ADTB-T和DMB-T誰能當駙馬

    上面我們簡單介紹了單載波調制和多載波調制的工作原理，下面我們進一步來分析單載波調制和多載波調制的優、缺點，最后由大家來猜一猜，ADTB-T和DMB-T，誰能當駙馬？

    根據上面分析，采用16-QAM單載波調制，其最高碼率為24Mbit/S，載波頻率為6MHz；如果選用多載波調制，在碼率同樣為24Mbit/S的情況下，采用3780-OFDM多載波調制，對于3780個載波平均下來，每個載波平均傳送的碼率大約只有6.3Kbit/S，這樣，哪怕每個載波都選用QPSK調制，其載波的最高頻率還是可以選得很低；如果選用16-QAM或64-QAM調制，其載波的最高頻率還可以進一步降低。但這是在沒有考慮解碼以及圖像信號處理需要時間的理想情況，實際并不是這樣。

    一方面，在數字電視機中，選用的載波頻率也不能太低，因為，數字信號傳送的速度一定要大于圖像信號處理的速度，這樣，最后輸出信號才不會產生間斷。例如，我國HDTV的行掃描頻率大約為32KHz，如果不考慮MPEG解碼電路以及圖像信號處理電路對輸入信號處理所需要的時間，那么，多載波的最低頻率就不能低于32KHz，否則，行掃描電路就會出現沒有信號可掃描的情況，圖像顯示就會出現間斷。因此，MPEG解碼電路以及圖像信號處理電路對數字信號傳送速度也有同樣的要求。

    另一方面，多載波解調制對數字信號進行分批處理時候，每次都需要等3780個載波傳送的數據全部到齊以后，才能一次性地對數據進行處理，即需要對信號進行并轉串處理；因此，其解調制過程消耗的時間相對來說比較長，其最低頻率也就不能取得很低。另外，多載波調制一般都不采用殘留邊帶發送，因此，調制后的頻帶寬度相對于殘留邊帶發送來說大約要寬一倍。

    綜合以上因素，就平均而言，多載波的平均頻率相對來說可以低一些，但載波的最高頻率與單載波的頻率相對來說，并不會相差很大。

    載波頻率低的最大好處就是，可以降低信號傳送過程中的多經反射干擾（即圖像重影效應）。下面我們分三種情況來分析：

    比如單載波頻率為6MHz，其周期為0.17uS，兩個正交載波相差1/4個周期（90°），為0.0425uS；由于電磁波的速度約等于光速，即每微妙為300米，那么，頻率為6MHz的載波對應于一個周期所傳播的距離就是51米，即波長為51米；半個周期為25.5米（半波長），1/4個周期為12.75米（1/4波長）。

    如果反射體的路經距離正好與電視接收點相差12.75米（或1/4波長的奇數倍），即電視接收機相當于同時收到兩個信號，一個是主信號，另一個是反射信號，兩個調制載波信號的相位正好相差90°（1/4波長）；這樣，兩個調制載波信號互相疊加以后，不但會改變原來信號的相位，同時也會改變信號的幅度，結果相當于I和Q兩路信號互相串擾，并且，當兩個信號疊加之后的相位差越接近時，即反射信號越強，干擾就越嚴重；在這種情況下，數字電視接收機的調制解調電路可能無法正常解碼。

    如果反射體的路經距離正好與電視接收點相差半個波長（25.5米，或半個波長的奇數倍），則兩個調制載波信號的相位正好相差180°（半波長），由于正交調制的兩路信號（I和Q）都是對載波的半波進行幅度調制的，因此，兩路調制過的信號合成之后就相當于是對載波的1/4波進行調制；當原信號正、負半周是對稱時，則兩個信號互相疊加的結果會使接收信號減弱，相當于電視接收機接收靈敏度降低；當原信號正、負半周不是對稱時，則兩個信號互相疊加的結果會使接收信號失真，相當于兩路信號（I和Q）互相串擾，與兩個調制載波信號的相位相差90°時沒有多大區別。

    如果反射體的路經距離正好與電視接收點相差1個波長（51米，或1個波長的整數倍），兩個信號的相位正好相差360°（1個波長）；當原信號正、負半周為對稱時，則兩個信號互相疊加的結果會使接收信號加強，相當于電視接收機接收靈敏度提高；當原信號正、負半周不是對稱時，則兩個信號互相疊加的結果會使接收信號失真，相當于兩路信號（I和Q）互相串擾，與兩個調制載波信號的相位相差90°時沒有多大區別。

    由此可見，只要接收到兩個信號（主信號和反射信號）的相位角相差正好是90°（1/4波長）的整數倍，對單載波正交調制信號造成的干擾最嚴重；對于其它相位差同樣也會產生干擾，只是干擾程度相對來說沒有90°時那么嚴重。

    假設多載波的最高頻率只有3MHz，即為單載波頻率的二分之一，相對來說多載波的波長比較長；根據兩點之間的電磁場強度與距離的平方成反比的定理，可以求得，在1/4波長處是干擾最嚴重的地方，兩者的電磁場強度相差4倍。而對所有載波平均而言，甚至可以相差幾百倍，即多載波調制的多經干擾相對來說比單載波輕。

    但多載波調制和解調的過程都非常麻煩，多個載波經過調制后合在一起傳輸，解調時對其再進行分離就非常困難；因為，在高碼率傳送之下，它無法用濾波電路把各個調制載波信號選出來，只能采用同步分離的方法，因此，它對同步信號的相位要求非常嚴格，所以多個載波對相位噪音的要求比單載波高很多。

    如果多載波調制信號解調時各個載波信號分離不干凈，就相當于多個載波之間會互相產生干擾，信噪比（S/N）就會降低。一般多載波解調電路要求信噪比（S/N）的門限值要比單載波解調電路高好幾個db（根據報道為3-4dB）。

    目前已經有很多方法可以降低單載波多經反射干擾，例如，采用數字延時均衡技術，即從信號中取出一部分信號經延時一個相位后再與原信號疊加，現在這種技術可以通過軟件控制來實現，將來所有的數字信號接收機都可以采用這種技術。

    很多人都認為，只有多載波調制才能用于移動電視接收機，而單載波調制無法實現移動接收的功能。我認為，這種想法毫無道理。

    比如，一輛汽車的速度是每小時100公里（28米/秒），那么，它跑1/4周期（6MHz）的時間（0.0425uS）所對應的距離就是1.19×10^－6米，這相當于2.3×10^－8個波長；或它跑1/4波長的距離（12.75米）所對應的時間為0.46秒，相當于2710000個周期。這兩個結果無論是在時間上或在距離上都沒有可比性。因此，汽車速度對單載波的相位影響幾乎等于零。而受影響最大的反而應該是，在0.46秒時間內，數字延時均衡電路是否能正常工作。

    而對于高頻載波在移動接收過程中產生的多普勒效應，它只影響接收頻率的偏移，這種影響對單載波調制和多載波調制都是一樣的。

    特別值得注意的是，由于ADTB-T是單載波技術，因此，它對廣電原有的發射系統能夠很方便的接洽。根據資料分析，在前端數字化改造方面，交大方案的成本要比清華方案的成本節省約80～90％，僅需要一個MPEG和ADTB-T調制器即可利用原有模擬發射機發射數字信號，而清華方案必需要整套更換成全新的數字發射機，這筆代價在邊遠地區還是需要斟酌的很大的一筆開銷。

    同時，在衡量一個數字信號接收的時候，還需考慮信號的接收穩定率；由于是數字信號的屬性是0和1，就是要么收到，要么收不到，這就凸現門限的意義；根據測試結果，DMB-T的接收門限比DVB-T低，可ADTB-T的接收門限比DMB-T還要低，這就是為什么采用ADTB-T的發射系統其覆蓋范圍比DMB-T的發射系統的覆蓋范圍更廣闊的原因，因為其門限低，采用ADTB-T接收機的靈敏度要比DMB-T接收機的靈敏度高3-4dB，因此，其能夠在更遠的距離上接收弱信號。

    另外，上交大單載波系統在組建單頻網（SFN）時，對發射機時鐘頻率的精度和穩定度的要求僅為E-9。這同任何多載波系統相比，要低三個數量級，因此，其工程造價較低。

    在發射功率方面相比，上交大單載波系統的發射機平均功率是多載波系統的二分之一，其標定功率則是后者的五分之一。即：在同樣的覆蓋范圍之內，為了實現高數據率的固定接收，上交大方案需要1kW的平均發射功率，則其發射機的標定功率需要4kW，因為其峰均比（PAR）接近6dB。

    而對于多載波系統（以歐洲標準為代表）而言，如果要覆蓋相同的地區，則其平均發射功率需要2.0-2.5kW。這是因為：多載波系統與單載波系統相比，載噪比（C/N）門限值要增加3-4 dB。其次，其發射機的標定功率需要20-25kW，因為其峰均比（PAR）接近10dB。

    選用單載波系統將來還可以把地面接收和有線接收同用一個高頻頭和解碼器，因為，目前有線電視采用的調制方式基本上都是采用64-QAM，而地面傳輸一般都采用16-QAM，將來也可以選用64-QAM。

    上面這些分析，對老百姓來說，不一定會感興趣；但老百姓感興趣的是，怎么樣能買到既便宜又好用的電視機。相比之下，交大方案數字電視接收機的生產成本大約要比清華方案的生產成本低20～30%。這很清楚，如果由老百姓自己來選擇的話，他們一定會知道自己應該選擇什么樣的數字電視接收機。但什么時候老百姓有過自己的選擇權，皇帝家的駙馬是由老百姓來選擇的嗎？