一種適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法
2023-06-05 02:30:56
專利名稱：一種適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法
技術領域：
本發明涉及同軸電纜傳輸乙太網數據(Ethernet Over Cable, EOC)技術領域，尤其涉及一種基於EOC技術實現的適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法。
背景技術：
有線電視網絡同軸電纜的雙向傳輸是三網融合中的一項重要基礎內容。近年來， 國內各廣電運營商將各種各樣的技術應用於同軸電纜的雙向傳輸，並將這些技術統稱為同軸電纜傳輸乙太網數據(Ethernet Over Cable,E0C)技術。事實上EOC技術中大多數技術並不適合我國的有線電視網絡，安全性能也差，研發一個適合我國有線電視網絡雙向傳輸的EOC整體方案勢在必行。我國有線電視網絡具有多級分配結構以及終端埠匹配情況不理想等特點，這會造成有線電視網絡中形成反射信號，造成信道中的多徑效應；同時，信道中還可能耦合外界脈衝噪聲和窄帶噪聲形成幹擾，這種信道可以看成典型的受幹擾多徑信道。而正交頻分復用(OFDM)技術具有良好的抗多徑抗噪特性，並具有很高的頻譜利用效率，能夠有效對抗有線電視分配網中的多徑效應和耦合進入的噪聲。因此在有線電視網絡中，利用OFDM技術進行調製成為一個最佳選擇。目前採用OFDM調製技術對有線電視網絡進行改造時，一般可以將有線電視網絡的頻段分為高頻段(860MHz以上)和低頻段(5MHz至65MHz)兩種。高頻段的優勢是頻帶較寬，便於外擴，幹擾較少，其劣勢是傳輸距離短，成本高。低頻段的優勢是能長距離傳輸， 成本相對較低，其劣勢是頻帶較窄且不便外擴，幹擾較多。而我國國土遼闊，大部分家庭居住在農村和郊區，傳輸距離要求比較長，這就使得我們的三網融合方案除了高頻段也應該考慮低頻段。但是在低頻段，現有的相關國際標準使用的頻點和帶寬不能充分利用我國現有的5MHz至65MHz的頻帶，如家庭插電聯盟(HomePlug AV)標準針對頻率1. 8MHz至30MHz 設計，IEEEP1901標準針對頻率OMHz至50MHz設計，Gpbs家庭網絡(G. hn)標準主要考慮 50MHz和IOOMHz兩種帶寬下的情況。即使這些標準的相關產品成熟，在中國市場的應用也將造成目前日益稀缺的頻率資源的極大浪費。目前種類繁多的EOC技術中，HomePlug AV標準的物理層對國內的5MHz至65MHz 的頻率資源只能用到5MHz至30MHz，效率為41%。但其性能相對最佳，且已有成熟產品，在設計EOC方案時與現有的主流產品兼容可以減少很多地區前期投入相關資源的浪費。
發明內容
(一)要解決的技術問題有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種基於EOC技術實現的適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法，以解決目前相關標準對於我國特有的頻譜劃分其資源利用率不高及兼容性差的問題。( 二)技術方案
為達到上述目的，本發明提供了一種適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法，該方法基於EOC技術實現，包括配置採用正交頻分復用調製技術的四種帶寬模式；基於該四種帶寬模式生成前導符號的時域波形、幀控制正交頻分復用符號和數據正交頻分復用符號；將生成的前導符號的時域波形、幀控制正交頻分復用符號和數據正交頻分復用符號進行組合，形成完整的低頻長距離EOC(L0REOC)物理幀；以及利用該LoREOC物理幀進行數據傳輸，實現適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸。上述方案中，所述配置採用正交頻分復用調製技術的四種帶寬模式的步驟包括 配置採用正交頻分復用調製技術的30M帶寬模式、50M帶寬模式、65M帶寬模式和100M帶寬模式四種帶寬模式，其中，30M帶寬模式的編號為PHY1，頻段劃分為5MHz至30MHz，物理層兼容Hom印lug AV標準，但去掉其中涉及的子載波屏蔽表(ToneMask) ；50M帶寬模式的編號為PHY2，頻段劃分為5MHz至50MHz，物理層兼容IEEE P1901的基於快速傅立葉變換的物理層(FFT-PHY)標準，但去掉其中涉及的ToneMask ;65M帶寬模式的編號為PHY3，頻段劃分為 5MHz至65MHz，物理層由LoREOC標準自行定義；IOOM帶寬模式的編號為PHY4，頻段劃分為 5MHz至IOOMHz，物理層由LoREOC標準自行定義。上述方案中，所述四種帶寬模式中，PHY1、PHY2和POT3均是PHY4的子集，PHYl和 PHY2均是PHY3的子集，PHYl是PHY2的子集。上述方案中，所述基於該四種帶寬模式生成前導符號的時域波形的步驟包括根據該四種帶寬模式確定有效的子載波編號，然後根據該四種帶寬模式中不同的帶寬模式對選定的子載波加載調製數據；對調製好的頻域數據進行快速傅立葉反變換(IFFT)生成正交頻分復用時域波形數據；以及對得到的前導符號時域數據進行重複處理，得到完整前導波形。上述方案中，所述根據該四種帶寬模式確定有效的子載波編號，然後根據該四種帶寬模式中不同的帶寬模式對選定的子載波加載調製數據，具體包括根據該四種帶寬模式將有效子載波分為四個部分第一部分編號為沈 143，對應5MHz ^MHz ；第二部份編號為144 251，對應^MHz 49MHz ；第三部分編號為252 322，對應49MHz 63MHz ；第四部份編號為323 502，對應64MHz 98MHz ；第一部分子載波上的參考相位數據採用與Hom印lug AV相同的參考相位數據，第二部分子載波的參考相位數據採用與IEEE P1901標準相同的參考相位數據，第三部分和第四部分子載波的採用LoREOC根據公式C^float (9) =0；fork =10 :51權利要求
1.一種適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法，其特徵在於，該方法基於EOC 技術實現，包括配置採用正交頻分復用調製技術的四種帶寬模式；基於該四種帶寬模式生成前導符號的時域波形、幀控制正交頻分復用符號和數據正交頻分復用符號；將生成的前導符號的時域波形、幀控制正交頻分復用符號和數據正交頻分復用符號進行組合，形成完整的LoREOC物理幀；以及利用該LoREOC物理幀進行數據傳輸，實現適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸。
2.根據權利要求1所述的適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法，其特徵在於，所述配置採用正交頻分復用調製技術的四種帶寬模式的步驟包括配置採用正交頻分復用調製技術的30M帶寬模式、50M帶寬模式、65M帶寬模式和IOOM 帶寬模式四種帶寬模式，其中，30M帶寬模式的編號為PHY1，頻段劃分為5MHz至30MHz，物理層兼容Hom印IugAV標準，但去掉其中涉及的ToneMask ； 50M帶寬模式的編號為PHY2， 頻段劃分為5MHz至50MHz，物理層兼容IEEE P1901的FFT-PHY標準，但去掉其中涉及的 ToneMask ；65M帶寬模式的編號為PHY3，頻段劃分為5MHz至65MHz，物理層由LoREOC標準自行定義；IOOM帶寬模式的編號為PHY4，頻段劃分為5MHz至100MHz，物理層由LoREOC標準自行定義。
3.根據權利要求2所述的適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法，其特徵在於，所述四種帶寬模式中，PHYl、PHY2和PHY3均是PHY4的子集，PHYl和PHY2均是PHY3的子集，PHYl是PHY2的子集。
4.根據權利要求1所述的適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法，其特徵在於，所述基於該四種帶寬模式生成前導符號的時域波形的步驟包括根據該四種帶寬模式確定有效的子載波編號，然後根據該四種帶寬模式中不同的帶寬模式對選定的子載波加載調製數據；對調製好的頻域數據進行IFFT變換生成正交頻分復用時域波形數據；以及對得到的前導符號時域數據進行重複處理，得到完整前導波形。
5.根據權利要求4所述的適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法，其特徵在於，所述根據該四種帶寬模式確定有效的子載波編號，然後根據該四種帶寬模式中不同的帶寬模式對選定的子載波加載調製數據，具體包括根據該四種帶寬模式將有效子載波分為四個部分第一部分編號為26 143，對應 5MHz ^MHz ；第二部份編號為144 251，對應^MHz 49MHz ；第三部分編號為252 322，對應49MHz 63MHz ；第四部份編號為323 502，對應64MHz 98MHz ；第一部分子載波上的參考相位數據採用與Hom印IugAV相同的參考相位數據，第二部分子載波的參考相位數據採用與IEEE P1901標準相同的參考相位數據，第三部分和第四部分子載波的採用LoREOC根據公式
6.根據權利要求1所述的適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法，其特徵在於，所述基於該四種帶寬模式生成幀控制正交頻分復用符號的步驟包括根據該四種帶寬模式確定有效的子載波編號；根據有效的子載波編號確定有效子載波數，再根據有效子載波數確定幀控制信息編碼比特的複製次數；採用與Homeplug AV相同的複製方式，將幀控制數據複製該確定的複製次數，然後調製到各個子載波；以及通過IFFT得到時域樣值，然後加入循環前綴並加窗，生成幀控制OFDM符號時域波形， 即幀結構中的幀控制符號部分。
7.根據權利要求6所述的適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法，其特徵在於，所述根據該四種帶寬模式確定有效的子載波編號的步驟包括根據該四種帶寬模式將有效子載波可以分為四個部分第一部分編號為205 1143，對應5MHz ^MHz ；第二部份編號為1144 2003，對應28MHz 49MHz ；第三部分編號為2004 2580，對應49MHz 63MHz ；第四部份編號為2580 4014，對應64MHz 98MHz ；所述採用與Homeplug AV相同的複製方式，將幀控制數據複製該確定的複製次數，然後調製到各個子載波的步驟，包括一映射過程，在該映射過程中映射參考相位的選取遵從如下規則第一部分子載波與Hom印IugAV的205 11 子載波的參考相位相同，第二部分子載波與IEEE P1901中的FFT-PHY物理層相位參考相同，第三部分和第四部分子載波的參考 Φ neat (73) =0； for k = 74 :4095k-74Φ一 ㈨=Afloat (眾—D — 4Q96_74 + 1 X 2^ m0d相位LoREOC通過公式end進行for k = 2048 :4095",、 Φ float (k) πφ(κ)=-；——■—Ψπ/4 4end定義。
8.根據權利要求1所述的適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法，其特徵在於，所述基於該四種帶寬模式生成數據正交頻分復用符號的步驟包括根據該四種帶寬模式確定有效的子載波編號，並對數據比特採用與Hom印lug AV相同的方式進行FEC處理，結合各子載波上的參考相位將FEC處理後的數據通過IFFT調製到各個子載波上；以及經過IFFT得到的時域樣值，加入循環前綴並加窗，生成數據OFDM符號時域波形，即幀結構中的數據符號部分。
9.根據權利要求8所述的適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法，其特徵在於，所述根據該四種帶寬模式確定有效的子載波編號，是根據該四種帶寬模式將有效子載波分為四個部分第一部分編號為205 1143，對應5MHz ^MHz ；第二部份編號為 1144 2003，對應28MHz 49M ；第三部分編號為2004 2580，對應49MHz 63MHz ；第四部份編號為2580 4014，對應64MHz 98M ；所述對數據比特採用與Hom印lug AV相同的方式進行FEC處理的步驟中，包括一映射過程，在該映射過程中映射參考相位的選取遵從如下規則第一部分子載波與Homeplug AV 的205 11 子載波的參考相位相同，第二部分子載波與IEEE P1901中的FFT-PHY物理層相位參考相同，第三部分和第四部分子載波的參考相位LoREOC通過公式 Φ neat
10.根據權利要求1所述的適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法，其特徵在於，所述將生成的前導符號的時域波形、幀控制正交頻分復用符號和數據正交頻分復用符號進行組合，形成完整的LoREOC物理幀，以及利用該LoREOC物理幀進行數據傳輸，具體包括將得到的前導符號的時域波形、幀控制正交頻分復用符號和數據正交頻分復用符號組成完整LoREOC物理幀並進行發送，首先發送的是前導符號，接著是幀控制正交頻分復用符號，然後是數據正交頻分復用符號，各部分數據之間由於加窗而產生部分數據重疊。
全文摘要
本發明公開了一種適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸方法，該方法基於EOC技術實現，包括配置採用正交頻分復用調製技術的四種帶寬模式；基於該四種帶寬模式生成前導符號的時域波形、幀控制正交頻分復用符號和數據正交頻分復用符號；將生成的前導符號的時域波形、幀控制正交頻分復用符號和數據正交頻分復用符號進行組合，形成完整的LoREOC物理幀；以及利用該LoREOC物理幀進行數據傳輸，實現適用於有線電視網絡雙向傳輸的數據傳輸。利用本發明，解決了目前相關標準對於我國特有的頻譜劃分其資源利用率不高及兼容性差的問題。
文檔編號H04N7/10GK102263724SQ201010531389
公開日2011年11月30日 申請日期2010年10月29日 優先權日2010年10月29日
發明者羅嗣超 申請人:北京感通科技有限公司