射频,然后在,然后在信道中传输信道中传输 香农定理:传输信道的最大容量为:香农定理:传输信道的最大容量为: Cbit/s/Hzbit/s/Hz =Blog2(1+CNR) B为信道带宽为信道带宽(Hz),CNR为载噪比为载噪比(数值比数值比)。 在实际的调制系统中容量为最大容量的在实际的调制系统中容量为最大容量的一半一半。如果如果CN
3、R100,根据换底公式:,根据换底公式: C实际实际(B/2)2) log10( (CNR)/)/log1022 ( (B/6)6)C/N这意味着这意味着6 6MHz的带宽能够运载与载噪比的带宽能够运载与载噪比C/N相同的相同的Mbit/s数。数。 实际信道实际信道幅频响应特性和群时延特性幅频响应特性和群时延特性内部噪声和外界干扰内部噪声和外界干扰 为增加信道传输数据的可靠性为增加信道传输数据的可靠性在来自信源的二进制序列中引入一些冗余度。在在来自信源的二进制序列中引入一些冗余度。在发送机中引入冗余度有助于接收机对荷载信息的发送机中引入冗余度有助于接收机对荷载信息的序列进行正确的解码,这种编码
4、的目的不同于信序列进行正确的解码,这种编码的目的不同于信源编码,源编码,称为信道编码称为信道编码。如采用高效的前向纠错。如采用高效的前向纠错(FEC)方法可以降低对)方法可以降低对C/N的需要求达的需要求达5dB,Reed-Solomon编码和交织码就是其中之一。编码和交织码就是其中之一。 单载波调制单载波调制频率调制:频移键控频率调制:频移键控(FSK)相位调制:四相相移键控相位调制:四相相移键控(QPSK)幅度调制:多电平残留边带调幅幅度调制:多电平残留边带调幅(MVSB)相位调制与幅度调制的组合:正交幅度相位调制与幅度调制的组合:正交幅度 调制调制(M2QAM)FSK属调频系统,调频系统
5、比调幅系统的抗干属调频系统,调频系统比调幅系统的抗干扰性能强,但所占有的频带较宽,因此主要用扰性能强,但所占有的频带较宽,因此主要用于中、低速传输或衰落信道场合。于中、低速传输或衰落信道场合。QPSK属多相相移键控,特别是四相相移键控属多相相移键控,特别是四相相移键控是目前数字通信中常用的一种载波传输方式。是目前数字通信中常用的一种载波传输方式。它具有较高的频谱利用率,较强的抗干扰性,它具有较高的频谱利用率,较强的抗干扰性,同时在电路实现上也比较简单。在同时在电路实现上也比较简单。在QPSK系统系统中,一个调制波形包含了中,一个调制波形包含了2bit的信息量。的信息量。 QAM属于双边带载波抑
6、制幅度调制,一个调制波属于双边带载波抑制幅度调制,一个调制波形可以包含更多的信息量,形可以包含更多的信息量,QAM系统的频谱利用系统的频谱利用率可以做得很高。率可以做得很高。M2QAM信号的频谱利用率为信号的频谱利用率为2log2M/(1+a)bit/(sHz)。对于那些信息传输量,。对于那些信息传输量,频带资源紧张的场合来说,频带资源紧张的场合来说,QAM是一种有效的传是一种有效的传输方式。在输方式。在HFC系统中,系统中,下行信道的质量较好下行信道的质量较好,而传输的数据速率要求很高,因此国内外专家一而传输的数据速率要求很高,因此国内外专家一致推荐使用致推荐使用QAM调制方式。目前,国内有
7、线电视调制方式。目前,国内有线电视系统就是采用的系统就是采用的64128QAM调制方式。调制方式。 2log2M/(1+)bit/(sHz) 表示:表示: 在实际的限带信道中,一般对发送的在实际的限带信道中,一般对发送的基带信号进行升余弦滚降滤波,调制后的基带信号进行升余弦滚降滤波,调制后的M2QAM信号带宽为信号带宽为 , 所以实际所以实际的的M2QAM信号的频谱利用率为信号的频谱利用率为 : 2log2M/(1+)bit/(sHz)(1)Sf 多电平残留边带调幅多电平残留边带调幅(MVSB)属于局部频属于局部频谱被抑制的双边带调制谱被抑制的双边带调制(DSB)的变种。只的变种。只要残留边带
8、滤波器的截止特性在载频附近要残留边带滤波器的截止特性在载频附近具有互补对称特性,那么,接收端通过相具有互补对称特性,那么,接收端通过相干解调就可以准确恢复所传送的基带信号。干解调就可以准确恢复所传送的基带信号。 频谱利用率可接近于频谱利用率可接近于2log2Mbit/(sHz) 相位连续相位连续FSK信号的功率谱密度信号的功率谱密度MVSB信号功率谱密度信号功率谱密度图图2.3 在误比特率为在误比特率为105时几种调制方式的比较时几种调制方式的比较(Eb/N0)/dB图图2.4 几种调制方法误码率与比特信噪比的关系曲线几种调制方法误码率与比特信噪比的关系曲线2.1.3 2.1.3 多载波调制技
9、术多载波调制技术多载波调制可被看做将时分复用多载波调制可被看做将时分复用(Time Division Multiplexing)信号转换为频分复用信号转换为频分复用(Frequency Division Multiplexing)信号的一种复用转换器。信号的一种复用转换器。 在常规的数据传输系统中,符号是一个接一个在常规的数据传输系统中,符号是一个接一个串行传输的,每一个符号都占用了整个传输频串行传输的,每一个符号都占用了整个传输频带。在多载波调制技术中,采用了并行传输的带。在多载波调制技术中,采用了并行传输的概念。概念。 优点优点:在多载波调制系统中,子载波的数目很多,在多载波调制系统中,子
10、载波的数目很多,总的信号频谱总的信号频谱非常接近于矩形谱,频谱利非常接近于矩形谱,频谱利用率理论上可以达到用率理论上可以达到Shannon信息论的极信息论的极限,限,这一点同单载波系统相比具有明显的这一点同单载波系统相比具有明显的优越性。优越性。延长了单个符号的传输持续时间,因而延长了单个符号的传输持续时间,因而提高提高了对脉冲干扰的抵御性能了对脉冲干扰的抵御性能。在单载波系统中,。在单载波系统中,冲激干扰可能会彻底破坏相邻的好几个码元。冲激干扰可能会彻底破坏相邻的好几个码元。多载波系统在一个较长的符号周期中同时传多载波系统在一个较长的符号周期中同时传输很多个符号,它们分摊了在这个符号周期输很
11、多个符号,它们分摊了在这个符号周期中出现的冲激脉冲的影响,每个符号所受的中出现的冲激脉冲的影响,每个符号所受的影响大大地减小,在没有前向纠错码的情况影响大大地减小,在没有前向纠错码的情况下也能正确恢复大部分数据下也能正确恢复大部分数据由于将传输频带划分为许多个窄带子信由于将传输频带划分为许多个窄带子信道,若某个子带的干扰较大,则可在保道,若某个子带的干扰较大,则可在保证一定误比特率的情况下,通过少分配证一定误比特率的情况下,通过少分配比特数或干脆取消该子带来提高抗击窄比特数或干脆取消该子带来提高抗击窄带干扰的能力带干扰的能力图图2.5 DMT功率谱密度功率谱密度 2.2 数字调制信号的互调噪声