单频网2014.4课件

1、JiangSu Broadcasting Corporation国标数字地面电视单频网 2014.4 2国标地面数字电视国标地面数字电视3一、无线通信1、无线通信的发展 1864年，英国物理学家麦克斯韦预言电磁波的存在； 1887年，德国物理学家赫兹用试验产生出电磁波； 1897年，意大利科学家马克尼首次使用无线电进行信 息传输获得成功； 1901年，马克尼实现从英国到纽芬兰跨越大西洋无线电信号的接收； 随后的一个世纪，无线通信发展到现在的移动通信。4一、无线通信基础 1.1、第一代移动通信系统（1G） 出现于20世纪80年代初； 主要包括模拟蜂窝和无绳电话系统； 工作频段为800和900MH

2、z。 1.2、第二代移动通信系统（2G） 出现于20世纪80年代末； 以数字通信技术为主，包括数字蜂窝系统、个人通信业务系统和无线数据网络系统； 主要应用：GSM、WLAN。5一、无线通信 1.3、第三代移动通信系统（3G） 研究起于20世纪80年代中期,真正应用在1999年之后。 WCDMA由欧洲和日本联合提出； CDMA2000由美国提出； TD-SCDMA由中国提出； 1.4、第四代移动通信系统（4G） 2010年后形成标准； 基于OFDM技术； 联通:2G(GSM)、3G(WCDMA)、4G(TD-LTE); 移动:2G(GSM)、3G(TD-SCDMA)、4G(TD-LTE); 电信

3、:2G(CDMA)、3G(CDMA2000)6一、无线通信 2、无线信道 信号在无线传播中，受环境中各种物体引起的遮挡、吸收、反射、折射的影响，形成多条路径信号分量到达接收机； 不同路径的信号具有不同的传播时延、相位 和振幅，并附加有信道噪声；它们的叠加会使复合信号相互抵消或增强，导致严重的衰落； 这种衰落会降低有用信号功率、使得接收信号产生失真、波形展宽、波形重叠和畸变。 如果发射机或接收机处于移动状态，会受到多普勒影响产生失真；7一、无线通信 2.1、信号衰减 （1）路径损耗：接收信号的平均功率值与信号传播距离的平方成反比； Lfs(dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MH

4、z) （2）阴影衰落：电磁波在空间传播时受到地形起伏、高大建筑物的阻挡，在这些障碍物后面会产生电磁场的阴影，造成场强的变化，称为阴影衰落。阴影衰落。 路径损耗和阴影衰落反映了无线信道在大尺度上（数百米以上）上对信号的影响，称为大尺度衰落；这种衰落对信号的影响反映为信号随传播距离的增加而缓慢起伏变化，也称为慢衰落慢衰落。 。当发射机与接收机之间的距离在较小尺度上（数个波长）变化时，接收信号的功率发生急剧变化，称之为小尺度衰落；又称为快衰落快衰落。89一、无线通信 2.2、多径效应 （1）瑞利衰落：如果各条路径信号的幅度值和到达接收天线的方位角是随机的而且满足统计独立，则接收信号的包络服从瑞利分布

5、； （2）莱斯衰落：如果发射机和接收机之间的多径传播中存在一个主要的静态信号（非衰落）分量，还存在视距传播路径，则接收信号的包络服从莱斯分布。10一、无线通信 2.2、多径效应 （3）时延扩展：发射信号到达接收天线的各条路径分量经历的传播路径不同，因此具有不同的时间延迟，使得接收信号的能量在实际上被扩展。 在数字通信系统中，多径效应的影响会产生符号间干扰（ISI）。环境环境最大时延扩展最大时延扩展最大到达路径差最大到达路径差室内室内40200ns1260m室外室外120us3006000m11一、无线通信 2.2、多径效应 （4）频率选择性衰落：如果多径信道具有恒定增益和线性相位的带宽范围（称

6、为相干带宽）小于发送信号的带宽，则该信道特性会导致接收信号波形产生频率选择性衰落。即某些频率或分信号的幅值得到加强，某些频率成分的幅值衰减。 频率选择性衰落引起数字信号传输出现ISI。12一、无线通信 2.3、时变性 （1）多普勒频移：当无线电发射机和接收机作相对运动时，接收信号的频率将会发生偏移。 作相向运动时，接收信号的频率将高于发射频率；作相反运动时，接收信号的频率将低于发射频率。 对电磁波而言，因为多普勒效应造成的频率偏移取决于两者相对运动的速度： （2）多普勒扩展：描述了无线信道的时变性引起的接收信号的频谱扩展程度。cavffd/cos*0fd为变化量，f0为发射机载频。13一、无线

7、通信 2.4、宽带系统与多载波技术 宽带系统的主要问题：频率选择性衰落引起的ISI，传统的解决方法： 单载波调制加时域均衡； 直接序列扩频码分多址（DS-CDMA） 对高速数据业务，以上两种方法存在缺陷。 新技术：OFDM技术。14二.OFDM系统的调制1、OFDM系统 时域同步正交频分复用调制时域同步正交频分复用调制(Time DomainSynchronous (Time DomainSynchronous Orthogonal Frequency-Division-MultiplexOrthogonal Frequency-Division-Multiplex，TDS-OFDM)TDS-

8、OFDM) 地面宽带无线传输的最大困难在于多径引起的频率选地面宽带无线传输的最大困难在于多径引起的频率选择性衰落，择性衰落，OFDMOFDM技术则在对抗频率选择性衰落方面具有独技术则在对抗频率选择性衰落方面具有独特的优势。特的优势。（1）基本原理 每个OFDM符号是多个经过调制的子载波之和，每个子载波的调制方式可以选择相移键控PSK或者正交幅度调制QAM； OFDM系统所需的设备很复杂, 需设置正弦波发生器、滤波器、调制器等, 一般通过傅立叶变换可以简单实现。15二.OFDM系统的调制 3.1、OFDM系统的调制和解调16二.OFDM系统的调制 1、OFDM系统的调制和解调 （2）正交性17二

9、.OFDM系统的调制 2、OFDM的保护间隔和循环前缀 （1）保护间隔 OFDM技术可以有效对抗多径时延扩展：把输入数据流并行分配到N个并行的子信道上，使得每个OFDM符号的周期扩大为原来符号周期的N倍，因此时延扩展与符号周期的比值也降低N倍； 每个符号之间插入Tg长度的保护间隔，Tg大于最大时延扩展，这样一个符号的多径分量就不会对下一个符号造成干扰。18二.OFDM系统的调制2、OFDM的保护间隔和循环前缀（1）保护间隔 保护间隔可以空闲，不插入任何信号。但是由于多径可能会造成子信道间的干扰，破坏正交性。19二.OFDM系统的调制2、OFDM的保护间隔和循环前缀 （2）循环前缀 为了消除由于

10、多径造成的ICI，将原来的OFDM符号进行周期扩展，用扩展信号填充保护间隔，即循环前缀。20二.OFDM系统的调制 3、OFDM系统21二.OFDM系统的调制 3.1 OFDM系统同步技术 载波同步：对载波频率的偏移进行估计，实现相干解调； 符号同步：区分每个OFDM符号的起始位置和结束位置； 样值同步：使接收端的取样时刻与发送的完全一致。22二.OFDM系统的调制 3.2、OFDM系统中的信道估计 信道估计：估计从发送天线到接收天线之间的无线信道的频率响应。 接收机内信道估计：接收信号经下变频及FFT变换之后，可得到N个基带调制符号，但是这些符号可能已遭受随机相移、幅度波动影响，所以需经信道

11、估计，获得所有子载波上的这些参考相位和幅值，以便准确无误的恢复原始数据比特。 信道估计的任务：根据接收到的经信道影响在幅度和相位上产生了畸变并叠加了高斯白噪声的接收序列，来准确辨识出信道的时域或频域传输特性。23二.OFDM系统的调制 3.3、OFDM系统中的峰均比（PAR） OFDM系统对峰均比敏感：由于多载波，发射机输出信号的瞬时值会有较大波动，要求部件具有大的线性动态范围。 由于OFDM信号是由多个独立的经过调制的子载波信号相加而成的，这样的合成信号就有可能产生比较大的峰值功率。 放大器的非线性：造成OFDM信号产生非线性失真，产生谐波，造成较明显的频谱扩展干扰以及带内信号畸变，导致系统

12、性能下降。24三.国标数字地面电视广播标准 标准号: GB 20600-2006 标准名称: 数字电视地面广播传输系统帧结构、 信道编码和调制 批准日期: 2006-08-18 实施日期: 2007-08-0125三.国标数字地面电视广播标准数字电视地面多媒体广播（DTMB） 地面数字电视传输标准规定了在UHF和VHF频段中，每8MHz数字电视频带内，数字电视地面广播传输系统信号的帧结构、信道编码和调制技术要求 支持单向广播基本模式，将非对称双向传输作为扩展模式 支持固定（含室内外）接收和移动（含便携手持）接收； 它传输的业务是高清、标清、数字声、多媒体信息、数据广播及各种混合业务。 广电总局

13、的规划是 2013年开始全面推广地面数字电视， 2020年关闭模拟电视。26三.国标数字地面电视广播系统介绍 一一. .发端系统发端系统 二.接收系统 三.DTMB 技术特点 四.工作模式选择 271. 发端系统发端系统1.1原理框图原理框图281.1原理框图原理框图1. 发端系统发端系统291. 发端系统发端系统1.1原理框图原理框图 其中，0.4 前向纠错编码效率具有最高的纠错能力，同时具有最大的冗余度，这种模式适用于强干扰信道。相反，0.8 前向纠错编码效率具有最低的冗余度，同时纠错能力也最低。30BCH码 BCH码码取自 Bose、Ray-Chaudhuri 与 Hocquenghem

14、 的缩写，是编码理论尤其是纠错码中研究得比较多的一种编码方法。用术语来说，BCH 码是用于校正多个随机错误模式的多级、循环、错误校正、变长数字编码。BCH 码也可以用于质数级或者质数的幂级的多级相移键控。 BCH 码使用有限域上的域论与多项式。为了检测错误可以构建一个检测多项式，这样接收端就可以检测是否有错误发生。1. 发端系统发端系统1.1原理框图原理框图31LDPC码即低密度奇偶校验码 （Low Density Parity Check Code，LDPC） Robert G.Gallager博士于1963年提出的一类具有稀疏校验矩阵的线性分组码，不仅有逼近Shannon限的良好性能，而且

15、译码复杂度较低, 结构灵活，是近年信道编码领域的研究热点，目前已广泛应用于深空通信、光纤通信、卫星数字视频和音频广播等领域。LDPC码已成为第四代通信系统(4G)强有力的竞争者，而基于LDPC码的编码方案已经被下一代卫星数字视频广播标准DVB-S2采纳。LDPC码的译码算法 对同样的LDPC码来说，采用不同的译码算法可以获得不同的误码性能。优秀的译码算法可以获得很好的误码性能，反之，采用普通的译码算法，误码性能则表现一般。LDPC码的译码算法包括以下三大类： 硬判决译码，软判决译码和混合译码。1. 发端系统发端系统1.1原理框图原理框图321. 发端系统发端系统本标准包含以下几种符号映射关系：

16、本标准包含以下几种符号映射关系：64QAM、32QAM、16QAM、4QAM、4QAM-NR。 (1) 4QAM与与4QAM+NR的符号映射对应于高速移动服务业务的需求，可以支持标准清晰度的符号映射对应于高速移动服务业务的需求，可以支持标准清晰度电视广播，能够兼顾覆盖范围和接收质量的服务需求。电视广播，能够兼顾覆盖范围和接收质量的服务需求。(2) 4QAM 、16QAM与与32QAM符号映射可对应于中码率服务业务的需求，可以支持多路标符号映射可对应于中码率服务业务的需求，可以支持多路标准清晰度电视广播，能够兼顾覆盖范围和频率资源利用的服务需求。准清晰度电视广播，能够兼顾覆盖范围和频率资源利用的

17、服务需求。(3) 32QAM 和和64QAM符号映射对应于高码率服务业务的需求，可以同时支持高清晰度电视符号映射对应于高码率服务业务的需求，可以同时支持高清晰度电视和多路标准清晰度电视的广播。和多路标准清晰度电视的广播。 1.1原理框图原理框图331. 发端系统发端系统 GB 20600-2006 采用了时域符号交织技术以提高抗脉冲噪声干扰的能力。时域符号交织是在多个信号帧中进行的。数据符号间的交织采用基于星座符号的卷积交织。GB 20600-2006 规定了两种交织模式，这两种交织模式的交织深度与参数M（延迟缓存单元缓存符号数）有关，M=720 的模式为长交织长交织，M=240的模式为短交织

18、短交织。长交织用于对付较长的突发传输错误，严重的脉冲噪声或者衰落，通常会产生较长的突发传输错误1.1原理框图原理框图341.1原理框图原理框图1. 发端系统发端系统351. 发端系统发端系统帧体数据块复接系统信息后，用帧体数据块复接系统信息后，用C个子载波调制。有两种工作模式：个子载波调制。有两种工作模式：C=1或或C=3780。在载波数在载波数C=1模式下，作为可选项，对帧头和帧体经过组帧后形成的基带数据在模式下，作为可选项，对帧头和帧体经过组帧后形成的基带数据在0.5符号符号速率位置插入双导频。在载波数速率位置插入双导频。在载波数C=3780模式下使用频域交织，将调制星座点符号映射到帧模式

19、下使用频域交织，将调制星座点符号映射到帧体包含的体包含的3780个有效载波上。个有效载波上。 1.1原理框图原理框图36 1. 发端系统发端系统本标准采用了创新的帧信号结构。该结构是周期性的，以信号帧为基本单位，每个信号帧本标准采用了创新的帧信号结构。该结构是周期性的，以信号帧为基本单位，每个信号帧由训练序列、系统信息、帧体数据三部分组成。由训练序列、系统信息、帧体数据三部分组成。 1.1原理框图原理框图系统信息是信号帧中的重要组成部分，是帧体数据的一部分，每个信号帧中均包括36 个系统信息符号，主要用来标识系统的工作模式，为每个信号帧提供解调用信息，包括：符号星座映射方式； 前向纠错编码效率

20、；交织模式；子载波数。地面数字电视系统中的系统信息采用扩频加Walsh 码保护的方法，以保证在复杂恶劣信道中系统信息的可靠恢复。371. 发端系统发端系统1.1原理框图原理框图38TSTS码流码流系统系统信息信息NR 编码编码(可选项可选项)外外码码随随机机化化内内码码符号符号交织交织x x1515+x+x1414+1+1复位：信号帧复位：信号帧BCH(762,752)QPSK16QAM32QAM (星座不同星座不同)64QAM时域卷积交织时域卷积交织 (52,240)、 (52,720)频域交织频域交织(一个帧体内一个帧体内)(多载波时选用多载波时选用)LDPC(7488,3048) LDP

21、C(7488,4572)LDPC(7488,6096)星座星座映射映射组成组成帧体帧体帧体数据帧体数据处理处理帧头帧头组组帧帧基带基带成形成形滤波滤波扩频扩频编码编码多载波：多载波：N=3780 IDFT变换变换单载波：单载波： N=1， 插入双导频插入双导频PN420 (3dB)PN595 (0dB)PN945 (3dB)比特交织比特交织1. .发端系统发端系统 1.1原理框图原理框图391.2 1.2 时频结合的时频结合的 TDS-OFDMTDS-OFDMl时域：在保护间隔中填充特殊结构的时域：在保护间隔中填充特殊结构的 PN 序列帧头序列帧头 支持精确、快速同步支持精确、快速同步 支持精

22、确、快速信道估计支持精确、快速信道估计 提供帧体地址信息提供帧体地址信息 l频域：频域：OFDM数据信号数据信号 频谱效率高频谱效率高 支持时频二维复用多媒体业务支持时频二维复用多媒体业务TDS-OFDM TDS-OFDM 符号符号PN 序列序列DFT 数据数据PN 序列序列DFT DFT 数据数据1. 发端系统发端系统 401. 发端系统发端系统 1.31.3传输帧结构传输帧结构 日帧日帧超帧超帧帧群帧群信号帧信号帧日帧日帧（2424小时）小时） 超帧超帧(1(1分钟分钟) )信号帧信号帧（555.6555.6m ms/625s/625m ms s） 帧群头帧群头 (控制帧控制帧) 0:0:

23、0AM 帧群帧群（125125毫秒）毫秒） PN PN 序列序列帧体帧体 (500(500m ms)s)0 0 0 479 1439 IDFT块块 帧头帧头24:00:00AM0:060s224199125msn 与自然时间同步的、可寻址的多层帧结构与自然时间同步的、可寻址的多层帧结构41 国家地面数字电视标准的基本传输单元为信号帧，信号帧由帧头和帧体两部分组成，帧头是能提供快速同步和高效信道估计与均衡的PN 伪随机序列。为了对抗不同时延长度的多径干扰，标准提供了三种不同长度的帧头模式，如下所示。 帧头模式 帧头符号数 帧头长度 信号帧长度模式1（PN420） 420 55.56s 4200

24、个符号模式2（PN595） 595 78.7s 4375 个符号模式3（PN945） 945 125s 4725 个符号 帧头长度越长，越有利于抵抗长时延回波，但会降低系统的净荷数据率。较大范围的的单频网可以考虑选用较长的帧头模式。 1. 发端系统发端系统 1.31.3传输帧结构传输帧结构 42三种帧头格式： PN420：由一个前同步、一个PN255序列和一个后同步构成，前同步和后同步定义为PN255序列的循环扩展，其中前同步长度为82个符号，后同步长度为83个符号,每个超帧中各信号帧的帧头采用不同相位的PN信号作为信号帧识别符。在不要求指示帧序号时, 上述PN序列无需实现相位变化，使用序号0

25、的PN初始相位。 PN595：采用10阶最大长度伪随机二进制序列截短而成，帧头信号的长度为595个符号，是长度为1023的m序列的前595个码片。 PN945：由一个前同步、一个PN511序列和一个后同步构成。前同步和后同步定义为PN511序列的循环扩展，前同步和后同步长度均为217个符号，每个超帧中各信号帧的帧头采用不同相位的PN信号作为信号帧识别符。在不要求指示帧序号时, 上述PN序列无需实现相位变化，使用序号0的PN初始相位。 不同帧头的意义 PN595：构造简单，没有循环特性，较适合作为时域均衡接收的训练序列 PN420与PN945：带循环特性，较适合作信道估计，多载波系统的保护间隔单

26、多载波都使用PN序列是标准的单多载波融合的必要条件1. 发端系统发端系统 1.31.3传输帧结构传输帧结构 43n 系统码率的计算公式系统码率的计算公式 依赖于所选择的依赖于所选择的调制、信道编码、保护间隔调制、信道编码、保护间隔(帧同步）帧同步）的不同的不同 计算净荷数据码率的公式如下计算净荷数据码率的公式如下37447.563780FECmRateRRMbpsPN PN : 帧同步大小帧同步大小(保护间隔保护间隔) PN420/595/945 RF E C : 编码效率，编码效率，0.4 = 3008/7488，0.6=4512/7488， 0.8=6016/7488Rm : 调制效率，调

27、制效率，Rm=1/2/4/5/61. 发端系统发端系统 1.4 1.4 净荷码率净荷码率44DTMB数据传输速率FECFEC码率码率0.40.40.60.60.80.8PNPN4204204QAM-NR4QAM-NR2.7072.7074.0614.0615.4145.4144QAM4QAM5.4145.4148.1228.12210.82910.82916QAM16QAM10.82910.82916.24316.24321.65821.65832QAM32QAM13.53613.53620.30420.30427.07227.07264QAM64QAM16.24316.24324.36524

28、.36532.48632.486PNPN5955954QAM-NR4QAM-NR2.5992.599 3.8993.899 5.1985.198 4QAM4QAM5.1985.198 7.7977.797 10.39610.396 16QAM16QAM10.39610.396 15.59315.593 20.79120.791 32QAM32QAM12.99512.995 19.49219.492 25.98925.989 64QAM64QAM15.59315.593 23.39023.390 31.18731.187 PNPN9459454QAM-NR4QAM-NR2.4072.407 3.

29、6103.610 4.8134.813 4QAM4QAM4.8134.813 7.2197.219 9.6269.626 16QAM16QAM9.6269.626 14.43814.438 19.25119.251 32QAM32QAM12.03212.032 18.04818.048 24.06424.064 64QAM64QAM14.43814.438 21.65821.658 28.87728.877 451. 发端系统发端系统 1.5 DTMB,DVB-T1.5 DTMB,DVB-T性能比较性能比较1 1）多径干扰测试模型共采用：中国广电）多径干扰测试模型共采用：中国广电 10 10

30、个（个（1-101-10）和巴西）和巴西 5 5 个（个（A A、B B、C C、D D、E E）2 2）表格中的数据是在）表格中的数据是在 MPEG MPEG 码流误码率为码流误码率为 3 31010-6-6 时的信噪比时的信噪比 SNRSNR3 3）DVB-T DVB-T 数据源自数据源自地面数字电视传输方案评估测试报告地面数字电视传输方案评估测试报告，全国广播电视标准化技术委员会和地面数字，全国广播电视标准化技术委员会和地面数字电视传输方案评估测试组，电视传输方案评估测试组，20032003年年5 5月。月。4 4）DMB-TH DMB-TH 系统的系统的 C/N C/N 门限（门限（A

31、WGNAWGN）、接收灵敏度、抗脉冲干扰等数据源自）、接收灵敏度、抗脉冲干扰等数据源自DMB-TH 数字电视机顶盒数字电视机顶盒(LGS8813地面数字电视解调芯片地面数字电视解调芯片) 检测报告检测报告，国家数字电视传输系统测试实验室，国家数字电视传输系统测试实验室，2005年年11月月18日。日。5）DMB-TH 系统的抗多经干扰、信号同步时间等数据源自系统的抗多经干扰、信号同步时间等数据源自北航实验室测试报告北航实验室测试报告，中国地面数字电视联，中国地面数字电视联合技术组，合技术组，2005.6.11性能指标 系统DTMB QPSK GI 1/9，FEC 0.4，4KDVB-T QPS

32、KGI 1/4，FEC 0.5，2KDTMB 64QAM GI 1/9，FEC 0.4，4KDVB-T 64QAMGI 1/16，FEC 2/3，8K传输速率传输速率5.414Mb/s4.98Mb/s 24.365Mb/s23.42Mb/sC/N (AWGN)1.9dB4.06dB16.3dB17.44dBEb/N0 (AWGN)3.6dB6.12dB11.46dB12.78dB接收灵敏度接收灵敏度-96.6dBm-89.0 dBm-82.1dBm-78.3 dBm多径多径 C/N均值均值/方差方差3.81dB/1.227.49dB/3.9718.18dB/3.3220.89dB/4.35Eb

33、/N0 (多径多径)5.51dB9.55dB13.34dB16.23dB脉冲干扰脉冲干扰(中强度中强度)28.2ms110us15.9ms270us信号截获时间信号截获时间约约 2mS约约 200mS约约 2mS约约 200mS462.接收系统2.1接收机框图地面数字电视射频信号经天线接收至高频头（地面数字电视射频信号经天线接收至高频头（Tuner），输出中频信号，该中频），输出中频信号，该中频信号经信号经AGC做自动增益控制后做自动增益控制后AD采样，采样率需至少满足采样，采样率需至少满足2倍的中频带宽，即大倍的中频带宽，即大于于15.12Msample/s。该采样信号经过载波恢复、定时恢复

34、后进入均衡器进行信。该采样信号经过载波恢复、定时恢复后进入均衡器进行信道补偿和载波相位跟踪。均衡器恢复后的信号同时进行道补偿和载波相位跟踪。均衡器恢复后的信号同时进行3780FFT。均衡输出和。均衡输出和FFT的输出同时进行参考信息的提取和识别，用以判断发送模式，若是多载波信的输出同时进行参考信息的提取和识别，用以判断发送模式，若是多载波信号，则选取号，则选取FFT的输出进行信息处理；若是单载波的信号，则直接选取均衡和相的输出进行信息处理；若是单载波的信号，则直接选取均衡和相位跟踪后的信号进行信息处理。信息处理部分包括卷积解交织、位跟踪后的信号进行信息处理。信息处理部分包括卷积解交织、LDPC

35、（BCH）解码以及解扰，输出解码以及解扰，输出TS流。流。 472.接收系统 2.2载波恢复482.接收系统 2.3定时恢复 定时同步同样可以用导频信号来实现。当不存在定时频定时同步同样可以用导频信号来实现。当不存在定时频率偏差时，对于率偏差时，对于2倍符号率（倍符号率（15.12M）的采样信号）的采样信号,其导频其导频信号应准确的落在处信号应准确的落在处 ，当存在采样频率偏差时，可以通，当存在采样频率偏差时，可以通过导频的偏移位置来纠正定时偏差过导频的偏移位置来纠正定时偏差 2 在导频不存在时，仍可以通过在导频不存在时，仍可以通过PN相关后，得到相关峰值相关后，得到相关峰值的索引值得到定时偏

36、差估计的索引值得到定时偏差估计492.接收系统 2.4均衡器)()()()()()()()()()()()()()()(21)() 1(*nenunwnwnundnunwnwnunundnunwngnwnwHHmmmm抽头更新方程：502.接收系统2.52.5接收灵敏度接收灵敏度：工作模式最小信号接收电平（dBm）低码率-99.82中码率-95.88高码率-89.47甚高码率-85.91注：测试值越小，表示接收机的接收灵敏度越高。注：测试值越小，表示接收机的接收灵敏度越高。以上的测试结果完全可以满足数字电视地面传输的覆盖范围要求，以上的测试结果完全可以满足数字电视地面传输的覆盖范围要求，其性能

37、与目前已有的其它数字电视地面传输标准相比，在传输相其性能与目前已有的其它数字电视地面传输标准相比，在传输相近的数据率时有近的数据率时有3dB到到6dB的优势。的优势。512.接收系统2.6最大多普勒频移最大多普勒频移测试项目名称动态多径信道下的最大频移多径模型最大频移12径瑞利信道649 Hz注：测试值越大，表示系统抗动态多径干扰和高斯噪声能力越强。注：测试值越大，表示系统抗动态多径干扰和高斯噪声能力越强。在使用在使用UHF频段时，最大多普勒频移频段时，最大多普勒频移649Hz意味着约意味着约900公里的移动速度，而其它数公里的移动速度，而其它数字电视地面传输系统已公开的最多也只有字电视地面传

38、输系统已公开的最多也只有150Hz左右。左右。523.DTMB 技术特点3.1新颖性，先进性： 针对时变、宽带传输需求，运用新理论,新方法,原创性地建立了自主知识产权的性能先进的技术新体系；根本上区别于现有的系统 DVB-T (西欧, 澳大利亚, 新加坡等) ISDB-T (日本) ATSC (美国,加拿大,韩国) 新的OFDM保护间隔PN序列填充方法，实现了帧、载波、定时等同步和信道估计等多种系统功能； 与绝对时间同步的信号帧结构，支持便携接收等多媒体广播。 快速信道估计技术，使单天线高清移动接收性能国际领先； 可室内外固定接收,便携和移动设备的室内、外接收 支持高清及标清电视、数据广播、和

39、互联网、手机电视等许多。 支持单载波调制和多载波调制两种模式支持单载波调制和多载波调制两种模式 支持单频网组网支持单频网组网533.DTMB 技术特点3.2技术特点1.1.地面宽带无线传输的最大困难在于多径引起的频率选择性衰落，地面宽带无线传输的最大困难在于多径引起的频率选择性衰落，OFDMOFDM技术技术则在对抗频率选择性衰落方面具有独特的优势。其频谱利用率可高达则在对抗频率选择性衰落方面具有独特的优势。其频谱利用率可高达(4bit(4bits)s)HzHz。因此，每个频道有效净荷的信息传输码率在。因此，每个频道有效净荷的信息传输码率在8MHz8MHz的带宽的带宽下可高达下可高达33Mb/s

40、33Mb/s。2.DTMB-2.DTMB-传输系统的设计指导思想是将数据检测与信道估计分别对待，以获传输系统的设计指导思想是将数据检测与信道估计分别对待，以获得最佳接收效果。得最佳接收效果。 对于数据检测，对于数据检测，DTMB-DTMB-传输系统采用频谱效率高、抗多径干扰能力强、传输系统采用频谱效率高、抗多径干扰能力强、适用于宽带信号传输的适用于宽带信号传输的OFDMOFDM调制方式。调制方式。 对于信道估计，对于信道估计，DTMB-DTMB-传输系统在时域采用已知的周期伪随机传输系统在时域采用已知的周期伪随机(PN)(PN)序列序列作为参考信号。作为参考信号。543.DTMB 技术特点3.

41、3 单载波和多载波 C=1和3780两种选项 C=1和3780两种选项在一定意义上可以类比于DVB-T中C=2k和8k两种选项，它是“一个”系统中的“不同选项”，而不是“两个”系统的组合。 553.DTMB 技术特点技术特点3.43.4有效带宽有效带宽lDTMB有效宽带7.56MHz，DVB-T有效宽带7.61MHzl平方根升余弦(滚降系数为0.05)滤波器进行基带脉冲成形l平方根升余弦滤波器频率响应表达式：sssssTfTfTfTTffP2/)1 (02/)1 (2/)1 (21)2(cos21212/)1 (1)(21563.DTMB 技术特点3.5上下邻频的频谱模板上下邻频的频谱模板l同

42、一个发射台的数字电视发射机位于模拟电视发射机的上邻频或下邻频同一个发射台的数字电视发射机位于模拟电视发射机的上邻频或下邻频时的频谱模板时的频谱模板，如果两个发射机的发射功率不同需要按比例进行修正如果两个发射机的发射功率不同需要按比例进行修正满足模拟电视的最小保护需求满足模拟电视的最小保护需求在相邻频道要求严格下的频谱模板在相邻频道要求严格下的频谱模板信号功率在信号功率在4kHz4kHz带宽下测得，带宽下测得，0dB0dB对应整个输出功率对应整个输出功率574.1标准提供了多个调制编码的选项。标准提供了多个调制编码的选项。 针对针对HDTVHDTV、SDTVSDTV等不同的业务情况，等不同的业务

43、情况， 支持从支持从4.8Mbps4.8Mbps到到32.5Mbps32.5Mbps传输速率，传输速率， 支持包括支持包括4QAM-NR4QAM-NR、4QAM4QAM、16QAM16QAM、32QAM32QAM、64QAM64QAM五五种调制映射方式，种调制映射方式， 支持三种（支持三种（0.40.4、0.60.6和和0.80.8）码率的信道编解码方）码率的信道编解码方案。案。 可有多种码率的组合，可有多种码率的组合， 可以根据业务、环境要求可以根据业务、环境要求来灵活选择。来灵活选择。 4.国标工作模式584.国标工作模式载波模式调制模式FEC码率保护间隔载波模式调制模式FEC码率保护间隔

44、420945595420945595单载波QPSK NR0.4多载波QPSK NR0.40.60.60.85.4144.8135.1980.85.4144.8135.198QPSK0.45.4144.8135.198QPSK0.45.4144.8135.1980.68.1227.2197.7970.68.1227.2197.7970.810.839.62610.400.810.839.62610.4016QAM0.410.839.62610.4016QAM0.410.839.62610.400.616.2414.4415.590.616.2414.4415.590.821.6619.2520.

45、790.821.6619.2520.7932QAM0.432QAM0.40.60.60.827.0724.0625.990.827.0724.0625.9964QAM0.416.2414.4415.5964QAM0.416.2414.4415.590.624.3721.6623.390.624.3721.6623.390.832.4928.8831.190.832.4928.8831.1959 模式 工作参数系 统 净 码率（Mbps）1C=3780、16QAM、0.4、PN=9459.6262C=1、 4QAM、0.8、PN=59510.3963C=3780、16QAM、0.6、PN=945

46、14.4384C=1、 16QAM、0.8、PN=59520.7915C=3780、16QAM、0.8、PN=42021.6586C=3780、64QAM、0.6、PN=42024.3657C=1、 32QAM、0.8、PN=59525.9894.2推荐模式为加快国际接收终端产业化进程，简化全模式接收芯片的工作范围与开发难度，国标数字电视工作组与广电总局在国标的全部模式中选取了其中的七种做为国标应用的推荐模式。4.国标工作模式604.3 高码率主要指标比较 2006年年5月全国广电标委会月全国广电标委会评测评测DTMB的测试结果的测试结果DTMB DTMB 64QAM64QAMN=3780N=

47、3780DTMBDTMB 64QAM 64QAM N=1N=1DVB-TDVB-T64QAM64QAM N= N=68176817DTMBDTMB最优最优项目项目传输速率传输速率Mb/s24.36824.36823.42C/NC/N门限（门限（AWGNAWGN）dBdB15.2715.3417.44接收灵敏度接收灵敏度dBmdBm-83.53-82.44-78.31515种多径干扰的门限均值种多径干扰的门限均值dB/dB/方差方差18.53/3.47有有Fail20.89/4.35两径下抗最大回波强度两径下抗最大回波强度/时延时延dB/ S0/5018.2/160/137动态多径动态多径C/N

48、门限门限/抗最大频移抗最大频移dB/Hz 24.99/70失败失败/230.99/ 8抗单频干扰抗单频干扰C/I （dBdB）09.30抗同频模拟抗同频模拟/ /数字数字干最大扰干最大扰C/IC/I（dBdB）0.6/15.1/34.98.7/15.4/34.92.75/ 17.9上下邻频保护率上下邻频保护率C/IC/I（ - dB- dB）0.9/28.6/15.10.9/28.2/27.8抗脉冲干扰抗脉冲干扰C/N=3dBC/N=3dB时（时（msms）28270.29抗相位噪声干扰抗相位噪声干扰C/NC/N（dBdB）14.815.519.267 峰均功率比峰均功率比99.9%概率概率（

49、dBdB）8.528.208.27系统恢复正常接收所需时间（系统恢复正常接收所需时间（s s）1.052.0移动接收效果移动接收效果目测目测好好614.44.4高清晰度电视固定接收主用工作模式（模式高清晰度电视固定接收主用工作模式（模式6 6）保护间隔保护间隔子载波调制子载波调制LDPCLDPC码率码率模式应用模式应用1/91/9（55.56us55.56us）64QAM64QAM0.60.6HDTVHDTV主要性能指标主要性能指标净码率净码率24.36Mbps24.36Mbps抗单频干扰下限抗单频干扰下限C/IC/I0.27 dB0.27 dB高斯载噪比门限高斯载噪比门限C/NC/N15.2

50、7dB15.27dB动态动态6 6径抗多普勒频移径抗多普勒频移83 Hz83 Hz最小接收信号电平最小接收信号电平-82.95dBm-82.95dBm抗同频模拟干扰抗同频模拟干扰 C/IC/I0.6 dB0.6 dB静态多径载噪比门限静态多径载噪比门限17.5517.55dBdB抗同频数字干扰抗同频数字干扰C/IC/I15.1dB15.1dB抗回波最大时延抗回波最大时延D/E=0dBD/E=0dB40.0us40.0us三径单频网下限三径单频网下限C/NC/N17.99 dB17.99 dB抗最大回波强度抗最大回波强度D/ED/E0dB/40us0dB/40us功率峰均比功率峰均比(99.9%

51、)(99.9%)8.52dB8.52dB抗干扰脉冲宽度抗干扰脉冲宽度C/I=-3dBC/I=-3dB6550 us6550 us恢复正常接收时间恢复正常接收时间1.05s1.05s4.国标工作模式选择624.国标工作模式选择4.5 标准清标准清晰度电视晰度电视移动接收工作模式移动接收工作模式 保护间隔保护间隔子载波调制子载波调制 LDPCLDPC码率码率 模式应用模式应用94594516QAM16QAM0.40.4SDTVSDTV主要性能指标主要性能指标净码率净码率9.626Mbps9.626Mbps抗单频干扰下限抗单频干扰下限C/IC/I -5.1 dB -5.1 dB 高斯载噪比门限高斯载

52、噪比门限C/NC/N1.7 dB1.7 dB动态动态6 6径抗多普勒频移径抗多普勒频移142.2 Hz 142.2 Hz 最小接收信号电平最小接收信号电平-98.0 dBm -98.0 dBm 抗抗同频模拟干扰同频模拟干扰 C/IC/I -6.4 dB -6.4 dB 静态多径载噪比门限静态多径载噪比门限3.34 dB3.34 dB抗同频数字干扰抗同频数字干扰C/IC/I 2.2 dB 2.2 dB 抗回波最大时延抗回波最大时延D/E=0dBD/E=0dB 46.5 us 46.5 us 三径单频网下限三径单频网下限C/NC/N 7.4 dB 7.4 dB 抗最大回波强度抗最大回波强度D/ED

53、/E 0dB/40us 0dB/40us 功率峰均比功率峰均比(99.9%)(99.9%)7.0 dB 7.0 dB 抗干扰脉冲宽度抗干扰脉冲宽度C/I=-3dBC/I=-3dB6550 us6550 us同步建立时间同步建立时间2ms2ms634.4.国标工作模式选择4.6高清高清晰度电视晰度电视移动接收主用工作模式移动接收主用工作模式 （模式（模式5 5）子载波数子载波数 保护间隔保护间隔子载波调制子载波调制 LDPCLDPC码率码率 模式应用模式应用4K4K（37803780）1/91/9（55.56us55.56us）16QAM16QAM0.80.8HDTVHDTV主要性能指标主要性能

54、指标净码率净码率MbpsMbps21.65821.658抗单频干扰下限抗单频干扰下限C/IC/I 1.9dB 1.9dB 高斯载噪比门限高斯载噪比门限C/NC/N12.5 dB12.5 dB抗多普勒频移抗多普勒频移D/E=0dBD/E=0dB 100Hz 100Hz 最小接收信号电平最小接收信号电平-86.9 dBm -86.9 dBm 抗抗同频模拟干扰同频模拟干扰 C/IC/I -2.1 dB -2.1 dB 静态多径载噪比门限静态多径载噪比门限16.11 dB16.11 dB抗同频数字干扰抗同频数字干扰C/IC/I 15.4 dB 15.4 dB 抗回波最大时延抗回波最大时延D/E=0dB

55、D/E=0dB 46.0 us 46.0 us 三径单频网下限三径单频网下限C/NC/N 22.7dB 22.7dB 抗最大回波强度抗最大回波强度D/ED/E 0dB/40us 0dB/40us 功率峰均比功率峰均比(99.9%)(99.9%)7.2dB 7.2dB 抗干扰脉冲宽度抗干扰脉冲宽度C/I=-3dBC/I=-3dB710 us710 us同步建立时间同步建立时间5ms5ms64服务类型数据率视频音频数据移动移动5.45.4MbpsMbps2.8 Mbps2.8 Mbps用来用来传输一路标清传输一路标清数字电视（如数字电视（如循环新闻）循环新闻）192 kbps192 kbps用来传

56、输两用来传输两路视频通道立体声路视频通道立体声500 kbps500 kbps用来传输节目表用来传输节目表或者电子节目指南或者电子节目指南512 kbps512 kbps用来传输四用来传输四路立体声音乐服务路立体声音乐服务（每对（每对128 kbps128 kbps） 1.4 Mbps1.4 Mbps用来传输标题新用来传输标题新闻、体育快报、股票信息、闻、体育快报、股票信息、天气预报、交通路况等天气预报、交通路况等移动和移动和固定固定16.2 16.2 MbpsMbps12.5 Mbps12.5 Mbps传输传输5 5路标路标清视频清视频1 Mbps 1 Mbps 传输传输5 5路节目路节目的

57、音频信号（每对的音频信号（每对192 kbps192 kbps）700 kbps700 kbps用来传输节目表用来传输节目表或者电子节目指南或者电子节目指南1Mbps1Mbps用来传输用来传输8 8路音路音乐节目（每对乐节目（每对128 128 kbpskbps） 1 Mbps1 Mbps用来传输标题新闻、用来传输标题新闻、体育快报、股票信息、天体育快报、股票信息、天气预报、交通路况等气预报、交通路况等固定固定24.4 24.4 MbpsMbps20 Mbps20 Mbps用来用来传输传输8 8路标清路标清数字视频节数字视频节目（或者目（或者20 20 MbpsMbps用来传用来传输输1 1路

58、高清和路高清和1 1路标清）路标清）1.9 Mbps1.9 Mbps传输传输1010路视路视频节目的立体声信号频节目的立体声信号（每对（每对192 kbps192 kbps）1 Mbps1 Mbps传输节目表或者电传输节目表或者电子节目指南子节目指南1 Mbps1 Mbps传输传输8 8路音乐路音乐节目（每对节目（每对128 kbps128 kbps）500 kbps500 kbps用来提供标题新用来提供标题新闻、体育快报、股票信息、闻、体育快报、股票信息、天气预报、交通路况等天气预报、交通路况等4.7 DTMB在一个8MHZ频道可以实现的业务4.国标工作模式选择65四.单频网(SFN)1、单

59、频网概念多频网 多个发射机发送不同的电视节目（进行大面积覆盖）； 各个发射机采用不同的发射频率（防止同频干扰）； 缺点 ：频谱利用率低；单频网 所有发射机都在同一时间，采用同一频率同时传送同一数字电视信号的同一比特。 优点：多个发射机的多路径信号以及同一发射机的直射与反射信号在接收端形成信号叠加，可以提高接收信号的质量； 缺点：多路径信号会带来负面的自我干扰问题（保护间隔解决）。66四.单频网(SFN) 1、单品网概念 1.1 频率同步 要求各发射机有高的频率精度和稳定度。实践证明，规定允许偏差为1Hz 是可行的。最好是SFN 中所有的发射机具有同一个参考振荡源，通常用GPS 提供的10MHz

60、 信号作为此参考振荡。1.2 时间同步 为使来自其它发射机的接收信号与欲收信号之间的时延在接收机能够抵抗的时延范围内，不同发射机的发送信号之间的时延应该比系统能够抵抗的时延最大值小很多，这样系统能够抵抗更长的，由接收点位置引起的信号时延。1s的时间同步精度是一个比较适当的要求。1.3 比特同步 单频网中要求各个发射机中调制一个信号帧的数据逐比特对应相同，不同发射机同一时刻发送的信号帧应完全一致，不存在允差。为保证比特同步，除了首先要保证输入到SFN 中各个调制器的码流逐比特对应相同，同时还要求各个调制器对输入码流的分组相同，使得对一个信号帧调制的数据逐比特对应相同。67四.单频网2单频网的组成