第十讲DVB-T数字地面广播系统.ppt [兼容模式]
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《现代电视原理》姜秀华 第10章 地面数字电视广播系统
在T=N△t内
f0
f1
f2
┇
┇
fN-1
波形类似于白噪声 在T=N△t内
23
• 中国传媒大学 •
2、映射和星座图
以16QAM映射为例
均匀16QAM映射
Q
1000 1010 0010 0000
1001 1011 0011 0001
I
1101 1111 0111 0101
1100 1110 0111 0100
2
• 中国传媒大学 •
10.2 ATSC数字电视播送系统
• 采用单载波8电平残留边带调制传输； • 6MHz高频频带内传输的净菏; • 较高的频谱效率和抗高斯白噪声的干扰; • 抗宽带多径衰落和多普勒衰落较弱; • 支持移动接收和单频组网能力有待提高;
3
• 中国传媒大学 •
10.2.1 ATSC信道编码系统
– 分比特交织和符号交织两层，均基于块交织。
– 符号交织，将V比特字“随机地〞映射到OFDM符 号的1512〔2k〕获6048〔8k〕个有效载波上。作 用于1512获6048个数据符号块。
x0,x1, …
b0.0,b0.1, …
a0.0,a0.1, …
比特交织器I0
b1.0,b1.1, … 比特交织器I1 a1.0,a1.1, … 串并
2K和8K模式的OFDM参数
参数
8k模式
2k模式
载波数K
6817
1705
有效载波
6048
1512
导频
769
193
有效符号持续期Ts
896us
224us
载波间隔1/Ts
1116Hz
4464Hz
最低与最高载波间 隔
DVB系统简单介绍PPT课件
– 互联网用户终端 基于internet网开展的音视频广播、点播等业务的解
决方案，DVB与internet的融合产物，MPEG-4,real system，win Media Server等技术产物
3.DVB常见的传送方式介绍
3.1 DVB-S应用系统
3.1.1 应用例子
各
种
数
广播卫星
字
节
复用器
– 美国采用的是ATSC（Advanced Television System Committee）标准，被美国、加拿大、韩国和阿根廷 采纳；重点放在如何让HDTV节目在传统射频载波上 传输，使用Dolby AC3音频标准。
– 日本采用的是ISDB（Integrated Services Digital Broadcasting）标准，使用范围仅限于日本国内；重点 放在如何在同一个系统中兼容标清和高清节目，使用 MPEG AAC先进音频编码（类MPEG4）。
2.DVB系统的框架结构
2.2 DVB的相关标准
2.2.2 基带标准 Base band
– TR 101 154（各个系统的执行指引）
l 编码解码控制、最小的接收机功能描述等等（源于 13818-1的扩展部分）
– ETS 300 468（SI的详细描述）
l 定义SI链表机制、定义SI表格、定义其中的具体描述
3.DVB常见的传送方式介绍
3.2 DVB-C应用系统
3.2.1 应用例子
各
种
数
字
节
复用器
目
源
QAM调制器 频道分配器
有线电视网
C解码器
家用电视
3.DVB常见的传送方式介绍
3.2 DVB-C应用系统
决方案，DVB与internet的融合产物，MPEG-4,real system，win Media Server等技术产物
3.DVB常见的传送方式介绍
3.1 DVB-S应用系统
3.1.1 应用例子
各
种
数
广播卫星
字
节
复用器
– 美国采用的是ATSC（Advanced Television System Committee）标准，被美国、加拿大、韩国和阿根廷 采纳；重点放在如何让HDTV节目在传统射频载波上 传输，使用Dolby AC3音频标准。
– 日本采用的是ISDB（Integrated Services Digital Broadcasting）标准，使用范围仅限于日本国内；重点 放在如何在同一个系统中兼容标清和高清节目，使用 MPEG AAC先进音频编码（类MPEG4）。
2.DVB系统的框架结构
2.2 DVB的相关标准
2.2.2 基带标准 Base band
– TR 101 154（各个系统的执行指引）
l 编码解码控制、最小的接收机功能描述等等（源于 13818-1的扩展部分）
– ETS 300 468（SI的详细描述）
l 定义SI链表机制、定义SI表格、定义其中的具体描述
3.DVB常见的传送方式介绍
3.2 DVB-C应用系统
3.2.1 应用例子
各
种
数
字
节
复用器
目
源
QAM调制器 频道分配器
有线电视网
C解码器
家用电视
3.DVB常见的传送方式介绍
3.2 DVB-C应用系统
DVB数字视频广播系统与DTMB国标(ppt58张)
• 12.1.4 DVB-T 采用地面广播进行传输的 数字电视系统 • 1 地面广播的标准 • 欧洲采用以COFDM为核心技术的DVB-T/H 标准； • 美国大联盟组织提出的以8VSB为核心技术 的ATSC标准； • 日本提出的以BST-OFDM为核心技术的 ISDB-T标准； • 我国采用自主研制的DTMB技术标准。
12.1.3 DVB-C信道编码与调制系统
1．DVB-C简介 • DVB-C 的欧洲标准是由 ETSI( 欧洲电信 标准学会)于1994年12月制定的，标准编号 为ETS 300 429。 • DVB-C 系统定义了有线数字电视广播系 统的功能块组成，它使MPEG-2基带数字电 视信号与有线信道特性相匹配。
• 2 地面数字电视系统组成 地面数字电视的系统主要由前端系统、 发射系统和接收系统组成。
图12-5 基于IFFT/FFT的OFDM系统
•
3 国内经过多年探索和竞争，也推出了中 国自主知识产权的数字地面电视技术标准： 清华大学提出的以TDS-OFDM 时域同步正 交频分复用为核心技术的DMB-T/TH标准和 上海交通大学的基于VSB单载波残留边带 调制技术的ADTB-T(先进数字电视广播-地 面标准)。 • 目前，地面无线数字电视国家标准融合 了上海交通大学的单载波和清华大学的多 载波方案。
7．可用比特率与转换器带宽的关系 • 一个卫星转发器能以 QPSK 调制方式传 输的可用比特率值，除了决定于可选用的 不同值的内码编码率外，更加决定于卫星 转发器本身的带宽。
•
由上面所述可以看出， DVB-S 的特点在 于卫星信道的带宽大 (>24MHz) ，但转发器 的辐射功率不高(十几瓦至一百多瓦)，传输 信道质量不够高 ( 传输路径远，特别是易于 受雨衰影响 ) 。因此，为保证接收可靠而采 用了调制效率较低、抗干扰能力强的QPSK 调制。
第十讲dvbt数字地面广播系统ppt [兼容模式]
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22
中国传媒大学
解决多径干扰的思路
2)具体措施： 串并转换，变换成几千路并行比特流，几千 路符号对几千个子载波进行调制，并进行混 合。(2K和8K模式) 由于子载波是以频分复用的方式合成在一起， 称为FDM(频分复用调制)； 各子载波的信号频谱是正交的，又称OFDM；
2015/6/14
23
中国传媒大学
COFDM原由
OFDM无法克服： 1)多径效应引起的频率选择性衰落 2)多普勒效应破坏载波间的正交性 需要借助与信道纠错编码措施解决这类问题. C是在信道编解码中起作用 OFDM在调制解调中起作用
2015/6/14
24
中国传媒大学
1、OFDM原理
Zn=In+jQn，n=0,1,…,N-1， 符号间隔△t，N个符号为一个 OFDM符号持续期，T=N △t
2015/6/14
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中国传媒大学
DVB-T符号持续期
2015/6/14
33
中国传媒大学
OFDM特点（续）
2）、可实现SFN
n 对SFN，来自不同发射台的同频信号（同节目） 相当于来自不同方向的多径回波。
n SFN的发射机间的距离估算 n 8K模式，8MHz内有8K个1KHz的载波，Ts=1ms，
I
1100 1110 0111 0100
非均匀16QAM映射,α=2
Q 1000 1010
0010 0000
1001 1011
0011 0001
1101 1111 1100 1110
I
0111 0101
0111 0100
2015/6/14
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中国传媒大学
非均匀映射的作用
1）星座点在同一象限内发生 错误， 2个MSB不会错误。
地面数字电视技术培训ppt课件
单频网 适配器
TS流
TS流 (含SIP包)
传输网络 发端适配器1
节目分配 网络1
传输网络 发端适配器2
…
传输网络 发端适配器N
节目分配 网络2
…
节目分配 网络N
TS流 (含SIP包)
传输网络 收端适配器1
TS流 (含SIP包)
传输网络 收端适配器2
地面数字 电视发射机1
地面数字 电视发射机2
TS流 (含SIP包)
应用案例： 北京欧标/国标地面数字电视单频网 深圳欧标地面数字电视单频网
国家新闻出版广电总局广播电视规划院
地面数字电视播送传输系统施行-节目传输系统〔五〕
传输网络 发端适配器5
传输网络 收端适配器5
ASI ASI-DS3 适配器
TS流 （含SIP）
DS3-SDH 适配器
数字微 波设备
数字微波
数字微 波设备
传输网络 收端适配器N
地面数字 电视发射机N
国家新闻出版广电总局广播电视规划院
地面数字电视播送传输系统施行-多频道单频网合路/分路器
合路器 分路器
复用器
将多个TS流合成一个TS流进展传输， 而不改变每一个TS流信息，保证端到端 100%透明传输。 无PID的更改或转换 无PCR精度的变化 不删除空包 不增加空包 产品：广电天地、数码视讯、 NewTec
传输网络 发端适配器4
ASI ASI-DS3 适配器
TS流 （含SIP）
DS3-SDH 适配器
传输网络 收端适配器4
SDH-DS3 适配器
DS3-ASI ASI 适配器
TS流 （含SIP）
DS3-SDH适配器原理 DS3速率：44.736Mbps
DVB-TS基本原理介绍ppt课件
Component
Component 组件 : 最底层的基本流,如一路视频、音频、或一路数据广播
9
DVB网络组织结构
ShenZhen Network
Transport Stream 1 Transport Stream 2
Transport Stream 3
…
CCTV-1 CCTV-2 CCTV-n
包是信息的最小单位，包的类型由包中的负载决定。该包有可能是视 频，辅助信息，或者是填充的空包。 码流的速率称为码率，单位是bit/s,因此可以计算出一个100M的码流文 件在码流发生器上以38M码率发送时，持续时间是：
100M(BYTE) × 8 / 38M = 21.05秒
码流传输采用时分复用方法，也就是说在一个时间点内只有一种类型的数据包 正在传送。
22
TS流的包结构
4字节 TS包头
适应字段
188字节
有效负载
16字节 RS编码
为了区分不同的TS包，从188字节的包中划分出4个字节作为包头，用 于描述相应TS包所负载的内容及其它一些属性。
因为实际的传输过程中总会产生误码，因此在TS包的188字节后增加16 字节的前向纠错码（RS编码），这样就形成了204字节的TS包
6
DVB网络组织结构
ShenZhen Network
Transport Stream 1 Transport Stream 2
Transport Stream 3
…
CCTV-1 CCTV-2 CCTV-n
SZTV-1 SZTV-2
视频 音频 PCR 私有数据
…
数据广播
Network
TS
Service
Component
Component 组件 : 最底层的基本流,如一路视频、音频、或一路数据广播
9
DVB网络组织结构
ShenZhen Network
Transport Stream 1 Transport Stream 2
Transport Stream 3
…
CCTV-1 CCTV-2 CCTV-n
包是信息的最小单位，包的类型由包中的负载决定。该包有可能是视 频，辅助信息，或者是填充的空包。 码流的速率称为码率，单位是bit/s,因此可以计算出一个100M的码流文 件在码流发生器上以38M码率发送时，持续时间是：
100M(BYTE) × 8 / 38M = 21.05秒
码流传输采用时分复用方法，也就是说在一个时间点内只有一种类型的数据包 正在传送。
22
TS流的包结构
4字节 TS包头
适应字段
188字节
有效负载
16字节 RS编码
为了区分不同的TS包，从188字节的包中划分出4个字节作为包头，用 于描述相应TS包所负载的内容及其它一些属性。
因为实际的传输过程中总会产生误码，因此在TS包的188字节后增加16 字节的前向纠错码（RS编码），这样就形成了204字节的TS包
6
DVB网络组织结构
ShenZhen Network
Transport Stream 1 Transport Stream 2
Transport Stream 3
…
CCTV-1 CCTV-2 CCTV-n
SZTV-1 SZTV-2
视频 音频 PCR 私有数据
…
数据广播
Network
TS
Service
Component
数字电视广播原理与应用 10【精选】
DVB-T不同工作条件下的可传输码率 （Mbit/s）是重要的特性参数，如表10-5所 示。
表10-5 8MHz带宽内的有效码率（Mbit/s）调制方式内码
10.1.7COFDM的射频功率谱
COFDM调制中，对于每个载波而言它的 频谱具有Ak(sinx)/x函数形式，参见图10-4。
图10-4 OFDM已调波的频谱
图10-4 OFDM已调波的频谱
就地面开路接收时的传输信道种类而言， 有三种信道模型：
（1）高斯信道，这是天线接收信号只受 到高斯噪声（随机噪声，白噪声）干扰的信 道模型；
（2）Ricean信道，这是天线接收信号接 收到直达波之外还接收到多个反射波的信道 模型，它对应于使用室外屋顶天线时还会接 收到高楼等来的许多多径反射波；
在图10-13所示的帧结构安排中，将188 个字节中每一字节分成4个2比特的符号 （symbol），共有752个符号。其第一个同步 字节（4个符号）不进行扰码，进行扰码的是 随后的748个符号。
图10-13 ATSC的帧结构图
图10-13中表明，初始化是在每场内第2 段的同步字节（在后面它被段同步数据取代） 期间实施的。初始化后，PRBS发生器连续运 行，使每段内的有效数据加扰，但在后面加 入RS纠错码期间阻断PRBS序列进入异或门， 并在段同步和场同步期间也阻断PRBS序列进 入异或门，也就是，虽然PRBS发生器初始化 后连续运行，但只对每场的有效数据起加扰 作用。
① 连续导频 ② 散布导频 ③ TPS信号
（3）超帧内TS包数目
定义4个OFDM帧组成一个超帧，在超帧内 可以传输整数个204字节的RS码TS包，无论信 道内码编码率和调制模式如何，OFDM超帧内 TS包数目如表10-4所示。
表10-4 OFDM超帧内TS包数目内码
表10-5 8MHz带宽内的有效码率（Mbit/s）调制方式内码
10.1.7COFDM的射频功率谱
COFDM调制中，对于每个载波而言它的 频谱具有Ak(sinx)/x函数形式，参见图10-4。
图10-4 OFDM已调波的频谱
图10-4 OFDM已调波的频谱
就地面开路接收时的传输信道种类而言， 有三种信道模型：
（1）高斯信道，这是天线接收信号只受 到高斯噪声（随机噪声，白噪声）干扰的信 道模型；
（2）Ricean信道，这是天线接收信号接 收到直达波之外还接收到多个反射波的信道 模型，它对应于使用室外屋顶天线时还会接 收到高楼等来的许多多径反射波；
在图10-13所示的帧结构安排中，将188 个字节中每一字节分成4个2比特的符号 （symbol），共有752个符号。其第一个同步 字节（4个符号）不进行扰码，进行扰码的是 随后的748个符号。
图10-13 ATSC的帧结构图
图10-13中表明，初始化是在每场内第2 段的同步字节（在后面它被段同步数据取代） 期间实施的。初始化后，PRBS发生器连续运 行，使每段内的有效数据加扰，但在后面加 入RS纠错码期间阻断PRBS序列进入异或门， 并在段同步和场同步期间也阻断PRBS序列进 入异或门，也就是，虽然PRBS发生器初始化 后连续运行，但只对每场的有效数据起加扰 作用。
① 连续导频 ② 散布导频 ③ TPS信号
（3）超帧内TS包数目
定义4个OFDM帧组成一个超帧，在超帧内 可以传输整数个204字节的RS码TS包，无论信 道内码编码率和调制模式如何，OFDM超帧内 TS包数目如表10-4所示。
表10-4 OFDM超帧内TS包数目内码
DVB系统简单介绍
DVB系统简单介绍DVB（Digital Video Broadcasting，数字视频广播）是一种基于数字技术的广播系统，用于传输视频、音频和数据信号。
它提供了更高的画质、更清晰的音质和更强大的功能，逐渐替代了模拟广播系统。
DVB-S是一种用于卫星广播的标准。
它使用了一种称为QPSK （Quadrature Phase Shift Keying，四相移键控）的调制技术，将数字信号转换为模拟信号进行传输。
DVB-S可以提供高清晰度的电视节目、电影和其他视频内容，信号覆盖范围广泛，适用于广播电视发射台覆盖困难的地区。
DVB-T是一种用于地面数字广播的标准。
它使用了一种称为COFDM （Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing，编码正交频分复用）的调制技术，将数字信号分成多个子载波进行传输。
DVB-T可以提供多个电视频道和音频频道，信号覆盖范围广泛，适用于城市和农村地区的广播电视传输。
DVB-C是一种用于有线数字广播的标准。
它使用了一种称为QAM （Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制）的调制技术，将数字信号转换为模拟信号进行传输。
DVB-C可以提供多个电视频道和音频频道，信号质量稳定，适用于有线电视网络。
DVB-H是一种用于移动数字广播的标准。
它使用了一种称为OFDM （Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）的调制技术，将数字信号分成多个子载波进行传输。
DVB-H可以提供多个电视频道和音频频道，信号具有较好的穿透性和抗干扰能力，适用于移动设备如手机和平板电脑等的广播接收。
DVB系统的优势在于提供了更多的电视频道和音频频道，提高了音视频质量，拥有更强大的功能和互动性。
它还具有更高的传输效率和灵活性，可以适应不同的传输媒介和应用需求。
同时，DVB系统也提供了一些额外的功能，如电子节目指南、语言选择和字幕功能等，为用户提供更好的观看体验。
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VB-T系统
4、两种模式
n 2k模式，用于单个发射机和有限发射机间隔的 小SFN
n 8k模式，用于单个发射机和大、小SFN
5、四种保护间隔：1/4、1/8、1/16、1/32，以 提供不同的抗多径能力。
2015/6/14
10
中国传媒大学
DVB-T系统
6、映射数据载波的调制方式：QPSK、均匀 和非均匀的16QAM/64QAM
2015/6/14
19
中国传媒大学
地面广播遇到的问题
1)高频已调波数据信号的符号周期短 例如10Ms/s, 符号周期为0.1us
2)地面数字电视广播的信道模型复杂 高斯信道\Ricean信道\瑞利信道\ 多径干扰,无线电空气传播300m/us，300米的 高楼的一次反射波比直达波迟1us，会影响多 个符号周期，引起多个符号间的码间干扰。
2015/6/14
20
中国传媒大学
多径衰落
Ricean 模型
2015/6/14
21
中国传媒大学
解决多径干扰的思路
1)扩大符号周期: 直达波与一次\二次反射波的延时时间只占符 号周期的很小一部分，减轻符号间干扰；
干扰1~2us
信号的一个符号周期1ms
邻近符号的反射信号
反射信号的一个符号周期1ms
2015/6/14
Re(z) Y0.0
Im(z) Y1.0
2015/6/14
16QAM 15
中国传媒大学
5、DVB-T中的交织
2）、外/内交织提高系统抗脉冲噪声的能力。
内交织相应于被调制载波的频率交织。
外交织相应于时间交织。
x0,x1, …
b0.0,b0.1, … b1.0,b1.1, …
比特交织器I0 比特交织器I1
多径干扰
2015/6/14
4
中国传媒大学
单频网
2015/6/14
5
中国传媒大学
多普勒效应
2015/6/14
6
中国传媒大学
一、数字地面电视广播设计目标
除具备一般电视和数字通信系统的必备功能外， 主要解决以下问题: 1、抗加性噪声，包括AWGN和脉冲噪声 2、抗多径干扰 3、抗模拟同频、邻频干扰（模拟电视与数字电 视有同播过渡期） 4、有最大的频谱利用率
a0.0,a0.1, … a1.0,a1.1, …
串并
b2.0,b2.1, … 比特交织器I2 a2.0,a2.1, …
符号 Y0,Y1, …
映
转换 b3.0,b3.1, … 比特交织器I3 a3.0,a3.1, … 交织
射
b4.0,b4.1, … b5.0,b5.1, …
比特交织器I4 比特交织器I5
n 比特交织，卷积编码后，根据调制阶数，将输入 串行比流转换为V（2、4、6）个并行比特流，然 后按规则分别对每个比特流进行块交织。
x0,x1, …
b0.0,b0.1, … 比特交织器I0 a0.0,a0.1, … 串并
符号 Y0,Y1, …
映
转换 b0.0,b0.1, … 比特交织器I1 a0.0,a0.1, … 交织
射
QPSK
Re(z) Y0.0
Im(z) Y1.0
2015/6/14
14
中国传媒大学
5、DVB-T中的交织
1)、内交织
n 分比特交织和符号交织两层，均基于块交织。
n 符号交织，将V比特字“随机地”映射到OFDM符
号的1512（2k）或6048（8k）个有效载波上。作用
于1512或6048个数据符号块。
取1/4保护间隔，Tg=250us，要求电波延时不超过 250us，则距离300M/us*250us=75000M；
2015/6/14
34
中国传媒大学
OFDM特点（续）
2）、可实现SFN
n 2K模式， 8MHz内有2K个4KHz的载波，Ts=250us， 取1/4保护间隔，Tg=62.5us，要求电波延时不超过 62.5us，则距离300M/us*62.5us=18750M；(8K优 于2K模式)
COFDM原由
OFDM无法克服： 1)多径效应引起的频率选择性衰落 2)多普勒效应破坏载波间的正交性 需要借助与信道纠错编码措施解决这类问题. C是在信道编解码中起作用 OFDM在调制解调中起作用
2015/6/14
24
中国传媒大学
1、OFDM原理
Zn=In+jQn，n=0,1,…,N-1， 符号间隔△t，N个符号为一个 OFDM符号持续期，T=N △t
有保护间隔的 原OFDM信号 有延时的 OFDM信号
FFT窗口
2015/6/14
GI GI
原始 GI GI
31
中国传媒大学
DVB-T的保护间隔
保护间隔Tg可取1/4、1/8、1/16或1/32的Ts； 总的符号持续期： Tu=Tg+Ts 8K模式下的符号有效持续期8192T，T=7/64us； 2K模式下的符号有效持续期2048T，T=7/64us； 可参看教材表10-1的8K/2K模式参数
2015/6/14
35
中国传媒大学
OFDM特点（续）
3）、可移动接收的最高速度
n OFDM可抗动态回波和静态回波 n 移动或便携接收时，是强动态回波情况，这时可
选用长保护间隔、抗噪声能力强的调制方式。 n 考虑多普勒频移fDm n fDm =±(Vmax/C) ×fc
举例：8MHz、2/3卷积码、1/8保护间隔、 64QAM映射时，有效数据率22.12Mbps。
2015/6/14
11
中国传媒大学
四、DVB-T系统的信道编码
1、传送复用适配和随机化处理
n 定义、作用和工作原理
2、外码——RS码
n 线性分组码概念、RS码参数、截短RS码
3、外交织
n 交织概念、作用、方法
n 在每个OFDM信号前插入保护间隔，只要多径时 延不超过保护间隔，子载波的正交性不受破坏。
n 多径的影响可用导频估计和校正，剩余影响在FFT 后由FEC消除。
2015/6/14
30
中国传媒大学
原OFDM信号 有延时的信号
FFT窗口
发生信号相互干扰
OFDM信号持续期=Ts+GI
GI 有效信号持续期Ts
22
中国传媒大学
解决多径干扰的思路
2)具体措施： 串并转换，变换成几千路并行比特流，几千 路符号对几千个子载波进行调制，并进行混 合。(2K和8K模式) 由于子载波是以频分复用的方式合成在一起， 称为FDM(频分复用调制)； 各子载波的信号频谱是正交的，又称OFDM；
2015/6/14
23
中国传媒大学
{Zn=In+jQn} OFDM s(t) 调制器
{Zn=In+jQn} IFFT s(tm)
N个频域样点
N个时域样点
解调
{Zn=In+jQn} FFT s(tm)
2015/6/14
29
中国传媒大学
3、OFDM特点
1）、插入保护间隔可抗多径衰落
n 出现多径干扰时，接收端子载波间的正交性被破 坏，载波之间发生相互干扰。
a4.0,a4.1, … a5.0,a5.1, …
64QAM
Re(z) Y0.0
Im(z) Y1.0
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中国传媒大学
6、DVB-T中的均匀和非均匀映射
以16QAM映射为例
均匀16QAM映射
Q
1000 1010 0010 0000
1001 1011 0011 0001
1101 1111 0111 0101
I
0111 0101 0111 0100
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中国传媒大学
五、COFDM调制技术
1）、OFDM，正交频分复用，也称MCM。 2）、OFDM原理 3）、OFDM实现方法 4）、OFDM特点 5）、DVB-T的OFDM参数 Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing
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中国传媒大学
DVB-T符号持续期
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中国传媒大学
OFDM特点（续）
2）、可实现SFN
n 对SFN，来自不同发射台的同频信号（同节目） 相当于来自不同方向的多径回波。
n SFN的发射机间的距离估算 n 8K模式，8MHz内有8K个1KHz的载波，Ts=1ms，
x0,x1, …
b0.0,b0.1, … 比特交织器I0 a0.0,a0.1, …
b1.0,b1.1, … 比特交织器I1 a1.0,a1.1, … 串并
符号 Y0,Y1, …
映
转换 b2.0,b2.1, … 比特交织器I2 a2.0,a2.1, … 交织
射
b3.0,b3.1, … 比特交织器I3 a3.0,a3.1, …
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7
中国传媒大学
二、DVB-T系统功能框图
视频编码器 音频编码器 数据编码器
节目
1
复用 传送
器 2 复用 n器
MPEG-2源编码和复用
分离器
复用适配和 外编 外交 内编 能量扩散 码器 织器 码器
内交 织器
映 射
OFDM 帧调整
IFFT (OFDM 保护间
调制器)
隔插入
RF调 去
制器
第十讲 DVB-T数字电视地面广播系统
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中国传媒大学
地面数字电视广播概况
四种地面数字电视广播
ATSC、DVB-T、ISDB-T、DTTB（中国）
4、两种模式
n 2k模式，用于单个发射机和有限发射机间隔的 小SFN
n 8k模式，用于单个发射机和大、小SFN
5、四种保护间隔：1/4、1/8、1/16、1/32，以 提供不同的抗多径能力。
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中国传媒大学
DVB-T系统
6、映射数据载波的调制方式：QPSK、均匀 和非均匀的16QAM/64QAM
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中国传媒大学
地面广播遇到的问题
1)高频已调波数据信号的符号周期短 例如10Ms/s, 符号周期为0.1us
2)地面数字电视广播的信道模型复杂 高斯信道\Ricean信道\瑞利信道\ 多径干扰,无线电空气传播300m/us，300米的 高楼的一次反射波比直达波迟1us，会影响多 个符号周期，引起多个符号间的码间干扰。
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中国传媒大学
多径衰落
Ricean 模型
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中国传媒大学
解决多径干扰的思路
1)扩大符号周期: 直达波与一次\二次反射波的延时时间只占符 号周期的很小一部分，减轻符号间干扰；
干扰1~2us
信号的一个符号周期1ms
邻近符号的反射信号
反射信号的一个符号周期1ms
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Re(z) Y0.0
Im(z) Y1.0
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16QAM 15
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5、DVB-T中的交织
2）、外/内交织提高系统抗脉冲噪声的能力。
内交织相应于被调制载波的频率交织。
外交织相应于时间交织。
x0,x1, …
b0.0,b0.1, … b1.0,b1.1, …
比特交织器I0 比特交织器I1
多径干扰
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单频网
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多普勒效应
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一、数字地面电视广播设计目标
除具备一般电视和数字通信系统的必备功能外， 主要解决以下问题: 1、抗加性噪声，包括AWGN和脉冲噪声 2、抗多径干扰 3、抗模拟同频、邻频干扰（模拟电视与数字电 视有同播过渡期） 4、有最大的频谱利用率
a0.0,a0.1, … a1.0,a1.1, …
串并
b2.0,b2.1, … 比特交织器I2 a2.0,a2.1, …
符号 Y0,Y1, …
映
转换 b3.0,b3.1, … 比特交织器I3 a3.0,a3.1, … 交织
射
b4.0,b4.1, … b5.0,b5.1, …
比特交织器I4 比特交织器I5
n 比特交织，卷积编码后，根据调制阶数，将输入 串行比流转换为V（2、4、6）个并行比特流，然 后按规则分别对每个比特流进行块交织。
x0,x1, …
b0.0,b0.1, … 比特交织器I0 a0.0,a0.1, … 串并
符号 Y0,Y1, …
映
转换 b0.0,b0.1, … 比特交织器I1 a0.0,a0.1, … 交织
射
QPSK
Re(z) Y0.0
Im(z) Y1.0
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5、DVB-T中的交织
1)、内交织
n 分比特交织和符号交织两层，均基于块交织。
n 符号交织，将V比特字“随机地”映射到OFDM符
号的1512（2k）或6048（8k）个有效载波上。作用
于1512或6048个数据符号块。
取1/4保护间隔，Tg=250us，要求电波延时不超过 250us，则距离300M/us*250us=75000M；
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中国传媒大学
OFDM特点（续）
2）、可实现SFN
n 2K模式， 8MHz内有2K个4KHz的载波，Ts=250us， 取1/4保护间隔，Tg=62.5us，要求电波延时不超过 62.5us，则距离300M/us*62.5us=18750M；(8K优 于2K模式)
COFDM原由
OFDM无法克服： 1)多径效应引起的频率选择性衰落 2)多普勒效应破坏载波间的正交性 需要借助与信道纠错编码措施解决这类问题. C是在信道编解码中起作用 OFDM在调制解调中起作用
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1、OFDM原理
Zn=In+jQn，n=0,1,…,N-1， 符号间隔△t，N个符号为一个 OFDM符号持续期，T=N △t
有保护间隔的 原OFDM信号 有延时的 OFDM信号
FFT窗口
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GI GI
原始 GI GI
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DVB-T的保护间隔
保护间隔Tg可取1/4、1/8、1/16或1/32的Ts； 总的符号持续期： Tu=Tg+Ts 8K模式下的符号有效持续期8192T，T=7/64us； 2K模式下的符号有效持续期2048T，T=7/64us； 可参看教材表10-1的8K/2K模式参数
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OFDM特点（续）
3）、可移动接收的最高速度
n OFDM可抗动态回波和静态回波 n 移动或便携接收时，是强动态回波情况，这时可
选用长保护间隔、抗噪声能力强的调制方式。 n 考虑多普勒频移fDm n fDm =±(Vmax/C) ×fc
举例：8MHz、2/3卷积码、1/8保护间隔、 64QAM映射时，有效数据率22.12Mbps。
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四、DVB-T系统的信道编码
1、传送复用适配和随机化处理
n 定义、作用和工作原理
2、外码——RS码
n 线性分组码概念、RS码参数、截短RS码
3、外交织
n 交织概念、作用、方法
n 在每个OFDM信号前插入保护间隔，只要多径时 延不超过保护间隔，子载波的正交性不受破坏。
n 多径的影响可用导频估计和校正，剩余影响在FFT 后由FEC消除。
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原OFDM信号 有延时的信号
FFT窗口
发生信号相互干扰
OFDM信号持续期=Ts+GI
GI 有效信号持续期Ts
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解决多径干扰的思路
2)具体措施： 串并转换，变换成几千路并行比特流，几千 路符号对几千个子载波进行调制，并进行混 合。(2K和8K模式) 由于子载波是以频分复用的方式合成在一起， 称为FDM(频分复用调制)； 各子载波的信号频谱是正交的，又称OFDM；
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{Zn=In+jQn} OFDM s(t) 调制器
{Zn=In+jQn} IFFT s(tm)
N个频域样点
N个时域样点
解调
{Zn=In+jQn} FFT s(tm)
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3、OFDM特点
1）、插入保护间隔可抗多径衰落
n 出现多径干扰时，接收端子载波间的正交性被破 坏，载波之间发生相互干扰。
a4.0,a4.1, … a5.0,a5.1, …
64QAM
Re(z) Y0.0
Im(z) Y1.0
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6、DVB-T中的均匀和非均匀映射
以16QAM映射为例
均匀16QAM映射
Q
1000 1010 0010 0000
1001 1011 0011 0001
1101 1111 0111 0101
I
0111 0101 0111 0100
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五、COFDM调制技术
1）、OFDM，正交频分复用，也称MCM。 2）、OFDM原理 3）、OFDM实现方法 4）、OFDM特点 5）、DVB-T的OFDM参数 Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing
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DVB-T符号持续期
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OFDM特点（续）
2）、可实现SFN
n 对SFN，来自不同发射台的同频信号（同节目） 相当于来自不同方向的多径回波。
n SFN的发射机间的距离估算 n 8K模式，8MHz内有8K个1KHz的载波，Ts=1ms，
x0,x1, …
b0.0,b0.1, … 比特交织器I0 a0.0,a0.1, …
b1.0,b1.1, … 比特交织器I1 a1.0,a1.1, … 串并
符号 Y0,Y1, …
映
转换 b2.0,b2.1, … 比特交织器I2 a2.0,a2.1, … 交织
射
b3.0,b3.1, … 比特交织器I3 a3.0,a3.1, …
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二、DVB-T系统功能框图
视频编码器 音频编码器 数据编码器
节目
1
复用 传送
器 2 复用 n器
MPEG-2源编码和复用
分离器
复用适配和 外编 外交 内编 能量扩散 码器 织器 码器
内交 织器
映 射
OFDM 帧调整
IFFT (OFDM 保护间
调制器)
隔插入
RF调 去
制器
第十讲 DVB-T数字电视地面广播系统
2015/6/14
1
中国传媒大学
地面数字电视广播概况
四种地面数字电视广播
ATSC、DVB-T、ISDB-T、DTTB（中国）