移动数字电视相关技术研究(三)

DMB-T的系统组成。DMB-T传输系统由传输协议、信号处理算法和硬件系统等功能模块组成。系统的发射端结构如图2所示。

图2

DMB-T的技术特性。DMB-T的设计目标是实现多媒体信息在室内外、固定、移动和便携单向广播和双向通信。DMB-T系统的传输协议基于TDS-OFDM的多载波调制技术，主要有以下特点：

a、分级的帧结构。其帧结构是分级的，分为信号帧、帧群、超帧和日帧。一个基本帧结构称为一个信号帧。帧群定义为255个信号帧，其第一帧定义为帧群头。帧群中的信号帧有唯一的帧号，标号从0到254，信号帧号(FN)被编码到当前信号帧的帧同步序列中。超帧定义为一组帧群，帧结构的顶层称为超帧群。超帧被编号，从0到最大帧群号。超帧号(SFN)与超帧群号(SFGN)一起被编码到超帧的第一个帧群头中。SFGN被定义为超帧群发送的日历日期，超帧群以一个自然日为周期进行周期性重复，它被编码为下行线路超帧群中一个超帧的第一个帧群头中的前两个字节。在太平洋标准时间(PST)或北京时间00:00:00AM，物理信道帧结构被复位并开始一个新的超帧群。DMB-T系统的物理信道是周期的，并且可以和绝对时间同步，从而可使接收机在需要的时候才开机。这意味着接收机可以设计成只有接收所需信息时才进入接收状态，从而达到省电的目的。其帧结构如图3所示。

图3

b、快速同步。一个信号帧由帧同步和帧体两部分组成。帧同步信号采用沃尔什编码(WalshCode)的伪随机序列，能实现多基站识别，它包含前同步、PN序列和后同步。对于一个信号帧群中的不同信号帧，有不同的帧同步信号，可利用帧同步对信号帧进行识别。DMB-T系统采用TDS-OFDM调制方案，其采用沃尔什编码的扩频伪随机序列同步头，能够实现快速同步。DMB-T系统的同步时间约为5ms，而其它数字电视标准的同步时间却在100ms以上；并且，其同步抗干扰能力强，能在－20dB信噪比下可靠恢复同步。

c、可选保护间隔。DMB-T系统有6种可选的保护间隔，即可选为DFT块大小的0、1/6、1/9、1/12、1/20、1/30。保护间隔中插入PN序列作为帧头。

d、接收性能好。DMB-T系统中使用RS(209,187)内码。在RS编码器中，信息数据以8b组成一个字节进行处理，每个MPEG-2TS复用包去除同步字节并加扰后，加入22个纠错字节，可纠11字节以内的误码，并可对超出纠错能力的误码给出报警信息。RS编码器后跟随一个卷积交织器，进一步增强了外码的抗干扰能力。卷积交织在RS复用包间进行，交织深度和宽度采用(19, 22)。时域交织能将解码后的连续误码分散到不同的RS码字中，使其不超出RS码的纠错能力。

e、适应性强。实际中，存在着各种各样的应用环境、需求和数据类型。为了适应情况的差异，系统还采用了内码编码，可以选格形码(TCM)、卷积码、Turbo-TCM码、分组乘积码BPC(3762,2992)，并组合各种调制方式如QPSK、16QAM、64QAM。

f、出色的移动接收能力。外码和内码编码器构成纠错编码器，其后连接一个帧间时域卷积交织器和帧内频域交织器。其中时域卷积交织器有0、(19,132)、(19,396)、(19, 2750)四种交织深度，可更好地支持移动接收和减小VHF频带内脉冲噪声的影响。内码和外码交织器具有相似的结构，但是两者的缓存器大小不一样。频域交织在OFDM载波间进行，深度为3780个子载波。

g、抗噪声干扰能力强。利用时域插入序列进行信道性能估计，采用信道冲激响应算法，使之受噪声干扰影响小、算法复杂度低、估算精度高。

h、建网成本和运营成本低。DMB-T传输协议基于现有的电视广播体系结构，一旦电视台从模拟传输转到数字传输，业务提供者就可开始数据广播业务运营。随着用户和传输内容的增加而容量成为问题时，可以通过逐渐建设蜂窝网提高网络容量。DMB-T传输协议应用模式是一种广播和点对点服务的混合模式，公共信息以非常低的成本传送给各个消费者，这使得DMB-T解决方案的运行成本较低。