超短波培训资料.docx

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超短波培训资料

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一、技术发展

1、COFDM技术简介

COFDM（codedorthogonalfrequencydivisionmultiplexing），即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。

它的实用价值就在于支持突破视距限制的应用，是一种在无线电频谱资源方面充分利用的技术,可以对噪声和干扰有着很好的免疫力。

其基本原理就是将高速数据流通过串并转换，分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输。

编码（C）是指信道编码采用编码率可变的卷积编码方式，以适应不同重要性数据的保护要求；正交频分（OFD）指使用大量的载波（副载波），它们有相等的频率间隔，都是一个基本震荡频率的整数倍；复用（M）指多路数据源相互交织地分布在上述大量载波上，形成一个频道。

COFDM（编码正交频分多路复用）是ETSI欧洲电信标准协会关于DVB-T数字视频地面广播及DAB数字音频广播的标准。

早期是用于军事无线电传输安全。

近年来，基于COFDM技术的廉价的数字信号处理芯片已成为众多公司发展产品之首选。

2、OFDM

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技术属于多载波调制（Multi－CarrierModulation，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（HomePlugPowerlineAlliance）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。

3、单载波系统

在FDM传统的频分复用和TDM时分复用系统中，一个单一的无线电频率可以采用振幅、频率、相位调制或采用复合调制方式以传送数据流。

为防止对临近信道产生的干扰需要拿出一段频谱空间作为保护频段，但增加保护频段会减少整个系统的吞吐量。

射频系统的设计必须考虑到最小的信号噪声比，以保证接收信号在背景噪声下所需要的性能。

在强的干扰环境下（在同频本地多发信机工作的情况下）或在强的衰落环境下（在暴雨期间或金属物内），信号通常是不能被良好的接收的。

更为重要的是在同频工作下会有多径干扰产生的影响，它会使信号在建筑物之间、人群、移动的车辆、飞机或其它的方面产生多种反射而使信号传输中断，那么如何使接收机能够正确地接收这些信号？

假设这些多径射频信号的特性可以迅速地从一个瞬间到另一个瞬间进行变化，在设计上采用复杂的算法以及昂贵的电路技术能够处理这些问题，使得在上述环境下信号也能够得以良好的接收。

4、多载波系统–COFDM

COFDM技术不使用单载波系统而是多载波系统，在同样的调制方式下，比如采用QPSK、16-QAM或64QAM，可以使之应用于单载波系统。

但无论如何，数据的传输仍然是采用时分和频分方式，并工作在各自的子载波上，每个子载波都在特定的正交频率上，以增加潜在的数据吞吐量。

尽管这时每个子载波的数据率低于单载波系统，但各个子载波的总的数据率要高于整个系统的数据率。

DVB-T标准已被广泛应用于欧洲和世界各国,其中“2K”版本（1704载波信号）

应用于较强的干扰环境，“8K”版本（6816载波信号）应用于较低些的干扰环境。

DAB标准应用于CD品质的音频和数据在移动环境下的规划和设计。

其中有4个不同的工作方式,在整个1.5MHz的信道上具有高达1536个载波的间隔,其目的是为了提高对多普勒相移和多径干扰的免疫力。

COFDM技术是关于前向纠错方法和数据信号处理过程的。

它对干扰具有强的抵抗力。

包括抗多径干扰。

这些信号相对原始信号因传播距离而被延迟，相对于最大的期望延迟，保护间隔的配置就更长。

这样就可以保证接收机从反射信号中区别有用的信号以正确地接收。

值得注意的是，实际上多径信号会给COFDM系统中带来好处，如果原始信号被封锁，仅有多径信号被接收的话，这些信号会被用于接收机去获得想得到的数据。

此外，即使个别的子载波不能完全地被接收,数据纠错方式也能够使接收机从其它的子载波中获得足够的信息去重建缺少的数据。

5、COFDM特点

移动性和双向数据

COFDM技术是移动环境下应用的最佳选择。

●公交车的电视信号的传送，

●实时移动视频图像的单向传送，

●应用于双向广播无线接入业务。

●包括数据、互联网接入、话音和传真等。

COFDM技术标准为增强频谱资源的利用率提供了一种有效的解决途径，

●在强的干扰环境下。

它可应用于单向或双向的固定或移动的数据网络环境。

●安装方便

●绕射、折射、反射等功能：

二、分类

单兵背负、车载、船载、机载、扣板使用。

调制方式QPSK／16QAM／64QAM可选

四、实现原理

五、主要技术特点

1、调制载波频率

300～900MHz，1000～1700MHz，2300～2700MHz范围内设置，同时采用了适用于数字微波的低相位噪声的本振，提高了整个系统的抗相噪能力。

2、调制方式

保护时间间隔：

1/32、1/16、1/8、1/4可选

信道编码：

1/2、2/3、3/4可选

调制星座图：

QPSK／16QAM／64QAM可选

3、信道带宽

信道带宽：

16MHz／8MHz／4MHz／2MHz/1.5M可选；

4、发射功率

采用多种不同的发射功率配置（500mW/1W/2W/4W/10W）和天线配置

5、工作方式

单工、半双工、双工、

6、编码技术和纠错

误码纠错技术和分集技术

六、功能特点

●现场指挥功能：

该系统能把单兵拍摄的现场情况传输到指挥车或者指挥中心，供指挥员进行指挥。

●工作频点切换功能：

发送、接收设备工作频点可调，操作简单，可手动切换频点，可预设多频点；

●技术参数显示功能：

不同的接收装置均显示实时动态图像，同时，可以显示工作频率频谱、图像误码率、信号强度等信息等等；

●加密功能：

系统发射/接收机内置全数字加密，AES128位或选配256位；

●功率可调功能：

系统在工作频段内频率0.1MHz步进连续可调，功率/调制方式等参数可调；

●电气兼容功能：

无线发射时，无线电的频率避开车载其它通讯设备频率，以避免产生干扰。

●系统的架设方便快捷，不需要特殊的基建改造，只需要找个制高点，架设接收机的天线。

以制高点为基站。

尤其是不需要车辆的特殊的改装，完全可以实现即用即装，即拆即卸，非常方便。

●单兵超短波无线传输设备将现场所拍摄的一路图像实时传输到车载接收设备，然后通过车载接发射机传输到指挥中心，移动接收；方便灵活，可以根据实际的需求灵活使用。

●车载接收设备选择大功率超短波无线发射机，把接收到的单兵信号传输到指挥中心；

●指挥中心接收机天线安装在40米以上的铁塔或者高楼上面可以实现方圆几公里到十几公里范围内的信号接收（根据周边环境变化，距离有所变化）；

●超短波无线传输设备的图像质量DVD画质，声音可实现两路通道；

●超短波设备支持2.5MHz的COFDM工作模式；

●超短波设备支持射频待机、系统告警、锁定、8频道触摸按键等友好操控界面，可以根据现场的电磁环境和实际的需要来切换频点。

；

●接收装置均可显示单兵拍摄的实时动态图像，同时，可以显示工作频率频谱、图像误码率、信号强度等信息；

●微波系统发射/接收机内置全数字加密，AES128位或选配256位；

●超短波系统在工作频段内频率0.1MHz步进连续可调，功率/调制方式等参数可调；

●微波系统工作频段可以在UHF、L或S波段内选择，也可根据用户要求或者实际需求订制；

●超短波系统采用国际上先进的扩展性正交编码频分复用板卡，调制方式采用QPSK的数字调制方式，支持支持高速移动，最大移动速度250Km/h以上；

●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，具有很高的“绕射”、“穿透”能力

●适合高速移动中传输，可应用于车辆、船舶、直升机/无人机等平台。

●适合高速数据传输，速率一般大于4Mbps，满足高质量视音频的传输。

●COFDM具备很好的抗电磁干扰性能。

●信道利用率很高

●绕射功能：

在城区内车辆之间支持2～5公里移动中传输；在建筑物顶与车辆/人员之间支持

●移动速度：

支持200公里/小时高速移动中传输。

●传输速率：

支持高清晰度音视频和高速数据传输。

●水面传输：

在海岸与船艇之间传输距离40公里以上。

●远距离传输：

通视车载20公里左右。

●携带方式：

发射机可单兵背负、车载、船载、机载、扣板使用。

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