單頻網(wǎng)課程課件

單頻網(wǎng)1第一部分：OFDM2一、簡(jiǎn)介OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）又叫做正交頻分復(fù)用。它與傳統(tǒng)的單載波傳輸方式不同，是一種多載波、寬帶的傳輸方法。3OFDM傳輸方法目前主要應(yīng)用于無(wú)線傳輸領(lǐng)域，它特別適合無(wú)線信道的傳輸特性。主要的應(yīng)用有DVB(T/H)、DAB/DMB、CMMB、802.11無(wú)限局域網(wǎng)等許多無(wú)線通信領(lǐng)域。一、簡(jiǎn)介4二、無(wú)線信道特性無(wú)線信道與有線信道相比要復(fù)雜得多。在有線信道中對(duì)信號(hào)的主要損害來(lái)自于信號(hào)的衰減。而在無(wú)線領(lǐng)域中，除了信號(hào)強(qiáng)度會(huì)隨著傳輸距離的增加而衰減外，對(duì)信號(hào)的主要損害來(lái)自于衰落。衰減又叫做路徑損失，是指信號(hào)的強(qiáng)度隨著覆蓋距離的增長(zhǎng)而減弱。而在路徑損失之外，接收到的信號(hào)電平還呈現(xiàn)出波動(dòng)的特性，這叫做衰落。衰落不同于衰減，它不是距離等某個(gè)參數(shù)的變量，而基本上是隨機(jī)的，因此，對(duì)衰落我們基本上無(wú)法做很好的或者長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)測(cè)，這就是隨機(jī)信道的概念5衰落包括：大尺度衰落：表示接收的信號(hào)能量在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的變化小尺度衰落：表示接收的信號(hào)能量在短期內(nèi)的變化衰落產(chǎn)生的主要原因就是電磁波在傳輸過(guò)程中受到建筑物、樹(shù)木、山丘甚至是空氣中的灰塵的阻礙，產(chǎn)生了折射、反射、衍射等現(xiàn)象造成的。二、無(wú)線信道特性6二、無(wú)線信道特性大尺度衰落、小尺度衰落以及衰減示意圖7二、無(wú)線信道特性實(shí)際測(cè)量的信號(hào)傳播強(qiáng)度變化圖

8多徑傳播：電波傳播過(guò)程中會(huì)受到物體的遮擋、吸收、反射、折射和衍射的影響，形成多條路徑信號(hào)分量到達(dá)接收機(jī)。不同路徑信號(hào)分量到達(dá)接收機(jī)有不同的傳播時(shí)延、相位和振幅，并附加有信道噪聲。他們相互疊加會(huì)使總的復(fù)合信號(hào)抵消或增強(qiáng)，導(dǎo)致嚴(yán)重衰落。使接收信號(hào)失真，造成差錯(cuò)。

在數(shù)字通信系統(tǒng)中，由于多徑傳播的影響，各條路徑信號(hào)分量的疊加，會(huì)形成符號(hào)間干擾（ISI）。二、無(wú)線信道特性9二、無(wú)線信道特性10多徑傳傳播會(huì)會(huì)引起起：頻率選選擇性性衰落落：固固定接接收時(shí)時(shí)，由由于多多徑傳傳播，，傳遞遞函數(shù)數(shù)是頻頻率的的函數(shù)數(shù)（頻頻率選選擇性性）。。時(shí)間選選擇性性衰落落：移動(dòng)接接收時(shí)時(shí)，由由于多多徑傳傳播，，傳遞遞函數(shù)數(shù)除了了是頻頻率的的函數(shù)數(shù)（頻頻率選選擇性性），，還是是時(shí)間間的函函數(shù)。。二、無(wú)無(wú)線信信道特特性11移動(dòng)接接收時(shí)時(shí)，一一方面面信道道環(huán)境境不斷斷在發(fā)發(fā)生變變化，，使信信道特特性隨隨時(shí)間間隨機(jī)機(jī)變化化，另另一方方面由由于多多普勒勒效應(yīng)應(yīng)使接接收到到的信信號(hào)嚴(yán)嚴(yán)重失失真。。二、無(wú)無(wú)線信信道特特性12二、無(wú)無(wú)線信信道特特性對(duì)于傳傳統(tǒng)的的單載載波信信號(hào)來(lái)來(lái)說(shuō)：：從頻域域看，，寬帶帶系統(tǒng)統(tǒng)是指指系統(tǒng)統(tǒng)中所所傳送送信號(hào)號(hào)的帶帶寬大大于信信道相相干帶帶寬的的系統(tǒng)統(tǒng)（相干干帶寬寬：在在某一一特定定的頻頻率范范圍內(nèi)內(nèi)的任任意兩兩個(gè)頻頻率分分量都都有很很強(qiáng)的的幅度度相關(guān)關(guān)性））；從時(shí)域域看，，寬帶帶系統(tǒng)統(tǒng)是指指系統(tǒng)統(tǒng)中所所傳送送的符符號(hào)周周期小小于信信道最最大多多徑時(shí)時(shí)延擴(kuò)擴(kuò)展的的系統(tǒng)統(tǒng)（最大大時(shí)延延擴(kuò)展展：首首先到到達(dá)接接收天天線的的信號(hào)號(hào)分量量與最最后到到達(dá)接接收天天線的的信號(hào)號(hào)分量量之間間的時(shí)時(shí)間差差）。這就決決定了了傳統(tǒng)統(tǒng)的單單載波波系統(tǒng)統(tǒng)，當(dāng)當(dāng)數(shù)據(jù)據(jù)速率率很快快的時(shí)時(shí)候，，必然然會(huì)受受到頻頻率選選擇性性衰落落的影影響，，并且且會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生ISI，因此此單載載波系系統(tǒng)在在本質(zhì)質(zhì)上不不適合合寬帶帶數(shù)據(jù)據(jù)傳輸輸。13二、無(wú)無(wú)線信信道特特性14三、OFDM原理151、OFDM的含義義OFD（正交交頻分分）是是指使使用大大量的的子載載波來(lái)來(lái)代替替通常常的用用以傳傳送一一套節(jié)節(jié)目的的單個(gè)個(gè)載波波，這這些子子載波波有相相等的的頻率率間隔隔，所所有子子載波波的頻頻率都都是一一個(gè)基基本振振蕩頻頻率的的整數(shù)數(shù)倍，，在頻頻譜關(guān)關(guān)系上上是彼彼此正正交的的。這這些子子載波波盡管管靠得得很近近，且且頻譜譜有部部分重重疊，，但他他們攜攜帶的的信息息在接接受端端仍可可以彼彼此相相分離離。16OFDM頻譜的的正交交關(guān)系系1、OFDM的含義義17OFDM中多載載波的的時(shí)域域傳輸輸1、OFDM的含義義18要傳送送的信信息，，按照照一定定的規(guī)規(guī)則被被分割割后，，分配配在這這些子子載波波上，，如在在DVB-T中，每每一個(gè)個(gè)副載載波均均可采采用QPSK、16QAM、64QAM等調(diào)制制方式式與傳統(tǒng)統(tǒng)的單單載波波傳輸輸方式式相比比，加加長(zhǎng)了了符號(hào)號(hào)期，，減少少了由由于多多徑接接收造造成的的符號(hào)號(hào)間干干擾，，也使使頻帶帶利用用率得得到提提高。。1、OFDM的含義義19M（復(fù)用用）是是指在在OFDM這種傳傳輸方方法中中，傳傳輸?shù)牡男畔⑾⒉辉僭偈菃螁我坏牡碾娨曇暪?jié)目目，而而可能能是多多種業(yè)業(yè)務(wù)的的數(shù)據(jù)據(jù)相互互交織織地分分布在在上述述大量量的載載波上上，形形成一一個(gè)頻頻率塊塊（如如8MHz帶寬））。1、OFDM的含義義20OFDM使用了了多個(gè)個(gè)載波波，需需要傳傳輸?shù)牡臄?shù)據(jù)據(jù)被分分配到到這些些載波波上同同時(shí)傳傳輸，，這與與單載載波系系統(tǒng)相相比就就相當(dāng)當(dāng)于是是在頻頻域并并行傳傳輸。。2、多載載波與與單載載波之之間的的比較較212、多載載波與與單載載波之之間的的比較較22符號(hào)期期加長(zhǎng)長(zhǎng)可以以大大大減弱弱信道道突發(fā)發(fā)噪聲聲的影影響：：2、多載載波與與單載載波之之間的的比較較23符號(hào)期期加長(zhǎng)長(zhǎng)對(duì)傳傳輸帶帶來(lái)的的另一一個(gè)重重要的的好處處是，，可以以減弱弱反射射波的的影響響。為簡(jiǎn)單單起見(jiàn)見(jiàn)，僅僅以?xún)蓛蓚€(gè)接接收路路徑為為例。。以最最短的的路徑徑到達(dá)達(dá)接收收機(jī)的的信號(hào)號(hào)，我我們稱(chēng)稱(chēng)為直直接接接收，，具有有一個(gè)個(gè)長(zhǎng)的的時(shí)延延的信信號(hào)稱(chēng)稱(chēng)為反反射接接收。。2、多載波與與單載波之之間的比較較242、多載波與與單載波之之間的比較較如果我們用用n表示數(shù)據(jù)流流中的各個(gè)個(gè)符號(hào)，如如果反射部部分已經(jīng)超超過(guò)符號(hào)持持續(xù)期（符符號(hào)期較短短）才到達(dá)達(dá)接收機(jī)，，接收機(jī)中中得到的信信號(hào)實(shí)際是是不同符號(hào)號(hào)的疊加，，形成相互互干擾，人人們稱(chēng)這種種干擾為符符號(hào)間干擾擾（ISI）。252、多載波與與單載波之之間的比較較如果將符號(hào)號(hào)持續(xù)期加加長(zhǎng)到一定定的程度，，就會(huì)只是是部分時(shí)間間直接干擾擾相鄰的符符號(hào)，這就就大大減弱弱了多徑傳傳播的影響響。26但是，符號(hào)號(hào)持續(xù)期也也不能太長(zhǎng)長(zhǎng)，符號(hào)期期長(zhǎng)，載波波間隔就要要變小，多多普勒效應(yīng)應(yīng)的影響變變大，這些些都會(huì)影響響傳輸可靠靠性。2、多載波與與單載波之之間的比較較273、保護(hù)間隔隔及其作用用為了進(jìn)一步步增強(qiáng)信號(hào)號(hào)的抗多徑徑干擾的能能力，人們們又在每個(gè)個(gè)OFDM符號(hào)之前加加上了一個(gè)個(gè)保護(hù)間隔隔，這就使使那些延遲遲時(shí)間小于于保護(hù)間隔隔的多徑干干擾無(wú)法影影響到OFDM符號(hào)體本身身，最大限限度地消除除了符號(hào)間間干擾（包包括相鄰符符號(hào)間的干干擾）。283、保護(hù)間隔隔及其作用用29在每個(gè)符號(hào)號(hào)的前面給給出一個(gè)保保護(hù)范圍，，這個(gè)范圍圍對(duì)于解調(diào)調(diào)來(lái)說(shuō)是不不需要的（（因此人們們也將保護(hù)護(hù)間隔后面面的符號(hào)長(zhǎng)長(zhǎng)度稱(chēng)為符符號(hào)有效期期），在保保護(hù)間隔范范圍內(nèi)出現(xiàn)現(xiàn)符號(hào)間干干擾是完全全無(wú)影響的的。留下的的足夠的時(shí)時(shí)間部分（（即符號(hào)有有效期部分分），總是是屬于同一一個(gè)符號(hào)，，它們可以以彼此相疊疊加。在信號(hào)接收收時(shí)，解碼碼器只提取取符號(hào)的有有效期。因因此當(dāng)多徑徑信號(hào)存在在時(shí)，只要要延遲時(shí)間間不超過(guò)保保護(hù)間隔，，那么信號(hào)號(hào)雖然在保保護(hù)間隔內(nèi)內(nèi)產(chǎn)生ISI，但是對(duì)于于符號(hào)有效效期內(nèi)，每每一路多徑徑信號(hào)都可可以看做是是疊加在主主信號(hào)上的的有用信號(hào)號(hào)，是建設(shè)設(shè)性的貢獻(xiàn)獻(xiàn)。3、保護(hù)間隔隔及其作用用30保護(hù)間隔持持續(xù)期的選選擇應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)謹(jǐn)慎，必須須根據(jù)傳播播條件來(lái)配配置。保護(hù)護(hù)間隔的長(zhǎng)長(zhǎng)度一般要要大于無(wú)線電電信道的最最大時(shí)延擴(kuò)擴(kuò)展。如果果選擇的太太短，在強(qiáng)強(qiáng)壯性方面面就會(huì)喪失失一部利益益。反之，，如果太長(zhǎng)長(zhǎng)，就會(huì)占用更多的的信號(hào)傳送送時(shí)間，造造成信息傳傳送效率降降低。因此此這是個(gè)折折中的選擇擇。在DVB-T中這段保護(hù)護(hù)間隔的長(zhǎng)長(zhǎng)度可以根根據(jù)信道狀狀況設(shè)置為為OFDM符號(hào)長(zhǎng)度的的1/4、1/8、1/16和1/32。3、保護(hù)間隔隔及其作用用31保護(hù)間隔內(nèi)內(nèi)一般不會(huì)會(huì)是一段信信號(hào)空白，，其中的添添加物不同同的標(biāo)準(zhǔn)有有不同的規(guī)規(guī)定。在DVB-T中這段間隔隔添加了循循環(huán)前綴。。就是將OFDM信號(hào)末尾的的一段內(nèi)容容搬移到保保護(hù)間隔內(nèi)內(nèi)，這樣看看起來(lái)好像像是信號(hào)循循環(huán)了，因因此稱(chēng)作循循環(huán)前綴。。這樣做的的好處是不不破壞OFDM信號(hào)子載波波的正交性性（因?yàn)樵谠贗FFT過(guò)程中，在在數(shù)學(xué)上來(lái)來(lái)說(shuō)是具有有周期性的的），信號(hào)號(hào)抵抗信道道干擾的能能力較強(qiáng)。。3、保護(hù)間隔隔及其作用用323、保護(hù)間隔隔及其作用用保護(hù)間隔的的形成334、OFDM信號(hào)的生生成及信信號(hào)特性性下圖是OFDM信號(hào)的生生成和解解調(diào)原理理示意圖圖：實(shí)際上就就是每個(gè)個(gè)子載波波上的數(shù)數(shù)據(jù)，乘乘以該子子載波的的頻率，，解調(diào)過(guò)過(guò)程反之之。這與與IFFT的數(shù)學(xué)公公式一致致。34因此，在在生成OFDM信號(hào)時(shí)采采用IFFT運(yùn)算：式中k表示第k個(gè)子載波波，N表示一共共有N個(gè)子載波波，Sk表示第k個(gè)子載波波上調(diào)制制的信息息。si就是最后后生成的的OFDM時(shí)域信號(hào)號(hào)。而在接收收端使用用FFT運(yùn)算進(jìn)行行OFDM解調(diào)：4、OFDM信號(hào)的生生成及信信號(hào)特性性354、OFDM信號(hào)的生生成及信信號(hào)特性性O(shè)FDM信號(hào)的生生成過(guò)程程36而多載波波的并行行使得OFDM信號(hào)在頻頻域上的的表現(xiàn)類(lèi)類(lèi)似于帶帶通信號(hào)號(hào)。下圖圖就是DVB-T2k模式的頻頻譜圖。。4、OFDM信號(hào)的生生成及信信號(hào)特性性374、OFDM信號(hào)的生生成及信信號(hào)特性性384、OFDM信號(hào)的生生成及信信號(hào)特性性眾多載波波相疊加加就形成成了如下下的OFDM信號(hào)時(shí)域域波形：：類(lèi)似于于白噪聲聲。395、OFDM信號(hào)的優(yōu)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：把高速數(shù)數(shù)據(jù)流通通過(guò)串并并轉(zhuǎn)換，，使得每每個(gè)子載載波上的的數(shù)據(jù)符符號(hào)持續(xù)續(xù)長(zhǎng)度相相對(duì)增加加，從而而有效減減小無(wú)線線信道的的時(shí)間彌彌散所帶帶來(lái)的ISI，減小了了接收機(jī)機(jī)內(nèi)均衡衡的復(fù)雜雜度，甚甚至不采采用均衡衡器，僅僅通過(guò)插插入循環(huán)環(huán)前綴的的方法消消除ISI。由于OFDM各個(gè)子載載波之間間存在正正交性，，允許子子信道的的頻譜互互相重疊疊，因因此與常常規(guī)的頻頻分復(fù)用用系統(tǒng)相相比，OFDM系統(tǒng)可最最大限度度的利用用頻譜資資源。各個(gè)子信信道中這這種正交交調(diào)制和和解調(diào)可可以采用用IDFT和DFT方法來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)，技技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)復(fù)雜度度低。OFDM系統(tǒng)可以以很容易易的通過(guò)過(guò)使用不不同數(shù)量量的子信信道來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)上行行下行鏈鏈路中不不同的傳傳輸速率率。OFDM系統(tǒng)可以以在一定定程度上上抵抗窄窄帶干擾擾。窄帶帶干擾只只影響少少數(shù)子子載波波，可以以通過(guò)信信道解碼碼發(fā)現(xiàn)并并予以糾糾正很容易實(shí)實(shí)現(xiàn)單頻頻網(wǎng)（SFN），節(jié)約頻率率與功率率。40缺點(diǎn)：對(duì)載波頻頻率偏移移和定時(shí)時(shí)誤差的的敏感程程度比單單載波系系統(tǒng)高；；有較高的的峰值系系數(shù)（即即較高的的峰值平平均值功功率比）），對(duì)放放大器的的線性要要求高。。5、OFDM信號(hào)的優(yōu)優(yōu)缺點(diǎn)41第二部分分：?jiǎn)晤l頻網(wǎng)（SFN）42一、多頻頻網(wǎng)多頻網(wǎng)就就是我們們傳統(tǒng)中中使用的的無(wú)線覆覆蓋方式式。它的的特點(diǎn)就就是在覆覆蓋網(wǎng)中中的每一一個(gè)發(fā)射射機(jī)都使使用獨(dú)自自的頻率率，在一一定范圍圍內(nèi)所有有的發(fā)射射機(jī)之間間的頻率率都不相相同。比比如在FM廣播中，，只有相相距240km以上的兩兩個(gè)發(fā)射射機(jī)才允允許使用用相同的的頻率。。中央廣播播電臺(tái)的的音樂(lè)之之聲頻道道，在北北京使用用的是90.0MHz，在石家家莊則是是105.1MHz。43一、多頻頻網(wǎng)44單頻網(wǎng)又又叫做同同步網(wǎng)，，是由處處于不同同地點(diǎn)的的許多發(fā)發(fā)射臺(tái)構(gòu)構(gòu)成的，，這些發(fā)發(fā)射臺(tái)的的發(fā)射機(jī)機(jī)使用同同一頻率率，在相相同的時(shí)時(shí)間里發(fā)發(fā)射相同同的節(jié)目目?jī)?nèi)容。。在數(shù)字字地面電電視系統(tǒng)統(tǒng)中的““單頻””是指在在網(wǎng)內(nèi)所所有的發(fā)發(fā)射機(jī)都都使用中中心頻率率相同的的帶寬為為8MHz的頻率塊塊。既然然所有的的發(fā)射機(jī)機(jī)都使用用同一頻頻率覆蓋蓋，因此此覆蓋網(wǎng)網(wǎng)的范圍圍就可以以任意大大小了。。二、單頻頻網(wǎng)概述述45二、單頻頻網(wǎng)概述述46單頻網(wǎng)的的“三同同”頻率同步步fn±(Δf/100)時(shí)間同步步通常采用用±1μs比較適中中，所以以需要提提供精度度好于1μs的時(shí)間標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。。比特同步步要求發(fā)射射的節(jié)目目是一樣樣的，不不要唱兩兩臺(tái)戲二、單頻頻網(wǎng)概述述47單頻頻網(wǎng)網(wǎng)的的理理論論基基礎(chǔ)礎(chǔ)就就是是OFDM：在在單單頻頻網(wǎng)網(wǎng)中中，，不不同同發(fā)發(fā)射射機(jī)機(jī)同同時(shí)時(shí)同同頻頻發(fā)發(fā)射射出出來(lái)來(lái)的的同同樣樣的的信信號(hào)號(hào)，，對(duì)對(duì)網(wǎng)網(wǎng)中中的的接接收收機(jī)機(jī)來(lái)來(lái)說(shuō)說(shuō)，，實(shí)實(shí)際際上上就就相相當(dāng)當(dāng)于于多多徑徑信信號(hào)號(hào)。。當(dāng)當(dāng)一一個(gè)個(gè)接接收收機(jī)機(jī)在在單單頻頻網(wǎng)網(wǎng)中中接接收收節(jié)節(jié)目目時(shí)時(shí)，，總總是是以以其其中中一一個(gè)個(gè)發(fā)發(fā)射射機(jī)機(jī)作作為為主主信信號(hào)號(hào)來(lái)來(lái)源源，，那那么么從從其其它它的的發(fā)發(fā)射射機(jī)機(jī)到到達(dá)達(dá)接接收收機(jī)機(jī)的的信信號(hào)號(hào)就就成成了了干干擾擾信信號(hào)號(hào)，，造造成成多多徑徑干干擾擾。。當(dāng)當(dāng)多多徑徑的的最最大大延延遲遲與與信信元元持持續(xù)續(xù)期期可可比比或或者者大大于于時(shí)時(shí)（（從從頻頻譜譜角角度度看看就就是是信信號(hào)號(hào)帶帶寬寬大大于于信信道道相相關(guān)關(guān)帶帶寬寬）），，就就會(huì)會(huì)對(duì)對(duì)主主信信號(hào)號(hào)產(chǎn)產(chǎn)生生破破壞壞。。二、、單單頻頻網(wǎng)網(wǎng)概概述述48三、、單單頻頻網(wǎng)網(wǎng)的的優(yōu)優(yōu)勢(shì)勢(shì)1、功率率節(jié)節(jié)約約：?jiǎn)螁晤l頻覆覆蓋蓋網(wǎng)網(wǎng)系系統(tǒng)統(tǒng)可可以以使使網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)內(nèi)所所有有到到達(dá)達(dá)接接收收機(jī)機(jī)的的信信號(hào)號(hào)，，建建設(shè)設(shè)性性地地相相加加形形成成總總的的信信號(hào)號(hào)，，只只要要這這些些信信號(hào)號(hào)的的時(shí)時(shí)延延差差不不超超出出保保護(hù)護(hù)間間隔隔。。這這種種效效應(yīng)應(yīng)稱(chēng)稱(chēng)為為單單頻頻網(wǎng)網(wǎng)的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)增增益益。。據(jù)據(jù)實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)表表明明，，對(duì)對(duì)于于相相同同的的覆覆蓋蓋范范圍圍和和覆覆蓋蓋效效果果而而言言，，單單頻頻網(wǎng)網(wǎng)功功率率節(jié)節(jié)約約可可達(dá)達(dá)10dB，也也就就是是說(shuō)說(shuō)使使用用的的功功率率是是多多頻頻網(wǎng)網(wǎng)的的1/10。49三、、單單頻頻網(wǎng)網(wǎng)的的優(yōu)優(yōu)勢(shì)勢(shì)50三、、單單頻頻網(wǎng)網(wǎng)的的優(yōu)優(yōu)勢(shì)勢(shì)512、頻率率節(jié)節(jié)約約：?jiǎn)螁晤l頻網(wǎng)網(wǎng)的的頻頻率率經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)性性（（頻頻譜譜利利用用率率））由由同同步步網(wǎng)網(wǎng)的的規(guī)規(guī)模模大大小小決決定定。。同同步步網(wǎng)網(wǎng)的的區(qū)區(qū)域域越越大大，，頻頻率率越越經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)。。例例如如在在DAB中，，頻頻譜譜利利用用率率至至少少是是模模擬擬FM廣播播的的3倍。。而而在在小小范范圍圍覆覆蓋蓋中中，，因因?yàn)闉閱螁晤l頻網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)內(nèi)的的發(fā)發(fā)射射機(jī)機(jī)功功率率要要大大大大小小于于多多頻頻網(wǎng)網(wǎng)發(fā)發(fā)射射機(jī)機(jī)，，因因此此頻頻率率的的““再再用用距距離離””（（或或叫叫做做““退退耦耦距距離離””））也也要要小小得得多多，，這這樣樣也也相相當(dāng)當(dāng)于于節(jié)節(jié)省省了了頻頻率率資資源源。。三、、單單頻頻網(wǎng)網(wǎng)的的優(yōu)優(yōu)勢(shì)勢(shì)523、提高高覆覆蓋蓋效效果果：在在無(wú)無(wú)線線覆覆蓋蓋中中，，不不可可避避免免地地會(huì)會(huì)出出現(xiàn)現(xiàn)覆覆蓋蓋的的““陰陰影影區(qū)區(qū)””。。這這種種現(xiàn)現(xiàn)象象在在大大城城市市中中更更加加明明顯顯。。傳傳統(tǒng)統(tǒng)的的方方法法就就是是提提高高發(fā)發(fā)射射機(jī)機(jī)功功率率，，但但即即使使這這樣樣做做對(duì)對(duì)陰陰影影區(qū)區(qū)域域的的覆覆蓋蓋效效果果的的提提升升依依然然不不明明顯顯，，況況且且一一味味地地提提高高功功率率還還會(huì)會(huì)帶帶來(lái)來(lái)電電磁磁污污染染、、多多徑徑效效應(yīng)應(yīng)明明顯顯等等一一系系列列負(fù)負(fù)面面影影響響。。單單頻頻網(wǎng)網(wǎng)就就可可以以很很好好地地解解決決這這個(gè)個(gè)問(wèn)問(wèn)題題，，只只需需要要一一個(gè)個(gè)小小功功率率的的信信號(hào)號(hào)接接收收轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)器器就就行行了了。。三、、單單頻頻網(wǎng)網(wǎng)的的優(yōu)優(yōu)勢(shì)勢(shì)53三、、單單頻頻網(wǎng)網(wǎng)的的優(yōu)優(yōu)勢(shì)勢(shì)我們們可可以以建建立立一一個(gè)個(gè)專(zhuān)專(zhuān)門(mén)門(mén)指指向向陰陰影影區(qū)區(qū)的的天天線線，，使使用用相相同同的的頻頻率率對(duì)對(duì)陰陰影影區(qū)區(qū)進(jìn)進(jìn)行行““補(bǔ)補(bǔ)點(diǎn)點(diǎn)””。。這這在在多多頻頻網(wǎng)網(wǎng)中中是是限限制制很很?chē)?yán)嚴(yán)格格的的，，而而且且如如果果使使用用不不同同的的頻頻率率補(bǔ)補(bǔ)點(diǎn)點(diǎn)，，那那么么用用戶(hù)戶(hù)每每進(jìn)進(jìn)入入一一個(gè)個(gè)陰陰影影區(qū)區(qū)就就得得調(diào)調(diào)一一次次接接收收頻頻率率，，這這樣樣非非常常麻麻煩煩。。這這些些問(wèn)問(wèn)題題都都在在單單頻頻網(wǎng)網(wǎng)中中得得到到了了完完美美的的解解決決，，而而且且即即使使補(bǔ)補(bǔ)點(diǎn)點(diǎn)天天線線的的覆覆蓋蓋范范圍圍超超過(guò)過(guò)了了陰陰影影區(qū)區(qū)也也沒(méi)沒(méi)有有問(wèn)問(wèn)題題。。54四、單單頻網(wǎng)網(wǎng)的構(gòu)構(gòu)建1、單頻頻網(wǎng)的的組成成55前端信信號(hào)通通過(guò)SDH光纖網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)送送到單單頻網(wǎng)網(wǎng)中的的每個(gè)個(gè)發(fā)射射臺(tái)。。光傳傳輸端端機(jī)由由發(fā)、、收端端機(jī)組組成。。發(fā)端端機(jī)又又稱(chēng)為為光發(fā)發(fā)射機(jī)機(jī)，將將輸入入TS傳輸流流、數(shù)數(shù)據(jù)或或音頻頻碼流流輸入入激光光調(diào)制制模塊塊，輸輸出的的光調(diào)調(diào)制信信號(hào)經(jīng)經(jīng)光纜纜傳送送到收收端機(jī)機(jī)，又又稱(chēng)光光接收收機(jī)。。收端端機(jī)光光解調(diào)調(diào)后恢恢復(fù)時(shí)時(shí)鐘和和數(shù)據(jù)據(jù)再經(jīng)經(jīng)拆幀幀、分分路恢恢復(fù)出出視音音頻TS流、數(shù)數(shù)據(jù)或或音頻頻碼流流。然然后每每個(gè)發(fā)發(fā)射臺(tái)臺(tái)同時(shí)時(shí)、同同頻地地發(fā)射射相同同的內(nèi)內(nèi)容，，構(gòu)成成單頻頻廣播播網(wǎng)。。四、單單頻網(wǎng)網(wǎng)的構(gòu)構(gòu)建562、單頻頻網(wǎng)的的構(gòu)建建：?jiǎn)晤l網(wǎng)網(wǎng)的工工作基基礎(chǔ)就就是OFDM信號(hào)對(duì)對(duì)多徑徑傳播播的抵抵抗能能力。。因此此在構(gòu)構(gòu)建單單頻網(wǎng)網(wǎng)時(shí)最最先考考慮的的問(wèn)題題就是是，要要使各各個(gè)發(fā)發(fā)射機(jī)機(jī)發(fā)射射的信信號(hào)到到達(dá)接接收機(jī)機(jī)時(shí)的的最大大時(shí)間間差不不能超超過(guò)OFDM允許的的最大大時(shí)延延，也也就是是不能能超過(guò)過(guò)OFDM的保護(hù)護(hù)間隔隔。四、單單頻網(wǎng)網(wǎng)的構(gòu)構(gòu)建57模式8k（896μs）2k（224μs）保護(hù)間隔1/41/81/161/321/41/81/161/32保護(hù)間隔長(zhǎng)度224μs112μs56μs28μs56μs28μs14μs7μs最大距離67.2km33.6km16.8km8.4km16.8km8.4km4.2km2.1km四、單單頻網(wǎng)網(wǎng)的構(gòu)構(gòu)建雖然采采用大大的保保護(hù)間間隔可可以補(bǔ)補(bǔ)償長(zhǎng)長(zhǎng)距離離的反反射波波，但但是同同樣會(huì)會(huì)降低低有用用碼流流的使使用率率，因因此使使用多多大的的保護(hù)護(hù)間隔隔要根根據(jù)當(dāng)當(dāng)前傳傳輸環(huán)環(huán)境的的典型型應(yīng)用用來(lái)確確定。?；颈旧弦篃o(wú)無(wú)論是是多徑徑傳播播還是是單頻頻網(wǎng)不不同發(fā)發(fā)射天天線之之間的的信號(hào)號(hào)，到到達(dá)網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)接接收機(jī)機(jī)的最最大時(shí)時(shí)間差差，必必須要要小于于保護(hù)護(hù)間隔隔。這這需要要經(jīng)過(guò)過(guò)多方方面的的權(quán)衡衡。例例如專(zhuān)專(zhuān)家們們定義義的DVB-T標(biāo)準(zhǔn)中中的保保護(hù)間間隔如如下表表所示示：58四、單單頻網(wǎng)網(wǎng)的構(gòu)構(gòu)建上表這這些數(shù)數(shù)據(jù)中中的““發(fā)射射臺(tái)之之間最最大距距離””是直直接使使用““保護(hù)護(hù)間隔隔×光速””計(jì)算算出來(lái)來(lái)的，，只是是理論論值。。在實(shí)際際應(yīng)用用環(huán)境境中，，每個(gè)個(gè)發(fā)射射機(jī)到到接收收機(jī)之之間還還不可可避免免地存存在著著多徑徑傳播播，這這些多多徑實(shí)實(shí)際上上是增增加了了傳輸輸距離離。因因此，，在實(shí)實(shí)際應(yīng)應(yīng)用中中要為為多徑徑傳播播考慮慮一定定量的的冗余余，所所以，，實(shí)際際應(yīng)用用時(shí)發(fā)發(fā)射機(jī)機(jī)之間間的距距離要要略小于理理論值值。但是基基本上上可以以看到到大的的保護(hù)護(hù)間隔隔適合合發(fā)射射塔之之間距距離較較長(zhǎng)的的大型型網(wǎng)，，小的的保護(hù)護(hù)間隔隔適合合小范范圍網(wǎng)網(wǎng)。保保護(hù)間間隔的的范圍圍越大大，允允許的的兩個(gè)個(gè)發(fā)射射機(jī)的的間距距越大大，但但是，，帶寬寬的利利用率率也越越低。?？偟牡膩?lái)說(shuō)說(shuō)，8k模式可可以支支持較較長(zhǎng)的的保護(hù)護(hù)間隔隔，發(fā)發(fā)射機(jī)機(jī)的間間距也也大，，功率率可以以高些些，2k模式的的保護(hù)護(hù)間隔隔較小小，發(fā)發(fā)射機(jī)機(jī)間距距小，，功率率可以以低些些。59四、單單頻網(wǎng)網(wǎng)的構(gòu)構(gòu)建上表的的發(fā)射射機(jī)距距離是是最““保守守”的的一種種情況況，就就是說(shuō)說(shuō)一個(gè)個(gè)發(fā)射射機(jī)所所處的的位置置肯定定是在在另一一個(gè)相相鄰發(fā)發(fā)射機(jī)機(jī)OFDM信號(hào)保保護(hù)間間隔所所允許許的范范圍之之內(nèi)。。在這這種情情況下下，無(wú)無(wú)論以以哪個(gè)個(gè)發(fā)射射機(jī)為為主發(fā)發(fā)射機(jī)機(jī)，或或者從從任何何方向向上計(jì)計(jì)算覆覆蓋距距離，，兩臺(tái)臺(tái)發(fā)射射機(jī)所所造成成的信信號(hào)時(shí)時(shí)間差差都不不會(huì)大大于保保護(hù)間間隔。。這樣樣的單單頻網(wǎng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)可以以用下下圖的的方式式表示示：60四、單單頻網(wǎng)網(wǎng)的構(gòu)構(gòu)建如果有有多臺(tái)臺(tái)發(fā)射射機(jī)，，那么么就使使任意意兩臺(tái)臺(tái)之間間的距距離不不超過(guò)過(guò)保護(hù)護(hù)間隔隔的允允許范范圍，，如下下圖：：61四、單頻頻網(wǎng)的構(gòu)構(gòu)建但是在有有些情況況下，發(fā)發(fā)射機(jī)之之間的距距離不總總是一定定能滿足足表中最最大距離離的限制制，這樣樣就有可可能產(chǎn)生生同頻干干擾。如如下面圖圖中描述述的：在這些情情況下，，我們依依然可以以通過(guò)仔仔細(xì)地設(shè)設(shè)置發(fā)射射機(jī)的功功率、時(shí)時(shí)間延遲遲等參數(shù)數(shù)來(lái)滿足足保護(hù)間間隔的要要求，消消除同頻頻干擾。。62四、單頻頻網(wǎng)的構(gòu)構(gòu)建對(duì)于案例三。首先在在重疊區(qū)區(qū)域選取取一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)，使兩兩個(gè)發(fā)射射機(jī)到達(dá)達(dá)這個(gè)點(diǎn)點(diǎn)的距離離差最大大，例如如F，這樣就就又分成成三種情情況：63四、單頻頻網(wǎng)的構(gòu)構(gòu)建此時(shí)需要要對(duì)發(fā)射射機(jī)A的信號(hào)做做延遲處處理。假假設(shè)延遲遲的時(shí)間間為△t，那么延延遲的原原則就是是使下面面的不等等式成立立：同時(shí)64四、單頻頻網(wǎng)的構(gòu)構(gòu)建A與B之間的距距離大于于D且覆蓋范范圍也很很大。在在這種情情況一般般屬于設(shè)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤誤，只能能選擇功功率較小小的發(fā)射射機(jī)，使使之改變變?yōu)榘咐?-1或3-2的情況；；或者將將兩個(gè)發(fā)發(fā)射機(jī)的的位置重重新設(shè)計(jì)計(jì)，使之之成為案案例一的的情況。。但是這種種案例情情況也不不是不可可能出現(xiàn)現(xiàn)。如果果在A、B點(diǎn)之間有有山丘等等大型障障礙物的的阻擋時(shí)時(shí)，兩臺(tái)臺(tái)發(fā)射機(jī)機(jī)的功率率雖然比比較大，，但是相相互之間間的影響響卻不大大，此時(shí)時(shí)的單頻頻網(wǎng)是可可以正常常運(yùn)行的的。65在案例四四中實(shí)際際上主要要是要考考慮發(fā)射射機(jī)A和C之間的情情況。而而這兩者者之間的的情況在在案例三三中已經(jīng)經(jīng)做了詳詳細(xì)的分分析。其其中需要要注意的的是，當(dāng)當(dāng)A與C之間的情情況屬于于案例3-2的時(shí)候，，其中一一個(gè)發(fā)射射機(jī)做了了延遲（（假設(shè)A做了延遲遲）。那那么，此此時(shí)除了了要考慮慮A、C之間的關(guān)關(guān)系之外外，還要要考慮A和B之間的關(guān)關(guān)系。因因?yàn)楫?dāng)A產(chǎn)生了延延遲后，，相當(dāng)于于拉大了了A與B之間的距距離。但但是我們們總可以以通過(guò)兩兩兩分析析得到最最佳設(shè)計(jì)計(jì)方案。。下面我們們?cè)賮?lái)分分析案例例四。四、單頻頻網(wǎng)的構(gòu)構(gòu)建66五、單頻頻網(wǎng)的測(cè)測(cè)試測(cè)試接收機(jī)要要求完全符合合單頻網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，能夠?qū)?biāo)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的的所有的信號(hào)號(hào)形式進(jìn)行接接收，同時(shí)輸輸出接收的結(jié)結(jié)果。同時(shí)信信號(hào)的測(cè)試必必須是實(shí)時(shí)性性的。測(cè)試接接收機(jī)應(yīng)該包包括以下接口口：天線信號(hào)號(hào)輸入口、檢檢測(cè)數(shù)據(jù)輸出出口和接收信信號(hào)輸出口等等。67室外測(cè)試室外測(cè)量主要要內(nèi)容是使用用測(cè)試接收機(jī)機(jī)測(cè)量DVB-T單頻網(wǎng)戶(hù)外覆覆蓋情況。一一般將測(cè)試接接收機(jī)安置在在車(chē)輛上，在在行進(jìn)中測(cè)量量。測(cè)試車(chē)上上要安裝各種種天線以便全全面測(cè)試接收收效果，比如如固定天線（（指安裝于距距離地面3m的全向性和增增益的天線，，主要應(yīng)用在在公交車(chē)輛上上）和B類(lèi)便攜天線（（指距離地面面高度1.5m的戶(hù)外嵌入式式或外接式天天線，也稱(chēng)室室外便攜式））等。在測(cè)量量過(guò)程中要注注意速度、位位置、時(shí)間