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Sobre COFDM

OFDM pode resolver bem o desvanecimento seletivo de canal em ambiente multipercurso, mas o canal está desaparecendo (aquilo é, o desvanecimento em que a amplitude de cada portadora obedece à distribuição Rayleigh) não foi bem superado. OFDM que usa codificação de canal para resolver este problema é chamado COFDM (OFDM codificado). O princípio básico é combinar o canal de desvanecimento seletivo de frequência (domínio de frequência) e o canal de desvanecimento plano variável no tempo (domínio do tempo) juntos para formar o domínio tempo-frequência. Neste domínio, o sinal a ser modulado com alta taxa de bits é dividido de acordo com certas regras e então intercalado em tempo e frequência. Então eles estão conectados com um código convolucional, de modo que o desvanecimento sofrido pelo sinal de dados codificados seja estatisticamente independente. Se o sinal sofrer uma perda de eco negativa em uma determinada portadora, estatisticamente falando, um eco positivo aparecerá em outra operadora, e os dois se compensam e se cancelam. Assim sendo, o desempenho anti-erro do sistema OFDM é melhorado.

COFDM (multiplexação por divisão de frequência ortogonal codificada), a abreviatura de Multiplexação por divisão de frequência ortogonal codificada, é atualmente a tecnologia de modulação mais avançada e promissora do mundo. Seu princípio básico é converter o fluxo de dados de alta velocidade em vários subcanais com menor taxa de transmissão por meio de conversão serial para paralelo para transmissão..

Introdução ao COFDM

Princípio COFDM

Codificação (C) significa que a codificação do canal adota um método de codificação convolucional com uma taxa de codificação variável para atender aos requisitos de proteção de dados de diferentes importâncias; Divisão Ortogonal de Frequência (OFD) refere-se ao uso de um grande número de operadoras (subportadoras), que têm igual O intervalo de frequência é um múltiplo inteiro de uma frequência de oscilação básica; multiplexação (M) significa que múltiplas fontes de dados são intercaladas e distribuídas no grande número de portadoras mencionado acima para formar um canal.

O surgimento da tecnologia COFDM

  1. Em meados do século passado, as pessoas propuseram um esquema de comunicação multiportadora com alias de banda de frequência, escolhendo frequências portadoras mutuamente ortogonais como subportadoras, que é o que chamamos de COFDM. este "ortogonalidade" refere-se à relação matemática exata entre frequências portadoras. De acordo com esta suposição, O COFDM não só pode aproveitar ao máximo a largura de banda do canal, mas também evite usar equalização de alta velocidade e erros de ruído anti-estouro. COFDM é um esquema especial de comunicação multiportadora. O fluxo de informações de um único usuário é convertido em série/paralelo em vários fluxos de código de baixa taxa, e cada fluxo de código é enviado com uma subportadora. Em vez de usar filtros passa-banda para separar subportadoras, COFDM usa Transformada Rápida de Fourier (FFT) para selecionar formas de onda que permanecem ortogonais apesar do aliasing.
  2. A tecnologia COFDM pertence à modulação multiportadora (Modulação multiportadora, MCM) tecnologia. Alguns documentos misturam OFDM e MCM, que na verdade não é rigoroso o suficiente. MCM e COFDM são comumente usados ​​em canais sem fio. A diferença entre eles é que a tecnologia COFDM se refere especificamente à divisão de um canal em subcanais ortogonais, que tem uma alta taxa de utilização do canal; enquanto o MCM pode ser mais métodos de divisão de canais.
  3. A introdução da tecnologia COFDM visa, na verdade, melhorar a utilização do espectro da operadora, ou para melhorar a modulação de multiportadoras. Sua característica é que cada subportadora é ortogonal entre si, de modo que o espectro após a modulação de espectro espalhado possa se sobrepor, reduzindo assim a interferência mútua entre subportadoras. O método de modulação utilizado por cada portadora do COFDM pode ser diferente. Cada portadora pode escolher diferentes métodos de modulação de acordo com diferentes condições de canal, como BPSK, QPSK, 8PSK, 16QAM, 64QAM, etc., baseado no princípio do melhor equilíbrio entre utilização do espectro e taxa de erro de bits. A tecnologia COFDM usa modulação adaptativa, e seleciona diferentes métodos de modulação de acordo com a qualidade do canal. COFDM também adota o modo de trabalho coordenado de controle de potência e modulação adaptativa. Quando o canal é bom, a potência de transmissão permanece inalterada, e o modo de modulação (como 64QAM) pode ser melhorado, ou a potência de transmissão pode ser reduzida quando o modo de modulação é baixo (como QPSK).
  4. A tecnologia COFDM é a base da Aliança HPA (Aliança HomePlug Powerline) especificação industrial. Ele usa uma tecnologia descontínua de vários tons para combinar um grande número de sinais em diferentes frequências, chamados de portadoras, em um único sinal para completar a transmissão do sinal.. Porque esta tecnologia tem a capacidade de transmitir sinais sob interferência desordenada, é frequentemente usado em meios de transmissão suscetíveis a interferências externas ou com pouca capacidade de resistir a interferências externas..
  5. COFDM é a abreviatura de Multiplexação por divisão de frequência ortogonal codificada, que é a tecnologia de modulação mais avançada e promissora do mundo. Seu valor prático reside no suporte a aplicações que ultrapassam o limite da linha de visão. É uma tecnologia que aproveita ao máximo os recursos do espectro radioelétrico e possui boa imunidade a ruídos e interferências. Difração e penetração de obstruções são tecnologias COFDM. testemunho. Seu princípio básico é converter o fluxo de dados de alta velocidade em vários subcanais com menor taxa de transmissão por meio de conversão serial para paralelo para transmissão..
  6. A tecnologia COFDM pode separar vários sinais digitais simultaneamente e operar com segurança em torno de sinais interferentes. É precisamente por causa deste sinal especial "habilidade penetrante" que a tecnologia COFDM é profundamente amada e bem-vinda pelos fabricantes de equipamentos de comunicação. A tecnologia COFDM pode monitorar continuamente a mudança repentina nas características de comunicação no meio de transmissão. A capacidade do caminho de comunicação para transmitir dados mudará com o tempo. COFDM pode se adaptar dinamicamente a ele, e ligue e desligue a operadora correspondente para garantir o progresso contínuo. boletim informativo de sucesso. A tecnologia COFDM é especialmente adequada para uso em edifícios altos, lugares densamente povoados e geograficamente proeminentes, áreas onde os sinais são espalhados, e locais onde dados em alta velocidade são transmitidos.

Vantagem da tecnologia COFDM

  1. Uma grande quantidade de dados também pode ser enviada em largura de banda estreita: A tecnologia COFDM pode separar pelo menos 1000 sinais digitais ao mesmo tempo, e a capacidade de operar com segurança em torno de sinais interferentes ameaçará diretamente a tecnologia CDMA que se tornou popular no mercado hoje. A tendência de maior desenvolvimento e crescimento deve-se precisamente a este sinal especial "habilidade penetrante" que torna a tecnologia COFDM popular e popular entre as operadoras de comunicação e fabricantes de telefones celulares europeus, como Califórnia Cisco Systems, O Instituto de Tecnologia Flarion de Nova York e o Instituto de Tecnologia Lucent e outros começaram a usar esta tecnologia, e o Instituto Canadense de Tecnologia Wi-LAN também começou a usar esta tecnologia.
  2. A tecnologia COFDM pode monitorar continuamente a mudança repentina nas características de comunicação no meio de transmissão: Como a capacidade do caminho de comunicação para transmitir dados mudará com o tempo, O COFDM pode adaptar-se dinamicamente a ele e ligar e desligar a operadora correspondente Para garantir comunicações contínuas e bem-sucedidas;
  3. Esta tecnologia pode detectar automaticamente qual portadora específica possui alta atenuação de sinal ou pulso de interferência sob o meio de transmissão, e então tomar medidas de modulação apropriadas para permitir que a portadora na frequência especificada se comunique com sucesso;
  4. A tecnologia COFDM é especialmente adequada para uso em edifícios altos, lugares densamente povoados e geograficamente proeminentes, e áreas onde os sinais são espalhados. Tanto a transmissão de dados em alta velocidade quanto a transmissão digital de voz esperam reduzir o impacto dos efeitos de multipercurso nos sinais.
  5. Ele pode efetivamente combater a interferência entre as formas de onda do sinal, e é adequado para transmissão de dados em alta velocidade em ambientes multipercurso e canais com desvanecimento. Quando o desvanecimento seletivo de frequência ocorre devido à transmissão multipercurso no canal, apenas as subportadoras que caem na depressão da banda de frequência e as informações transportadas por elas são afetadas, e outras subportadoras não estão danificadas, então o desempenho geral da taxa de erro de bits do sistema é muito melhor.
  6. Através da codificação conjunta de cada subportadora, tem forte capacidade anti-desbotamento. A própria tecnologia COFDM já utilizou a diversidade de frequência do canal, se o desbotamento não for particularmente sério, não há necessidade de adicionar um equalizador no domínio do tempo. Codificando conjuntamente cada canal, o desempenho do sistema pode ser melhorado.
  7. A tecnologia COFDM é altamente resistente a interferências de banda estreita, porque essas interferências afetam apenas uma pequena parte dos subcanais.
  8. O método de implementação de OFDM baseado em IFFT/FFT pode ser selecionado;
  9. A taxa de utilização do canal é muito alta, o que é especialmente importante no ambiente sem fio com recursos de espectro limitados; quando o número de subportadoras é grande, a taxa de utilização do espectro do sistema tende a ser 2Baud/Hz.
  10. A aplicação da tecnologia COFDM na transmissão de imagens sem fio tem as seguintes vantagens exclusivas:
  11. Aplicado em ambientes não visíveis e obstruídos, o excelente "difração" e "penetração" capacidades o tornam adequado para transmissão de imagens sem fio em tempo real em áreas urbanas, subúrbios, e edifícios. Os equipamentos de micro-ondas tradicionais devem ser visíveis sob condições visíveis. (Não deve haver obstrução entre os dois pontos de envio e recebimento) para estabelecer um canal de link sem fio, então o uso é muito restrito pelo meio ambiente. É necessário inspecionar o ambiente do aplicativo com antecedência, selecione e teste os pontos de envio e recebimento, ajustar a direção da antena, e calcule a altura da antena, etc. , a carga de trabalho é muito pesada e complicada, que não apenas restringe diretamente a transmissão e recepção de áudio e vídeo, mas também reduz bastante a confiabilidade e eficiência de trabalho do sistema.
    O equipamento de imagem sem fio COFDM mudou completamente esta situação. Devido às suas características técnicas como multi-portadora, O equipamento COFDM tem as vantagens de "sem linha de visão" e "difração" transmissão. Realize a transmissão estável de imagens, não afetado pelo meio ambiente ou afetado pelo meio ambiente. O sistema adota uma antena omnidirecional, que pode configurar um link de transmissão sem fio no menor tempo. A extremidade de aquisição e a extremidade de recepção também podem se mover livremente sem serem restringidas pela direção. O sistema é simples, confiável, e flexível na aplicação.
  12. É adequado para transmissão sem fio de imagens em tempo real em movimento de alta velocidade, e pode usar microondas (microondas digital, microondas de espectro espalhado) e equipamentos de LAN sem fio em plataformas como veículos, navios, e helicópteros. Devido a razões técnicas do sistema, o terminal de aquisição não pode ser realizado de forma independente E a extremidade receptora transmite imagens em tempo real durante o movimento em alta velocidade. Ao usar equipamentos de micro-ondas e LAN sem fio em veículos e navios para transmissão de imagens sem fio, a solução usual é configurar um adicional "estabilização servo" dispositivo para resolver problemas como orientação de ondas eletromagnéticas, monitorando, e estabilização, mas só pode ser usado sob certas condições. Realize a transmissão do ponto móvel para o ponto fixo no ambiente, e a imagem é frequentemente interrompida, que afeta seriamente o efeito da transmissão e recepção. A engenharia é complexa, a confiabilidade é reduzida, e o custo é extremamente alto.
    Mas para equipamentos COFDM, não precisa de nenhum dispositivo adicional, e pode ser utilizado entre fixo-móvel, móvel-móvel, e é muito adequado para instalação em plataformas móveis, como veículos, navios, e helicópteros. Não só a transmissão tem alta confiabilidade, mas também mostra desempenho de alto custo.
  13. A largura de banda de transmissão é alta, que é adequado para alta taxa de bits e transmissão de áudio e vídeo de alta qualidade de imagem. A taxa de bits da imagem geralmente pode ser superior a 4 Mbps. Em geral, links de transmissão de microondas digitais e de espectro espalhado, embora a codificação MPEG-2 seja usada, o canal adota principalmente a taxa de 2M, como E1, para que a resolução da imagem decodificada possa atingir 720×576, mas o fluxo de código compactado da imagem é de apenas 1 milhão à esquerda e à direita, incapaz de atender aos requisitos específicos do receptor para análise pós-áudio e vídeo, armazenamento, e edição.
    Cada subportadora da tecnologia COFDM pode escolher modulação de alta velocidade, como QPSK, 16QAM, 64QAM, etc., e a taxa de canal combinada é geralmente superior a 4 Mbps. Assim sendo, imagens de codec de alta qualidade, como 4:2:0 e 4:2:2 em MPEG-2 pode ser transmitido, a resolução da imagem da extremidade receptora pode chegar a 720×576 ou 720×480, e o fluxo de código pode ser de cerca de 6 milhões. A qualidade da imagem é próxima da do DVD, que pode atender plenamente aos requisitos específicos da extremidade receptora para análise pós-áudio e vídeo, armazenamento, e edição.
  14. Em um ambiente eletromagnético complexo, COFDM tem excelente desempenho anti-interferência contra desvanecimento seletivo de frequência ou interferência de banda estreita e interferência entre formas de onda de sinal. Através da codificação conjunta de cada subportadora, tem uma forte capacidade anti-desbotamento. Em sistemas de portadora única (como microondas digital, microondas de espectro espalhado, etc.), um único desvanecimento ou interferência pode causar falha em todo o link de comunicação, mas em um sistema COFDM multiportadora, apenas uma pequena parte das subportadoras sofrerá interferência, e essas subportadoras O canal também pode usar códigos de correção de erros para garantir uma baixa taxa de erros de bits para transmissão.


Aplicação da tecnologia de transmissão sem fio COFDM em videovigilância
O esquema de transmissão de imagem sem fio usando a tecnologia COFDM tem boa transmissão sem linha de visão e desempenho de transmissão móvel de alta velocidade, e pode fornecer imagens e sons em tempo real com qualidade de DVD. O áudio e vídeo ao vivo no local podem ser transmitidos de forma flexível e rápida diretamente através de equipamento portátil ou montado em veículo ou transmitidos de volta ao centro de comando através de uma estação retransmissora, rede de fibra óptica, etc. O equipamento pode estabelecer links de longa distância com outros micro-ondas, satélite, e equipamentos de comunicação de fibra óptica para construir um sistema de transmissão de imagem prático e eficaz. O principal ambiente de aplicação de equipamentos de transmissão de imagem sem fio da tecnologia COFDM é: ambiente de bloqueio de edifício urbano, entre edifícios, dentro e fora dos edifícios, entre o subsolo e o solo dos edifícios; usado em celular; imagem do mar, transmissão de imagens aéreas, etc. É uma imagem sem fio de alto desempenho que é urgentemente necessária para a segurança pública nacional, exército, polícia armada, proteção contra fogo, defesa aérea civil (defesa Civil), conservação da água, assuntos marítimos, alfândega, rádio e televisão e outras indústrias de segurança, comando de campo, reconhecimento de missão, resgate em desastre, transmissão ao vivo e outro dispositivo de transmissão de tarefas.

O sistema de monitoramento de transmissão em tempo real de imagem sem fio hanhsx adota a tecnologia COFDM, o que pode garantir transmissão estável e monitoramento em tempo real sob movimento de alta velocidade, interferência anti-desbotamento e multi-caminho (velocidade de movimento pode atingir 150 km / h), e fornecer imagem com qualidade de DVD em nível de transmissão de alta definição, forte capacidade de transmissão sem linha de visão, ideal para aplicações em ambientes de bloqueio urbano conhecidos como extremamente difíceis "comunicações do cânion", sem orientação da antena. O produto possui as seguintes características: transmissão digital de áudio e vídeo, transmissão de imagem em tempo real, pequeno volume de aquisição e transmissor, forte mobilidade, flexível e conveniente, pode ser usado manualmente, transmissão criptografada, boa confidencialidade, e a distância de transmissão do link pode chegar a 10KM-50KM.

O produto é amplamente utilizado em segurança pública, proteção contra fogo, polícia de trânsito, emergência de defesa aérea civil, aplicação da lei de gestão urbana, monitoramento de proteção ambiental, emergência de incêndio, conservação da água e controle de enchentes, emergência de energia elétrica, emergência ferroviária, aplicação da lei marítima, inspeção de vigilância marítima, defesa das fronteiras aduaneiras, monitoramento de doca, prevenção de incêndios florestais, campo de petróleo anti-roubo , reconhecimento militar e outros campos, adequado para transmissão móvel em tempo real e monitoramento de imagens de alta qualidade em vários ambientes complexos, como áreas urbanas, mares, e montanhas.

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