DVB-T2系統(tǒng)介紹

1、DVB-T2 系統(tǒng)介紹一： 系統(tǒng)架構(gòu)1.1 系統(tǒng)概述目前,DVB-T2 已經(jīng)更新到1.3.1版本。在1.3.1版本中，新增T2-Lite協(xié)議，以便于在類似移動(dòng)廣播等低容量應(yīng)用中，使得接收器器件更加簡(jiǎn)化，當(dāng)然它仍然可被傳統(tǒng)的固定接收器所接受。相對(duì)于1.3.1協(xié)議，以前的1.2.1版本的協(xié)議，我們引入新的概念：T2-Base。T2-Lite協(xié)議信號(hào)和T2-Base協(xié)議信號(hào)可以結(jié)合起來(lái)在同一個(gè)RF信號(hào)中傳送，其中一個(gè)協(xié)議的信號(hào)，可以放入另一個(gè)信號(hào)的FEF中傳送即可。當(dāng)某一協(xié)議的T2信號(hào)傳送時(shí)，F(xiàn)EF部分不可以傳送同一協(xié)議的另一個(gè)T2信號(hào)。T2的最大碼率為70Mbit/s,去掉空包的最大碼率不超過(guò)50

2、Mbit/s，T2-Lite的碼率范圍有所調(diào)整(不超過(guò)4Mbit/s)1.2 系統(tǒng)框架T2系統(tǒng)包含四個(gè)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：輸出處理子系統(tǒng)；位插入編碼和調(diào)制子系統(tǒng)；幀構(gòu)造子系統(tǒng)；OFDM正交頻分復(fù)用子系統(tǒng)。1.2.1 輸入處理子系統(tǒng)輸入處理子系統(tǒng)包含模式適配器和碼流適配器兩部分。 以上為單PLP輸入模式。（PLP，物理層通道） 多PLP輸入模式的模式適配器部分 多PLP輸入模式的碼流適配器部分；備注： 多PLP輸入模式與單PLP模式比較 ，多PLP模式增加了1）輸入碼流同步 2）延遲補(bǔ)償 3）空包刪除4）線程規(guī)劃器 5）幀延遲 6）帶內(nèi)信號(hào) 7）L1 dyn1.2.2 位插入編碼及調(diào)制子系統(tǒng)1.2.3

3、幀構(gòu)造子系統(tǒng)1.2.4 OFDM子系統(tǒng) 二： 輸入子系統(tǒng)2.1 模式適配器 T2的輸入每一個(gè)數(shù)據(jù)碼流，由一個(gè)PLP承載。每一個(gè)模式適配器，可以獨(dú)立對(duì)PLP的內(nèi)容進(jìn)行處理，它的主要作用，是將輸入的數(shù)據(jù)流切割成數(shù)據(jù)塊（Data Field），然后通過(guò)碼流適配器，形成基帶幀（BBFRAME）。模式適配器由輸入接口，和三個(gè)可選擇的后續(xù)子系統(tǒng)組成，它們分別為：輸入流同步器，空包刪除，和CRC-8編碼器； 然后，數(shù)據(jù)流被切割成數(shù)據(jù)塊，并在每個(gè)數(shù)據(jù)塊前加入基帶頭BBHEADER。 PLP的輸入碼流格式可以為：TS流，GSE流，GCS流，和GFPS流。 模式適配器有兩種工作模式：普通模式（NM）和高效模式（H

4、EM）。高效模式進(jìn)行了優(yōu)化以減少信號(hào)的系統(tǒng)開(kāi)銷?；鶐ь^信號(hào)包含了輸入信號(hào)的碼流類型和工作模式。2.1.1 輸入格式 PLP的輸入碼流格式可以為：TS流，GSE流，GCS流，和GFPS流。 TS流的包率是固定的，其一部分為數(shù)據(jù)，剩下的為空包；其特點(diǎn)是UP（User Packet）長(zhǎng)度固定，為188x8bit(即一個(gè)MPEG包)；其第一個(gè)字節(jié)為同步字節(jié)（47HEX）。這個(gè)字節(jié)在BBHEADER的TS/GS 位置標(biāo)記出來(lái)。2.1.2 輸入接口 輸入接口將輸入數(shù)據(jù)規(guī)劃成內(nèi)部邏輯位結(jié)構(gòu)。第一個(gè)接收到的位被標(biāo)記為MSB（非常重要位）。 輸入接口按數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度（DFL）讀入數(shù)據(jù)。 0 DFL (Kbch -

5、80) 其中 Kbch 為BCH和LDPC編碼所保護(hù)的位數(shù)。在數(shù)據(jù)塊（長(zhǎng)度為DFL）前加入8個(gè)字節(jié)（80位）的基帶頭，構(gòu)成了一個(gè)基帶幀。 即：數(shù)據(jù)塊+基帶頭 (DFL) + 80 Kbch 如果DFL夠大，則將幾個(gè)輸入U(xiǎn)P組成一個(gè)數(shù)據(jù)塊；如果DFL比較小，也可以將UP分割成小的數(shù)據(jù)塊。 若in-band signalling沒(méi)有應(yīng)用，則數(shù)據(jù)塊的大小最大為Kbch 80，若in-band signalling應(yīng)用，則數(shù)據(jù)塊大小就會(huì)小于Kbch 80。 如果DFL小于Kbch 80，則在碼流適配器中，對(duì)數(shù)據(jù)塊加入填塞塊（padding field），從而完成LDPC保護(hù)長(zhǎng)度。(DFL) + 80

6、+padding = Kbch即：數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度加上基帶頭長(zhǎng)度的合，如果還不足BCH/LDCP的保護(hù)長(zhǎng)度，則不足部分以填塞塊補(bǔ)充?？偨Y(jié)起來(lái)：輸入模塊就是將輸入的數(shù)據(jù)切割或者整合成一個(gè)數(shù)據(jù)塊，并加上基帶頭。此幀長(zhǎng)度若不滿足BCH/LDCP保護(hù)長(zhǎng)度，則在碼流適配器中還需要進(jìn)行填塞，最終形成基帶幀。 2.1.3 輸入碼流同步輸入碼流同步系統(tǒng)（ISSY），提供恒定的位率(CBR, Constant Bit Rate)和固定的端對(duì)端延遲保證。對(duì)于輸入的碼流是GSE, GCS 或 GFPS時(shí)，ISSY是可選的。如果是TS流，則ISSY應(yīng)該被使用，除非下列5種情況都產(chǎn)生：1) NUM_PLP=1; and （P

7、LP的數(shù)量為1，即單PLP傳輸）2) DFL=KBCH-80 in every BBFRAME; and （所有基帶幀中DFL都剛好等于KBCH-80）3) PLP_NUM_BLOCKS=PLP_NUM_BLOCKS_MAX in every interleaving frame; and （插入幀中的FEC數(shù)據(jù)塊達(dá)到最大值）4) Null Packet Deletion is not used (i.e. NPD=0); and （空包刪除功能關(guān)閉）5) FEFs are not used (i.e. S2=XXX0). （FEF功能關(guān)閉） ISSY（2到3個(gè)字節(jié)），根據(jù)輸入碼流的格式和適配

8、器模式，其容量不同，在普通模式中，ISSY被附加到UP（用戶數(shù)據(jù)包）上，在高效模式中，ISSY被放入到基帶頭中。如果ISSY不被應(yīng)用，則基帶頭中相應(yīng)位應(yīng)設(shè)為0。 2.1.4 空包刪除（只對(duì)應(yīng)TS流，NM和HEM） 對(duì)TS流中的空包數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，在接受設(shè)備中，根據(jù)標(biāo)記重新插入空包，從而保證TS的固定位率，同時(shí)減少了系統(tǒng)開(kāi)銷。 空包PID = 8 191D 空包計(jì)數(shù)器：DNP，8bit, 可檢測(cè)連續(xù)256個(gè)空包，如果后續(xù)的包還是空包，則被認(rèn)為是有用用戶包進(jìn)行傳送。 2.1.5 CRC-8 編碼 (for GFPS and TS, NM only) CRC-8編碼，主要是針對(duì)用戶包錯(cuò)誤檢測(cè)。計(jì)算的C

9、RC-8值被附加到用戶包后。 2.1.6 基帶頭的插入 普通模式和高效模式下基帶頭的規(guī)格；2.2 碼流適配器 碼流適配器提供以下功能1） 線程規(guī)劃；2） 填塞，以滿足BCH/LDCP保護(hù)固定長(zhǎng)度Kbch bits；或加入袋內(nèi)信號(hào)in-band signalling；3） 能量離散；4） 輸入碼流適配器的是基帶頭BBHEADER和后續(xù)的數(shù)據(jù)塊，碼流適配器輸出的是基帶幀； 2.2.1 線程規(guī)劃 Scheduler 主要是生成L1 dynamic signalling，生成T2幀的時(shí)候需要。目的是讓接收器區(qū)分出各PLP的碼流。 2.2.2 填塞 PADDING 填塞空包，以滿足FEC 的BCH/LD

10、CP保護(hù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。Kbch-DFL-80 2.2.3 利用PADDING位置傳送帶內(nèi)信號(hào)in-band signalling 帶內(nèi)信號(hào)有兩種類型：或，傳送時(shí)可以是單獨(dú)，單獨(dú)，或者后面跟著。型信號(hào)需要在插入幀的第一個(gè)基帶幀中傳輸。IN-BAND_A_FLAG=型信號(hào)需要在插入幀的第一個(gè)基帶幀中傳輸。IN-BAND_FLAG=在T2-LITE中，B型信號(hào)必須被使用； Type A: Type A,含有L1/L2的更新信息和同步線程信息。L1-post signalling：IN-BAND_A_FLAG=0 時(shí)，Padding不包含Type A；若PLP數(shù)量大于1，即NUM_PLP大于1時(shí)，對(duì)于一個(gè)

11、插入幀對(duì)應(yīng)于一個(gè)T2幀的PLP，Type A應(yīng)該被應(yīng)用。L1-post signalling：IN-BAND_A_FLAG=1。Type B:對(duì)于TS或GFPS輸入的PLP，Type B裝載了輸入處理的附加信息，尤其是增加了額外的同步信息ISSY，便于快速的進(jìn)行初始抓取信息，對(duì)于GCS或者GSE輸入碼流，PADDING_TYPE=01也是留著備用的。2.2.4 基帶加擾 BBSCRAMBLING 是對(duì)BBFRAME數(shù)據(jù)位的離散化處理；三： 位插入編碼及調(diào)制子系統(tǒng) BICM BICM包含前向糾錯(cuò)FEC，星座調(diào)制constellation，和時(shí)間交織 Time interlever三個(gè)子系統(tǒng)3.1

12、 FEC 前向糾錯(cuò) BBFRAME經(jīng)過(guò)FEC子系統(tǒng)后，生成FECFRAME。 BBFRAME首先進(jìn)行BCH糾錯(cuò)編碼，在輸出后增加BCHFEC; 然后進(jìn)行LDCP糾錯(cuò)編碼，在BCHFEC后增加LDCPFEC；其位長(zhǎng)與結(jié)構(gòu)如下： BBFRAME: Kbch位； BCH糾錯(cuò)后: Nbch位， 其中增加的BCHFEC為Nbch-Kbch LDCP糾錯(cuò)后: Nldcp位，其中增加的BCHFEC為Nldcp-Nbch 其中,Nldcp有兩種長(zhǎng)度，分別對(duì)應(yīng)Normal FECFRAME(Nldcp=64 800 bits) 和Short FECFRAME (Nldcp=16 200 bits)LDPC Ra

13、te= Klpdc/NldpcT2-LITE參數(shù)如下： BCH FEC： 外編碼 outer encoding LDPC FEC: 內(nèi)編碼 inner encoding位交織： BIT-INTERLEAVERLDPC FEC后的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)位交織處理bit interleaved,：包括奇偶交織parity interleaving和列旋轉(zhuǎn)交織column twist interleaving。 T2-LITE位交織配置表： 列旋轉(zhuǎn)交織配置表： 列旋轉(zhuǎn)交織是這樣處理的：從奇偶交織輸出的數(shù)據(jù)以列優(yōu)先方式讀入，以行優(yōu)先方式讀出?；鶐ь^的第一位被首先寫(xiě)入和讀出。行列的數(shù)量見(jiàn)上表9，讀入和寫(xiě)入的交織方

14、式見(jiàn)下圖（16QAM, NORMAL FECFRAM）：寫(xiě)入的數(shù)據(jù)行列數(shù)算法如下： 輸入的數(shù)據(jù)位：Ui （ 0 i Nldpc,） Ci=i div Nr (求整) Ri=(i+tci) mod Nr (求余) 讀出的數(shù)據(jù)位為： Uj （ 0 i Nldpc,） Ci=j div Nc （求整） Ri=j mod Nc （求余）3.2 星座調(diào)制 Mapping bits onto constellations 經(jīng)過(guò)FEC的三個(gè)過(guò)程：BCH FEC ， LDPC FEC，和BIT interleaver （奇偶交織和列旋轉(zhuǎn)交織）之后，BBFRAME就轉(zhuǎn)化成了FECFRAME。 FECFRAME有

15、Normal FEC（64800 ）和Short FEC（16200）兩種。 FECFRAME 進(jìn)行解復(fù)用de-multiplexing后形成并行單元字cell words，再對(duì)Cell words進(jìn)行地圖配置成星座值。根據(jù)QAM中每個(gè)星座點(diǎn)代表的二進(jìn)制的位數(shù)不同（8，6，4，2），數(shù)據(jù)單元的數(shù)量不同，如上表。3.2.1 從位到單元字解復(fù)用 Bit to cell word de-multiplexer： 從位交織 BIT INTERLEAVER輸出的數(shù)字，經(jīng)過(guò)解復(fù)用器，輸出單元字 CELL WORD輸入為位交織數(shù)據(jù)流；輸出成多個(gè)子流，子流的數(shù)量根據(jù)以下表：輸入的為vdi，對(duì)應(yīng)的輸出為be,d

16、odo = di div Nsubstreams; （求整）e is the de-multiplexed bit substream number (0 e Nsubstreams), which depends on di as definedin table 13; 輸出解復(fù)用子流的序號(hào)，它依賴于di ; 根據(jù)下表選擇；根據(jù)輸出的子流，從列數(shù)據(jù)中，按一定規(guī)則配置成單元字 CELL WORD。規(guī)則如下：Except for QPSK (Nldpc = 64 800 or 16 200) and 256-QAM (Nldpc=16 200 only), the words of width

17、Nsubstreams are split into two cell words of width MOD= Nsubstreams /2 at the output of the demultiplexer. The first mod = Nsubstreams/2 bits b0,do.bNsubstreams/2-1,do form the first of a pair of output cell words y0,2do. y mod-1, 2do andthe remainingoutput bits bNsubstreams/2, do.bNsubstreams-1,do

18、form the second output cell word y0, 2do+1.ymod-1,2do+1 fed to the constellation mapper.In the case of QPSK (Nldpc = 64 800 or 16 200) and 256-QAM (Nldpc=16 200 only), the words of width Nsubstreams from the demultiplexer form the output cell words and are fed directly to the constellation mapper, s

19、o: y0,do.ymod-1,do = b0,do.bNsubstreams-1,do基本上的規(guī)則是將輸出子流的列（除QPSK 和256-QAM 16200），等分成2個(gè)子列，每個(gè)子列形成一個(gè)單元字。因?yàn)榱斜环指畛?等分， 原列的序號(hào)在單元字中，相應(yīng)為2倍和2倍加1；為什么QPSK和256-QAM 16200 的單元字不切割？根據(jù)輸出流的數(shù)量，我們知道，16QAM,64QAM和256QAM的輸出數(shù)量正好是對(duì)應(yīng)的星座代表的位數(shù)的2倍（16QAM 對(duì)應(yīng)4位，64QAM對(duì)應(yīng)6位，256 對(duì)應(yīng)8位）切割為一半之后，每個(gè)單元字的位數(shù)就對(duì)應(yīng)星座代表的二進(jìn)制的位數(shù)了。3.2.2 從單元字到I/Q 星座根據(jù)

20、單元字的值，對(duì)應(yīng)到星座圖中，確定星座圖中點(diǎn)的實(shí)部和虛部的值。3.3 星座旋轉(zhuǎn)Constellation Rotation and Cyclic Q Delay旋轉(zhuǎn)角度256-QAM T2-Lite profile 不旋轉(zhuǎn)3.4 單元交織3.5 時(shí)間交織FEC BLOCK組成時(shí)間交織TI-BLOCK，TI-BLOCK對(duì)應(yīng)到INTERLEAVING FRAME; INTERLEAVING FRAME 對(duì)應(yīng)到T2-FRAME時(shí)間交織三種類型：PI : 表示一個(gè)交織幀對(duì)應(yīng)多少個(gè)T2幀； IJUMP: 表示交織幀所對(duì)應(yīng)的多個(gè)T2幀的序號(hào)差；即跳躍了幾個(gè)T2幀；NTI: 表示一個(gè)交織幀由多少個(gè)TI-BLO

21、CK組成；TIME_IL_TYPE: 一個(gè)交織幀對(duì)應(yīng)一個(gè)T2幀： 0一個(gè)交織幀對(duì)應(yīng)多個(gè)T2幀： 1TIME_IL_LENGTH:TIME_IL_TYPE為0時(shí)，TIME_IL_LENGTH對(duì)應(yīng)NTI，此時(shí)PI=1 TIME_IL_TYPE為1時(shí)，TIME_IL_LENGTH對(duì)應(yīng)PI，此時(shí)NTI為1當(dāng)只有一個(gè)PLP，即NUM_PLP為1時(shí)， LENGTH和TYPE都設(shè)為0；3.5.1 交織幀對(duì)應(yīng)到T2幀（一個(gè)或多個(gè)）四 L1信號(hào)生成，編碼和調(diào)制4.1 P1 Signalling 有7位組成： S1： 表明了T2幀的類型 S2: S2 field1 表明了T2對(duì)應(yīng)的FFT載波數(shù)量和間隔保護(hù)大小S2: S2 field2 表明了T2當(dāng)前參數(shù)是非混合的還是混合類型的。L1-Pre Signalli