DVB数字视频广播系统和DTMB国标

第十二课DVB数字视频广播系统与DTMB国家标准

.5.15.第1页12.1DVB数字视频广播系统12.1.1MEPG-2系统标准在DVB中实施

DVB数字广播系统是欧洲标准，包含DVB-C\DVB-T\DVB-S,这些标准是由ETSI（欧洲电信标准学会）制订，其中最先参数规范是演播室参数标准和信源编码标准。第2页12.1.2DVB-S信道编码与调制系统1．DVB-S介绍

DVB-S是1994年12月由ETSI(欧洲电信标准学会)制订标准。DVB-S系统定义了从MPEG-2复用器输出到卫星传输通道特征，总体上分成信道编码和高频调制两大部分。系统功效框图如图12-1所表示，左边部分为MPEG-2信源编码和复用，右边是信道编码和高频调制部分。第3页图12-1DVB-S系统功效框图第4页2．复用适配和能量扩散 输入TS流是188字节包，其中第一个字节是同时字节(SYNC)。在DVB-S中，对TS流包处理如图12-2所表示。第5页图12-2TS流包加扰和RS编码第6页3．外码编码外码编码即是RS编码，是在每188字节后加入16字节RS码(204，188，t=8)，参见图12-2(b)。

4．外交织

为提供抗突发干扰能力，在RS编码后采取字节为单元交织，称为字节交织或外交织，交织深度I=12字节。第7页5．卷积内编码

内码编码与外码编码相结合，组成了DVB-S中级联编码，它增强了信道纠错能力，有利于抗御卫星广播信道传输中干扰影响。 内码编码与外码编码相结合，组成了DVB-S中级联编码，它增强了信道纠错能力，有利于抗御卫星广播信道传输中干扰影响。第8页6．收缩卷积码和基带成形

基带卷积输出X，Y输入至收缩卷积码电路，实现2/3或3/4等编码效率，而后再使该串行序列经串/并变换电路形成I，Q两路并行输出。7．误码性能要求

卫星接收端有确定误码性能要求，以确保接收信号质量。在传输信道中，对于出现相加性白高斯噪声(AWGN)引发信号质量下降，通常以Eb/N0进行衡量。第9页7．可用比特率与转换器带宽关系 一个卫星转发器能以QPSK调制方式传输可用比特率值，除了决定于可选取不一样值内码编码率外，愈加决定于卫星转发器本身带宽。第10页

由上面所述能够看出，DVB-S特点在于卫星信道带宽大(>24MHz)，但转发器辐射功率不高(十几瓦至一百多瓦)，传输信道质量不够高(传输路径远，尤其是易于受雨衰影响)。所以，为确保接收可靠而采取了调制效率较低、抗干扰能力强QPSK调制。第11页12.1.3DVB-C信道编码与调制系统1．DVB-C介绍

DVB-C欧洲标准是由ETSI(欧洲电信标准学会)于1994年12月制订，标准编号为ETS300429。

DVB-C系统定义了有线数字电视广播系统功效块组成，它使MPEG-2基带数字电视信号与有线信道特征相匹配。第12页正交振幅调制（QAM）是一个幅度和相位联合键控（APK）调制方式。它能够提升系统可靠性，且能取得较高信息频带利用率，是当前应用较为广泛一个数字调制方式。正交振幅调制是用两路独立基带数字信号对两个相互正交同频载波进行抑制载波双边带调制，利用已调信号在同一带宽内频谱正交性质来实现两路并行数字信息传输。第13页2．DVB-C信道编码与DVB-S共通部分 由图12-3可见，发送端框图中前4个方框是与DVB-S一样。3．字节到m位符号变换

DVB-C中，符号交织(交织深度I=12字节)之后没有级联卷积编码，也即只有外编码而无内编码，原因在于有线信道质量很好，无须将FEC做得复杂化。第14页图12-3DVB-C前端与接收端框图第15页4．不一样M值MQAM星座图图12-4所表示为MQAM星座图，它们实现都基于图12-3所表示符号变换框图。第16页图7-1464QAM调制星座图图12-4MQAM信号星座图第17页在数字电视地面、有线、卫星传输方式中，数字电视地面传输系统环境最为复杂，也因其技术要求最高、受众广而备受关注。地面系统标准化工作也十分主要。第18页12.1.4DVB-T采取地面广播进行传输数字电视系统1地面广播标准欧洲采取以COFDM为关键技术DVB-T/H标准；美国大联盟组织提出以8VSB为关键技术ATSC标准；日本提出以BST-OFDM为关键技术ISDB-T标准；我国采取自主研制DTMB技术标准。第19页2地面数字电视系统组成地面数字电视系统主要由前端系统、发射系统和接收系统组成。第20页第21页第22页图12-5基于IFFT/FFTOFDM系统第23页第24页3国内经过多年探索和竞争，也推出了中国自主知识产权数字地面电视技术标准：清华大学提出以TDS-OFDM时域同时正交频分复用为关键技术DMB-T/TH标准和上海交通大学基于VSB单载波残留边带调制技术ADTB-T(先进数字电视广播-地面标准)。当前，地面无线数字电视国家标准融合了上海交通大学单载波和清华大学多载波方案。第25页第26页12.1.5DVB广播电视传输系统几个概念

1比特率和波特率比特率是指二元数字码流信息传输速率，表示每秒可传输多少个二元比特，单位是bie/s。波特率是指三元及三元以上数字码流信息传输速率，单位是band/s,表示每秒可传输多少个多元码字。第27页2频谱效率频谱效率指传输信道中每赫兹带宽能够传输比特率。64QAM频谱效率高达6bit/s/Hz。3滚降系数升余弦滚降信号最大带宽超出对应理想低通信号带宽（1/2）T部分，与对应理想低通信号带宽（1/2）T百分比称为滚降系数。工程中滚降系数大多取0.35.第28页4误码率误码率指在经过系统传输后，发生错误码字占信源发送出总码字数百分比。通常以10（k=1,2,3…）形式表示；

5信噪比S/N、载噪比C/N信噪比S/N是指传输信号平均功率S与噪声平均功率N之比，以对数表示；载噪比C/N是指已经调制信号平均功率C与噪声平均功率N之比，以对数表示；-k第29页12.2地面数字电视国家标准DTMB技术介绍12.2.1国家标准DTMB技术方案及性能指标国家标准DTMB提供地面数字多媒体业务包含HDTV、音频、视频、数据广播和交互多媒体等，主要特征包含：★高信息容量：为HDTV节目提供大于24Mb/s单信道码率。

第30页★高度灵活操作模式：经过选择不一样调制方式和地址信息，系统能够支持固定、便携、步行或高速移动接收。

★高度灵活频率规划和覆盖区域：使用单频网和同频道覆盖扩展器/缝隙填充器概念，经过选择不一样保护间隔工作模式可构建16公里和36公里覆盖范围单频网。

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★支持不一样应用：HDTV、SDTV、数据广播、互联网、消息传送等。

★支持多个传送/网路协议，比如MPEG2和IP

协议集。易于与其它广播和通信系统连接。

★在OFDM

调制系统（TDS-OFDM）中实现了先进信道编码和时域信道预计/同时方案，降低了系统C/N门限，方便降低发射功率，从而降低对现有模拟电视节目标干扰。

★支持便携终端低功耗模式。

★支持各种工作模式第32页传输速率可选范围5.414～32.486Mbps；调制方式可选QPSK、16QAM、64QAM；保护间隔可选55.6ms、125ms；内码码率可选0.4、0.6、0.8。第33页12.2.2国家标准DTMB方案国家标准DTMB传输系统采取了创新时域同时正交频分复用（TDS－OFDM）单多载波调制方式。这种调制方式，主要针对地面数字多媒体电视广播传输信道线性时变宽带传输信道特征（频域选择性与时域选择性同时存在传输信道）所设计。因为TDS－OFDM适合用于含有多径干扰和多普勒频移传输信道，所以其一样适合用于地面数字多媒体电视广播以外其它宽带传输系统。

第34页12.2.3国家标准DTMB方案组成电视节目或数据、文本、图片、语音等多媒体信息经过信源编码、信道编码后，经过一个或一个以上发射机发射出去，覆盖一定区域。

图12-6国家标准DTMB方案组成第35页

国家标准DTMB传输系统采取了创新时域同时正交频分复用（TDS－OFDM）单多载波调制方式。这种调制方式，主要针对地面数字多媒体电视广播传输信道线性时变宽带传输信道特征（频域选择性与时域选择性同时存在传输信道）所设计。因为TDS－OFDM适合用于含有多径干扰和多普勒频移传输信道，所以其一样适合用于地面数字多媒体电视广播以外其它宽带传输系统。

第36页12.2.4国家标准DTMB方案关键点（1）创新TDS-OFDM调制

国家标准DTMB系统采取了TDS-OFDM，其特点是同时头采取了伪随机序列，在每个OFDM保护间隔周期性地插入时域正交编码帧同时序列。

第37页（2）原创数字电视广播帧结构图12-7国家标准DTMB分级帧结构第38页图12-8帧结构第39页为了实现快速稳定同时，国家标准DTMB采取了分级帧结构，如图12-7、12-8所表示，它含有周期性，而且能够和绝对时间同时。帧结构基本单元称为信号帧，225个信号帧定义为一个帧群，480个帧群定义为一个超帧。帧结构顶层称为日帧，由超帧组成。

第40页信号帧帧体采取多载波调制方式或单载波调制方式，帧体子载波数为3780或者为1。子载波数为3780时，相邻子载波间隔为2kHz,每个子载波符号采取MQAM调制。

第41页第42页图12-9滤波器幅度响应第43页第44页（3）原创广播同时传输技术

PN序列除了作为OFDM块保护间隔以外，在接收端还能够被用做信号帧帧同时、载波恢复与自动频率跟踪、符号时钟恢复、信道预计等用途。第45页理论和实践已经证实，含有零填充保护间隔OFDM与含有循环前缀保护间隔OFDM（比如DVB-TCOFDM）在理论上是等价。第46页12.2.5DTMB技术特点国家标准DTMB以时域正交频分复用（TDS-OFDM）调制技术为关键，形成了自有知识产权体系，含有自己鲜明技术特点：1OFDM调制时域同时技术

在OFDM系统中同时设置是最主要步骤之一，也是OFDM系统最主要创新焦点。

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在欧洲DVB-TC-OFDM中，系统同时是经过在频域OFDM符号中插入导频而实现，即采取频域同时技术。国家标准DTMB采取了称为PN序列填充时域同时正交频分复用（TDS-OFDM）技术，将PN序列填充传统OFDM保护间隔作为帧头，因为此帧头信号已知，能够在接收端被去除，所以等同为零填充保护间隔。同时，PN序列作为同时序列，又被用于实现同时。而且，在接收端可用该PN序列经过相关计算估算出无线信道时域冲击响应时间。

第48页2OFDM调制保护间隔新定义

在OFDM系统中，OFDM信号结构是块结构，每个信号块称为OFDM符号，它在时域中由两部分组成:一个是数据部分，另一个是保护间隔。OFDM信号块数据部分是在频率域定义，为了抗多径干扰必须有保护间隔，保护间隔长度普通大于传输多径信号传输延时。

第49页3与绝对时间同时分层帧结构

国家标准DTMB采取独具特色分层复帧结构。这种分层帧结构，能够在物理层为单频网提供与TS流对应秒同时时钟，便于单频组网；能够与按日历日为周期广播节目表相配合，便于进行定时接收。第50页4传输效率或频谱效率高

欧洲DVB-TC-OFDM用10%子载波传送用于同时和信道预计等导频信号，同时存在循环前缀保护间隔，而TDS-OFDM将时间保护间隔同时用于传输信道预计信号，所以DVB-T系统传输效率只能到达国家标准DTMB系统90%。

第51页5抗多径干扰能力强

多载波系统和单载波系统相比，OFDM系统含有抗多径干扰能力，抵抗多径干扰大小等于其保护间隔长度。第52页6信道预计性能良好

TDS-OFDM信道预计性能优于C-OFDM。这是因为TDS-OFDM用于信道预计PN序列含有20dB左右扩频增益，同时又没有C-OFDM做信道预计时特有插值误差。第53页7适于移动接收

移动接收产生了多普勒效应和遮挡干扰，使传输