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摘要我国广电系统的有线电视网HFC(HybridFiber一coaxial)一光纤同轴电缆混合网自20世纪90年代中期建立,到目前已经遍布全国。随着数字电视技术及网络技术的迅速发展及市场需求的逐步提升,建立一个高带宽的双向HFC系统已成为必须。
关键词有线电视网络应用
中图分类号:TN94文献标识码:A
现在广泛使用的TDMA技术,存在着严重的窄带噪声和漏斗噪声,为了避免HFC上行信道中的噪声干扰,TDMA方案仅采用上行频段的高端,这样就浪费掉一大部分频率资源。而采用时分同步码分多址(TD-SCDMA)方案则不失为一种提高系统上行信道的抗干扰能力和传输容量的解决方法。
1 TD一SCDMA的优势
TD-SCDMA是建立在同步码分多址(S-CDMA)基础上的,它通过有线分配网络提供健全和完善的传输。TD-SCDMA技术在脉冲和窄带噪声、线性和非线性信道损坏、速率的适应能力、宽带高容量以及系统的扩展性和安全性方面,较频分多址(FDMA)和时分多址(CTDMA)技术有优势。
对于TD-SCDMA系統而言,非对称数据传输的频谱效率是一个主要挑战。非对称数据业务(如移动因特网)的显著特征在于下行和上行的话务负载明显不同。因此,第二代移动通信(2G)对称成对频带的FDD系统会导致频谱使用率的降低。解决这种问题的方案之一是通过TDD系统,在不成对频带内的上下行之间,采用灵活的转换点。通过这种灵活的的转换点,TDD方式允许完全的频率使用,并适配于平衡和不平衡的话务负载。在TDD模式下,要保证快速移动的用户终端(UE)可靠运行,必须要有一个新的方法来对抗周期性的码道中断,支持时分(TD-MA)传输方案,因此,TD-SCDMA将是FDMA、TDMA和CDMA技术的综合。
TD-SCDMA使用的特殊技术:一个同步CDMA的系统,用软件和帧结构设计来实现严格的上行同步;一个基于智能天线的系统,充分发挥了智能天线的优势,并在未来可能使用SD-MA;基于软件无线电技术,所有基带数字信号处理均用软件实现,而不依赖ASIC;在基带数字信号处理上,联合使用了智能天线和联合检测技术,达到比UTRATDD高一倍的频谱利用率:基于智能天线,使用接力切换技术,和CDMA的软切换相比,简化了用户终端的设计,克服了软切换要长期大量占用网络资源和基站下行容量资源的缺点。
由此可见,TD-SCDMA使用和实现了智能天线为代表的新技术,表现出独特的优势。
2 TD一SCDMA技术在有线电视网络中的应用
有线电视网络的丰富带宽是电信业无法比拟的。但这一巨大的资源却迟迟没有给有线电视网络带来应有的经济效益,其关键原因是:以往的传统技术无法克服有线电视网络内严重的上行汇集噪声,无法在低投入的情况下实现高效的宽带互联业务。而TD-SCDM八技术具有:超强抗噪声能力;不需要对原有的有线电视网络进行大规模改造,仅需开通普通有线电视网络回传功能即可实现宽带互联等特点,能在低投入的情况下建成一个功能强大的广电综合信息网。
(1)系统频率的分配。双向传输采用频率分割方法。根据系统规模的大小、信息、功能的多少等,可分别采用高、中、低三种分割方式。TD-SCDMA技术占用很窄的频带(1.6MHz),大大节约宝贵的频率资源,为其它业务留下广阔的发展空间。下行频段可在550-750MHz内任选1.6MHz,也可根据有线电视网络现有电视频道情况选出模拟电视频道内其中空余的1.6MHz带宽作为下行频道。上行频道可设在5-42MHz内的任意16MHz频道。(2)TD-SCDMA技术有线电视网络系统的基本组成。基于TD-SCDMA技术的有线电视宽带网络数据接入系统包括:网关、主控器、CableModem、管理软件、DHCP(动态主机配置协议)服务器。网关是一个边缘集中器,提供给终端用户访问远程IP骨干网Clntemet等)以及同一电缆网络的CableModem之间的高效通讯。主控器为CableModem与电缆网络之间的连接提供控制、管理和数据传输功能。CableModem位于用户前端,它与主控器在CATV网络上通讯,并且给用户PC机提供了标准的IEEESO2.3以太口。管理软件提供了对系统的管理。动态主机配置协议归HCP)服务器位于网络运行中心或前端(依赖于网络运行)。它为用户PC机提供了动态lP地址管理和配置服务。(3)TD-SCDMA技术与HFC网络的接入。用户终端在接入网络到开始在TD-SCDMA模式下正式传输数据,还必须经历一个初始化过程。TD-SCDMA技术与HFC网络的接入分为上行接入和下行接入,其上行接入过程要解决同步、功率调整、MAC地址分配、传输参数的获取、编码、扩频等任务;其下行接入要考虑用户终端设备(以750MH2的双向有线电视网络为主)的接入方式和要求服务的内容。(4)完成的功。TD-SCDMA技术接入HFC应完成除有线电视节目外,主要传输符合DOCSIS标准的数据信号、准视频点播(N-VOD)信号,兼可提供IP电话、视频会议、远程教育等增值服务的功能以及区别服务的级别。
TD-SCDMA技术圆满地解决了HFC网络上行路径中的干扰和脉冲噪声,解决了HFC网络中双向高速传输数据时和电缆部分的树状拓扑结构造成的上行通道的噪声;且在经济上具有系统设备成本低、投资少的特点,并且能够提供分层次服务。随着TD-SCDMA技术的成熟,在有线电视网络中将有广阔的应用前景。
关键词有线电视网络应用
中图分类号:TN94文献标识码:A
现在广泛使用的TDMA技术,存在着严重的窄带噪声和漏斗噪声,为了避免HFC上行信道中的噪声干扰,TDMA方案仅采用上行频段的高端,这样就浪费掉一大部分频率资源。而采用时分同步码分多址(TD-SCDMA)方案则不失为一种提高系统上行信道的抗干扰能力和传输容量的解决方法。
1 TD一SCDMA的优势
TD-SCDMA是建立在同步码分多址(S-CDMA)基础上的,它通过有线分配网络提供健全和完善的传输。TD-SCDMA技术在脉冲和窄带噪声、线性和非线性信道损坏、速率的适应能力、宽带高容量以及系统的扩展性和安全性方面,较频分多址(FDMA)和时分多址(CTDMA)技术有优势。
对于TD-SCDMA系統而言,非对称数据传输的频谱效率是一个主要挑战。非对称数据业务(如移动因特网)的显著特征在于下行和上行的话务负载明显不同。因此,第二代移动通信(2G)对称成对频带的FDD系统会导致频谱使用率的降低。解决这种问题的方案之一是通过TDD系统,在不成对频带内的上下行之间,采用灵活的转换点。通过这种灵活的的转换点,TDD方式允许完全的频率使用,并适配于平衡和不平衡的话务负载。在TDD模式下,要保证快速移动的用户终端(UE)可靠运行,必须要有一个新的方法来对抗周期性的码道中断,支持时分(TD-MA)传输方案,因此,TD-SCDMA将是FDMA、TDMA和CDMA技术的综合。
TD-SCDMA使用的特殊技术:一个同步CDMA的系统,用软件和帧结构设计来实现严格的上行同步;一个基于智能天线的系统,充分发挥了智能天线的优势,并在未来可能使用SD-MA;基于软件无线电技术,所有基带数字信号处理均用软件实现,而不依赖ASIC;在基带数字信号处理上,联合使用了智能天线和联合检测技术,达到比UTRATDD高一倍的频谱利用率:基于智能天线,使用接力切换技术,和CDMA的软切换相比,简化了用户终端的设计,克服了软切换要长期大量占用网络资源和基站下行容量资源的缺点。
由此可见,TD-SCDMA使用和实现了智能天线为代表的新技术,表现出独特的优势。
2 TD一SCDMA技术在有线电视网络中的应用
有线电视网络的丰富带宽是电信业无法比拟的。但这一巨大的资源却迟迟没有给有线电视网络带来应有的经济效益,其关键原因是:以往的传统技术无法克服有线电视网络内严重的上行汇集噪声,无法在低投入的情况下实现高效的宽带互联业务。而TD-SCDM八技术具有:超强抗噪声能力;不需要对原有的有线电视网络进行大规模改造,仅需开通普通有线电视网络回传功能即可实现宽带互联等特点,能在低投入的情况下建成一个功能强大的广电综合信息网。
(1)系统频率的分配。双向传输采用频率分割方法。根据系统规模的大小、信息、功能的多少等,可分别采用高、中、低三种分割方式。TD-SCDMA技术占用很窄的频带(1.6MHz),大大节约宝贵的频率资源,为其它业务留下广阔的发展空间。下行频段可在550-750MHz内任选1.6MHz,也可根据有线电视网络现有电视频道情况选出模拟电视频道内其中空余的1.6MHz带宽作为下行频道。上行频道可设在5-42MHz内的任意16MHz频道。(2)TD-SCDMA技术有线电视网络系统的基本组成。基于TD-SCDMA技术的有线电视宽带网络数据接入系统包括:网关、主控器、CableModem、管理软件、DHCP(动态主机配置协议)服务器。网关是一个边缘集中器,提供给终端用户访问远程IP骨干网Clntemet等)以及同一电缆网络的CableModem之间的高效通讯。主控器为CableModem与电缆网络之间的连接提供控制、管理和数据传输功能。CableModem位于用户前端,它与主控器在CATV网络上通讯,并且给用户PC机提供了标准的IEEESO2.3以太口。管理软件提供了对系统的管理。动态主机配置协议归HCP)服务器位于网络运行中心或前端(依赖于网络运行)。它为用户PC机提供了动态lP地址管理和配置服务。(3)TD-SCDMA技术与HFC网络的接入。用户终端在接入网络到开始在TD-SCDMA模式下正式传输数据,还必须经历一个初始化过程。TD-SCDMA技术与HFC网络的接入分为上行接入和下行接入,其上行接入过程要解决同步、功率调整、MAC地址分配、传输参数的获取、编码、扩频等任务;其下行接入要考虑用户终端设备(以750MH2的双向有线电视网络为主)的接入方式和要求服务的内容。(4)完成的功。TD-SCDMA技术接入HFC应完成除有线电视节目外,主要传输符合DOCSIS标准的数据信号、准视频点播(N-VOD)信号,兼可提供IP电话、视频会议、远程教育等增值服务的功能以及区别服务的级别。
TD-SCDMA技术圆满地解决了HFC网络上行路径中的干扰和脉冲噪声,解决了HFC网络中双向高速传输数据时和电缆部分的树状拓扑结构造成的上行通道的噪声;且在经济上具有系统设备成本低、投资少的特点,并且能够提供分层次服务。随着TD-SCDMA技术的成熟,在有线电视网络中将有广阔的应用前景。