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1、移動(dòng)數(shù)字電視相關(guān)技術(shù)研究(1.信廣信傳媒實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司四川 成都2o成都新光微波工程有限責(zé)任公司 四川 成都) 引言隨著通信和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,人類獲取信息的發(fā)展趨勢(shì)止在rh固定走向移動(dòng),rtr語(yǔ)音走向多媒 體。目前,能夠在移動(dòng)環(huán)境向大量觀眾提供多媒體內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要有三種:移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(2.5/3g); 無(wú)線局域網(wǎng)(wlan);地面數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)。此外,dvb組織已經(jīng)正式發(fā)布了為通過(guò)地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò) 向便攜/手持終端提供多媒體業(yè)務(wù)所專門制定的dvb-h標(biāo)準(zhǔn)(digital video broadcasting handheld)1 ,從而使這一領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)更為激烈。成都新光微波工程有限

2、責(zé)任公司是我國(guó)較早研究數(shù)字電視調(diào)制及發(fā)射系統(tǒng)的公司,目前已成功研制 出移動(dòng)數(shù)字電視重要部件dvb-t調(diào)制器,止在研制dmb-t調(diào)制器,數(shù)字電視發(fā)射機(jī)己投入使用?,F(xiàn)將移 動(dòng)數(shù)字電視相關(guān)技術(shù)研究心得,發(fā)表出來(lái),與大家共勉。1 o移動(dòng)數(shù)字電視的相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用按功能來(lái)分,數(shù)字電視系統(tǒng)由3大部分組成:信源部分、信道部分和信宿部分。圖1給出一個(gè)數(shù)字 電視系統(tǒng)的基本纟r成框圖。該系統(tǒng)在應(yīng)用中可以分為發(fā)射和接收2個(gè)子系統(tǒng)(圖1的上下兩部分)。在技 術(shù)上,數(shù)字電視系統(tǒng)又可以分為信源和信道兩部分(對(duì)應(yīng)圖1以復(fù)用和解復(fù)用為界的左右兩部分)。信源信道接收?qǐng)D1數(shù)字電視系統(tǒng)的基本組成框圖信源編碼部分包括信源(音頻/視頻)

3、編碼器和復(fù)用器。信源編碼對(duì)視頻/音頻信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼, 在一定壓縮率的前提下得到最高的解碼圖像質(zhì)量;信源部分算法主要依照mpeg-2標(biāo)準(zhǔn)(或mpeg-4標(biāo)準(zhǔn)) (多聲道音頻編解碼還可依照杜比ac-3算法實(shí)現(xiàn)),視頻編碼器的性能對(duì)整個(gè)dtv系統(tǒng)的圖像性能有決 定性影響。復(fù)用器保證系統(tǒng)業(yè)務(wù)的靈活性和可擴(kuò)展性,完成各種數(shù)字碼流的組合、調(diào)整以及提供與各種 傳輸網(wǎng)絡(luò)(如電信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星傳輸信道、有線電視、地面發(fā)射等)相適配的接口。信道傳輸部分包括信道編碼與調(diào)制、發(fā)射機(jī)、傳輸媒質(zhì)、接收機(jī)和信道解調(diào)與解碼,其中傳輸方式 可以是catv、衛(wèi)星、地面(含mmds/muds)等。根據(jù)媒質(zhì)的不同在信道傳輸部分中將會(huì)采

4、取不同的信道編碼和調(diào)制方式,信道傳輸部分對(duì)應(yīng)冇三類標(biāo)準(zhǔn):地面廣播、衛(wèi)星廣播和冇線電視(包括hfc和mmds)。 由于地面廣播信道的條件十分不理想,各種干擾和雜波使信號(hào)的差錯(cuò)率增加、業(yè)務(wù)質(zhì)量下降,為了更有 效地克服惡劣的環(huán)境,同時(shí)還支持移動(dòng)接收,地面廣播信道所采用的技術(shù)相對(duì)其他兩類要復(fù)雜。本節(jié)上 要闡述地面數(shù)字電視廣播的相關(guān)技術(shù)。1.1數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)如前文所述,信道傳輸部分的任務(wù)是在給處傳輸帯寬并考慮傳輸信道所存在的各種干擾的前提下, 保證最人容量數(shù)據(jù)流的正確傳輸,它是一個(gè)相對(duì)于信源透明的數(shù)據(jù)碼流傳輸公共平臺(tái),與所傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 內(nèi)容無(wú)關(guān)。數(shù)字信號(hào)的編碼與調(diào)制方式?jīng)Q定了信道傳輸部分的主要性能,

5、采川不同編碼與調(diào)制方式構(gòu)成 了各國(guó)數(shù)字電視地潮傳輸標(biāo)準(zhǔn)的不同。1.1.1國(guó)外電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)日前國(guó)際上共有三套成熟的數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn),即:美國(guó)1996年高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì)(atsc) 研發(fā)的“格形編碼八電平殘留邊帶” (8-vsb),歐洲1997年提出的數(shù)字視頻地面廣播(dvb-t)釆用編 碼正交頻分復(fù)用(cofdm), 口本1999年提出的地面綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播(tsdbt)。美國(guó)atsc 8-vsb系統(tǒng)。atsc采用的8電平殘留邊帶調(diào)制方式,它是冇導(dǎo)頻的單載波調(diào)制,也是對(duì) 現(xiàn)有成熟am調(diào)制技術(shù)的發(fā)展。它能夠可靠地在6 mhz內(nèi)用8-vsb調(diào)制傳輸19. 36 mbps的數(shù)據(jù)。8-vsb

6、系統(tǒng)加入了 0.3db的導(dǎo)頻信號(hào),用于輔助載波恢復(fù),并加入了段同步信號(hào),用于8-vsb系統(tǒng)同步。系統(tǒng)噪 聲門限低(理論值14.9 db),抗多徑和抗干擾的能力依賴于復(fù)雜的自適應(yīng)均衡器,但對(duì)冋波時(shí)延變化 很敏感。系統(tǒng)提供固定的接收,不支持移動(dòng)接收。歐洲dvb-t系統(tǒng)。歐洲dvb-t系統(tǒng)釆用cofdm調(diào)制方式,把傳輸比特分割到數(shù)千計(jì)的低比特率副 載波上(例如,2 k模式有1705個(gè)載波;8 k模式有6817個(gè)載波)。歐洲系統(tǒng)中放置了大量的導(dǎo)頻信號(hào), 穿插于數(shù)據(jù)zp,并以高于數(shù)據(jù)3 db的功率發(fā)送。這些導(dǎo)頻信號(hào)完成系統(tǒng)同步、載波恢復(fù)、吋鐘調(diào)整和 信道估計(jì)。導(dǎo)頻信號(hào)數(shù)量多且散布在數(shù)據(jù)中,能夠較為及時(shí)地

7、估計(jì)信道特性的變化。為進(jìn)一步降低多徑 效應(yīng)造成的碼間干擾,歐洲系統(tǒng)乂使用了 “保護(hù)間隔”技術(shù),以抵御多徑的影響??梢哉J(rèn)為,人量導(dǎo)頻 信號(hào)插入和保護(hù)間隔技術(shù)是歐洲系統(tǒng)的技術(shù)核心,正是這兩項(xiàng)技術(shù)使歐洲系統(tǒng)能夠在抗強(qiáng)多徑和動(dòng)態(tài)多 徑及移動(dòng)接收的實(shí)測(cè)性能方而優(yōu)于美國(guó)atsc 8-vsb系統(tǒng)。另外,歐洲系統(tǒng)還對(duì)保護(hù)間隔長(zhǎng)度和調(diào)制星座 等參數(shù)進(jìn)行組介,形成了多種傳輸模式供使用者選擇。不過(guò)dvb-t的綜合頻帶利用率比美國(guó)的vsb方案 低,它是以額外開銷系統(tǒng)傳輸容量為代價(jià)來(lái)?yè)Q取系統(tǒng)的抗多徑性能。值得注意的是,歐洲dvb-t系統(tǒng)在 交織深度、抗脈沖噪聲干擾及信道編碼等方面的性能存在明顯不足。至于系統(tǒng)容量方面,雖

8、然dvb-t系 統(tǒng)是為8 mhz頻道開發(fā)的,但能用于任何頻道帶寬(6, 7, 8 mhz), 8 mhz信道內(nèi)傳輸?shù)膬有舯忍卮a 率在4. 9831.67 mbps范圍內(nèi),實(shí)際的頻道帶寬取決于信道編碼參數(shù)、調(diào)制類型和保護(hù)間隔的選擇。關(guān) 于歐洲dvb-t系統(tǒng),下一節(jié)再做詳細(xì)闡述。日本isdb-t系統(tǒng)。口本提出的“綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播”即isdb-t系統(tǒng)使用的編碼調(diào)制方式與dvb -t基本相同,可以說(shuō)是經(jīng)修改的歐洲方式,不同z處在于接收方面增加了部分接收和分層傳輸,將整 個(gè)6 mhz頻帶劃分為13個(gè)了帶,每個(gè)了帶432 khz,將中間一個(gè)用于傳輸音頻信號(hào),并大大加長(zhǎng)了交織 深度(最長(zhǎng)達(dá)0.5 s),增

9、加交織深度將引入長(zhǎng)達(dá)兒百ms的延遲,該延遲將彫響頻道切換利雙向業(yè)務(wù)。為 了綜合不同的業(yè)務(wù)需求,系統(tǒng)提供了可選擇的調(diào)制和誤碼保護(hù)方案,以便面對(duì)綜合業(yè)務(wù)的需求。在一個(gè) 地面頻道中有13個(gè)ofdm頻譜段,有用的帶寬是13xbw / 14 mhz (對(duì)于6 mhz頻道是5. 57 mhz, 7 mhz 頻道是6. 50 mhz, 8 mhz地面頻道是7. 43 mhz)。每段的帶寬為bw/14 mhz,這里bw指的是地面電視信 道帶寬(6, 7或8 mhz,依賴于所處地區(qū))。例如,對(duì)于6 mhz信道,每段占據(jù)6/14 mhz=428. 6 khz 頻譜,7段等于7x6/14mhz = 3mhzo根據(jù)分

10、層和窄帶接收同時(shí)實(shí)現(xiàn)i古i定、移動(dòng)和便攜接收,是日木制 式的特點(diǎn)。3種國(guó)外地面數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)的比較美國(guó)的atsc標(biāo)準(zhǔn)歐洲的dvb-t標(biāo)準(zhǔn)日木的isdb-t標(biāo)準(zhǔn)頻道寬度6mhz6mhz、 7mhz、 8mhz6mhz、 7mhz、 8mhz視頻壓縮mpeg-2視頻編碼mpeg-2視頻編碼mpeg-2視頻編碼圖像格式iidtvi920x1080 16 : 91idtv1920x1080 16 : 9hdtv 1920x1080 16 : 9sdtv704 x480 4 : 3sdtv704x576 4 : 3sdtv720x576 4 : 3音頻壓縮dolby ac-3mpeg-2 層 ii,

11、musicammpeg-2 層iii, aac咅頻編碼音頻編碼音頻編碼復(fù)用方式mpeg-2系統(tǒng)ts碼流mpeg-2系統(tǒng)ts碼流mpeg-2系統(tǒng)ts碼流數(shù)據(jù)隨機(jī)化16 位 prbs15 位 prbs15 位 prbs信道外碼rs 碼(207, 187, t=10)rs 碼(204, 188, t=8)rs 碼(204, 188, t=8)外碼交織52 rs塊交織12 rs塊交織12 rs塊交織信道內(nèi)碼網(wǎng)格編碼(tcm)卷積編碼卷積編碼內(nèi)碼交織網(wǎng)格交織卷積交織卷積交織調(diào)制技術(shù)8-vsb調(diào)制16qam/32qam/64qam0fdm調(diào)制總碼率1928mb/s(6mhz)4. 9831.67mb/s(

12、8mhz)3. 6823.42mb/s (5. 6mhz)載波數(shù)單載波2k、8k2k、 4k、 8k接收門限15db19db19db傳輸方案8vsb傳輸方案ofdm傳輸方案分頻段ofdm傳輸方案特征抵御電氣干擾能力強(qiáng)克服多徑干擾能力強(qiáng)克服多徑干擾能力強(qiáng)有效的覆蓋區(qū)域可做單頻網(wǎng)可做單頻網(wǎng)不考慮移動(dòng)接收可用于移動(dòng)接收可用于移動(dòng)接收1.1.2國(guó)內(nèi)電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)目前,我國(guó)提出了 5套地面數(shù)字電視廣播傳輸方案:(1)廣電總局廣播科學(xué)研究院的“射頻子帶分割 雙載波混合調(diào)制系統(tǒng)” (cdtb-t): (2)國(guó)家iidtv總體組的高級(jí)數(shù)字電視廣播系統(tǒng)(adtb-t),它釆用oqam 調(diào)制,為混合傳輸模式的單

13、載波系統(tǒng);(3)國(guó)家hdtv總體纟r的bdb-t系統(tǒng),它基于多載波調(diào)制技術(shù);(4) 電子科技人學(xué)的“同步多載波擴(kuò)頻地面數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)” (smcc/cofdm) ; (5)清華大學(xué)微波與數(shù)字通信 國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提出的“地面數(shù)字多媒體與電視廣播系統(tǒng)” (dmb-t),它釆用時(shí)域同步止交頻分復(fù)用技術(shù) (tds-ofdm)。本小節(jié)將対dmb-t系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)做個(gè)歸納3。dmb-t的系統(tǒng)組成。dmb-t傳輸系統(tǒng)山傳輸協(xié)議、信號(hào)處理算法和硬件系統(tǒng)等功能模塊組成。系統(tǒng)的 發(fā)射端結(jié)構(gòu)如圖2所示。ts碼流中頻輸出dmb-t的技術(shù)特性tl盤!乂香毎坯3£篁熨0礫嚮口心口:壬內(nèi)夕卜、固定、移動(dòng)和便攜單

14、向廣播和雙 向通信。dmb-t系統(tǒng)的傳輸協(xié)議基于tds-ofdm的多載波調(diào)制技術(shù),主要冇以下特點(diǎn):a. 分級(jí)的幀結(jié)構(gòu)。其幀結(jié)構(gòu)是分級(jí)的,分為信號(hào)幀、幀群、超幀和口幀。一個(gè)基本幀結(jié)構(gòu)稱為一 個(gè)信號(hào)幀。幀群定義為255個(gè)信號(hào)幀,英第-幀定義為幀群頭。幀群中的信號(hào)幀有唯一的幀號(hào),標(biāo)號(hào)從 0到254,信號(hào)幀號(hào)(fn)被編碼到當(dāng)前信號(hào)幀的幀同步序列屮。超幀定義為一組幀群,幀結(jié)構(gòu)的頂層稱為 超幀群。超幀被編號(hào),從0到最大幀群號(hào)。超幀號(hào)(sfn)與超幀群號(hào)(sfgn)-起被編碼到超幀的笫一個(gè)幀 群頭中。sfgn被定義為超幀群發(fā)送的日歷日期,超幀群以一個(gè)自然日為周期進(jìn)行周期性重復(fù),它被編碼 為下行線路超幀群中

15、一個(gè)超幀的第一個(gè)幀群頭中的前兩個(gè)字節(jié)。在太平洋標(biāo)準(zhǔn)時(shí)i'可(pst)或北京吋間 00:00:00am,物理信道幀結(jié)構(gòu)被復(fù)位并開始一個(gè)新的超幀群。dmb-t系統(tǒng)的物理信道是周期的,并且可 以和絕對(duì)時(shí)間同步,從而可使接收機(jī)在需要的時(shí)候才開機(jī)。這意味著接收機(jī)可以設(shè)計(jì)成只有接收所需信 息時(shí)才進(jìn)入接收狀態(tài),從而達(dá)到省電的h的。其幀結(jié)構(gòu)如圖3所示。b. 快速同步。一個(gè)信號(hào)幀巾幀同步和幀體兩部分組成。幀同步信號(hào)采用沃爾什編碼(walsh code) 的偽隨機(jī)序列,能實(shí)現(xiàn)多基站識(shí)別,它包含前同步、i序列和后同步。對(duì)于一個(gè)信號(hào)幀群屮的不同信號(hào) 幀,冇不同的幀同步信號(hào),可利用幀同步對(duì)信號(hào)幀進(jìn)行識(shí)別。dmb

16、-t系統(tǒng)采用tds-0fdm調(diào)制方案,其釆 川沃爾什編碼的擴(kuò)頻偽隨機(jī)序列同步頭,能夠?qū)崿F(xiàn)快速同步。dmb-t系統(tǒng)的同步時(shí)間約為亦s,而其它數(shù) 字電視標(biāo)準(zhǔn)的同步時(shí)間卻在100ms以上;并k, -k同步抗干擾能力強(qiáng),能在一20db信噪比下可靠恢復(fù)同 步。c. 可選保護(hù)間隔。dmb-t系統(tǒng)有6種可選的保護(hù)間隔,即可選為dft塊大小的0、1/6、1/9、1/12、 1/20、l/30o保護(hù)間隔中插入pn序列作為幀頭。幀頭(pn序列)幀體(idft塊)圖3 dmb-t傳輸系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)d. 接收性能好。dmb-t系統(tǒng)中使用rs(209, 187)內(nèi)碼。在rs編碼器中,信息數(shù)據(jù)以8b組成一個(gè) 字節(jié)進(jìn)行處理,

17、每個(gè)mpeg-2 ts復(fù)用包去除同步字節(jié)并加擾后,加入22個(gè)糾錯(cuò)字節(jié),可糾11字節(jié)以內(nèi) 的誤碼,并可対超岀糾錯(cuò)能力的誤碼給岀報(bào)警信息。rs編碼器后跟隨一個(gè)卷積交織器,進(jìn)一步增強(qiáng)了外 碼的抗t擾能力。卷積交織在rs復(fù)用包間進(jìn)行,交織深度和寬度采用(19, 22)。時(shí)域交織能將解碼后的 連續(xù)誤碼分散到不同的rs碼字中,使其不超出rs碼的糾錯(cuò)能力。e. 適應(yīng)性強(qiáng)。實(shí)際中,存在著各種各樣的應(yīng)用環(huán)境、需求和數(shù)據(jù)類型。為了適應(yīng)情況的差異,系 統(tǒng)還釆用了內(nèi)碼編碼,可以選格形碼(tcm)、卷積碼、turbo-tcm碼、分組乘積碼bpc(3762, 2992),并 組合各種調(diào)制方式如qpsk、16qam、64q

18、am。f. 出色的移動(dòng)接收能力。外碼和內(nèi)碼編碼器構(gòu)成糾錯(cuò)編碼器,其后連接一個(gè)幀間時(shí)域卷積交織器 和幀內(nèi)頻域交織器。其中時(shí)域卷積交織器有0、(19, 132)、(19, 396)、(19, 2750)四種交織深度,可 更好地支持移動(dòng)接收和減小vhf頻帶內(nèi)脈沖噪聲的影響。內(nèi)碼和外碼交織器具冇相似的結(jié)構(gòu),但是兩者 的緩存器人小不一樣。頻域交織在0fdm載波間進(jìn)行,深度為3780個(gè)子載波。g. 抗噪聲干擾能力強(qiáng)。利用時(shí)域插入序列進(jìn)行信道性能估計(jì),采用信道沖激響應(yīng)算法,使z受噪 聲干擾影響小、算法復(fù)雜度低、估算精度高。h. 建網(wǎng)成本和運(yùn)營(yíng)成本低。dmb-t傳輸協(xié)議基于現(xiàn)有的電視廣播體系結(jié)構(gòu),一口電視臺(tái)從

19、模擬傳 輸轉(zhuǎn)到數(shù)字傳輸,業(yè)務(wù)提供者就可開始數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)。隨著丿ij戶和傳輸內(nèi)容的增加而容量成為問(wèn)題 時(shí),可以通過(guò)逐漸建設(shè)蜂禽網(wǎng)提高網(wǎng)絡(luò)容量。dmb-t傳輸協(xié)議應(yīng)用模式是-種廣播和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)服務(wù)的混合 模式,公共信息以非常低的成本傳送給各個(gè)消費(fèi)者,這使得dmb-t解決方案的運(yùn)行成本較低。i. 其它特點(diǎn)包括:與現(xiàn)有電視廣播的傳輸頻率兼容;dmb-t傳輸協(xié)議在8mhz電視頻道中,最大凈 荷碼率高達(dá)33mb/s,能夠滿足hdtvf播要求;同時(shí)也使dmb-t既能用于dtv廣播,也可用于數(shù)據(jù)通信; dmb-t傳輸協(xié)議支持單頻網(wǎng)。2 dvb-t傳輸系統(tǒng)dvb-t傳輸系統(tǒng)框圖如圖4所示。圖4 dvb-t傳輸系

20、統(tǒng)框圖我們先觀察發(fā)射端的信號(hào)流程。dvb-t采用cofdm調(diào)制方式,主要經(jīng)過(guò)以下過(guò)程4:(1) 信源編碼及復(fù)用。對(duì)多路數(shù)字視頻/音頻傳輸流及數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用,介成多節(jié)ii傳輸流(mpts) o復(fù) 用器的輸出信號(hào)傳送到dvb-t的調(diào)制器(激勵(lì)器)進(jìn)行信道糾錯(cuò)及ofdm調(diào)制。(2) 單頻網(wǎng)適配器。該設(shè)備的作用是將來(lái)自全球定位系統(tǒng)(gps)的標(biāo)準(zhǔn)頻率及時(shí)間插入到數(shù)字電視傳 輸流當(dāng)中,為單頻網(wǎng)(sfw提供標(biāo)準(zhǔn)頻率及時(shí)間信號(hào),當(dāng)采用多頻網(wǎng)(mfn)吋該設(shè)備可以省略。(3) 等級(jí)調(diào)制。從單頻網(wǎng)適配器出來(lái)的信號(hào)被一分為二,dvb-t根據(jù)傳輸環(huán)境的不同,分別實(shí)行不 同的信道糾錯(cuò)保護(hù),一個(gè)碼流可以采用較強(qiáng)的糾錯(cuò)碼,

21、利用抗干擾性強(qiáng)的調(diào)制方式(如qpsk),但碼流 速率較低;另一個(gè)碼流可以采用較弱的糾錯(cuò)碼,利用抗干擾弱的調(diào)制方式(如16qam),碼流速率較高。 接收機(jī)通常接收碼流速率較高的碼流,內(nèi)容豐富,圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良;當(dāng)傳輸信道惡化時(shí),接收機(jī)可以轉(zhuǎn)換 到接收碼流速率較低的碼流。(4) 能量擴(kuò)散。從復(fù)用器或單頻網(wǎng)適配器出來(lái)的傳輸流有對(duì)能包含連續(xù)的0和1,使信號(hào)含有百-流分 量,造成接收解碼困難,能量擴(kuò)散的口的是采用隨機(jī)的方法將這些連續(xù)的0或1分散開來(lái)。(5) 外碼糾錯(cuò)。這部分糾錯(cuò)與dvb-c及dvb-s相同,釆用reed solomon糾錯(cuò),簡(jiǎn)稱rs碼。它在mpeg-2 數(shù)字電視傳輸流188字節(jié)上,加入16個(gè)

22、字節(jié)的兀余糾錯(cuò)碼,構(gòu)成-個(gè)204字節(jié)長(zhǎng)度的傳輸流,該糾錯(cuò)碼 主要面向突發(fā)性連續(xù)錯(cuò)課。(6) 外交織。外交織糾錯(cuò)也叫forney卷積交織,其功能是將連續(xù)的錯(cuò)誤打散,讓它們平均分布在多 個(gè)188傳輸包碼流當(dāng)中,以提高外糾錯(cuò)碼的糾錯(cuò)效率。(7) 內(nèi)糾錯(cuò)碼。內(nèi)糾錯(cuò)碼也稱viterbi糾錯(cuò)碼。rs糾錯(cuò)碼是面向188長(zhǎng)度的傳輸包進(jìn)行糾錯(cuò)的,而 viterbi糾錯(cuò)碼是面向比特的糾錯(cuò)碼。根據(jù)加入的冗余碼長(zhǎng)度,可以分成1/2、2/3、3/4、5/6、7/8四 種。1/2具有最強(qiáng)的糾錯(cuò)碼能力,但是其保護(hù)碼與有用碼比例為1 : 1,帶寬比較浪費(fèi),7/8的保護(hù)碼只 山冇用的1/8,帶寬利用率高,但是糾錯(cuò)能力弱。(8)

23、 內(nèi)交織編碼。這里包括比特交織及字符交織兩部分。比特交織是將從內(nèi)糾錯(cuò)viterbi編碼輸出的 二路碼流,分別按照qpsk, 16qam和64qam的要求交織成為二路、四路及六路比特流,然后將分別含有 2比特、4比特和6比特的字符映射到2k模式中的1512個(gè)載波或8k模式中的6048個(gè)載波中,再實(shí)現(xiàn)字 符交織(symbol tnterl eaving)。(9) 幅度相位映射。該功能將上面分別由2比特、4比特和6比特構(gòu)成的字符,依據(jù)qpsks 160qam 和64qam三種不同的調(diào)制方式,進(jìn)行幅度和相位的映射。(10) 導(dǎo)頻及傳輸參數(shù)信令插入。傳輸參數(shù)信令(tps)描述了 dvb-t系統(tǒng)的主要傳輸

24、參數(shù),它包括:2k 或8k模式,qpsk、16qam、64qam調(diào)制方式,保護(hù)間隔,等級(jí)調(diào)制參數(shù)alfa,內(nèi)糾錯(cuò)viterbi碼等。導(dǎo) 頻信號(hào)(pilots)的插入是為了方便接收機(jī)對(duì)接收信號(hào)的幅度及相位進(jìn)行估算,提高接收質(zhì)量。它包含連 續(xù)導(dǎo)頻信號(hào)(continual pilots)和離散導(dǎo)頻信號(hào)(scattered pilots) o(11) ofdm調(diào)制。ofdm調(diào)制也稱反向快速傅立葉變換(1fft),它實(shí)現(xiàn)了將i、q信號(hào)向2k模式1512 個(gè)載波或向8k模式的6048個(gè)載波的轉(zhuǎn)換。一個(gè)時(shí)域信號(hào)可以分解成無(wú)窮多個(gè)頻域信號(hào)的疊加,這一過(guò) 程簡(jiǎn)單來(lái)講就是正交頻分復(fù)用調(diào)制(ofdm),而這-過(guò)程在

25、數(shù)學(xué)上等效為進(jìn)行一個(gè)反向快速傅立葉變換。( 保護(hù)間隔插入。為了克服反射波的干擾以及來(lái)自多個(gè)發(fā)射機(jī)的多波效應(yīng),將每一幀最片一個(gè)字 符進(jìn)行垂復(fù),垂復(fù)長(zhǎng)度可以是冇用字符長(zhǎng)度的1/4、1/8、1/16和1/32,以防止由于多路反射極上造成 第n-1個(gè)字符與第n個(gè)字符的重疊,這就是保護(hù)間隔。dvb-t系統(tǒng)中可以調(diào)節(jié)的參數(shù)如下:a. 內(nèi)糾錯(cuò)碼率(1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8);b. 子載波調(diào)制方式(qpsk, 16qam, 64qam);c. 保護(hù)間隔(1/4, 1/8, 1/16, 1/32);d. 等級(jí)調(diào)調(diào)制參數(shù)(a=l,非等級(jí);a=2, 4等級(jí));e. 載波數(shù)fi(2k=1705個(gè)

26、載波,8k=6817個(gè)載波)。dvb-t系統(tǒng)的可川凈碼流傳輸率可以采川如卜公式計(jì)算:ru = rs xbx crv x crrs x (tu its)(1)式中,ru:可用凈碼流比特率(mb/s);rs:字符率6. 75ms/s,它是有用數(shù)據(jù)載波數(shù)量與字符長(zhǎng)度的倒數(shù)z積,例如:8k模式中6048/896us,2k 模式中 1512/224us;b: 載波比特?cái)?shù),qpsk 時(shí) b二2, 16qam 時(shí) b二4, 64qam 時(shí) b=6;crv:內(nèi)糾錯(cuò)碼率(1/2, 2/3, 3/4,5/6, 7/8);crrs: rs 糾錯(cuò)碼,188/204tu:有用字符長(zhǎng)度;ts:保護(hù)間隔字符及有用字符總長(zhǎng)度

27、,對(duì)于保護(hù)間隔1/4, 1/8, 1/16, 1/32, (tu/ts)分別等 于 4/5, 8/9, 16/17, 32/33。根據(jù)上面的公式,不難計(jì)算出dvb-t系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的所有可用凈碼流比特率,見表1。從表1可 以看出,凈碼流比特率隨著內(nèi)糾錯(cuò)碼的提高而提高,隨著保護(hù)間隔的減小而提高,隨著調(diào)制效率 qpsk/16qam/64qam的提高而提高,左上角的4. 98mb/s傳輸效率最低,但是最抗干擾的工作模式,對(duì)應(yīng) 著qpsk調(diào)制,保護(hù)間隔1/4,內(nèi)糾錯(cuò)碼1/2,右下角的31.67mb/s對(duì)應(yīng)著最高效的工作模式,64qam,保 護(hù)間隔1/32,糾錯(cuò)碼7/8,但是信道最脆弱,抗干擾的能力也最

28、差。表1 dvb-t信道(8mhz帶寬)的有效數(shù)據(jù)率(mb/s)方式卷枳碼率保護(hù)間隔1/41/81/161/32qpsk1/24.985.535.856.032/36.647.377.818 043/47.468.298.789.055/68.299.229.7610.057/88.719.6810.2510.5616-qam1/29.951 1 .061 1 .7112.062/31 3.2 714.7515.6116.093/414.9316.591 7.5618.105/616.5918.4319.5220.1 17/81 7.4219.3520 4921 .1 164-qam1/214

29、 9316.591 7.5618.102/319 9122.1 223.4224.1 33/422 3924 8826.3527.1 45/624 8827.6529.2730.167/826 1 329.03.7431 .67在接收端,從天線接收下來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)高頻頭,變成中頻模擬信號(hào),放人灰,經(jīng)過(guò)a/d轉(zhuǎn)換成數(shù)字信 號(hào)。其中a/d采樣時(shí)鐘受晶振vcxo控制,采樣時(shí)鐘偏移由采樣時(shí)鐘同步部分估計(jì)得到。a / d轉(zhuǎn)換后的 數(shù)據(jù)一路做agc檢測(cè)去控制高頻頭的輸出,一路經(jīng)r/c變換成fft所需要的復(fù)信號(hào)(數(shù)據(jù)實(shí)虛部)0timing sync.部分估計(jì)得到時(shí)域符號(hào)同步位置并且粗略估計(jì)出由于收發(fā)頻率不一致而

30、引起的頻偏,再分別送到 fft單元和freq, shift單元去定出fft窗口位置和校止帶有頻偏的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)數(shù)字頻偏校止后, 在fft單-元做0fdm解調(diào)。解調(diào)厲的頻域信號(hào)由freq. sync.模塊和tps譯碼模塊分別得到頻域載波同 步頭和幀同步頭位管,同時(shí)采樣鐘同步模塊估計(jì)得到由于fft窗位置估計(jì)偏差及a / d采樣鐘偏差帶來(lái)的 相位偏轉(zhuǎn)值,在相位校正塊進(jìn)行校正。校正后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信道估計(jì)和均衡處理,消除掉信道多徑的影響, 然后經(jīng)過(guò)維特比量度、屋化,進(jìn)入和發(fā)端編碼和逆的解碼過(guò)程:解內(nèi)交織、維特比譯碼、rs碼同步、解 卷積交織、rs解碼、解擾,最后得到ts碼流。3、單頻網(wǎng)技術(shù)移動(dòng)數(shù)字系統(tǒng)

31、擴(kuò)人覆蓋范圍的途徑日前主要有三種:差轉(zhuǎn)(distribute translator),同頻轉(zhuǎn)發(fā)(on channel repeater, ocr)和單頻組網(wǎng)(single frequency network, sfn) o 在此我們只討論單頻網(wǎng)。所謂單頻網(wǎng),即在一定的地理區(qū)域內(nèi)若干部發(fā)射機(jī)同時(shí)在同一個(gè)頻段上發(fā)射同樣的信號(hào),以實(shí)現(xiàn)対 該區(qū)域的對(duì)靠覆蓋。山于接收機(jī)可以接收來(lái)白不同發(fā)射機(jī)的信號(hào),多點(diǎn)發(fā)射的單頻網(wǎng)將在覆蓋區(qū)產(chǎn)牛強(qiáng) 多徑效應(yīng)。這對(duì)模擬電視系統(tǒng)就會(huì)導(dǎo)致重影問(wèn)題,因此只能采用極其消耗頻譜資源且頻譜規(guī)劃復(fù)雜的多 頻網(wǎng)組網(wǎng)方式(men),對(duì)信號(hào)在頻率上隔離,避免覆蓋區(qū)重疊。對(duì)于數(shù)字電視系統(tǒng)來(lái)說(shuō),

32、由于它具有強(qiáng)人 的抗干擾能力和數(shù)字處理能力,單頻網(wǎng)卻是非常有利的擴(kuò)大覆蓋的方式。它允許覆蓋區(qū)的重疊,將大大 改善原有覆蓋邊緣的峭壁效應(yīng),提高覆蓋質(zhì)量,擴(kuò)大覆蓋范圍。3. 1 dvb-t單頻網(wǎng)技術(shù)單頻網(wǎng)的提出是和ofdm這樣的多載波調(diào)制方式緊密聯(lián)系在一起的。ofdm調(diào)制方式的一個(gè)特點(diǎn)是符 號(hào)帶有保護(hù)間隔(guard interval),落在保護(hù)間隔內(nèi)的多徑信號(hào),在經(jīng)過(guò)處理以后,不但不會(huì)產(chǎn)生前片 符號(hào)間的干擾,其至可以加強(qiáng)有效信號(hào)的功率。使用ofdm調(diào)制,可以較容易地處理這些復(fù)雜的多徑干擾, 使單頻網(wǎng)的應(yīng)用容易實(shí)現(xiàn)。目詢單頻網(wǎng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于數(shù)字音頻廣播(dab)、數(shù)字電視地而廣播(dvb-t) 中

33、。單頻網(wǎng)應(yīng)用中最重要的技術(shù),就是要求各個(gè)發(fā)射機(jī)所廣播的信號(hào)在頻率和時(shí)間上都保持同步。頻率 同步即要求每個(gè)單頻網(wǎng)發(fā)射機(jī)的工作頻率都相同;對(duì)于多載波調(diào)制而言,還要求每個(gè)子載波的頻率相等。 頻率同步可以通過(guò)與同一個(gè)參考頻率(一般使用來(lái)自gps衛(wèi)星的10mhz參考頻率)鎖相同步來(lái)實(shí)現(xiàn)。ofdm調(diào)制中保護(hù)間隔的長(zhǎng)度決定了系統(tǒng)所能處理的多徑信號(hào)的最大延遲時(shí)間,超出保護(hù)間隔的多徑 信號(hào),對(duì)于接收機(jī)而言是干擾,將影響系統(tǒng)性能。保護(hù)間隔越k,發(fā)射機(jī)間的距離就可以越人,但是系 統(tǒng)的傳輸效率就越低,這就限制了單頻網(wǎng)發(fā)射機(jī)z間的最大距離。在dvb-t和isdb-t標(biāo)準(zhǔn)中,都提供了 保護(hù)間隔人的8k模式以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的單

34、頻網(wǎng),從而覆蓋一個(gè)國(guó)家或者一個(gè)地區(qū)。表2列岀dvb-t標(biāo)準(zhǔn)屮 不同保護(hù)間隔下能處理的最大延時(shí)與最大發(fā)射機(jī)間距離。為了讓保護(hù)間隔在處理多徑干擾上發(fā)揮作用, 而不是消耗在補(bǔ)償發(fā)射機(jī)z間的同步誤差上,要求發(fā)射機(jī)在相同的時(shí)間發(fā)射完全相同的ofdm符號(hào),以實(shí) 現(xiàn)吋間同步。在dvb-t系統(tǒng)中,發(fā)射機(jī)z間的吋間同步是通過(guò)與一個(gè)共同的參考信號(hào)(一般使用來(lái)口 gps 衛(wèi)星的秒脈沖信號(hào)一pps)同步來(lái)實(shí)現(xiàn)。表2不同保護(hù)間隔下的最大延時(shí)擴(kuò)展和發(fā)射機(jī)距離(dvb-t)保護(hù)間隔大小2k模式最大延時(shí)(j1s)2k模式最大 發(fā)射機(jī)距離(km)8k摸式 最大延時(shí)®s)8k模式最大 發(fā)射機(jī)距離(km)1/45616.

35、822467.21/8288.411233.61/16144.25616.81/3272.1288.4在單頻網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用中,還有一類稱為“補(bǔ)點(diǎn)器” (gap filler)的發(fā)射臺(tái)。它們主要分布在由于距 離遠(yuǎn)或者信號(hào)衰減嚴(yán)重而無(wú)法接收信號(hào)的較小區(qū)域,對(duì)這些區(qū)域“彌補(bǔ)”覆蓋。出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮, 這些補(bǔ)點(diǎn)器在同步的要求上與一般的發(fā)射機(jī)相比不是很嚴(yán)格,在發(fā)射功率上往往也比一般的單頻網(wǎng)發(fā)射 機(jī)低得多。3. 2 dmb-t單頻網(wǎng)技術(shù)前文已經(jīng)提到,我國(guó)自主提出的地而數(shù)字電視傳輸方案dmb-t采用時(shí)域同步的tds-ofdm技術(shù),系統(tǒng) 的信號(hào)幀與絕對(duì)時(shí)間同步,系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)在同一絕對(duì)時(shí)間是相同的。由于系統(tǒng)采用o

36、fdm調(diào)制及信號(hào)幀與絕 對(duì)時(shí)間同步這兩個(gè)特點(diǎn),因此在實(shí)現(xiàn)單頻網(wǎng)上具冇先天的優(yōu)勢(shì)。dmb-t的單頻網(wǎng)系統(tǒng)主要由單頻網(wǎng)適配 器、gps接收機(jī)、支持單頻網(wǎng)的調(diào)制器三部分組成。在中心發(fā)射站,單頻網(wǎng)適配器在mpeg-2碼流中插入=!>*圖5 dmb-t單頻網(wǎng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框控制包,控制包中攜帶與gps接收機(jī)相關(guān)的同步時(shí)間標(biāo)簽和到各個(gè)中繼站的系統(tǒng)最人延時(shí)等信息。在各 個(gè)屮繼站,同步系統(tǒng)檢測(cè)控制包,從屮讀出時(shí)間標(biāo)簽和最人延時(shí),同時(shí)測(cè)量接收信號(hào)延時(shí),計(jì)算出附加 延時(shí),并按照附加延時(shí)適當(dāng)延遲碼流,調(diào)整發(fā)射機(jī)的發(fā)射時(shí)間,使得所有發(fā)射機(jī)在同一時(shí)間發(fā)射信號(hào)。 dmb-t單-頻網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。在中心發(fā)射

37、站,dmb-t的單頻網(wǎng)適配器每隔一個(gè)人幀(560ms) 在傳輸流中插入一個(gè)控制包,控制包包含同步吋間標(biāo)簽和到下一-級(jí)發(fā)射站的最大延吋。在每一個(gè)輔助發(fā) 射點(diǎn),dmb-t調(diào)制器檢測(cè)控制包,并與本地gps的lpps信號(hào)相比較(測(cè)量pps延時(shí))o在單頻網(wǎng)系統(tǒng)中, 同步系統(tǒng)能夠處理的不同屮繼站的最人延時(shí)為0. 999s。3. 3單頻網(wǎng)實(shí)施中亟待解決的問(wèn)題正如前文所述,實(shí)施單頻網(wǎng)有兩個(gè)基木優(yōu)勢(shì):節(jié)約頻譜資源;擴(kuò)大有效覆蓋范圍,改善覆蓋區(qū)內(nèi)的 接收效果。因而,可利用有限的頻道資源,提供更多的節(jié)1=1,開展更多的增值業(yè)務(wù);更為廣大的覆蓋范 圍和更完美的覆蓋效果,一方面確保了更加穩(wěn)定、可靠的高清節(jié)h的固定接收效

38、果,另一方面冇利于大 區(qū)域移動(dòng)業(yè)務(wù)的順利開展。但是,為這些優(yōu)勢(shì)所付出的代價(jià),也是運(yùn)營(yíng)商們值得考慮和商榷的問(wèn)題。首 先,系統(tǒng)在單頻網(wǎng)的環(huán)境下是否能真正增大覆蓋范圍,改善覆蓋區(qū)內(nèi)的接收效果?其次,單頻網(wǎng)為多點(diǎn) 發(fā)射,這勢(shì)必增加發(fā)射地點(diǎn)及發(fā)射機(jī)等發(fā)射設(shè)備,而為保障單頻網(wǎng)中各信號(hào)發(fā)射點(diǎn)發(fā)送相同的信號(hào),發(fā) 射臺(tái)必須配備保障信號(hào)同步的設(shè)備裝置。最后,多點(diǎn)覆蓋帶來(lái)了類似于電信“蜂窩”覆蓋的思路,各點(diǎn) 發(fā)射功率的協(xié)調(diào)、地區(qū)信號(hào)覆蓋和接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的設(shè)計(jì)思路都將發(fā)生變化。從全球范圍看,目前數(shù)字電視 單頻網(wǎng)試驗(yàn)中,上述問(wèn)題在各地區(qū)系統(tǒng)運(yùn)行和業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中均有所反映,并影響到覆蓋效果6。信號(hào)覆蓋問(wèn)題。數(shù)字電視地面廣播的

39、覆蓋和廣播發(fā)射條件直接相關(guān),如發(fā)射功率、發(fā)射塔高度、發(fā) 射塔位置等;也和覆蓋區(qū)的地理環(huán)境直接相關(guān),如平原,山丘等;還和城市建筑特點(diǎn)直接相關(guān),如樓群 的多少、疏密程度、高度等;更和覆蓋區(qū)的面積直接相關(guān)。因此,是否要使用單頻網(wǎng)覆蓋、如何設(shè)計(jì)和 調(diào)整單頻網(wǎng)的參數(shù),必須根據(jù)實(shí)際廣播發(fā)射條件、地理環(huán)境、城市建筑特點(diǎn)、覆蓋范圍籌情況做具體分 析。在實(shí)際應(yīng)用屮,使用基于dvb-t的單頻網(wǎng)技術(shù),增人覆蓋與改善覆蓋重疊區(qū)的接收效果二者似乎無(wú) 法兩全6?;赾0fdm的dvb-t系統(tǒng)在單頻網(wǎng)環(huán)境下,一方面由于多個(gè)發(fā)射點(diǎn)覆蓋,使得一些原本單個(gè) 發(fā)射點(diǎn)無(wú)法捉供足夠信號(hào)強(qiáng)度的地方(肓區(qū))因?yàn)槭盏狡渌l(fā)射點(diǎn)的覆蓋而得以改

40、善;另一方而,在信號(hào) 較強(qiáng)的重疊覆蓋區(qū),由于c/n門限被抬高而接收效果反而變差??梢?,dvb-t系統(tǒng)在使用單頻網(wǎng)技術(shù)增 大覆蓋范圍和改善重疊區(qū)的接收效果上是才盾的,數(shù)目龐人的發(fā)射點(diǎn)并不能徹底改善接收效果。同步機(jī)制可靠性問(wèn)題。目前dvb-t單頻網(wǎng)屮,頻率和時(shí)間同步都是通過(guò)附加專用設(shè)備單頻網(wǎng)適 配器而實(shí)現(xiàn)的。從gps衛(wèi)星得到基準(zhǔn)頻率和秒脈沖信號(hào)(lpps),針對(duì)頻率同步要求,用gps的基準(zhǔn)頻率 驅(qū)動(dòng)每部發(fā)射機(jī)內(nèi)所有的級(jí)聯(lián)振蕩器;并通過(guò)節(jié)目源所在地的單頻網(wǎng)適配器在mpeg-2 ts碼流中加入包 含時(shí)問(wèn)標(biāo)簽的mip包;然后通過(guò)初級(jí)分布網(wǎng)絡(luò)(pdn)將節(jié)目碼流發(fā)送到各個(gè)發(fā)射站;各發(fā)射站的單頻網(wǎng)同 步系統(tǒng)

41、從碼流的mip包屮提取時(shí)間標(biāo)簽,對(duì)比本地收到的秒脈沖信號(hào),對(duì)碼流進(jìn)行附加的延時(shí)調(diào)整,z 后將碼流送入調(diào)制器,在一個(gè)共同的時(shí)間發(fā)射信號(hào),以實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步。這類精確的同步要求,確實(shí)可以 通過(guò)上述配套的單頻網(wǎng)適配器來(lái)滿足。h前,單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)及配套設(shè)備已比較成熟,但由于除了數(shù)字 電視傳輸系統(tǒng)z外還有一個(gè)獨(dú)立的gps系統(tǒng),在實(shí)際中發(fā)現(xiàn),一旦缺失了 gps信息,系統(tǒng)將處于癱瘓狀 態(tài),人工干預(yù)也無(wú)法挽救,這是非常不可靠和不安全的舉措。另外,額外的設(shè)備不僅增加了發(fā)射成本, 而且致使各發(fā)射點(diǎn)之間的組網(wǎng)聯(lián)調(diào)更加復(fù)雜。組網(wǎng)協(xié)調(diào)問(wèn)題。多點(diǎn)發(fā)射給廣播帶來(lái)了 “蜂窩”的概念,當(dāng)然,它不同于電信的蜂窩移動(dòng)的小區(qū)/ 用戶/雙

42、向/切換等特征。除了同步問(wèn)題之外,單頻網(wǎng)的“蜂窩”概念,就是每個(gè)發(fā)射點(diǎn)根據(jù)接收?qǐng)鰪?qiáng)的 要求來(lái)協(xié)調(diào)各點(diǎn)的發(fā)射功率和信號(hào)發(fā)射延遲。前者對(duì)應(yīng)多徑的強(qiáng)度,厲者對(duì)應(yīng)多徑延時(shí),兩者一并考驗(yàn) 接收機(jī)的抗信道衰落能力。山于各地的地理環(huán)境、城市樓宇分布、覆蓋范圍及廣播發(fā)射條件的差界,在 保證信號(hào)覆蓋的前提下,各地必須根據(jù)自身的特點(diǎn)進(jìn)行組網(wǎng)協(xié)調(diào),在發(fā)端預(yù)處理信號(hào),以保證收端的接 收條件盡可能在接收機(jī)的能力范圍,確保覆蓋區(qū)的接收效果。并協(xié)調(diào)工作要求簡(jiǎn)單、可靠、應(yīng)急自 恢復(fù)能力強(qiáng)??梢?,這又是一個(gè)明顯由系統(tǒng)技術(shù)本身決定的問(wèn)題,尤其是系統(tǒng)抗多徑干擾的能力。這個(gè) 問(wèn)題也由于移動(dòng)接收越來(lái)越被重視,而變得更為突出。因?yàn)榘l(fā)端預(yù)

43、處理是無(wú)法針對(duì)動(dòng)態(tài)變化的信道而事 先設(shè)計(jì)和考慮的??梢?,基于dvb-t的單頻網(wǎng)技術(shù)的紐網(wǎng)協(xié)調(diào)復(fù)雜而乂低效,而1并不可靠?;赾ofdm的dvb-t單頻網(wǎng)系統(tǒng)在目前階段普遍存在信號(hào)覆蓋不足、重疊覆蓋區(qū)部分地方接收效果 反而變差、同步機(jī)制不可靠、組網(wǎng)協(xié)調(diào)復(fù)雜且低效、自恢復(fù)能力差等一系列問(wèn)題,這需要在實(shí)踐過(guò)程中 總結(jié)經(jīng)驗(yàn),逐步找到更為妥善的解決方案。4、數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)新一代數(shù)字電視發(fā)射機(jī),主要有以卜特點(diǎn)8:4.1、數(shù)字自適應(yīng)預(yù)校正技術(shù)(dap或rtac)數(shù)字口適應(yīng)預(yù)校正技術(shù)已經(jīng)在美國(guó)和歐洲的制造商牛產(chǎn)的數(shù)字電視發(fā)射機(jī)上應(yīng)用。歐洲的thales 公司(前身thomcast,湯姆遜旗下子公司)稱之為數(shù)

44、字自適應(yīng)預(yù)校正(digital auto-adaptive pre-correct ion簡(jiǎn)稱dap);美國(guó)的哈里斯(harris)公司稱z為自動(dòng)數(shù)字校正一實(shí)時(shí)適應(yīng)校正(enter automatic digital correctionreal time adaptive correction 簡(jiǎn)稱 rtac)。成都新光微波工程冇限責(zé)任公司,聚集了廣電行業(yè)發(fā)射機(jī)技術(shù)全國(guó)知名的專家學(xué)者,開發(fā)出數(shù)字自 適應(yīng)于校正技術(shù)。該技術(shù)是指在不須人工干預(yù)的情況下在剛剛啟動(dòng)發(fā)射機(jī)的兒分鐘內(nèi)將發(fā)射機(jī)的性能調(diào) 到最佳狀態(tài),而且,這個(gè)系統(tǒng)還能夠監(jiān)測(cè)和口動(dòng)校止來(lái)口于發(fā)射機(jī)的老化、溫度和發(fā)射機(jī)口身失效等波 動(dòng)的調(diào)整,這

45、樣能夠保證發(fā)射出去的信號(hào)始終處于高指標(biāo)的狀態(tài),使維護(hù)變得非常簡(jiǎn)單。4.2、功放中廣泛應(yīng)用大功率ldmos晶體管ldmos (lateral diffused metal oxide semiconductor)即:橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體。與雙極型晶體管相比,ldmos管的增益更高,ldmos管的增益可達(dá)14db以上;ldmos能經(jīng)受住髙于雙 極型晶體管3倍的駐波比;它較能承受輸入信號(hào)的過(guò)激勵(lì)和適合發(fā)射數(shù)字信號(hào),因?yàn)樗懈呒?jí)的瞬吋峰 值功率;ldmos增益曲線較平滑并且允許多載波數(shù)字信號(hào)放大且失真較?。籰dmos品體管具有較好的溫度 特性溫度系數(shù)是負(fù)數(shù),因此可以防止熱耗散的影響;這種溫度穩(wěn)定性

46、允許幅值變化只0. ldbo最新的ldmos fet能夠覆蓋整個(gè)uhf波段。也就是說(shuō),一個(gè)功放模塊在不需調(diào)整的情況下在uhf波 段的任一頻率下運(yùn)行,但是并不是所有稱之為“寬帶”的功率放人器工作在報(bào)個(gè)uhf波段,原因是犧牲 增益以滿足帶寬。成都新光微波工程有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)的發(fā)射系統(tǒng)功放部分全部采用ldmos fet,分為激勵(lì)和主放人 電路。其屮激勵(lì)部分為寬帶功率放人器,其工作頻段在470miiz860miiz,工作狀態(tài)為a類,增益人于10db; 末級(jí)采用最新的ldmos fet器件,及平衡放大電路結(jié)構(gòu),增益大于10db,交調(diào)抑制小于一55db,噪聲功 率密度大t 130dbc/hzo經(jīng)過(guò)優(yōu)化利調(diào)

47、試,滿足系統(tǒng)要求。在單頻道發(fā)射時(shí)采用ab類放大,但在寬帶多 頻道發(fā)射吋,釆用a類放大。4.3、n+1系統(tǒng)使擁有多臺(tái)發(fā)射機(jī)的臺(tái)站更經(jīng)濟(jì)n+1是指用1部發(fā)射機(jī)給多部(n部)做備份。本來(lái)固態(tài)發(fā)射機(jī)是用彖放大器、電源等較不穩(wěn)定 設(shè)備冗余累積起來(lái)的,模塊化的激勵(lì)器又一般采用雙激勵(lì)器自動(dòng)倒換的形式,設(shè)備運(yùn)行的可靠性明顯提 高。在通常情況下,也不用像電子管、速調(diào)管發(fā)射機(jī)那樣進(jìn)行備份。因?yàn)槿虘B(tài)的數(shù)字電視發(fā)射機(jī)所應(yīng) 用的積木化的功放和并行運(yùn)行的電源等都足以實(shí)現(xiàn)n+1系統(tǒng),而口大多支持熱插拔。4.4冷卻系統(tǒng)采用風(fēng)、液冷供選擇的方式為了滿足不同客戶對(duì)冷卻系統(tǒng)的需求,發(fā)射機(jī)生產(chǎn)廠家開發(fā)了風(fēng)冷和液冷系統(tǒng),在客戶購(gòu)機(jī)訂

48、貨時(shí) nj供用戶選擇適合口 c的冷卻方式,改變了過(guò)去固態(tài)機(jī)中只有風(fēng)冷的單一方式。如thales公司推出的 vhf optimum和ihf ultimate系列發(fā)射機(jī)就已采用此種技術(shù)。依筆者觀點(diǎn)看液冷方式較適合國(guó)悄,是因 為:小國(guó)內(nèi)空氣質(zhì)暈較差過(guò)濾材料屮容易沉積灰塵,h常對(duì)風(fēng)冷系統(tǒng)的維護(hù)量大。b)降低了發(fā)射機(jī)的運(yùn) 行噪聲。c)凈化了發(fā)射機(jī)房的環(huán)境。d)減少了對(duì)冷卻系統(tǒng)的維護(hù)量。冷卻液封閉循環(huán),只需定期淸洗 系統(tǒng)屮的濾網(wǎng)。e)冷卻效率高。冷卻液無(wú)論是采用glycol (乙二醇)加水還是防凍液,其熱傳導(dǎo)效率都 遠(yuǎn)大于風(fēng),冷卻系統(tǒng)的進(jìn)水溫度與出水溫度相差幾度左右,使發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的熱量能被及時(shí)吸收釋放掉。

49、 但是液冷的關(guān)鍵工藝技術(shù)在于密封,若密封不好,采用降噪風(fēng)冷也是較好的一種選擇。4.5、無(wú)纜連接、gui界面、故障自我診斷和遠(yuǎn)程遙控在新設(shè)計(jì)的數(shù)字電視發(fā)射機(jī)中,功率放大器、電源和rf合成器省去電纜而釆用插、拔的方式直接連 接在一起。這樣使整機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊、維護(hù)更加方便。微處理器的應(yīng)用,能夠監(jiān)控發(fā)射機(jī)的狀態(tài)和提供 每個(gè)組件的有用信息。lcd的應(yīng)用提供了克觀友好的圖形用八接口(gui)使得用八操作更加容易,用戶 可以很宜觀的察看設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。先進(jìn)的故障自我診斷系統(tǒng)和dap技術(shù)使得用八容易查找故障部位, 加快設(shè)備的維護(hù)、維修進(jìn)度。遠(yuǎn)程遙控功能使得用戶可通過(guò)因特網(wǎng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。具冇上述新技術(shù)的數(shù)字電

50、視發(fā)射機(jī)已經(jīng)陸續(xù)上市,從設(shè)備管理的觀點(diǎn)看,這種新設(shè)備減少資金和運(yùn) 行成本;從用戶的觀點(diǎn)看,這種新設(shè)備將省時(shí),能從網(wǎng)頁(yè)上查看發(fā)射機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、進(jìn)行發(fā)射機(jī)設(shè)置。 可以預(yù)見,在今后的兒年屮,在我國(guó)逐步開播地面數(shù)字電視和引進(jìn)數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的過(guò)程中,上面所提 及的發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)更明顯,同時(shí)也將會(huì)出現(xiàn)更新更實(shí)用的技術(shù)。參考文獻(xiàn)1 dvb document a081. transmission system for handhold terminals. june 2004.2 閆躍龍。3g 與寬帶無(wú)線:替代還是合作? 2004.6o3 羅軼洲,王群生,馮永浩。dmb-t系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)綜述。世界廣播電視,200

51、2年9月。4 張氓。dvb-t系統(tǒng)綜述,世界寬帶網(wǎng)絡(luò),2003年12月。5 潘長(zhǎng)勇,王勁濤,胡曾千,莊謙。數(shù)字電視地面廣播的關(guān)鍵技術(shù)一單頻網(wǎng),世界廣播電視,2004年3 月。6 梁偉強(qiáng),歸琳,張震寧等。單頻網(wǎng)實(shí)踐的探討,世界廣播電視,2004年4月。7 dvb project, etsi: "digital video broadcasting (dvb); framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television," etst en 300 744 vi.4. 1

52、 (2001-01)©8 呂召田。數(shù)字電視發(fā)射機(jī)發(fā)展技術(shù)特點(diǎn)簡(jiǎn)析,數(shù)字電視基礎(chǔ)。西安電子科技大學(xué)出版社附錄: 外文翻譯in wang zuoliang's translation practices, he translated many poems, especially the poems written by robert burns. his translation of bum's "a red, red rose" brought him fame as a verse translator. at the same time, he

53、published about ten papers on the translation of poems.some argue that poems cannot be translated. frost stresses that poetry might get lost in translation. according to wang, verse translation is possible and necessary, for "the poet-translator brings over some exciting work from another cultu

54、re and in doing so is also writing his own best work, thereby adding something to his culture. in this transmission and exchange, a richer, more colorful world emerges. "(wang, 1991:112).then how can we translate poems? according to wang's understanding, the translation of poems is related to three aspects: a poem's meaning, poetic art and language.(1) a poem's meaning"'socio-cultural differences arc formida

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