更新时间:2024-08-10 13:09
多载波(Multi Carrier)就是载着数据的特定频率的无线电波。
在无线通信中,需要传输的数据频率通常是低频的,如果按照数据本身的频率来传输,不利于接收和同步。使用载波传输,可以将数据的信号加载调制到一个高频载波的信号上。接收方按照载波的频率来接收数据信号,通过波幅的不同将需要的数据信号提取出来。
通常我们采用的通信系统是单载波方案(如GSM),这种系统在数据速率不高时,信号带宽小于信道的相干带宽,接收端符号间干扰(ISI)不严重,只要采用简单的均衡器就可以消除符号间干扰。随着数据速率的提高,信号带宽大于信道的相干带宽,均衡器的抽头数量和运算的复杂性提高,使用均衡器已经无法消除ISI。
多载波系统通过把高速的串行数据流变成几个低速并行的数据流,同时调制几个载波,信道时延扩展引起的ISI减小。同时,由衰落或干扰引起接收端的错误得以分散。
多载波调制,采用多个载波信号(将信道分成若干正交子信道),将需要传输的数据信号转换成并行的低速子数据流(子数据流具有低得多的传输比特速率),然后调制到在每个子信道上进行传输,即利用这些子数据分别去调制若干个载波。
比如n-COFDM,其中n是子载波数量。以3780-COFDM调制方式为例:把需要传送的数据分成3780组,然后每组再分成两组(通过幅度编码生成I信号和Q信号),用3780组I信号和Q信号分别对3780个频率各不相同的载波进行正交调制,最后把所有的调制信号合在一起进行传送。
清华的DMB-T方案选用的就是多载波调制,在DMB-T方案中采用3780-COFDM调制方式。
多载波的平均频率相对来说可以低一些,但载波的最高频率与单载波的频率相对来说,并不会相差很大。载波频率的最大好处就是,可以降低信号传输过程中的多径反射干扰(即图像重影效应)。
与多载波对应的就是单载波(是指在一个固定的频段内只采用一个载波的调制技术。比如4-QAM,8-QAM,16-QAM,32-QAM,64-QAM,128-QAM,256-QAM等,或8 VSB、16 VSB)。
QAM简称正交调幅,就是把一序列需要传送的数字信号分成两组,并分别对两组数字信号进行幅度编码,使之变成幅度不同的调制信号,即I信号和Q信号。然后用I信号和Q信号分别对频率相同、相位相差90°的两个载波进行调幅,最后再把两路调制过的信号合成在一起进行传送。
就多载波调制中的各个载波而言,其调制的工作原理与QAM单载波调制的工作原理基本相同,只是把需要传送的数据分成很多组。
两种载波方式具有统一带宽、统一传输码率、统一定时时钟、统一系统信息和统一帧结构,单、多载波在实现时的区别在于IFFT处理算法不同。其他功能单元完全一样,具有相同的实现结构。一般会根据应用需求在两者之间进行简单切换。
多载波模式抗多径干扰能力强、频谱利用率高,宽带无线传输技术的发展趋势充分的证明多载波技术在无线广播和通信系统应用中具有一定的优势。