单频网

✍ dations ◷ 2025-08-02 14:20:04 #通信

单频网(Single-Frequency Network,SFN)是一种广播网络,易言之,即数个发送器透过同个频率频道同时发送同个信号。

模拟的FM与AM音频广播网以及数字广播网在SFN中可以同时运作;但模拟电视播送已证明很难在SFN中达成,因为SFN会导致同个信号而产生鬼影(多重影像)。

SFN的简化类型,可由低电量的共同频道强波器、中继器或是广播发送器来达成。

SFN的目标主要是有效率地使用无线电频谱,使得广播与电视频道的数量可以比传统的多频网(MFN)更多。SFN相较于MFN来说也可以增加涵盖率与减少断讯,因为总数接收信号的强度可以增加发送器中间的位置。

SFN的架构有点像非广播的无线传输(例如蜂窝式移动网络以及无线的电脑网络),称之为传输器巨分集、CDMA的软性换手传递(soft handoff)以及动态单频网(Dynamic Single Frequency Networks,DSFN)。

SFN传输可视为多径传输(Multipath propagation)的一种较剧烈之形式。无线电接收器会接收到数个重复的信号,而且建构性或破坏性的信号干扰(即自我干扰)可能会导致衰竭。这个特别会在宽带传输与高速数字传输产生问题,因为该衰竭属于选择性频率衰竭(frequency selective)(相对于平缓式频率衰竭(flat fading)),并且因为重复传讯的展频(time spreading)会导致符际干扰(inter symbol interference,ISI)。衰竭与符际干扰可以透过分集项目(diversity scheme)与等化式滤波器(equalization filters)来避免发生。

在宽带数字广播中,自我干扰可以借由OFDM或COFDM调变法来消除。OFDM使用大量的缓慢式低速带宽调变器来取代快速式宽带调变器,并且每个调变器有自己的次要频率频道以及次要载波频道。由于每个调变器运作不快,需插入防卫带(guard interval)在各个符码之间,因而可以消除符际干扰。虽然SFN在全部的频率频道中是属于选择性频率衰竭,然而仍可视为窄带次频道间的平缓式衰竭。此外,高级式的等化式滤波器也可以避免衰竭,前向错误更正码(forward error correction code,FEC)能抵销部分次要载波会有的过多衰竭而无法正确解调(demodulate)之情形。

OFDM使用在无线数字电视广播系统的DVB-T(欧洲与其他国家使用)、ISDB-T(日本与巴西使用)中。OFDM也广泛使用在数字音频广播系统中,包含DAB、HD Radio以及T-DMB。总而言之,这些系统也适用于SFN中。

北美洲的数字电视(特别是ATSC标准的A/110)使用8VSB的调变法,或许也可以使用在SFN的传输中。该系统并非设计给现在频道使用的强波器,但因为该系统相对在鬼影的消除上效果很好,因此如果可以小心调校的话,仍是可能使用的。早期ATSC的频道选择器(ATSC tuner)无法在多径上表现很好,但是目前已有很大的改善,不过该项技术的测试还不是很成功。

透过垂直频道的编码使用,MFN可以用SFN的姿态出现在ATSC的阅听众前。

在如下的OFDM调变方式里,使用SFN消除自我干扰:

此外,在单频网中,传输器与接收器经常与使用其他从主要基地台与主要网络来当作引用频率的GPS或信号同步运行着。

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