MoCA及其关键技术仿真分析
MoCA及其关键技术仿真分析[20200406140913]
摘 要
这篇文章中主要介绍了MoCA及其关键技术并进行了仿真分析，首先对MoCA技术进行了概括，MoCA技术是一种家庭网络连接技术，它的主要原理就是在基于同轴电缆，不更换或是升级以太网等线缆的基础上，提高数码、影音影像以及综艺节目等等在家庭互联网中的传播效率。在这个到处充满网络网际的时代里，MoCA技术凭借着在原有的线缆结构上进行改造，节约了重新布线的成本，实现了循环再利用的特点，从众多的网络双向接入技术中脱颖而出。
MoCA技术在中国市场的应用还不是很广泛，但是也取得了一定的成果，给人们带来了高速度、高稳定以及低成本等更高服务的上网便利。最后介绍了基于Matlab中Simulink平台建立了一个MoCA关键技术OFDM仿真模型，着重介绍了里面的几个模块的作用、相关参数的设置以及相应的实现功能，同时基于不同的信道比环境下，找出其最佳的传输调制方式，并对仿真结果进行一定的研究与分析。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:MoCA正交频分多路复用仿真
目 录
1 绪论 1
2 MoCA及其关键技术 3
2.1 MoCA技术 3
2.1.1 MoCA技术概述 3
2.1.2 MoCA技术的原理 3
2.1.3 MoCA技术的发展背景 4
2.2 MoCA技术的应用实例 5
2.2.1 在网络融合中的MoCA技术的应用 5
2.2.2 MoCA技术在广州试点的应用实例 7
2.3 OFDM技术原理及优缺点 7
2.3.1 OFDM技术原理 7
2.3.2 OFDM技术优缺点简概 9
3 OFDM仿真模型的建立 11
3.1 Matlab功能介绍 11
3.2 Simulink的功能介绍 12
3.3 信源模块和RS编码模块 13
3.4 串并、并串模块 14
3.5 训练序列模块及信道补偿模块 14
3.6 调制与解调模块 15
4 分析仿真结果 16
4.1 时域和频域波形的对比 16
4.2 星座图 17
结语 19
参考文献 20
致谢 21
1 绪论
网络在给人们带来便利通讯的同时也给人们带来很多的娱乐节目，当然随着时代的发展，家庭互联网的到来更是给人们带来了更大更多的便利，例如就在自己家里就可以上网浏览，同时网速也还可以。当然为了满足人们更高的上网需求，就需要对当前的家庭互联网网络进行改造，这是就衍生成很多的家庭连接入网技术，像是CMTS技术、EoC技术、LAN技术以及MoCA技术等等，它们的功能大同小异，也都存在着彼此的优缺点,如图1-1所示，
CMTS EoC PLC LAN MoCA
投资情况 头端价格高,项目前期投资大，户均成本高； 需改造Cable线路网络，前期投资大，户均总成本较高； 设备成本教高，覆盖成本高，用户规模发展后，户均成本较高； 前期覆盖成本高,初期投入大；户均成本越低； 规模发展后，户均成本低；
工程要求 施工技术要求较高，对运维人员要求较高 需改造Cabl线路网络，对运维人员要求低； 网络改造难度一般，对运维人员要求中 对HFC无改动,但要重铺LAN网络，维护量大 无需对Cable网络进行改造；维护较简单
功能性能 户均带宽低； 对网络质量要求高； 头端带宽大，传输距离有限； 抗干扰能力较差 抗干扰能力较强，电口传输距离有限 户均带宽大，抗干扰能力强；
图1-1 几种技术之间比较
综合考虑中国国情以及人们普遍所能接受的消费水平，MoCA技术因其在原有的居民室内的线缆结构上进行改造，节约了重新布线的成本，实现了循环再利用的目的，同时使用MoCA技术可以大大减少上门维修的服务，可以使运营商获得更多的应力，以此种种MoCA技术从众多的网络双向接入技术中脱颖而出。
其实MoCA技术在国外已经得到了很广泛的应用，基本已覆盖到家家户户，而且在国际上还有一个MoCA联盟的网络标准组织，是由53位成员组成，当各种网络在中国火了之后，当人民工资日益增加的时候，家庭互联网成为了时事发展下的满足人民要求的一个网络的中心，运营商们也相当看中这一具有良好发展前景的商业机会。这样基于人民的越来越高的需求和目前其他几种网络接入技术的缺陷，给MoCA技术进入中国市场开辟了一条光明大道。同时由于MoCA技术已在我国很多个地方建立了试点，虽然在推广和使用过程中遇到了很多突发的事件，但是凭着广大网络接入技术爱好者的吃苦耐劳，勇于钻研的精神解决了许多那些问题，现在MoCA技术在我国已经有了很大的提升，在不给用户增加额外开支的基础上，给用户带来了大量高清的视频浏览，快速稳定的网络环境等等便利，基于这一现状，对MoCA技术深入的研究有着深远的前景与意义。
在本论文中主要就是在Simulink平台上仿真一个MoCA关键技术的系统，并且对于其仿真出来的结果进行一定的分析，在各种信噪比值变换的前提下，着重研究的最适合本系统传输调制的效果，包括进行优化处理等。
2 MoCA及其关键技术
本论文的主要目的是为了研究与分析MoCA及其关键技术，主要研究其调制与解调的方式，同时基于Matlab软件平台独立构建MoCA系统并对其进行仿真与分析，进一步对其在不同信噪比环境下的最佳传输方式以及其性能进行研究与分析，包括进行一些优化处理等。
2.1 MoCA技术
2.1.1 MoCA技术概述
MoCA是同轴电缆多媒体联盟（Multimedia over Coax Alliance）的缩写，它是一种国际型组织，据了解我们普遍所知的家庭互联网主要是由无线，电线以及同轴电缆线来实现的，其中以同轴电缆为基础来提供高质量高速度的信息传播途径为目标的就是MoCA技术宗旨。
MoCA技术，说到底也就是一种标准，它将宽带接入技术和家庭网络技术以同轴电缆为基础相结合。它的目的就是在基于同轴电缆，不更换或是升级以太网等线缆的基础上，提高数码、影音影像以及综艺节目等等在家庭互联网中的传播效率，期于通过现有的同轴电缆线将高质量数字影像节目传递给家庭的每一个成员，使他们能顾在享受高速度的同时，也能享受高品质。
2.1.2 MoCA技术的原理
追溯人类历史文明，人们之间的通讯就是靠脚力来实现的，之后发达一点了就是马车，再从自行车到汽车等等一系列改革发展之后就是互联网通讯，当然电视广播技术也是由无线到有线的发展的，而MoCA就是在这场网络改革中脱颖而出的接入技术。最早的MoCA技术体制是由来自全球的五十三个成员组成的，他们中的很多人都为此付出了很大的努力，甚至是有的人把这项联盟体制看的比自己的生命还要重要。它被包括康卡斯特、威瑞森、博通以及思科等等成员创立于21世纪初，它的核心思想就是利用现有的家庭网络中的同轴电缆线实现高质量高速率的视频影音的传输技术。
每一项革命能存活下来就必有其特定的规律，MoCA就是凭借基于国外Entropic公司的c-LINK的技术基础在这场技术革命中存活下来的。最早的1.0版本就是基于此技术开展设计而来的，其中MoCA的数据中子通道的频率响应是非常平滑的，主要是因为数据是由经过窄带调制的均分50MHZ的频道带宽的250个子载波来携带。同时，翻阅各种文献资料，大家可以知道，频段为800MHZ到1500MHZ的频率范围是供MoCA技术采用的，而且每一频道带宽含有15个频道，采用一点对多点的网络拓扑组织结构，每个频道中包括可以支持31个终端用户的一个网络电脑设备。
MAC是物理层的英文缩写，在MoCA的物理层应用中采用的是自适应星座图多载波调制的先进技术，同时其子载波的调制方式可以有很多种，例如我们所熟知的PSK调制，它是通过控制相位来实现信号调制传输，其中2PSK/BPSK和QPSK都可以作为其子载波的调制方式，另外在通信原理课程中所学到的QAM调制方式也可以作为子载波的调制方式，其调制方式又分为4QAM、16QAM等等调制方式。子载波的调制方式最高可达128QAM，270Mbps和130Mbps分别为每个信道的最大理论的物理数据速率和最大理论的有效数据速率。另外。MAC层的最大传输带宽为120Mbps。
摘 要
这篇文章中主要介绍了MoCA及其关键技术并进行了仿真分析，首先对MoCA技术进行了概括，MoCA技术是一种家庭网络连接技术，它的主要原理就是在基于同轴电缆，不更换或是升级以太网等线缆的基础上，提高数码、影音影像以及综艺节目等等在家庭互联网中的传播效率。在这个到处充满网络网际的时代里，MoCA技术凭借着在原有的线缆结构上进行改造，节约了重新布线的成本，实现了循环再利用的特点，从众多的网络双向接入技术中脱颖而出。
MoCA技术在中国市场的应用还不是很广泛，但是也取得了一定的成果，给人们带来了高速度、高稳定以及低成本等更高服务的上网便利。最后介绍了基于Matlab中Simulink平台建立了一个MoCA关键技术OFDM仿真模型，着重介绍了里面的几个模块的作用、相关参数的设置以及相应的实现功能，同时基于不同的信道比环境下，找出其最佳的传输调制方式，并对仿真结果进行一定的研究与分析。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:MoCA正交频分多路复用仿真
目 录
1 绪论 1
2 MoCA及其关键技术 3
2.1 MoCA技术 3
2.1.1 MoCA技术概述 3
2.1.2 MoCA技术的原理 3
2.1.3 MoCA技术的发展背景 4
2.2 MoCA技术的应用实例 5
2.2.1 在网络融合中的MoCA技术的应用 5
2.2.2 MoCA技术在广州试点的应用实例 7
2.3 OFDM技术原理及优缺点 7
2.3.1 OFDM技术原理 7
2.3.2 OFDM技术优缺点简概 9
3 OFDM仿真模型的建立 11
3.1 Matlab功能介绍 11
3.2 Simulink的功能介绍 12
3.3 信源模块和RS编码模块 13
3.4 串并、并串模块 14
3.5 训练序列模块及信道补偿模块 14
3.6 调制与解调模块 15
4 分析仿真结果 16
4.1 时域和频域波形的对比 16
4.2 星座图 17
结语 19
参考文献 20
致谢 21
1 绪论
网络在给人们带来便利通讯的同时也给人们带来很多的娱乐节目，当然随着时代的发展，家庭互联网的到来更是给人们带来了更大更多的便利，例如就在自己家里就可以上网浏览，同时网速也还可以。当然为了满足人们更高的上网需求，就需要对当前的家庭互联网网络进行改造，这是就衍生成很多的家庭连接入网技术，像是CMTS技术、EoC技术、LAN技术以及MoCA技术等等，它们的功能大同小异，也都存在着彼此的优缺点,如图1-1所示，
CMTS EoC PLC LAN MoCA
投资情况 头端价格高,项目前期投资大，户均成本高； 需改造Cable线路网络，前期投资大，户均总成本较高； 设备成本教高，覆盖成本高，用户规模发展后，户均成本较高； 前期覆盖成本高,初期投入大；户均成本越低； 规模发展后，户均成本低；
工程要求 施工技术要求较高，对运维人员要求较高 需改造Cabl线路网络，对运维人员要求低； 网络改造难度一般，对运维人员要求中 对HFC无改动,但要重铺LAN网络，维护量大 无需对Cable网络进行改造；维护较简单
功能性能 户均带宽低； 对网络质量要求高； 头端带宽大，传输距离有限； 抗干扰能力较差 抗干扰能力较强，电口传输距离有限 户均带宽大，抗干扰能力强；
图1-1 几种技术之间比较
综合考虑中国国情以及人们普遍所能接受的消费水平，MoCA技术因其在原有的居民室内的线缆结构上进行改造，节约了重新布线的成本，实现了循环再利用的目的，同时使用MoCA技术可以大大减少上门维修的服务，可以使运营商获得更多的应力，以此种种MoCA技术从众多的网络双向接入技术中脱颖而出。
其实MoCA技术在国外已经得到了很广泛的应用，基本已覆盖到家家户户，而且在国际上还有一个MoCA联盟的网络标准组织，是由53位成员组成，当各种网络在中国火了之后，当人民工资日益增加的时候，家庭互联网成为了时事发展下的满足人民要求的一个网络的中心，运营商们也相当看中这一具有良好发展前景的商业机会。这样基于人民的越来越高的需求和目前其他几种网络接入技术的缺陷，给MoCA技术进入中国市场开辟了一条光明大道。同时由于MoCA技术已在我国很多个地方建立了试点，虽然在推广和使用过程中遇到了很多突发的事件，但是凭着广大网络接入技术爱好者的吃苦耐劳，勇于钻研的精神解决了许多那些问题，现在MoCA技术在我国已经有了很大的提升，在不给用户增加额外开支的基础上，给用户带来了大量高清的视频浏览，快速稳定的网络环境等等便利，基于这一现状，对MoCA技术深入的研究有着深远的前景与意义。
在本论文中主要就是在Simulink平台上仿真一个MoCA关键技术的系统，并且对于其仿真出来的结果进行一定的分析，在各种信噪比值变换的前提下，着重研究的最适合本系统传输调制的效果，包括进行优化处理等。
2 MoCA及其关键技术
本论文的主要目的是为了研究与分析MoCA及其关键技术，主要研究其调制与解调的方式，同时基于Matlab软件平台独立构建MoCA系统并对其进行仿真与分析，进一步对其在不同信噪比环境下的最佳传输方式以及其性能进行研究与分析，包括进行一些优化处理等。
2.1 MoCA技术
2.1.1 MoCA技术概述
MoCA是同轴电缆多媒体联盟（Multimedia over Coax Alliance）的缩写，它是一种国际型组织，据了解我们普遍所知的家庭互联网主要是由无线，电线以及同轴电缆线来实现的，其中以同轴电缆为基础来提供高质量高速度的信息传播途径为目标的就是MoCA技术宗旨。
MoCA技术，说到底也就是一种标准，它将宽带接入技术和家庭网络技术以同轴电缆为基础相结合。它的目的就是在基于同轴电缆，不更换或是升级以太网等线缆的基础上，提高数码、影音影像以及综艺节目等等在家庭互联网中的传播效率，期于通过现有的同轴电缆线将高质量数字影像节目传递给家庭的每一个成员，使他们能顾在享受高速度的同时，也能享受高品质。
2.1.2 MoCA技术的原理
追溯人类历史文明，人们之间的通讯就是靠脚力来实现的，之后发达一点了就是马车，再从自行车到汽车等等一系列改革发展之后就是互联网通讯，当然电视广播技术也是由无线到有线的发展的，而MoCA就是在这场网络改革中脱颖而出的接入技术。最早的MoCA技术体制是由来自全球的五十三个成员组成的，他们中的很多人都为此付出了很大的努力，甚至是有的人把这项联盟体制看的比自己的生命还要重要。它被包括康卡斯特、威瑞森、博通以及思科等等成员创立于21世纪初，它的核心思想就是利用现有的家庭网络中的同轴电缆线实现高质量高速率的视频影音的传输技术。
每一项革命能存活下来就必有其特定的规律，MoCA就是凭借基于国外Entropic公司的c-LINK的技术基础在这场技术革命中存活下来的。最早的1.0版本就是基于此技术开展设计而来的，其中MoCA的数据中子通道的频率响应是非常平滑的，主要是因为数据是由经过窄带调制的均分50MHZ的频道带宽的250个子载波来携带。同时，翻阅各种文献资料，大家可以知道，频段为800MHZ到1500MHZ的频率范围是供MoCA技术采用的，而且每一频道带宽含有15个频道，采用一点对多点的网络拓扑组织结构，每个频道中包括可以支持31个终端用户的一个网络电脑设备。
MAC是物理层的英文缩写，在MoCA的物理层应用中采用的是自适应星座图多载波调制的先进技术，同时其子载波的调制方式可以有很多种，例如我们所熟知的PSK调制，它是通过控制相位来实现信号调制传输，其中2PSK/BPSK和QPSK都可以作为其子载波的调制方式，另外在通信原理课程中所学到的QAM调制方式也可以作为子载波的调制方式，其调制方式又分为4QAM、16QAM等等调制方式。子载波的调制方式最高可达128QAM，270Mbps和130Mbps分别为每个信道的最大理论的物理数据速率和最大理论的有效数据速率。另外。MAC层的最大传输带宽为120Mbps。
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