HiNOC技术原理及技术成熟度.docVIP

HiNOC技术 由于光通信的强大能力，“光进铜退”将是提高用户接入速率的必经之路。但光纤入户及光纤到桌面还面临着如保留现有布线的平滑过渡、工程施工标准、特种光纤、廉价连接方式等问题需要解决，数年内难以大规模工程实现。将光节点推进到距离用户100米甚至更近，采用FTTB+xDSL或FTTB+CAT5或FTTB+WIRELESS等技术延伸最后100米是当前提高用户接入速率的有效方案。而有线电视网现有的同轴电缆传输带宽明显高于双绞线接入和无线接入，当光节点更加靠近用户，每个光节点下的用户数量减少，避免了同轴电缆过多用户共享所造成的诸多问题后，采用同轴电缆的接入技术能为用户提供高带宽的接入方式，HiNOC技术正是基于同轴电缆的有效解决方案。 HiNOC使用频域 我国有线电视标准规定，同轴电缆860MHz以下的频带用于广播电视信号传输，860MHz以上频带均未使用，称为带外信道，带外信道的传输特性为：整个系统的传输特性在1.2GHz以下变化不大，在-20dB左右，在16MHz的带宽内，频谱几乎为平的。在1.2GHz到1.5GHz之间下降很快，到1.5GHz时衰减达到-50dB以下。在1.5GHz以内（尤其是1.2GHz以内）的频段，比较有利用价值，1.5GHz以上频段衰减较大，而且匹配差，反射大，多径严重，开发成本较高。因此，HiNOC使用800M~1.5G的频域，并将其分为等频宽的多个信道。 图 同轴电缆频谱分割示意图 HiNOC调制技术 由于同轴电缆在860MHz以上屏蔽效应好，用户分配网络中噪声的主要来源是基础热噪声，根据《有线电视网系统技术规范》，860MHz以下频段用户分配网中的噪声不得超过-80dBm/MHz，这里以此为参照，认为860MHz以上频段的噪声最大为-80dBm/MHz。在这样的噪声环境下，可以使用效率较高的调制方式，如256QAM，128QAM等。 综合考虑实现难度和同轴电缆带外信道条件比较差、一致性不好的情况，本方案拟采用的最高调制方式为256QAM。根据调制方式和误码率、信噪比SNR的计算公式，得到在误码率为1e-9时，采用256QAM所需要的SNR为40.5dB，在860MHz到1.2GHz之间的大部分频点可以采用256QAM调制技术，并可根据信道实际的SNR要求自适应地使用128QAM，64QAM，32QAM，16QAM，8QAM直到QPSK，BPSK调制。 由于分支分配器等器件与电缆在连接处不匹配，会引起反射从而形成多径效应，在时域上表现为冲击响应脉冲被展宽。多径主要是由匹配性能较差的分配器和用户终端盒引起，多径的延迟与反射较大端口相连的电缆长度成正比。为避免多径引发码间干扰，同时考虑到信道利用率，HiNOC选择多载波OFDM体制传输数据。 HiNOC物理层数据帧主要由两部分组成，训练前导和传输数据，其中数据部分全部是频域信号，通过OFDM调制输出，训练前导分为频域前导和时域前导，频域信号每个子载波用BPSK调制，时域信号采用单载波Л/4-BPSK调制。 信道编码模块 这两个数据模块主要对信源数据进行信道编码。 扰码模块 为了降低峰均比，用PN序列对频域信号进行扰码。 加频域的训练前导 频域前导信号由两个完全相同的OFDM符号组成，两个符号间没有CP，直接相连，在第一个符号前有一个CP，如图所示，频域前导主要用于接收机进行信道估计。 映射模块 根据探测帧进行信道估计，得到每个子载波调制的星座图，按照星座图把数据映射上去，每个子载波可以调制0，1，2……8个比特，分别对应未调制，BPSK，QPSK，8QAM，16QAM，32QAM，64QAM,128QAM,256QAM调制。 IFFT模块 IFFT模块是把64个子载波的频域信号转换成时域信号，参见图16。 加循环前缀模块 为了减少OFDM符号间干扰，采用循环前缀（CP），即把IFFT的输出符号的最后NCP个取样添加到符号之前。 插值模块 加窗模块 为了减少输出的带外频谱，在时域上用一个窗函数（比如升余弦函数）乘以一个OFDM符号，相当于频率上做卷积，因为升余弦函数的频谱比方脉冲对应的Sinc函数的频域特性要好，可以有效的降低带外噪声。 加时域训练前导模块 训练前导主要有两部分组成，短序列和长序列，在接收机做同步和AGC。 数字IQ调制 把输入的数据分开为两个独立的数据流，一个数据流与正弦波相乘，一个数据流与余弦波相乘，这两个波形相加就形成了中频子载波。 射频的相位噪声模块 射频部分振荡器的抖动会产生相位噪声，在仿真时，我们用相位噪声模块来模拟。 载波调制模块 功率放大器非线性模块 由于OFDM调制峰均比有可能过大，在功率放大器处可能进入功率放大器的非线性区，造成时域波形尖峰被削平。 接收机模型： 接收机的模块与发射机的模块相对应，但加上了同步（频