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長虹LDTV42700數字電視一體機全國首測

技術解讀:DTMB地面數字多媒體業務
來源:小熊在線 更新日期:2008-06-16 作者:佚名
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技術解讀:DTMB地面數字多媒體業務

    長虹LDTV42700U內置有DTMB通用數字功能模塊,能夠接收無線數字高清電視與廣播,并且你不需要多付出額外的費用。與鋪設的有線數字信號相比,無線數字信號靈活性更大,不會因為小區沒有線路就不能收看。

    DTMB是一個提供地面數字多媒體業務的統稱,包括HDTV、音頻、視頻、數據廣播和交互多媒體。國標DTMB技術方案特性包括:1、高信息容量:為HDTV節目提供大于24Mb/s的單信道碼率。2、高度靈活的操作模式:通過選擇不同的調制方式和地址信息,系統能夠支持固定、便攜、步行或高速移動接收。3、高度靈活的頻率規劃和覆蓋區域:使用單頻網和同頻道覆蓋擴展器/縫隙填充器的概念,通過選擇不同保護間隔的工作模式可構建16公里和36公里覆蓋范圍的單頻網。4、支持不同的應用: HDTV、SDTV、數據廣播、互聯網、消息傳送等。5、支持多個傳送/網路協議,例如 MPEG2 和 IP 協議集。易于與其他的廣播和通信系統連接。6、在OFDM 調制系統(TDS-OFDM)中實現了先進的信道編碼和時域信道估計/同步方案,降低了系統 C/N 門限,以便降低發射功率,從而減少對現有模擬電視節目的干擾。7、支持便攜終端低功耗模式。8、支持多種工作模式。

    傳輸速率可選范圍5.414~32.486 Mbps;調制方式可選QPSK、16QAM、64QAM;保護間隔可選55.6ms、125ms;內碼碼率可選0.4、0.6、0.8。


國標DTMB的傳輸數據率(Mbps)

    國標DTMB方案構成如圖所示。電視節目或數據、文本、圖片、語音等多媒體信息經過源編碼、信道編碼后,通過一個或一個以上的發射機發射出去,覆蓋一定區域。根據地面數字多媒體電視廣播的服務需求、傳輸條件和信道特征, 國標DTMB傳輸系統采用了創新的時域同步正交頻分復用(TDS-OFDM)單多載波調制方式。這種調制方式,主要針對地面數字多媒體電視廣播傳輸信道線性時變的寬帶傳輸信道特性(頻域選擇性與時域選擇性同時存在的傳輸信道)所設計。由于TDS-OFDM適用于具有多徑干擾和多普勒頻移的傳輸信道,因此其同樣適用于地面數字多媒體電視廣播以外的其他寬帶傳輸系統。

1. 創新的TDS-OFDM 調制

    國標DTMB系統采用了 TDS-OFDM,其特點是同步頭采用了偽隨機序列,在每個 OFDM 保護間隔周期性地插入時域正交編碼的幀同步序列, TDS-OFDM調制按下列步驟進行:a.輸入的MPEG-TS碼流經過信道編碼處理后通過星座映射形成3780點的星座;b. 采用IDFT將該3780點星座變換成長度為3780的離散樣值(單載波模式不需要這一步驟)幀體(500μs);c. 在OFDM的保護間隔插入長度為420(或595,945)的PN序列作為幀頭;d. 將幀頭和幀體組合成時間長度為555.56μs(或578.7μs,625μs)的信號幀;e. 采用具有線性相位延遲特性的FIR低通濾波器對信號進行頻域整形;f. 將基帶信號進行上變頻調制到RF載波上。

2. 原創的數字電視廣播幀結構


國標DTMB的分級幀結構

    為了實現快速穩定的同步,國標DTMB采用了分級幀結構,它具有周期性,并且可以和絕對時間同步。幀結構的基本單元稱為信號幀,225個信號幀定義為一個幀群,480個幀群定義為一個超幀。幀結構的頂層稱為日幀,由超幀組成。信號幀的幀體采用多載波調制方式或單載波調制方式,幀體的子載波數為3780或者為1。子載波數為3780時,相鄰子載波的間隔為2 kHz,每個子載波符號采用MQAM調制。信號幀的幀體除了正常的數據流外還包含傳輸參數信令(TPS),用以傳送系統配置信息。它由36 比特組成,并用QPSK映射為18個子載波或者星座。

    國標DTMB的超幀由一個控制幀和相鄰的224個信號幀構成,每個超幀的持續時間為125 ms,超幀中的第一個信號幀被定義為超幀頭(控制幀),用于傳輸控制該超幀的信令。超幀中的每一個信號幀有惟一的幀號,它被編碼在幀頭的PN序列中。每個超幀由一個9bit的超幀號標識。超幀號被編碼在信號幀的傳輸參數信令(TPS)中。TPS在超幀的每個信號幀中重復,只在新的超幀開始時才能改變。

    國標傳輸系統的分幀包含480個超幀,分幀中的每個超幀由其超幀號惟一識別。分幀的第一個超幀編號為0最后一個超幀編號為479,每個分幀的持續時間為60s。國標DTMB的日幀由1440個分幀組成,以一個自然日為周期進行周期性重復。在北京時間0∶0∶0AM,系統的幀結構被復位并開始一個新的日幀。

3. 原創的廣播同步傳輸技術


填充PN序列的保護音隔功能恢復原理

    PN序列除了作為OFDM塊的保護間隔以外,在接收端還可以被用做信號幀的幀同步、載波恢復與自動頻率跟蹤、符號時鐘恢復、信道估計等用途。由于 PN 序列幀頭與 數據幀體正交時分復用,且 PN 序列對于接收端來說是已知序列,因此,PN 序列和幀頭與數據幀體在接收端是可以被分開的。接收端的信號幀去掉 PN 序列后可以看作是具有零填充保護間隔的OFDM。


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