[00348223]COFDM/QAM高速数字传输技术

COFDM全称是编码正交频分复用，又称为多载波调制或离散多音调制(DMT)，是一种全新的并行传输体制。由于其高效、抗多径衰落的特点可以在宽带接入中得到应用。该项目属于应用基础研究，针对无线通信的需求，旨在对COFDM/QAM这一新型高速、抗衰落、抗干扰的数字调制解调体制及带有扩频或多址能力的COFDM-DS体制的关键技术进行研究，为新一代通信装备提供有效的技术支持。包括COFDM/QAM体制总体性能研究；COFDM/QAM调制中的关键技术研究；COFDM/QAM调制中的比特装载与时频编码技术；基于COFDM-DS的新型扩频(多址)调制技术；COFDM-DS体制中的多用户检测技术。该项目研究首次提出了频域自适应分组同步算法与技术；自适应载波频偏校正算法与技术；循环重构与时域抵消频域迭代均衡算法；非对称传输环境下的自适应回波抵消算法及技术。独立提出了采样频偏校正算法和多普勒频偏校正算法。在国内处技术领先地位。全部关键技术与算法都通过计算机仿真实验进行了有效性验证。技术特点：1．自适应分组同步算法：有效，无噪时精度±1个样点。2．时频域自适应均衡算法：有效，收剑速度≤100组，无噪时收敛增益≥140dB，允许信道扩散≥保护间隔。3．采样钟自适应同步算法：有效，对载波频偏不敏感。4．自适应频偏校正算法：有效，允许偏校≤1/2子信道间隔。5．回波抵消算法与仿真：有效，收敛速度≤100组，无噪时收敛增益≥140dB。此外还以ADSP21062为软/硬件平台完成基于COFDM/QAM-DS多速率多用途调制解调器总体方案设计与调试。为该项型号研制应用和横向项目开发，打下了实验基础。例如，“高速测井电缆数据遥传系统”基于COFDM/QAM的一种非对称数据传输收发器研制。国外近十年来有关纯粹COFDM传输方面文献近百篇。在H04J11/00、H04L5和H04JI/05分类下查得有关COFDM技术专利共九项，涉及话带、群带数传，高速用户环路，无线局域网，数字音频/数字电视地面广播传输系统方面。如欧洲BTV标准，美国标准化协会制定的ADSL线码传输标准(T1.413)都建议采用COFDM和网格码相结合。据报道第四代移动通信(4G)将以COFDM-CDMA技术为核心。国内关于COFDM研究的技术文献报道不多。先后有西安电子科技大学、电子科技大学、北京邮电大学、浙江大学、电子部五十四所等单位结合HDTV项目，都在对COFDM传输体制进行实用化研究。有一点值得一提的是国内外的COFDM技术文献公开报道限于性能对比分析(相对于串行单载波系统)者居多。涉及关键技术方面较少，已经知道的系统中关键技术方案偏于简单实用、粗糙，带来性能的损失。如我国HDTV攻关样机中，COFDM分组同步依靠保护间隔的时域相关性来提取，精度有限；均衡依靠周期性发送训练信号序列和子带差分编码非相关检测方法来完成；采样钟同步靠插人导频和模拟提取来完成。相对而言该项目中研究的利用数字信号处理的方法通过时频联合处理算法完成自适应同步、均衡、频偏校正尚未见公开报道，而它的优点是适应性好，精度高，便于系统软件集成。特别是：在COFDM/QAM-DS自适应算法方面，仿真和实验验证了我们首次提出的自适应帧同步调整算法和载波频偏校正算法，循环重构与时域抵消频域迭代均衡算法；验证了课题组独立提出的采样频偏校正算法和多普勒频偏校正算法。前者尚无公开报导。在超视距散射通信调制解调器设计方面，我们首次提出的COFDM-DS/FM混合调制方式，既保持了COFDM-DS高效、抗多径失真的优点，同时保留了FM调制抗非线性失真的特点。课题组提出的时频二维编码与交织格式设计可保证FEC码字时间和频率二维平面上具有均匀的散布度，使系统能达到最好的时间与频率隐分集功能。应用前景：在民用方面其成果转化后还可以在无线多媒体信息网、宽带个人通信系统中应用，改进后还可以应用在高速无线局域网、无线高速用户环路、无线数据接入设备。潜在的经济效应，应用前景良好。