中國數(shù)字地面電視解調(diào)方案的設(shè)計探討
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2008年1月1日，香港特別行政區(qū)率先開始了基于中國數(shù)字地面電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)的廣播商業(yè)運(yùn)營。2008年5月1日“央視高清”高清頻道的正式開播，標(biāo)志著地面國標(biāo)技術(shù)進(jìn)入正式實施階段。在廣電總局的指導(dǎo)下，包括北京、上海、深圳的“6+2”個奧運(yùn)城市借鑒北京地面廣播試驗測試和實踐的經(jīng)驗，開展“央視高清”轉(zhuǎn)播服務(wù)和本地的高清電視節(jié)目廣播。國內(nèi)各電視機(jī)及機(jī)頂盒廠商在等待多年之后，終于開始相關(guān)產(chǎn)品的實質(zhì)性產(chǎn)品化設(shè)計及批量生產(chǎn)。
DTMB標(biāo)準(zhǔn)回顧
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)文本可看出，DTMB標(biāo)準(zhǔn)是單載波系統(tǒng)和多載波系統(tǒng)相融合的產(chǎn)物。載波數(shù)、PN類型、星座點(diǎn)、NR編碼和LDPC編碼碼率、交織深度等多個參數(shù)選項總共衍生出330種組合。然而，其中有些參數(shù)選項明顯是為了某種載波調(diào)制方式而設(shè)的，將它們應(yīng)用到另一種載波調(diào)試方式則意義不大。在這330種模式中，大約260種是我們認(rèn)為有實用價值的。事實上，相關(guān)部門研究制定的《地面數(shù)字電視接收機(jī)通用規(guī)范》也只對其中的7種模式作了要求。減少模式有利于降低產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)成本并快速將方案推向?qū)嶋H應(yīng)用。
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DRX398yZ的系統(tǒng)原理框圖 |
每個DTMB的信號幀均由用于同步和信道估計的PN序列以及數(shù)據(jù)載荷部分組成。單載波模式下的數(shù)據(jù)載荷在時域進(jìn)行調(diào)制，而多載波模式下的數(shù)據(jù)載荷在頻域進(jìn)行調(diào)制。對于標(biāo)準(zhǔn)的多載波部分，使用頻域處理是傳統(tǒng)的解決方案，這使得與頻譜相關(guān)的各類信道失真(諸如模擬同頻干擾、單頻干擾等)可以很方便地得到偵測、抑制或補(bǔ)償。對于標(biāo)準(zhǔn)的單載波部分，則最好使用時域的判決反饋均衡器，以便偵測時域相關(guān)的失真(諸如回波、相位抖動等)。均衡器的工作不僅基于PN序列，而且在數(shù)據(jù)載荷部分也能繼續(xù)。雖然這類時域均衡器的實現(xiàn)成本可能較高，但它們的性能好，還是物有所值的。
PN420和PN945幀頭由循環(huán)PN序列構(gòu)成，并發(fā)送功率高于幀內(nèi)數(shù)據(jù)載荷部分。這使得多載波解調(diào)器可以僅依賴PN序列所帶來的信道信息對頻域載荷進(jìn)行糾正補(bǔ)償。相同的幀也可以用于單載波中，但高功率的PN要求均衡器的精度要提高，從而增加了實現(xiàn)成本。此外，這些序列的循環(huán)特性會在均衡器抽頭上形成回波的假象，并與真實信號中的回波混在一起，很難消除。因此，非循環(huán)且信號功率連續(xù)的PN595序列更適合于標(biāo)準(zhǔn)中的單載波部分。
PN420和PN945幀頭又分為固定和旋轉(zhuǎn)兩種。在固定模式下，每幀的PN序列都是相同的；在旋轉(zhuǎn)模式下，每幀PN序列的起始相位都不同。由于回波的影響，前一幀的數(shù)據(jù)載荷會延后疊加到當(dāng)前幀PN序列的前半部分，后半部分可仍舊保持“干凈”。傳統(tǒng)的處理此類失真的辦法是在時間上進(jìn)行濾波以減少影響。但在旋轉(zhuǎn)模式下，PN序列的各部分均可以通過“干凈”的窗口，這使得更多更好的信道算法可以得到運(yùn)用。高級的解調(diào)芯片可以基于旋轉(zhuǎn)模式提供更好的接收性能。
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