现代广播电视发送技术课件

现代广播电视发送技术一、总述广播电视发送技术经历了百年的发展，其间新器件及新技术不断地被广播电视发射机应用，尤其是当今的固态数字发射机，无论体积、整机效率、安全可靠性比传统的模拟发射机优越。固态数字发射机整机结构由发射单元、激励器、输出滤波器及监测四大模块组成。与模拟发射机相比具有新的技术特点。

电视数字发射机框图1.技术要点(1)射频功率单元▲所用的放大有源器件已由大功率双极性晶体管，场效应管替代真空电子管。尤其是场效应管应用相当普遍。▲积木插件式射频功率放大模块。其优点有利于规模生产，并减小停播率。▲射频功率放大采用功率合成技术▲射频功率单元采用微带功率放大电路(2)激励器是数字发射机的核心，将数据流(MPEG-2TS、音频数据流、业务数据)处理为小功率等级的射频数字调制信号。所涉及的技术包括：载波发生器(国外产品使用频率合成器)、信道编码、载波数字调制、上变频及小功率射频放大。作为业务，其中还有条件接收的加密处理。(3)输出滤波器安装在发射机与天线之间，用于抑制带外分量，防止对邻频产生干扰。其结构为带通滤波器

(4)监测监测包括两个含义：监测发射机运行状态和监视发射机输出信号的质量。监测发射机运行状态。如输出功率，放大器件工作电流、电压、温度等。监视发射机输出信号的质量。作为数字发射机与模拟截然不同。它是监视数据流，如湿视MPEG-2TS。监测仪给出的是问题显示。为能判断故障，对之相应的数据流结构要明了、清楚。二、射频功率放大技术1.概述射频功率放大是任何类型发射机必备的。对于较大功率级的发射机，要求在满足输出功率下，尽量地提高整机效率。就是说：射频功率放大技术是围绕着如何提高整机效率而发展。如采用C、D类放大器(提高放大器件的能量转换放效率)、功率合成技术(小功率合成大功率)、使用场效应晶体管(电压器件比电流器件节能)等2.射频频放放大大器器件件射频频放放大大器器件件是是射射频频功功率率放放大大的的核核心心。。将将直直流流能能量量转转换换为为交交变变能能量量，，故故称称之之为为““能能量量转转换换器器““。。对对整整机机效效率率的的提提高高起起着着决决定定性性作作用用。。真空空电电子子管管、、晶晶体体管管(双极极性性晶晶体体管管、、场场效效应应管管，，又又称称之之为为固固态态器器件件)可充充当当射射频频放放大大器器件件。。何何谓谓固固态态发发射射机机，，是是指指由由晶晶体体管管作作为为射射频频放放大大器器件件的的发发射射机机。。固态态器器件件固态态器器件件中中的的双双极极性性晶晶体体管管、、场场效效应应管管工工作作驱驱动动(激励励)方式式不不同同：：双极极性性晶晶体体管管(指NPN晶体体管管)是以以电电流流驱驱动动，，称称为为电电流流器器件件。。场效效应应管管是是以以电电压压驱驱动动，，称称为为电电压压器器件件。。电压压器器件件仅仅需需提提高高一一定定的的电电压压驱驱动动而而不不需需要要驱驱动动功功率率，，显显然然优优于于电电流流器器件件。。这这就就是是当当今今射射频频放放大大器器件件采采用用场场效效应应管管的的原原因因。。当当然然使使用用时时也也有有不不足足之之处处，，可可采采取取措措施施给给于于克克服服。。场效效应应管管场效效应应有有：：绝绝缘缘栅栅场场效效应应管管MOSFET，VMOSFET，LDMOS（LateralDiffusedMetalOxideSemiconductor）即即横横向向扩扩散散金金属属氧氧化化物物半半导导体体。。特点点(1)输入入阻阻抗抗高高，，驱驱动动电电平平低低。。(2)线性性范范围围宽宽，，动动态态范范围围大大。。(3)安全全工工作作区区域域宽宽(4)热稳稳定定性性好好。。(5)MOS场效效应应高高频频功功率率管管高高频频特特性性好好，，开开关关速速度度快快，，(6)MOS场效效应应可可以以采采用用串串联联或或者者多多级级并并联联的的结结构构形形式式工工作作，，以以获获得得较较大大的的输输出出功功率率。。LDMOS（LateralDiffusedMetalOxideSemiconductor）即横向扩散散金属氧化物物半导体。与与双极型晶体体管相比,LDMOS管的增益更高高，LDMOS管的增益可达达14dB以上；LDMOS能经受住高于于双极型晶体体管3倍的驻波比；；因为具有高高数值的瞬时时峰值功率，，能承受输入入信号的过激激励和峰均比比(PARR)较大的数字信信号，；LDMOS增益曲线较平平滑并且允许许多载波数字字信号放大且且失真较小；；LDMOS晶体管具有较较好的温度特特性温度系数数是负数，因因此可以防止止热耗散的影影响；这种温温度稳定性允允许幅值变化化只有0.1dB。最新的LDMOSFET能够覆盖整个个UHF波段。也就是是说，一个功功放模块在不不需调整的情情况下在UHF波段的任一频频率下运行，，但是并不是是所有称之为为“宽带”的的功率放大器器工作在整个个UHF波段，原因是是牺牲增益以以满足带宽。。成都新光微波波工程有限责责任公司设计计的数字电视视发射机中功功率放大器全全部采用LDMOSFET。分为激励和和主放大电路路。其中激励励部分为宽带带功率放大器器，其工作频频段在470MHz~860MHz，工作状态为为Ａ类，增益益大于10dB；末级采用最最新的LDMOSFET器件，及平衡衡放大电路结结构，增益大大于10dB，交调抑制小小于－55dB，噪声功率密密度大于130dBc/Hz。经过优化和和调试，满足足系统要求。。在单频道发发射时采用AB类放大，但在在宽带多频道道发射时，采采用A类放大。3.射频放大器件件工作状态射频放大器件件工作状态是是指：当外界条件，，即交流激励励电压、直流流馈电(指双极性晶体体管基极直流流偏置、集电电极直流电压压，场效应管管直流栅压偏偏置、漏极直直流电压)馈至相应电极极及负载(指双极性晶体体管集电极负负载、场效应应管漏极负载载)确定后，放大大器件输出电电流的状况。。工作状态影响响输出功率、、放大器件的的能量转换效效率及输出信信号线性。故故正确选择工工作状态是件件很重要的工工作。选择射频放大大器件工作状状态1.选择工作状态态前题：▲激励信号类型型，有正弦等等幅信号及幅幅度调制信号号。其中：正弦等幅信号号适于载波发发生器输出的的载波放大、、调频激励器器输出的频率率调制信号放放大。电视激激励器输出的的MPSK数字调制信号号放大。幅度调制信号号适于电视激激励器输出的的MASK、MQAM数字调制信号号。▲激励信号幅度度低幅度(小信号)，即电压放大大高幅度(大信号)，即功率放放大正弦等幅信号号放大选择工工作状态小信号下，考考虑输出电压压尽量高，而而不必追求高高转换效率。。选用A类(甲类)，临界放大状状态。大信号下，输输出功率高的的考虑是必要要的，但这时时转换效率的的高低引起的的后果突出。。例如达到10kW的输出功率，，转换效率仅仅有50%，那直流供给给功率将是20kW，其中10kW功率将被损耗耗在放大器件件上。还需要要散热。若转转换效率提高高到80%，这时直流供供给功率将下下降为12.5kW。其中仅有2.5kW功率损耗。这这不是一举二二得，何乐而而不为之。选选用C类(丙类)、临界放大状状态；或D类(戍类)实质是是开关关状态态。幅度调调制信信号放放大选选择工工作状状态幅度调调制信信号放放大应应将包包络不不失真真放大大做为为前题题，否否则既既使达达到输输出功功率、、转换换效率率高，，可是是幅度度调制制信号号失真真，影影响质质量岂岂不无无用。。小信号号放大大，选选用甲甲类，，其满满制度度包络络峰值值点处处于临临界状状态。。大信号号放大大，在在确保保包络络不失失真放放大前前题下下尽量量作到到输出出功率率及转转换效效率高高选用用工作作状态态。通通常选选用AB类，其其满制制度包包络峰峰值点点处于于临界界状态态。4.固态射射频功功率放放大电电路双极性性晶体体管射射频功功率放放大电电路场效应应晶体体管射射频功功率放放大电电路▲输入电电路：：采用阻阻抗变变换网网络将将放大大器件件输入入阻抗抗变换换为输输入端端联接接电馈馈特性性阻抗抗Zc。实现现阻抗抗匹配配，达达到最最大限限度的的传输输效率率。▲输出电电路：：采用阻阻抗变变换网网络将将放大大器输输出负负载变变换为为放大大器件件所需需要的的最佳佳负载载值，，使放放大器器件在在输入入激励励值下下输出出不失失真的的最大大交流流功率率，或或最高高能量量转换换效率率。射频信信号是是利用用传输输线传传送，，同轴轴电缆缆应用用广泛泛。为为使负负载获获取到到最大大功率率的条条件是是负载载值应应等于于传输输线的的特性性阻抗抗Zc，否则则会向向信号号源反反射能能量.。称者者为匹匹配而而后者者为失失配。。用传传输线线负载载端的的反射射损失失(又可用用反射射系数数p或驻波波比s)描述失失配。。三者者之间间的关关系为为：反射损损失=20lg1/p(dB)(4-17)驻波比比s=1+p/1-p(4-18)反射系系数p=U反射/U入射(4-19)如p=0.1s=1.22反射损损失=20(dB)p=1s=∞∞反射损损失=0(dB)负载端端短路路或开开路p=0s=1反射损损失=∞∞(dB)负载等等于传传线特特性阻阻抗Zc当传输输处于于失配配时，，导致致如下下后果果.(1)负载获获得功功率减减小，，其值值为PL=PMAX(1-p2)。对于于大功功率传传输损损失不不可低低估。。式式中PMAX为匹配配下负负载获获得的的最大大功率率值(2)传输线线击穿穿电压压降低低，容容易击击穿电电缆。。当反射射系数数p较大时时，形形成电电压驻驻波，，在电电压最最大处处造成成同轴轴电缆缆击穿穿或以以空气气为介介质的的同轴轴馈管管内外外导体体之间间打火火。(3)传输线线损耗耗加大大总之，，阻抗抗失配配，传传输线线间的的电压压为驻驻波状状态。。失配配越严严重，，最大大电压压偏离离匹配配状态态值越越大，，损耗耗加大大。鉴鉴于于以上上各点点射频频功率率放大大器输输入端端与连连接传传输线线之间间呈现现匹配配状态态至关关重要要，尤尤其大大功率率下。。尽管管有源源器件件工作作处于于最佳佳状态态，放放大器器输出出也不不会获获得最最大功功率。。这是是因为为放大大器输输入端端所获获得的的功率率因失失配会会减小小。▲直流馈馈电电电路采用并并联馈馈电路路，提提供放放大器器件工工作所所需的的偏置置(基极、、栅极极)、直流流电压压(集电极极、漏漏极)。要求采采用的的电路路直流流通路路下，，阻隔隔输入入交流流激励励信号号，输输出交交流信信号不不串入入直流流电源源。阻抗变变换网网络▲阻抗变变换网网络型型式谐振式式-倒L型、T型及π型。非谐振振式-传输变变压器器实现：：采用集集总参参数和和分布布参数数结合合的微微带电电路。。5.功率合合成技技术(1)功率合合成是是指N个(N≥≥2)等同的的功率率放大大器，，其输输出利利用合合成网网络实实现输输出功功率P~相加，，获取取NP~输出功功率。。为为了实实现功功率合合成，，需要要分配配网络络将前前级供供给的的功率率等分分于各各晶体体管功功率放放大器器，作作为输输入信信号功功率。。除此此之外外，放放大器器输入入端电电压的的相位位也要要满足足要求求。分分配网网络与与合成成网络络互为为可逆逆网络络，即即两种种网络络的结结构形形式是是相同同的，，仅是是输入入、输输出端端接法法倒置置。(2)功率合成成增益等等于组成成功率合合成的单单级功率率放大器器增益(3)获取NP~的条件是是分配与与合成网网络必采采用同一一型式网网络，功率合成成应用范范围：1.利用多支支低功率率固态功功放器件件组成功功率放大大器，获获取较高高功率输输出2.为实现幅幅度调制制波线性性放大，，可用低低功率固固态功放放器件，，工作于于线性区区域，，，借用功功率合成成，输出出功率较较大的线线性功率率。3.组成积木木式固态态发射机机4.实现多部部发射机机共用一一套天线线与馈线线系统，，这时将将合成网网络称为为双工器器、多工工器。分配/合成网络络类型1.传输线变变压器合合成与分分配网络络2.3dB定向耦合合器功率率合成与与分配信号源馈馈给端口口1，端口2(耦合端)及端口4(直通端)获取U2超前U4相位900的等同电电压。其其值等于于0.707U1。为确保保端口3(隔离端)为零电压压，信号号源内阻阻抗、其其它端口口所接电电阻值应应等于3dB定向耦合合器特性性阻抗Zc，通常选选取Zc=50ΩΩ，其原因因是考虑虑端口1联接的同同轴电缆缆的特性性阻抗为为50Ω。3dB定向耦合合电缆线线，简称称双绞心心电缆，，3dB定向耦合合器构的的功率合合成放大大电路3.1/4波长传输输线分配配/合成网络络1/4波长传输输线阻抗抗变换器器而构成成的同相相分配原原理图，，其镜像电电路为1/4波长传输输线阻抗抗变换器器而构成成的同相相合成。。300W功率模块块1.2kW功率放大大器三、数字字电视激激励器地面数字字电视标标准国际标准准：美美国的的ATSC标准，属属单载波波。欧欧州的的DVB－T标准，属属多载波波。中国的标标准：上上海海交大的的ADTB－T标准，属属单载波波。北北京清清华的DMB－T标准，属属多载波波。需要解决决的问题题(1)足够好的的接收性性能，在在室内采采用简单单、小型型和低增增益天线线实现稳稳定定接接收，对对于移动动用户在在较强的的静态和和动态多多径的环环境中，，仍能够够稳定收收视电视视节目。。为达到到以上目目的岛需需要解决决抗动态态多径干干扰、频频率选择择性衰落落。(2)在8MHz带宽内提提供高质质量高清清晰电视视节目(HDTV)要解决高高速码流流传输(20Mbit/s的净荷码码率)(3)高度灵活活的操作作模式，，系统能能够支持持固定、、便携、、步行、、手持或或移动接接收。(4)易于和其其它媒介介或服务务器接口口，支持持多节目目/业务，能能够通过过分级调调制得到到分级服服务，具具有交互互性。(5)高度灵活活的频率率规划和和覆盖区区域，能能够使用用单频网网SFN和同频道道覆盖扩扩展/缝隙填充充。(6)系统应允允许多种种成本价价格的接接收机使使用ADTB－T特点ADTB－T具有低的的接收门门限低的接收收门限有有利于频频谱规划划、增加加覆盖范范围、减减小发射射功率、、降低电电磁污染染、提高高接收可可靠度和和保证接接收效果果高码率(29Mbps)高码率(23Mbps)中码率(11Mbps)低码率(5.5Mbps)ADTB-T-83dBm24dBuv-87dBm20dBuv-94dBm13dBuv-98dBm9dBuvATSC无-84dBm23dBuv无无无DVB-T-76dBm31dBuv-80dBm27dBuv-86dBm21dBuv-91dBm16dBuvADTB-T系统由于于采用单单载波4OQAM调制、解解调技术术和优质质的图像像编码技技术，在在高速运运动的环环境下，，能实时时非视距距传输高高质量图图像。单载波4OQAM多载波COFDM802.11b扩频通信信▲有效发射射高高低低高高高高功率▲传输容量量大大较较大随随距距离拉长长小小而下降▲接收门限限低低高高高高低低▲抗干扰能能力强强较较强差差差差▲传输距离离远远且非视视距较较远短短距距离视距距视视距▲传输质量量高高较较高高差差不不保证稳稳定差差质量1.结构(1)DVB-T系统(2)ADTB-T系统2.技术参数数(1)ADTV-T参数项目目内内容容及指标标▲发射频率率470MHz~800MHz（8MHz步进）。。1240～1300MHZ▲发射功率率5W、10W、30W可选调（（可根据据应用环环境、传传输半径径调整功功率，减减少不必必要的电电磁辐射射。）车车载式SZ1C-1600F：5～10W面板可调调便携式式SZ1B-1800F：200～1w可选射频带宽宽8MHz▲调制方式式单载波调调制4OQAM压缩方式式MPEG-2▲信源输入入接口模拟接口口。发射射设备本本身携带带MPEG-2编码板，，可进行行模拟视视音频的的编码。。ASI接口，可可以外接接专业编编码器。。支持MPEG-2、MPEG-4、AVS、H.264等多种编编解码方方式视频频BNC音频卡卡侬接口口，BNC接口（可可选）模模拟视频频复合信信号、音音频双声声道、▲ASI-TS流发射信噪噪比≥35dB，▲频率稳定定度≤1×10-6▲编码速率率5.5Mbps；11Mbps；23Mbps;加密功能能可选外形尺寸寸便携式SZ-1：背包式式车载式式SZ-1：2U标准机箱R&SSx800型激励器(DVB-T)技术参数TS流输入符合EN50083ASI接口标准，支支持不含RS码的188/204包和含RS码的204包调制和信道编编码●调制载波波模式(FFT)：2k，4k，8k●内纠错码率(FEC)：1/2，2/3，3/4，5/6，7/8●保护间隔：1/4，1/8，1/16，1/32●调制方式：QPSK，16QAM，64QAM●等级调制参数数：Alpha=1，2，4●交织深度●带宽：5MHz，6MHz，7MHz，8MHz●TPS信号：TVB-T或TVB-H中频(IF)输出●中心频率率：30MHz-40MHz●信号电平：如如0dBm――-20dBm●信号稳定性：：±0.5dB±1kHz●I/Q幅度平衡误差差：<0.05%●I/Q相位误差：<0.05度●调制误码率(MER)：>40dB●频肩：>52Db@±4.2MHz●杂波：>52dB●反射损耗：：>55dB性能术语内纠错码率(FEC)：表示FEC纠错能力。数数值越大，如如7/8比2/3纠错能力弱，，但净负荷数数据量多。详详情见《相关知识》保护间隔：在有效码元段段之间填充充的时间段，，以解决多径径干扰。其时时间为码元的的1/4，1/8，1/16，1/32。填充内容为为有效码元段段的第1个码元。交织深度即在交织时，，打乱传送数数码顺序的程程度。MER(ModulationErrorRatio)调制误差比MER和EVM测量相同的量量，如果星座座图已知，则则这两个测量量之间很容易易地转换。用用简化比值表表达时，MER等于EVM的平方再乘以以星座图的峰峰值/均值功率比。。MER与BER之间的关系见见图64QAM前维特比BER与MER之间的关系当MER为：24dB(64QAM)30dB(256QAM)，BER迅速上升，直直至出现“数数字悬崖”接接收机不能正正常解调。3.技术要点围绕地面数字字电视传输中中抗干扰性能能，尤其是移移动接收中的的多径干扰，，高质量地传传输，地面数数字电视技术术要点，或者者说各种标的的技术创新点点体现在：▲帧结构▲信道估算算▲信道编码(EFC+交织)▲数字信号载波波调制(映射、MQAM)●DMB-T技术要点√将数据检测与与信道估计分分别对待，对对数据检测，，采用了频谱谱效率高、抗抗多径干扰能能力强；适用用宽带信号传传输的多载波波OFDM调制方式；√对于信道估计计，在时域采采用了已知的的周期伪随机机PN(PseudorandomNumber)序别作为参考考信号；√其中创新技术术-时域信号处理理与频域信号号相处理，可可同时发挥数数字信号在时时域和频域同同处理的特点点；√依据多媒体业业务和移动接接收的服务要要求设计纠错错编码和交织织编码；√多层分组乘积积码，采用最最新的Turbo算解码，以获获取最大的接接收信道容量量的传输性能能。●ADTB-T技术要点是：：√基于单单载波M-OQAM调制的时域域技术。√独特的的帧结构，，可进行简简洁、高效效的数据结结构能够迅迅速、可靠靠地实现系系统同步，，并迅速、、可靠地进进行信道估估计。√采用TPC(TurboProductCode)先进的信道道编码。可可作到编码码效率高，，8/9编码效率可可将16QAM调制的门限限由16dB降为12.7dB，而不需要要提高调制制度。TPC编码不存在在误码平层层，故减少少额外的如如RS编码。同时时TPC编码硬件复复杂低，适适用于高数数据率传输输。√采用4OQAM、16OQAM、32OQAM低阶调制。。由于OQAM低阶调制映映射对应的的数据星座座点之间的的距离较大大，带来接接收机能够够有效的降降低信号判判决门限。。在单载波波调制存有有的低峰均均比(相对于多载载波的高峰峰均比)，可进一步步再降低信信号峰均比比。对于发发射机的较较大功率单单元可不添添显置非线线性校正。。√结合接收终终端抗干扰扰技术，突突破了单载载波数字电电视移动接接收/发射的技术术瓶颈，以以获取最大大的接收信信道容量的的传输性能能。√基于双导频频及已知序序列的同步步技术√改进均衡接接收技术√实现ADTB-T单载波单频频网时，可可完全不依依赖包括GPS在内的外部部时钟信足足，实现大大范围单频频网组网。。(1)帧结构帧结构中的的“帧”的的引入源于于模拟电视视中的视频频帧，即将将连续图像像分为一帧帧一帧画面面传送。在在数字电视视，作为连连续的数据据流可分割割一段一段段数据流，，进行连续续传送，即即借用视频频信号帧的的概念组织织数据传输输，作为一一段数据流流可作为一一帧传送，，于是应生生出数据帧帧结构。帧结构具有有的格式对对信号传送送中的抗干干扰起着重重要作用，，故而不同同的数字地地面视传输输方式，如如DVB-T、DMB-T、ABTV-T、CMMB等，都在寻寻求各自具具有独立的的帧结构。。也就是说说：帧结构构是不同的的。▲DVB-T帧结构DVB-T采用每帧68个OFDM符号组成，，持续期为为TF。每4帧组成一个个超帧。每每一个符号号由一组持持续时间为为Ts的载波组成成。Ts"持续时间内内由持续时时间Ts有用数据和和持续时间间△保护间间隔两部分分组成。一个OFDM帧的符号数数为0-67。所有符号号均含有数数据及参考考信息。除除此还包括括：分散导导频单元、、连续导频载波及TPS导频。▲ADTV-T帧结构数据帧包括括：帧头(确知信息)、加强保护护的系统信信息及经高高效编码保保护的数据据息。国际中：帧帧格式中帧帧头(595字符-78.7ms)、帧体(36个符号的系系统信息+3744个符号的数数据符号=3780个符号-500μs)。在保证传传输效率下下又能提高高抗信道动动态衰落的的能力。(2)信道估算顾名思义：：信道估算算指对信道道干扰的探探测。在传传输信息中中插入数据据，依据该该数据的传传输状态对对传输系统统参数进行行修正。从从而提高系系统的抗干干扰性。各各种标准采采用不同方方式的信道道估算，是是他们的亮亮点之一。。DVB-T信道估算导频及TPS信号●导频作作用OFDM系统中，导导频信号是是时间、频频率二维的的。以OFDM符号分布于于不同的时时间和载波波频率上。。为了提高高估计的精精度，插入入连续、分分散布两种种类型导频频。导频的的数量是估估计精度和和系统复杂杂度的折中中。导频信信号之间的的间隔取决决于信道的的相干时间间利和相干干带宽。时时域上导频频的间隔应应小于相干干时间；频频域上，导导频的间隔隔应小于相相干带宽。。连续导频作作用是向接接收端提供供同步和相相位误差估估值信息。。以恒定数数目分散每每个OFDM符导内。2k下模式45个，8k模式177个。在每个个符号中具具体载波位位置是随机机的，但排排列是相同同的。接收收机预知其其规律。为为保证接收收到可靠的的导频信号号，采用高高电平载波波幅度的BPSK调制。即用用±4/3的电平调制制在载波的的实轴。散布导频的的作用是提提供关于信信道特性的的信息，即即信道估计计。如频率率选择性衰衰落、时间间选择性衰衰落及干扰扰的动态情情况。以上导频的的加入可帮帮助接收机机快速同步步和准确解解调。但降降低了载波波使用效率率。●传输参数信信令TPS传输参数信信令TPS是与信道编编码和调制制参数密切切相关。在在2k模式中，一一个OFDM符号内在17个载波上传传输17次相同内容容的一“1”比特调制信信息。采用用的符号电电平为±1的DBPSK方法调制在在载波的实实部。在一一帧内，68个符号的同同一对应位位置上的68个比特构成成一个TPS块，因而一一帧内有相相同信息内内容的17个TPS块。TPS传输参数信信令有：星星座图类型型、分层信信息、保护护间隔、卷卷积编码率率、模式以以及超帧内内的帧号(4帧构成一个个超帧)等。ADTV-T信道估算基于双导频频及已知序序列的同步步技术双导频信号号仅占0.2Db信号功率，，作用是信信道特别恶恶劣下，进进行载波及及时钟恢复复。利用序列良良好的自相相关性分离离多径传输输的各个载载波的相位位差，以便便计算选取取。(3)信道编码●必要性在实际的通通信系统设设计中，不不仅要关心心有效性，，还同样关关心可靠性性问题，即即每一次传传输过程能能否在接收收端得到正正确的码元元恢复。码码元通过信信道传输，，由于信道道的干扰和和噪声无法法避免，其其码元差错错概率完全全不可避免免。因此，，一个完整整、实用的的通信系统统通常都包包含信道编编码和解码码。鉴于视视频信号在在传输前经经过高度压压缩以降低低码率，故故而传输错错误会对最最后的图象象恢复产生生极大的影影响，因此此信道编码码的性能显显得尤为重重要。●信信道道编码码类类型型码元元差差错错控控制制的的基基本本方方式式可可以以粗粗分分为为两两大大类类，，一一类类是是反反馈馈方方式式，，包包括括反反馈馈重重发发（（ARQ）、、信信息息反反馈馈（（IRQ）和和混混合合纠纠错错（（HEC）等等方方式式，，其其基基本本特特征征是是信信道道编编码码构构造造简简单单，，需需要要反反馈馈信信道道；；另另一一类类称称为为前前向向纠纠错错（（ForwardErrorCorrection，FEC）方方式式，，所所谓谓““前前向向””，，是是指指解解码码器器根根据据码码元元的的规规律律性性自自行行纠纠正正错错误误。。其其优优点点是是单单向向传传输输，，不不需需要要反反馈馈，，纠纠错错迅迅速速，，缺缺点点是是纠纠错错码码的的构构造造复复杂杂，，编编码码效效率率较较低低。。在在未未来来的的多多媒媒体体广广播播通通信信网网络络中中，，用用户户上上行行信信息息和和某某些些数数据据量量小小、、对对传传输输错错误误非非常常敏敏感感的的多多媒媒体体服服务务可可以以采采用用反反馈馈方方式式；；而而网网络络的的主主要要服服务务方方式式———视频频广广播播通通信信，，由由于于自自身身的的特特殊殊性性只只能能采采用用FEC方式式。。FEC纠错错码码型型根据据检检验验码码元元与与信信息息码码元元之之间间的的关关系系，，可可以以分分为为分分组组码码和和卷卷积积码码两两大大类类。。若本本码码组组的的检检验验码码元元仅仅与与本本码码组组的的信信息息码码元元有有关关，，而而与与其其它它码码组组的的信信息息码码元元无无关关，，则则称称这这类类码码为为分分组组码码。。若若本本码码组组的的检检验验码码元元不不仅仅和和本本码码组组的的信信息息码码元元相相关关，，而而且且还还和和与与本本码码组组相相邻邻的的前前、、后后若若干干码码组组的的信信息息码码元元也也有有约约束束关关系系，，则则这这类类码码称称为为卷卷积积码码。。在数字字地面面电视视传输输中常常用的的FEC纠错码码有：：RS码、卷卷积码码TPC(TurboProductCode)码Trubo码BCH码LDPC码但在数数字地地面电电视中中采取取“级级联编编码””，在在提高高数码码传输输可靠靠性下下，减减轻解解码器器电路路结构构的复复杂性性。“级联联编码码”指指系统统的差差错控控制由由几种种纠错错方式式组合合而成成。如如外码码(针对数数据包包)、内码码(针对比比特)及交识识。RS码▲RS码(ReedSolomon)里德-罗索罗罗门码码属于线线性分分组码码在一个个(n，k)RS码中，，输入入信号号分成成m•k比特一一组，，每组组包括括k个符号号，每每个符符号由由m个比特特组成成。n为RS码长，，k肖为输输入码码长，，n-k为填入入的纠纠错码码长。。如(24，20)。RS码是无无线通通讯中中常用用的EFC码型卷积码码RS(n.k)线性分分组码码，组组中的的(n-k)个校验验元仅仅与本本组的的k个信息息有关关，而而与其其他各各组码码元无无关。。而卷卷积码码中组组中的的(n0-k0)个校验验元不不仅与与本值值的k0个信息息元有有关，，而且且还与与前面面各时时刻输输入至至编码码器的的信息息组有有关。。其特点点：卷卷积码码中每每组的的信息息位k0和码长长n0，通常常比分分组码码的k.n要小。。见动画画Turbo码Turbo码为并并行级级联卷卷积码码。其其编码码器见见下图图：●BCH码属于循循环码码，是是一种种分组组的系系统码码。用用[n，k]表示示。。k位为为信信息息码码元元(字)，n为BCH码位位(字)，r=n-k为添添加加监监督督码码元元(字)。循环环码码由由其其码码组组长长度度n及生生成成多多项项式式g(D)决定定。。g(D)是一一个个能能除除尽尽Dn-1的n-k阶多多项项式式。。阶阶数数低低于于n并能能被被g(D)除尽尽的的一一组组多多项项式式就就是是一一个个[n，k]循环环码码。。LDPC码LDPC(Low-DensityParity-CheckCode)低密密度度奇奇偶偶校校验验码码。。为为线线性性分分组组前前向向纠纠错错码码，，具具有有较较大大的的灵灵活活性性及及可可获获取取较较低低的的误误码码。。因相相对对应应的的校校验验矩矩阵阵中中包包含含绝绝大大多多数数的的0，而而仅仅有有极极少少数数1而得得名名。。LDPC码是是一一种种线线性性分分组组码码，，编编码码前前的的信信息息比比特特数数为为m，编编码码后后的的总总比比特特数数为为n，增增加加的的校校验验比比特特数数为为k，其其中中k=n-m，此时时对对于于规规则则的的LDPC码，，可可记记为为(n,γ,ρ)。ρ称该该行行的的行行重重，，即即每每行行有有ρ个1；γ称该该列列的的列列重重，，即即每每列列有有γ个1；如H1为(12,3,6)LDPC码的的校校验验矩矩阵阵。。其中中，，TPC码(TurboProductCode)TPC码即即Turbo乘积积码码。。它它是是Turbo码的的子子码码拓拓展展到到另另一一类类型型的的线线性性分分组组码码。。即即由由分分组组码码串串行行级级联联构构造造的的Turbo码。。实实质质是是将将分分组组码码进进行行串串行行级级联联，，并并采采用用分分组组交交织织构构成成的的级级联联码码。。其其特特点点：：▲可以以做做到到高高码码率率、、接接近近信信道道容容量量时时仍仍可可保保证证有有效效的的的的传传输输数数字字信信号号。。▲分组组Turbo码只只需需要要使使用用简简单单的的行行、、列列交交织织器器(块交交识识)，有有助助于于简简化化交交识识器器结结构构。。▲可用用于于宽宽带带传传输输▲其解解码码器器带带来来的的延延时时可可通通过过将将多多个个子子解解码码器器并并行行而而大大幅幅度度减减小小。。TPC码为为块块状状码码，，需需要要由由2-3个子子码码构构成成，，下下面面以以两两个个线线性性分分组组的的二二维维乘乘积积码码为为例例，，说说明明TPC构造。2维TPC码C=C1×C2其中C1(n1,k1,dmin1)C2(n2,k2,dmin2)可如下获获得C①把(K1×K2)信息比特特放入一一矩阵中中②使用行编编码器C1对K2行进行编编码，得得到K2行，n1列的矩阵阵③使用行偏偏编码器器C2对n1行进行编编码，得得到n2行，n1列的矩阵阵鉴于串行行级联编编码，②③不能同时时进行。。最后C(n,k,d)分别为C=n1×n2k=k1×k2dk=dmin1×dmin2交织编码码大多数编编码都是是基于信信道差错错满足统统计独立立的特性性设计的的，但实实际信道道往往是是突发错错误和随随机错误误并存的的组合信信道，在在这些信信道中直直接使用用纠随机机错误码码效果不不好交织技术术是一种种时间/频率扩展展技术，，它把信信道错误误的相关关度减小小，在交交织度足足够大时时，就把把突发错错误离散散成随机机错误，，为正确确译码创创造了更更好的条条件。在发射端端对数据据流实施施码元交交织，即即将传输输码元的的排序打打乱，而而接收端端再将打打乱的，，恢复成成正常排排序。以以从而将将连续的的突变错错误离散散为随机机性错误误，大大大提高纠纠错能力力。常用用交织编编码有：：▲分组交织织▲卷积交织织突发错误误离散成成随机错错误，分组交织织分组交织织又称矩矩阵交织织或块交交织，如如图6-31所示，编编码后的的码字序序列被按按行填入入一个大大小为n×m的矩阵，，矩阵填填满以后后，再以以列发出出。动画1卷积交织织与矩阵交交织不同同，卷积积交织器器不需要要将编码码序列分分组，是是一种连连续工作作的交织织器，且且比矩阵阵交织更更为有效效。动画2DVB-T信道编码码特点DVB-T采用的信信道编码码采用：：频谱成成形随机机化、基基于RS码编码的的前向纠纠错(FEC)及卷积交交织。▲ADTV-T信道编码码采用TPC(TurboProductCode)先进的信信道编码码。可作作到编码码效率高高，8/9编码效率率可将16QAM调制的门门限由16dB降为12.7dB，而不需需要提高高调制度度。TPC编码不存存在误码码平层，，故减少少额外的的如RS编码。同同时TPC编码硬件件复杂低低，适用用于高数数据率传传输。▲DMB-T信道编码码特点在DMB-T(我国地面面数字电电视标标标)采用BCH+QC-LDPC级联编码码。(3)数字载波波调制●单载波调调制即将传输输的数据据调制在在一个载载波频率率上，其其带宽占占据8MHz。ATSC标准采用用8VSB，其中8代表调制制方式为为8ASK(8个电平的的幅度键键控)，VSB指采用残残留边带带传输(兼容模拟拟地面电电视传输输标准)。ADTV-T采用4OQAM、16OQAM、32OQAM低阶调制制。带双双导频的的双边带带传输。。●多载波OFDM调制是把高速速率的数数据流拆拆分成一一些在若若干子载载波上同同时传输输的低速速数据流流，在并并行子载载波中用用较低的的数据速速率来增增加信号号的持续续时间，，从而降降低多径径造成的的相对色色散时间间量。由由于可在在相继的的OFDM信号间插插入足够够长的保保护间距距，因而而几乎完完全可消消除符号号间干扰扰（ISI）。DVB-T，DMB-T采用多载波OFDM调制依据子载载波数目目分为以以下三种种模式：：2k(1750)带宽2MHz4k(3850)带宽4MHz8k(7610)带宽8MHZ至于具体体选择哪哪一种参参数，除除了上述述因素外外，还要要考虑移移动性、、网络规规划灵活活性等。。每个符号号之间插插入△长长度的保保护间隔隔，△大大于最大大时延扩扩展，这这样一个个符号的的多径分分量就不不会对下下一个符符号造成成干扰。。△/Ts值小，信信息传输输损失小小，大则则可抵抑抑较长延延时的多多径干扰扰。OFDM工作模式式在移动性性能方面面，在2k模式下提提供非常常好的移移动性能能，明显显好于8k模式。在在网络规规划方面面，很大大的地理理区域只只被单一一频率覆覆盖从而而构成单单频率网网络(SFN)。但2k模式的符符号持续续时间和和相应的的保护间间隔很短短，这就就使得网网络设计计者难于于进行频频率规划划，阻碍碍了其在在这类环环境中的的使用。。所以，，2k模式只适适合于小小型单频频网（SFN）。8K模式更适适合于构构成一个个大范围围的SFN4k模式是在在移动性性能和网网络规划划灵活性性方面一一个很好好的折中中。欧洲DVB-T原来只有有2K和8k模式，日日本ISDB-T和欧洲后后来的DVB-H在原来2k和8k的基础上上增加了了4k模式。我我国DMB-T系统采用用了4k模式，更更好地兼兼顾移动动和网络络规划。。OFDM传输技术术优点√抗多径干干扰√支持移动动接收√构建单频频网SFN，易于频频率规划划√陡峭（高高效）的的频谱，，好的频频谱掩模模√便于信道道估计，，易于实实现频域域均衡√灵活的频频谱应用用√有效的实实现技术术，利用用FFT算法用单单载波调调制实现现OFDM。√易于实现现天线分分集和MIMO系统OFDM传输技术术存在的的问题①对频频率偏移移和相位位噪声敏敏感②峰峰均功功率比比(PAPR)值高③插插入循循环前前缀保保护间间隔降降低约约10％的传传输有有效码码率每个子子载波波采用用MQAM(幅度-相位调调制)。QAM幅度-相位调调制1.星座图图QAM可用正正交调调制的的方法法产生生，即即I(t)同相分分量、、Q(t)正交分分量的的叠加加。其其合成成信号号通常常用矢矢量图图表示示，而而把合合成信信号矢矢量端端点的的分布布图称称为星星座图图。将将传输输数据据放置置在星星座图图上的的对应应位置置称之之映射射。通通过星星座图图的观观察可可以判判断调调制信信号质质量。。MQAM星座图图IQ位信号号分析析IQ星座图图是信信号经经过QAM调制后后信号号矢量量端点点的分分布图图。通通过对对信号号1Q分量的的测量量就可可以画画出。。通过过对信信号星星座图图测量量，可可以检检验幅幅值和和相位位。数字调调制系系统的的星座座图显显示的的图形形相当当于矢矢量仪仪中矢矢量显显示。。即星星座图图标出出了符符号（（调制制信号号）在在接收收机里里的着着陆点点。并并给出出着陆陆点的的允许许偏离离范围围和判判决边边界。。由于于矢量量显示示（幅幅度和和相位位）故故可以以利用用矢量量点阵阵列的的形状状来判判断和和确定定传输输系统统或传传输通通道中中故障障和失失真的的严重重程度度。可可判断断振荡荡品器器相位位抖动动、IQ幅度不不平衡衡、IQ正交错错误等等。▲噪声误误差(相位抖抖动)▲IQ正交误误差指I、Q信号之之间的的相位位差偏偏离900。使得得星座座图由由方形形变为为或菱菱形。。▲IQ幅度不不平衡衡即同相相分量量和正正交分分量间间存有有增益益差，，使得得星座座图由由方形形变为为或矩矩形。。OQAM偏置正正交幅幅度调调制(OffsetQuadrateAmplitudeModulation,OQAM)方式。。地面广广播模模式有有64OQAM、16OQAM和4OQAM三种。。称称之低低阶OQAM。OQAM的调制制方式式使得得信号号在时时间上上和相相位上上对称称，时时钟恢恢复和和载波波恢复复相互互独立立并可可以在在极端端的信信道特特性下下迅速速、可可靠地地获得得。由于OQAM低阶调调制映映射对对应的的数据据星座座点之之间的的距离离较大大，带带来接接收机机能够够有效效的降降低信信号判判决门门限。。在单单载波波调制制存有有的低低峰均均比(相对于于多载载波的的高峰峰均比比)，可进进一步步再降降低信信号峰峰均比比。OQAM相比QAM而言，，在I、Q两个正正交的的调制制相位位上，，其中中一路路延延迟了了半个个bit的保持持时间间，这这样I、Q两路就就不会会同时时发生生相位位的的反转转，从从理论论而言言，效效果是是一样样的。。但是是，OQAM对射频频的功功率放放大大器的的要求求会低低一些些TCM网格编编码调调制(Trellis-CodedModulation,TCM)带限信信道的的网格格编玛玛是将将调制制和编编码作作为一一个整整体考考虑，，不去去彼比比分离离。这这种两两者的的结合合即为为TCM。它将码码率为为m/m+1的卷积积码的的每一一码段段映射射为2m+1个调制制信号号集中中的一一个信信号。。这时时调制制信号号和卷卷积码码可看看是网网格码码。TCM编码调调测制制器原原理图图TCM优势在相同同的信信息传传输速速率、、带宽宽和信信号功功率条条件下下，编编码调调制信信号的的自由由欧氏氏距离离大大大超出出未编编码调调制号号之间间的最最小欧欧氏距距离，，从而而获得得可观观的增增益。。虽然引引入可可控的的编码码冗余余以降降低误误码率率，但但是编编码冗冗余是是通过过扩展展信号号集实实现的