高清晰度數字電視傳輸系統設計與實(shí)現

1 理想系統仿真

數字電視傳輸系統涉及調制、編碼、發(fā)送和接收、解碼、解調諸多子系統，但信道的建模對系統性能具有重要意義。DMB-T中采用的核心技術(shù)是OFDM正交頻分復用，在信道估計和同步算法上比歐洲的DVB-T有很大改進(jìn)。在設計方法學(xué)上，可先考慮建立信道噪聲和干擾不存在的理想傳輸信道，著(zhù)重調制、解調、編碼與解碼系統的設計，先建立一個(gè)理想的系統模型。

對調制方式、糾錯外碼、時(shí)域和頻域的交織編碼、糾錯內碼的描述如圖2所示。

在調制和編碼過(guò)程中提供了若干種可選的模式，如外碼選用高數據率的RS208200或高保護率的RS208188等。這主要是為了對不同的數據提供不同的優(yōu)先級和保護級別，達到分層傳輸的目的。

理想系統仿真主要是為了驗證系統信號傳輸流程的正確性。本設計是一個(gè)數字電視的設計，所以最直觀(guān)的方法就是對傳輸系統輸入一個(gè)MPEG2的碼流，在系統輸出端觀(guān)察接收到的碼流并用MPEG2播放器播放，這樣可以看到理想系統中整個(gè)數據通道的設計是完全正確的。用SPW可以方便地調整參數及替換相關(guān)的模塊，以便系統的總體性能最佳。相應的接收過(guò)程是解碼、解交織、解調制的過(guò)程，選用何種模式及選用什么參數只需在設計中簡(jiǎn)單地修改即可，不斷調整參數和模塊可實(shí)現系統總體性能的最優(yōu)化。

可以看出，DMB-T具有很強的前向糾錯能力。從理論上來(lái)說(shuō)，采用OFDM調制在接收機中的FFT可以平滑掉短持續時(shí)間的各種脈沖，所以應該對時(shí)間域的脈沖干擾更為健壯；而高保護率的RS 208 188 碼和 104 2 、 52 4 模式的交織編碼也使DMB-T具有很強的抗脈沖干擾能力。
DMB-T采用OFDM正交多載波調制，使用大量子載波來(lái)進(jìn)行數據傳輸，單頻干擾會(huì )損害少量子載波，而丟失的數據很容易就可以通過(guò)糾錯編碼來(lái)糾正。所以DMB-T也具有很強的抗單頻干擾能力。

用通用的比較標準來(lái)看，在A(yíng)WGN信道下DMB-T對SDTV的載噪比容限 Eb/No 為7.8Db 而對HDTV的載噪比容限為10.8dB。這里利用了分層傳輸的思想，有兩個(gè)不同的結果，但即使是對于HDTV來(lái)說(shuō)DMB-T也具有較為突出的抗噪性能。

2 高斯白噪聲AWGN和多徑性能研究

在建立理想系統以后需要添加多徑信道模型和相應的信道估計及處理模塊，因多徑建模和信道估計算法相對較為復雜，故仿真較耗時(shí)。除了參數仿真，還做了MPEG2碼流的仿真。用SPW得到的仿真界面如圖3所示。

可用鼠標調節圖中的按鈕和滾動(dòng)條，從而達到交互式調整系統參數的目的。圖右上角對應美國和歐洲定義的無(wú)線(xiàn)信道多徑模型，設計中點(diǎn)擊相應按鈕加入對應的多徑模型，就可以得到相應的仿真結果。對于指定的多徑模型，可調整信噪比觀(guān)察不同的仿真結果。用戶(hù)仿真時(shí)可選圖3右上角的adjustable multipath按鈕任意設定多徑模型并設定圖3右半部分的多徑參數和完成相應仿真。圖3對應美國標準mpath_b信道模型，而左下部分是本系統根據接收信號作出的信道估計結果?？梢钥闯鲞@兩者是非常匹配的。