基于前向纠错码分多址的HFC网上行信道噪声抑制.pdf

基于前向纠错码分多址的 HFC
网上行信道噪声抑制
陈伟良
(信息工程学院电子工程专业 19970532)
1 引言
近年,随着高速数据业务的发展,接入网的带宽已经成为网络和用户之间连接的瓶颈。
在宽带综合业务接入网中,以 HFC(Hybrid Fiber Coax,光纤同轴电缆混合网)为基础的
CATV 网异军突起,为人们提供了一条通向宽带通信的新途径。HFC 技术的主要优势表现
在:光纤作为主干网,用户接入网用同轴电缆,可为信号传输提供足够的带宽,从而为多媒
体业务的开展提供了条件;可以灵活地支持交互式和广播式业务,即同时支持模拟和数字信
号传输,这是其他接入方式所不具备的;灵活地支持多种业务,实现数据、语音和视频业务
的真正集成;同时它是目前最为经济的宽带接入方案,适合我国国情。
HFC 网络结构不仅具有更高的可靠性和更好的图象质量,更重要的是,它使 CATV 网
可以实现双向通信[1]。HFC 网同轴电缆部分的树形结构决定其工作方式属于共享信道方式,
其下行信道技术日趋成熟,且信道质量高,但上行信道远没有下行信道理想,首先是频带窄,
只占用 5~65MHz 频段,该频段又极易受各种干扰和噪声的影响,其次由于上行信道是多点
到一点结构,用户端的干扰和噪声都会向前端汇集,形成噪声漏斗效应,使得上行信道面临
更加严峻的考验。如何在干扰情况复杂的上行信道中实现可靠高速的数据传输可以说是
HFC 网能否成功的关键。本文第二部分分析了 HFC 网上行信道噪声的影响,第三部分讨论
了线性分组码和卷积码等前向纠错编解码技术应用在上行信道的抗干扰性能,并对码分多址
结合前向纠错技术抑制宽带冲击波和窄带连续波干扰进行分析,并对比了误码率。

2 上行信道噪声分析
对于上行信道,由于信号频率较低,又主要用于数据通信,故系统设计重点不再是强
调满足电指标而是强调如何控制上行噪声。HFC 网上行信道的噪声与干扰主要来源于三个
方面:电缆线路结构带来的噪声、光纤链路噪声和侵入干扰。实测表明[2,3],HFC 双向网络
电缆干线上的反向噪声主要来自楼宇分配网,并以侵入干扰为主。由于同轴电缆网的树形结
构犹如一庞大的分布天线,各种类型的干扰信号如无线电干扰、设备的电磁干扰和天电干扰
等和用户信息一起被电缆网接收,并经上行信道汇集到电缆网的根端形成噪声漏斗效应,降
低上行信道接收端的载噪比,因此,影响 HFC 双向数据通信的关键在分配网上。

上行信道噪声漏斗效应及对调制技术的影响
文[4]给出有关噪声漏斗效应的实际测量结果和定性分析。文[5]对噪声漏斗效应引起的
载噪比恶化情况进行了理论分析,导出了上行信道用户终端输出载噪比、工作电平、上行放
大器个数、用户数与所选调制技术接收门限信噪比之间的约束关系,为上行信道调制技术的
选择提供了理论依据。综合考虑噪声漏斗效应、热噪声、侵入干扰,上行信道应选择 QPSK
调制方式以增强抗干扰能力。
侵入干扰
HFC 中的侵入干扰是由电缆网所处的电磁环境引起的,它主要来自屏蔽性能欠佳的用
户家庭,可分为窄带连续波干扰和宽带冲击干扰。窄带连续波干扰源主要是短波无线电广播
和通信及业余无线电,频段集中在 5~30MHz,会产