关于数字移动电视单频网的设计(下)

接上篇：关于数字移动电视单频网的设计(上)

　　（2） 系统参数

　　系统参数的选择决定了系统有效码率、发射台数量、功率等级、移动速度等系统性能，所以系统参数的确定是系统设计的关键。

　　系统参数的选择主要是一个优化的过程。

　　对移动接收系统来讲，一般选用2K模式，在16QAM参数下，支持移动速度到200公里/小时左右；移动接收时，由于电波传输衰耗大，64QAM调制参数一般不选用。采用较多的是QPSK和16QAM。

　　有效码流与保护间隔、打孔率和信超比(C/N)之间的关系如图2所示。

图2 孔率和信超比(C/N)之间的关系

　　保护间隔的大小与站点距离有关，保护间隔小，有效码率高，但相邻站点间距离要求小，发射台数量增加。如在2K模式下选保护间隔1/32，相邻站点间距离必须控制在2.1公里左右。本系统选用1/4参数，站点间距20公里左右。

　　根据国外研究，对移动接收系统来讲，校验参数CR优先选用1/2，如图3所示。

图3 各种调制需要的载噪比（DVT-B，2K）

　　从图3中可以看出：选择参数（16QAM，CR=1/2，10.Mbit/s）要求的载噪比与参数（QPSK，CR=2/3，6.6Mbit/s）相等，但有效码率不同。所以在移动接收情况下前者较优。
综合考虑上述因素，本系统设计选用2K模式，16QAM，CR1/2，保护间隔1/4，有效传输码率9.95Mbit/s。对应的接收机门限电平值如表1。

　　表1
　　　　　　　　门限　　　　　QPSK　　16-QAM　　64QAM
　　　　　　　接收电平　固定　　16　　　　22　　　30
　　　　　　　（dBμV） 移动　　22　　　　29　　　38

说明：该门限值为SFP（SUBJECTIVE FAILURE POINT）

　　 如果接收天线按0dB增益设计，在19CH对应29 dBμV接收门限的空间场强为52 dBμV/m左右。

　　 国外DVB-T系统在2K，16QAM，CR=1/2，保护间隔1/32时实测数据如图4。

图4 DVB-T 接收场强（34CH）

　　试验证明在场强大于47dBμV/m后，收视效果良好。国外的测试结果间接证明了上述接收门限选择的合理性。

上述门限值对应Viterbi解码后的误比特率为BER=2E-4，如图5所示。

图5 接收门限要求图

　　经RS解码后达到1E-11的“准无失真”水平。

选用保护间隔1/4参数（时延55.6us），理论上要求相邻站点间的距离≤16.8km，但考虑到天线根部附近场强的关系，两站间隔可以在20km左右。

（3）保护间隔问题

　　采用多载波方法，允许较长的符号持续期，降低了符号间干扰，但不能完全消除，因为反射信号也可能在经过了符号的持续周期TS后到达接收机造成干扰。

　　为了使彼此相继的符号即使在有反射也相互独立，必须将持续期为TU的每个OFDM符号人为地加入一个持续期为Tg的“保护间隔”。通常为TU的1/4、1/8、1/16、1/24……等，通过IFFT形成的OFDM信号在保护间隔Tg中周期性地重复。如果保护间隔选择1/4波长，即将持续期TU的后1/4部分复制到始端，将其放在有效信号持续周期TU的前端，形成保护间隔Tg。保护间隔的选择主要与车速和环境条件有关。

　　合理设置保护间隔，一方面可阻止前一个符号干扰有效符号持续周期内的数码信号，另一方面由于信号周期性继续，可以确保在快速傅里衰逆变换（IFFT）窗口范围内的所有反射信号完全被接收，只要直射波和反射波之间的时延差不超过保护间隔，所有的反射信号都会增加接收天线的接收信号的强度，这就是数字移动电视的所谓“分集效应”使无线接收信号的强度增加，也就是说数字移动电视所需要的发射机在同等接收效果的情况，所需的发射功率比其他方式的发射功率小。当反射波的时延超过保护间隔Tg，不再具有积极的作用。而完全是一种破坏作用时，时延越大，破坏作用越强。基于上述原因在设计移动电视无线发射网覆盖时必须充分考虑这个因素。