DVB-T的信道编码和调制系统框图如图10-34所示。
图10-34 DVB-T信道编码和调制框图
输入端是视频、音频和数据复用而成的TS传送流,每个TS包由188字节组成,经过一系列信号处理后输出COFDM调制的载波信号。
前4个方框与DVB-S相同,信道编码也是RS(204、188)外编码和卷积内编码,内编码根据需要采用不同的编码率(η=1/2-7/8),高频调制采用多载波的OFDM调制方式,具有抗多径干扰、抗多普勒效应和便于构成单频网(SFN)等特点,所以该制式不仅可以用于固定接收也可用于移动接收。
(一)内交织
DVB-T中高频载波采用COFDM调制方式,在8MHz射频带宽内设置1075(2k模式)或6817(8k模式)个载波,将高码率的数据流相应地分解成2k或8k路低码率的数据流,分别对每个载波进行QPSK、16QAM或64QAM调制。
在QPSK、16QAM和64QAM三种调制模式下,收缩卷积码经并/串变换后的输入数据流x0,x1,…被处理成输出调制符号的映射过程如图10-35所示。
图10-35 输入比特-输出调制符号的映射
(二)映射和星座图
COFDM调制中,由每个V比特的符号对每个载波进行相应的调制,V=2时为QPSK调制,V=4时为16QAM调制,V=6时为64QAM调制。为形成相应的调制信号,使V比特映射成相应的调制信号星座图,如图10-36(a)(b)(c)所示。
图10-36 三种模式的映射和星座图
(三)COFDM调制方式
COFDM是数字通信中的多载波方式,OFDM是正交频分复用的英文缩写,全部载波频率有相等的频率间隔,它们是一个基本振荡频率的整数倍。
为了抗多径干扰,每个OFDM调制信号必须加保护间隔,保护间隔长度一般大于传输多径信号的传播延时。填充保护间隔可采用不同的方法,第一种是零值填充的(Zero-padding)的保护间隔,简称为Z-OFDM;第二种则是被广为应用的循环前缀填充(Cyclic-Prefix)保护间隔,简称为C-OFDM。
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(www.xing528.com)
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。
3.瑞利信道
其接收天线接收不到直达波,只接收到许多反射波,对应于用室内天线接收或室外便携和移动接收;接收点直视不到发射天线,只有大楼、山丘等来的诸多反射波。
(四)保护间隔
(五)帧自适应、导频和TPS信号
在OFDM调制之前有“帧自适应”和“导频及TPS信号”两个信号处理框,下面分别说明。
1.帧自适应
帧自适应是指OFDM帧的构成,它是在OFDM符号的基础上组成的。所谓OFDM符号,前面已指出,是2k或8k模式中在持续期Ts内由N个频率的已调制载波综合成的信号。2k模式中N=1705,8k模式中N=6817。2k模式和8k模式的OFDM参数如表10-21所示。
表10-21 2k模式和8k模式的OFDM参数
2.导频
OFDM中对每个载波的调制都是抑制载波的,接收端的解调诸如对于QAM的相干解调是需要基准信号的,在这里称为导频信号,它们在OFDM符号内分布于不同的时间和频率上,具有已知的幅度和相位。有两种导频类型:连续导频和散布导频。
①连续导频
②散布导频
③TPS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10-22所示。
表10-22 OFDM超帧内TS包数目内码
(六)COFDM的射频功率谱
由于各个载波的调制符号有不同的Ak值,因此,总的功率谱密度不是恒定的,根据各个载波不同的Ak值,8MHz内功率谱是起伏的而不是很平坦的,如图10-37所示。
图10-37 COFDM已调波的功率谱
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