什么是ISDB-T? ISDB-T 是什么意思
日本采用的地面?zhèn)鬏斨剖讲幌抻趩为?dú)傳輸數(shù)字電視(圖像和伴音),也包括了獨(dú)立的聲音和數(shù)據(jù)廣播,這幾者可以單獨(dú)存在或任意地組合,構(gòu)成在帶寬6MHz內(nèi)的一路節(jié)目或多路節(jié)目。ISDB-T系統(tǒng)包括發(fā)送部分和接收部分,發(fā)送部分的輸入是信源編碼部分的輸出,發(fā)送部分的輸出是加給發(fā)射機(jī)輸入端的中頻已調(diào)制信號(hào),在發(fā)射機(jī)內(nèi)上變頻成射頻信號(hào)去往饋線和天線。TSDB-T在信源編碼中,圖像信號(hào)也按MPEG-2的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)Rec.ITU-RBT.601-5,對(duì)于SDTV,圖像源格式應(yīng)是720(704)×480像素?cái)?shù),取樣頻率為4:2:0模式。至于聲音信號(hào)的信源編碼,日本既未采用MPEG-2的壓縮標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC13818-3),即所謂的MUSICAM(掩蔽型通用子帶綜合編碼和復(fù)用),也未采用ATSC中的DolbyAC-3(音頻編碼-3)標(biāo)準(zhǔn),而是采用基于MPEG-4的AAC(高級(jí)AC)壓縮方式。ISDB-T系統(tǒng)中的接收部分,輸入信號(hào)是COFDM調(diào)制的射頻信號(hào),輸出信號(hào)是加給信源解碼部分輸入端的信道解碼信號(hào)。圖1中簡(jiǎn)要示明了系統(tǒng)框圖。
為了與地面電視廣播的原頻道規(guī)劃(每頻道6MHz)相適配,ISDB-T中每個(gè)頻道的傳送帶寬為(432KHz×13+4KHz)=5.62MHz或(432KHz×13+1KHz)=5.617MHz。這里,是以每432KHz作為一個(gè)獨(dú)立的OFDM(正交頻分復(fù)用),6MHz內(nèi)可包含13段OFDM。而每個(gè)OFDM段由數(shù)據(jù)段和導(dǎo)頻信號(hào)組成,或者說OFDM段是指在數(shù)據(jù)段中加入各種導(dǎo)頻信號(hào)后于432KHz帶寬內(nèi)傳送的信息數(shù)據(jù)流。每個(gè)數(shù)據(jù)段可以獨(dú)立地指定其載波調(diào)制方式(16QAM、64QAM、QPSK或DQPSK)、內(nèi)碼編碼率(1/2、2/3、3/4、5/6、或7/8)、保護(hù)間隔比和時(shí)間交織深度等。
作為對(duì)比,歐洲D(zhuǎn)VB-T8MHz或7MHz的每路頻道是作為一個(gè)總體來處理的,對(duì)全部載波的調(diào)制方式只能是一種(16QAM、64QAM或QPSK),內(nèi)碼編碼率基本上是一種(1/2、2/3、3/4、5/6、或7/8),保護(hù)間隔比也只能是一種(1/4、1/8、1/16或1/32)。由此可見,ISDB-T在這些方面其信號(hào)處理與DVB-T基本上相同,但是更靈活些,可按電視、聲音、數(shù)據(jù)的不同需求優(yōu)化地選用。
3 傳送信號(hào)形式
ISDB-T中,根據(jù)ISO/IEC13818-1(MPEG-2,系統(tǒng))實(shí)施傳送信號(hào)的復(fù)用。每一個(gè)物理通道(6MHz)為一個(gè)基本TS(傳送流),其中13個(gè)OFDM段可構(gòu)成有統(tǒng)一參數(shù)選擇的單一大塊,也可以分為具有不同參數(shù)選擇的幾個(gè)塊層,最多為4個(gè)塊層。接收端接收時(shí),可以對(duì)13段OFDM整體接收,也可以部分接收,即只接收13段OFDM里中央的一段OFDM,圖2示出了不分塊層整體接收和分塊層部分接收的兩種情況。
由圖可見,一個(gè)塊層內(nèi)包含的OFDM段的數(shù)目并無限定,可多可少?lt;13),而部分接收時(shí)總是接收中央的一段,即是接收一個(gè)物理通道(6MHz)內(nèi)基本TS流的一部分。
4 傳送參數(shù)
ISDB-T的每432KHz內(nèi)載波間隔有4KHz與1KHz兩種。另外,為了接收端能抗多徑干擾,在每個(gè)有效符號(hào)持續(xù)期Tu(=1/載波間隔)上增加一個(gè)保護(hù)間隔持續(xù)期△,按規(guī)定△/Tu的取值有4種(1/4、1/8、1/16、1/32)。因此,一個(gè)OFDM段的傳送參數(shù)如表1所示。
至于整個(gè)ISDB-T物理通道6MHz內(nèi)的傳送參數(shù),如表2所示。
表2中,差動(dòng)調(diào)制段是指DQPSK(差動(dòng)四相移相鍵控)調(diào)制方式的OFDM段,其余的調(diào)制方式均為同步調(diào)制段。
眾所周知,數(shù)字信號(hào)經(jīng)信道編碼后再調(diào)制傳輸時(shí),人們關(guān)心的一是在給定的通道帶寬內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偞a率,二是誤碼檢糾錯(cuò)能力,顯然,這兩者間是存在矛盾的,由此,設(shè)計(jì)者可根據(jù)不同的總碼率和可靠性需求在各種調(diào)制方式、卷積編碼率和保護(hù)間隔比等方面確定相應(yīng)的參數(shù)值。
表3給出了ISDB-T中1段OFDM的碼率(單位kbps),而括號(hào)內(nèi)的數(shù)字則是13段的總碼率(單位Mbps)。
由表3可見,最大傳送碼率為23.420Mbps。作為對(duì)比,美國(guó)的6MHz、ATSC制式中傳送總碼率為21.52Mbps。
5 有關(guān)術(shù)語的含義
(1)模式1和模式2
它們分別表示載波間隔4KHz(一個(gè)OFDM段內(nèi)載波數(shù)108個(gè))和1KHz(一個(gè)OFDM段內(nèi)載波數(shù)432個(gè))的兩種調(diào)制模式。
(2)OFDM幀
是指由204個(gè)OFDM符號(hào)組合構(gòu)成的傳送信號(hào)幀。每個(gè)OFDM符號(hào)則由持續(xù)期為Ts(=△+Tu)的K個(gè)有效載波組成,K=1405或5617。對(duì)每個(gè)載波可以由V個(gè)比特進(jìn)行調(diào)制,形成星座圖上的一個(gè)點(diǎn),在QPSK和DQPSK中V=2比特,在16QAM中V=4比特,在64QAM中V=6比特。
(3)差動(dòng)調(diào)制部分
按DQPSK進(jìn)行調(diào)制的OFDM段的集合稱為差動(dòng)調(diào)制部分。
(4)同步調(diào)制部分
按QPSK、16QAM、64QAM進(jìn)行調(diào)制的OFDM段的集合稱為同步調(diào)制部分。
(5)三種導(dǎo)頻信號(hào)
每個(gè)OFDM幀內(nèi)除了傳輸數(shù)據(jù)符號(hào)外,還傳送散布導(dǎo)頻(SP)、連續(xù)導(dǎo)頻(CP)蚑MCC導(dǎo)頻信號(hào),它們應(yīng)用于幀同步、頻率同步、時(shí)間同步、信道均衡估計(jì)和傳輸模式識(shí)別等控制信息。在圖3的幀結(jié)構(gòu)圖上,示意畫出同步調(diào)制中一個(gè)OFDM幀內(nèi)諸導(dǎo)頻信號(hào)的插入情況。
散布導(dǎo)頻(SP)插入于同步調(diào)制符號(hào)中,在OFDM載波方向(圖3中的水平方向)和OFDM符號(hào)方向(圖3中的垂直方向)上散布地配置,按規(guī)定受到BPSK調(diào)制。連續(xù)導(dǎo)頻(CP)插入于全部13個(gè)OFDM段中,在OFDM符號(hào)方向上按規(guī)定受到BPSK調(diào)制的導(dǎo)頻信號(hào)。TMCC導(dǎo)頻插入于全部13個(gè)OFDM段中,攜載有用于指明ISDB-T模式的諸信息,受到DBPSK調(diào)制。
二 信道編碼方式
信道編碼部分的方框圖如圖4所示。
外編碼為縮短的RS(里德一索羅門)碼(204、188、t=8),采用伽羅華域GF(28)的碼元,域生成多項(xiàng)式為P(x)=X8+X4+X3+X2+1,碼生成多項(xiàng)式為(X-1)(X-a)(X-a2)(X-a3)……(X-a15),a=02HEX0加上RS碼前、后的TSP(傳送流包),如圖5所示。
劃分塊層時(shí),以TSP為單位進(jìn)行劃分,每一塊層內(nèi)有相同的編碼參數(shù)。
關(guān)于延時(shí)補(bǔ)償,當(dāng)各個(gè)塊層的碼率不一樣時(shí),用來對(duì)字節(jié)交織引起的延時(shí)差進(jìn)行補(bǔ)償,它們以TSP為單位調(diào)整延時(shí)。
關(guān)于能量擴(kuò)散,用PRBS(偽隨機(jī)二進(jìn)制序列)在塊層基礎(chǔ)上以比特為單位與同步字節(jié)除外的數(shù)據(jù)流進(jìn)行模2和。PRBS的生成多項(xiàng)式為g(x)=x15+x14+1。15個(gè)移位寄存器的初始化值從低位起為“100101010000000”,每-OFDM幀開始時(shí)初始化一次。字節(jié)交織度I=12字節(jié),采用具有12條支路、包含F(xiàn)IFO(先進(jìn)先出)移位寄存器的Forney方法來實(shí)現(xiàn)字節(jié)交織。交織和去交織導(dǎo)致發(fā)送和接收合計(jì)的數(shù)據(jù)延時(shí)量為(17×12×11)字節(jié)(相當(dāng)于11個(gè)TSP)。
圖6示出了約束長(zhǎng)度K=7、基本編碼率為1/2的卷積編碼電路??晒┻x擇的內(nèi)碼編碼率及此時(shí)的縮短式傳送信號(hào)(縮短碼)示于表4。
評(píng)論