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中國數字地面電視解調方案的設計探討
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時(shí)間：2013-11-23
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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中國從1996年開(kāi)始對國際上的數字電視地面廣播技術(shù)進(jìn)行跟蹤研究。經(jīng)過(guò)多年不懈的努力，中國在2006年8月頒布了《數字電視地面廣播傳輸系統幀結構、信道編碼和調制》標準(也常被稱(chēng)作DTMB，標準編號為GB 20600-2006)，并定于從2007年8月開(kāi)始正式強制性實(shí)施。地面國標在傳輸技術(shù)上采用更先進(jìn)的信道編碼技術(shù)，結合了時(shí)域和頻域的信道同步和均衡技術(shù)，并采用巧妙的幀體數據結構，在多項技術(shù)上取得了創(chuàng )新突破，是真正完整的自主知識產(chǎn)權創(chuàng )新體系。
2008年1月1日，香港特別行政區率先開(kāi)始了基于中國數字地面電視傳輸標準的廣播商業(yè)運營(yíng)。2008年5月1日“央視高清”高清頻道的正式開(kāi)播，標志著(zhù)地面國標技術(shù)進(jìn)入正式實(shí)施階段。在廣電總局的指導下，包括北京、上海、深圳的“6+2”個(gè)奧運城市借鑒北京地面廣播試驗測試和實(shí)踐的經(jīng)驗，開(kāi)展“央視高清”轉播服務(wù)和本地的高清電視節目廣播。國內各電視機及機頂盒廠(chǎng)商在等待多年之后，終于開(kāi)始相關(guān)產(chǎn)品的實(shí)質(zhì)性產(chǎn)品化設計及批量生產(chǎn)。
DTMB標準回顧
根據標準文本可看出，DTMB標準是單載波系統和多載波系統相融合的產(chǎn)物。載波數、PN類(lèi)型、星座點(diǎn)、NR編碼和LDPC編碼碼率、交織深度等多個(gè)參數選項總共衍生出330種組合。然而，其中有些參數選項明顯是為了某種載波調制方式而設的，將它們應用到另一種載波調試方式則意義不大。在這330種模式中，大約260種是我們認為有實(shí)用價(jià)值的。事實(shí)上，相關(guān)部門(mén)研究制定的《地面數字電視接收機通用規范》也只對其中的7種模式作了要求。減少模式有利于降低產(chǎn)業(yè)實(shí)現成本并快速將方案推向實(shí)際應用。
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DRX398yZ的系統原理框圖 |
每個(gè)DTMB的信號幀均由用于同步和信道估計的PN序列以及數據載荷部分組成。單載波模式下的數據載荷在時(shí)域進(jìn)行調制，而多載波模式下的數據載荷在頻域進(jìn)行調制。對于標準的多載波部分，使用頻域處理是傳統的解決方案，這使得與頻譜相關(guān)的各類(lèi)信道失真(諸如模擬同頻干擾、單頻干擾等)可以很方便地得到偵測、抑制或補償。對于標準的單載波部分，則最好使用時(shí)域的判決反饋均衡器，以便偵測時(shí)域相關(guān)的失真(諸如回波、相位抖動(dòng)等)。均衡器的工作不僅基于PN序列，而且在數據載荷部分也能繼續。雖然這類(lèi)時(shí)域均衡器的實(shí)現成本可能較高，但它們的性能好，還是物有所值的。
PN420和PN945幀頭由循環(huán)PN序列構成，并發(fā)送功率高于幀內數據載荷部分。這使得多載波解調器可以?xún)H依賴(lài)PN序列所帶來(lái)的信道信息對頻域載荷進(jìn)行糾正補償。相同的幀也可以用于單載波中，但高功率的PN要求均衡器的精度要提高，從而增加了實(shí)現成本。此外，這些序列的循環(huán)特性會(huì )在均衡器抽頭上形成回波的假象，并與真實(shí)信號中的回波混在一起，很難消除。因此，非循環(huán)且信號功率連續的PN595序列更適合于標準中的單載波部分。
PN420和PN945幀頭又分為固定和旋轉兩種。在固定模式下，每幀的PN序列都是相同的；在旋轉模式下，每幀PN序列的起始相位都不同。由于回波的影響，前一幀的數據載荷會(huì )延后疊加到當前幀PN序列的前半部分，后半部分可仍舊保持“干凈”。傳統的處理此類(lèi)失真的辦法是在時(shí)間上進(jìn)行濾波以減少影響。但在旋轉模式下，PN序列的各部分均可以通過(guò)“干凈”的窗口，這使得更多更好的信道算法可以得到運用。高級的解調芯片可以基于旋轉模式提供更好的接收性能。
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