電視與視頻技術(shù)第11章.

1、第 11章 數(shù)字電視地面廣播第第11章章 地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng) 本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：DVB-T數(shù)字電視廣播系統(tǒng)數(shù)字電視廣播系統(tǒng)ATSC數(shù)字電視廣播系統(tǒng)數(shù)字電視廣播系統(tǒng)DTTB數(shù)字電視地面廣播傳輸標準數(shù)字電視地面廣播傳輸標準第 11章 數(shù)字電視地面廣播 地面數(shù)字電視廣播標準：地面數(shù)字電視廣播標準：標準標準制定國家制定國家/ /地地區(qū)區(qū)頒布時間頒布時間使用國家使用國家/ /地區(qū)地區(qū)ATSCATSC美國美國1996.121996.12美國、加拿大、墨西哥、美國、加拿大、墨西哥、巴西、韓國等巴西、韓國等DVB-TDVB-T歐洲歐洲1996.051996.05歐洲各國、亞太地

2、區(qū)、歐洲各國、亞太地區(qū)、新加坡、澳大利亞等新加坡、澳大利亞等ISDB-TISDB-T日本日本19991999日本日本DTTBDTTB中國中國2006.8.182006.8.18中國中國信源編碼：信源編碼：MPEG-2主要差別是：信道編碼和數(shù)字調(diào)制方式主要差別是：信道編碼和數(shù)字調(diào)制方式第 11章 數(shù)字電視地面廣播11.1 DVB-T數(shù)字電視廣播系統(tǒng)數(shù)字電視廣播系統(tǒng)DVB-T信道編碼和調(diào)制信道編碼和調(diào)制MPEG-2 TS傳送流傳送流l信道編碼：信道編碼：RS編碼編碼+數(shù)據(jù)交織數(shù)據(jù)交織+卷積碼卷積碼+數(shù)據(jù)交織數(shù)據(jù)交織l數(shù)字調(diào)制：數(shù)字調(diào)制：OFDM第 11章 數(shù)字電視地面廣播一、一、COFDM調(diào)制調(diào)制

3、OFDM：正交頻分復(fù)用：正交頻分復(fù)用C：基帶信號施加了糾錯編碼：基帶信號施加了糾錯編碼目的：解決高速率數(shù)據(jù)在通過開路傳輸時因多徑目的：解決高速率數(shù)據(jù)在通過開路傳輸時因多徑效應(yīng)引入的效應(yīng)引入的碼間干擾碼間干擾。原因：原因：l視頻信號的碼率很高（幾視頻信號的碼率很高（幾Mbit/s），符號周期很），符號周期很小（約為?。s為10-1至至10-2微妙）；微妙）；l開路傳輸時反射波會比直射波延遲數(shù)個符號周期。開路傳輸時反射波會比直射波延遲數(shù)個符號周期。解決的辦法：增大符號周期（降低碼率）解決的辦法：增大符號周期（降低碼率）第 11章 數(shù)字電視地面廣播OFDM已調(diào)波的頻譜已調(diào)波的頻譜1sfT 符號持符號

4、持續(xù)時間續(xù)時間sT1、COFDM基本原理基本原理串并轉(zhuǎn)換實現(xiàn)碼率降低。串并轉(zhuǎn)換實現(xiàn)碼率降低。高頻帶寬高頻帶寬B內(nèi)均勻安排內(nèi)均勻安排N個子載波，各載波信號頻個子載波，各載波信號頻譜正交。譜正交。N路信號對路信號對N個子載波調(diào)個子載波調(diào)制。制。QPSK、16QAM、64QAMN路已調(diào)波混合，頻分復(fù)路已調(diào)波混合，頻分復(fù)用總帶寬用總帶寬B。2mN bbRRNbRbR第 11章 數(shù)字電視地面廣播2、實施方法、實施方法 調(diào)制利用調(diào)制利用IFFT運算，運算， 解調(diào)利用解調(diào)利用FFT運算，由專運算，由專用集成芯片完成。用集成芯片完成。同步同步檢波檢波第 11章 數(shù)字電視地面廣播3、COFDM的應(yīng)用的應(yīng)用非對稱

5、數(shù)字用戶環(huán)路（非對稱數(shù)字用戶環(huán)路（ADSL）數(shù)字視頻廣播（數(shù)字視頻廣播（DVB）無線局域網(wǎng)（無線局域網(wǎng)（WLAN）無線廣域網(wǎng)（無線廣域網(wǎng)（WWAN)新一代蜂窩移動通信等新一代蜂窩移動通信等2k模式適合高模式適合高速移動接收速移動接收8k模式適合組模式適合組建單頻網(wǎng)建單頻網(wǎng)SFNDVB-T系統(tǒng)中的應(yīng)用：系統(tǒng)中的應(yīng)用：8MHz高頻帶寬高頻帶寬模式模式 kN2NB第 11章 數(shù)字電視地面廣播交織方法：交織方法：二、內(nèi)交織二、內(nèi)交織目的：提高目的：提高COFDM信號解調(diào)時的糾錯能力，在信號解調(diào)時的糾錯能力，在卷積編碼后對數(shù)據(jù)進行內(nèi)交織。卷積編碼后對數(shù)據(jù)進行內(nèi)交織。不同的調(diào)不同的調(diào)制方法有制方法有不同的

6、交不同的交織模式織模式第 11章 數(shù)字電視地面廣播00,0 1,02,0 3,0()b b b b b符號00,01,02,03,0()a aa aa符號00,01,02,03,0()yyyy符號Y比特交織器數(shù)據(jù)塊的大小：比特交織器數(shù)據(jù)塊的大?。?26bit比特交織模式：比特交織模式：,()0,1,2,3,4,50,1,.125iii Habi；0123450:( )1:( )(63)mod1262:( )(105)mod1263:( )(42)mod1264:( )(21)mod1265:( )(84)mod126IHIHIHIHIHIH交織器的交織器的置換函數(shù)：置換函數(shù)：( )iH例：例：

7、第 11章 數(shù)字電視地面廣播符號交織器的數(shù)據(jù)塊的大小：符號交織器的數(shù)據(jù)塊的大?。?實際傳輸數(shù)據(jù)的載波數(shù)（符號數(shù)）實際傳輸數(shù)據(jù)的載波數(shù)（符號數(shù)）l2k模式：模式：1512=12126；l8k模式：模式：6048=48126比特交織器比特交織器重復(fù)重復(fù)12次次比特交織器比特交織器重復(fù)重復(fù)48次次( )maxmax;0,2,4,;1,3,5.1H qqqH qyaqNyaqN（ ）對偶數(shù)的符號對奇數(shù)的符號置換函數(shù)置換函數(shù)( )H q符號交織模式：符號交織模式：第 11章 數(shù)字電視地面廣播三、數(shù)據(jù)映射和星座圖三、數(shù)據(jù)映射和星座圖實部的實部的 調(diào)制調(diào)制:cos(2)qkIf t虛部的虛部的 調(diào)制調(diào)制:s

8、in(2)qkQf t第 11章 數(shù)字電視地面廣播第 11章 數(shù)字電視地面廣播四、保護間隔四、保護間隔減小符號間干擾的方法：減小符號間干擾的方法：采取采取OFDM調(diào)制降低了符號率，減小了已調(diào)波頻帶調(diào)制降低了符號率，減小了已調(diào)波頻帶內(nèi)的符號間干擾。內(nèi)的符號間干擾。加入保護間隔加入保護間隔 ，進一步減小，進一步減小OFDM符號符號間干擾。間干擾。gTgTsTuTOFDM符號符號L OFDM符號符號L+1 只要本符號的反射波與直射波的延時不超過保護只要本符號的反射波與直射波的延時不超過保護間隔期，就不會干擾次一個符號，而本符號的反射間隔期，就不會干擾次一個符號，而本符號的反射波將增強直達波的接收功率

9、帶來增益。波將增強直達波的接收功率帶來增益。第 11章 數(shù)字電視地面廣播8k8k模式和模式和2k2k模式參數(shù)模式參數(shù)模式模式8k8k模式模式2k2k模式模式1/41/41/81/81/161/161/321/321/41/41/81/81/161/161/321/32符號有效持續(xù)期符號有效持續(xù)期896896224224 保護間隔保護間隔224224112112565628285656282814147 7 符號總持續(xù)期符號總持續(xù)期1120112010081008952952924924280280252252238238231231/gsTT()sTs()gTs()uTsHz4464第 11章

10、 數(shù)字電視地面廣播五、幀自適應(yīng)、導(dǎo)頻和五、幀自適應(yīng)、導(dǎo)頻和TPS信號信號1、幀自適應(yīng)、幀自適應(yīng)OFDM符號：在符號：在 內(nèi)，內(nèi)，N（1705、6817）個已調(diào)）個已調(diào)載波的綜合。載波的綜合。OFDM幀：序號為幀：序號為067的的OFDM符號構(gòu)成。符號構(gòu)成。OFDM超幀：超幀：4個個OFDM幀構(gòu)成。幀構(gòu)成。sTOFDM符號的幀結(jié)構(gòu)符號的幀結(jié)構(gòu)f第 11章 數(shù)字電視地面廣播2、導(dǎo)頻、導(dǎo)頻連續(xù)導(dǎo)頻連續(xù)導(dǎo)頻“ ”作用：向接收機提供同步和相位誤差估計信息。作用：向接收機提供同步和相位誤差估計信息。實現(xiàn)：實現(xiàn)：l在在OFDM符號內(nèi)，安排固定數(shù)量、位置固定的載波。符號內(nèi)，安排固定數(shù)量、位置固定的載波。 2k

11、模式：模式：45個；個；8k模式：模式：117個個l調(diào)制方式調(diào)制方式BPSKl調(diào)制信號由調(diào)制信號由PRBS序列確定序列確定載波序號：載波序號：0，48，54，87，141，1704；，8616第 11章 數(shù)字電視地面廣播散布導(dǎo)頻散布導(dǎo)頻“ ”作用：提供關(guān)于信道特性（頻率選擇性衰落、時作用：提供關(guān)于信道特性（頻率選擇性衰落、時間選擇性衰落和干擾的動態(tài)變化等）信息，以便接間選擇性衰落和干擾的動態(tài)變化等）信息，以便接收機及時實現(xiàn)動態(tài)信道均衡。收機及時實現(xiàn)動態(tài)信道均衡。實現(xiàn)：在實現(xiàn)：在OFDM一幀中，每一幀中，每12個載頻中第個載頻中第12個為個為散布載頻。散布載頻和連續(xù)載頻可能重疊。散布載頻。散布載

12、頻和連續(xù)載頻可能重疊。 由于設(shè)置了導(dǎo)頻載波，用于傳輸數(shù)據(jù)的由于設(shè)置了導(dǎo)頻載波，用于傳輸數(shù)據(jù)的載波數(shù)目減少，使得載波使用效率下降。載波數(shù)目減少，使得載波使用效率下降。l2k模式的有效載波模式的有效載波1705l8k模式的有效載波模式的有效載波6816l載波使用效率載波使用效率88.7%第 11章 數(shù)字電視地面廣播TPS信號信號“ ”作用：用于給出傳輸參數(shù)，即信道編碼和調(diào)制有作用：用于給出傳輸參數(shù)，即信道編碼和調(diào)制有關(guān)的信令。關(guān)的信令。實現(xiàn)：（實現(xiàn)：（2k模式模式）l在一個在一個OFDM符號中，設(shè)置符號中，設(shè)置17個固定載頻。個固定載頻。l調(diào)制方式調(diào)制方式DBPSK，傳送，傳送1bit調(diào)制信息。調(diào)

13、制信息。l在一個在一個OFDM幀中同一對應(yīng)位置上幀中同一對應(yīng)位置上68個個bit構(gòu)成一構(gòu)成一個個TPS塊，一幀中有塊，一幀中有17個相同的個相同的TPS塊。塊。l每塊中的比特序號為每塊中的比特序號為S0-S67，其信息內(nèi)容及格，其信息內(nèi)容及格式見書式見書P.281。載波序號：載波序號：34，50，209，246，16878k模式模式：在一個：在一個OFDM符號內(nèi)設(shè)置符號內(nèi)設(shè)置68個固定載波。個固定載波。第 11章 數(shù)字電視地面廣播3、超幀內(nèi)的、超幀內(nèi)的TS包包 4個個OFDM幀組成一個超幀，在超幀內(nèi)可以傳輸幀組成一個超幀，在超幀內(nèi)可以傳輸整數(shù)個整數(shù)個204字節(jié)的字節(jié)的RS碼碼TS包。包。OFD

14、M超幀內(nèi)超幀內(nèi)TS包數(shù)包數(shù)目如表所示：目如表所示：第 11章 數(shù)字電視地面廣播六、六、DVB-T不同參數(shù)的頻譜效率不同參數(shù)的頻譜效率一路一路HDTV第 11章 數(shù)字電視地面廣播七、七、COFDM射頻功率譜射頻功率譜每個載波的頻譜：每個載波的頻譜：sinkxAx總的功率譜為各總的功率譜為各載波功率譜的合載波功率譜的合成：成：2sinkxAx8M帶寬內(nèi)功帶寬內(nèi)功率譜比較均勻，率譜比較均勻，功率效率高，功率效率高，對外造成的干對外造成的干擾小。擾小。第 11章 數(shù)字電視地面廣播11.2 ATSC數(shù)字電視廣播系統(tǒng)數(shù)字電視廣播系統(tǒng)ATSC：高級電視制式委員會：高級電視制式委員會特點：特點：1996年批準

15、的地面數(shù)字電視標準；年批準的地面數(shù)字電視標準；6MHz高頻帶寬內(nèi)可傳輸高頻帶寬內(nèi)可傳輸19.39Mbit/s的碼率；的碼率；每個頻道可傳輸一套每個頻道可傳輸一套HDTV信號，信號，35套套SDTV節(jié)目。節(jié)目。第 11章 數(shù)字電視地面廣播一、數(shù)據(jù)隨機化與一、數(shù)據(jù)隨機化與RS編碼編碼1、數(shù)據(jù)隨機化、數(shù)據(jù)隨機化PRBS生成多項式：生成多項式：16131211763( )1G xxxxxxxxx初始化值：初始化值：F180HEX初始化在每場中第二段的同步期間實施初始化在每場中第二段的同步期間實施MPEG-2的的TS流中的流中的SYNC不進行隨機化不進行隨機化第 11章 數(shù)字電視地面廣播2、RS編碼編碼

16、 RS（207，187，t=10)碼長碼長207字節(jié)字節(jié)信息段信息段187字節(jié)，每字節(jié)字節(jié)，每字節(jié)8bit監(jiān)督段監(jiān)督段20字節(jié)字節(jié)糾錯能力為糾錯能力為207字節(jié)中的字節(jié)中的10字節(jié)字節(jié)同步字節(jié)（同步字節(jié)（SYNC）不進行）不進行RS編碼編碼第 11章 數(shù)字電視地面廣播二、二、ATSC幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)l符號：符號：2bit/符號，符號，4符號符號/字節(jié)。字節(jié)。l段：同步段：同步+207=208字節(jié)，字節(jié)，832符號符號/段，段，有效數(shù)據(jù)有效數(shù)據(jù)748個符號，個符號，監(jiān)督碼監(jiān)督碼80個符號。個符號。l場：場：313段段/場，第一場，第一段為場同步，每場的段為場同步，每場的傳輸時間傳輸時間24.2ms。

17、l幀：幀：2場場/幀。幀。lPRBS初始化在每場初始化在每場的第二段的同步字節(jié)的第二段的同步字節(jié)期進行。期進行。l段同步取代段同步取代SYNC第 11章 數(shù)字電視地面廣播l交織深度交織深度B=52數(shù)據(jù)段，數(shù)據(jù)段，M=4字節(jié)字節(jié)l數(shù)據(jù)塊的大小數(shù)據(jù)塊的大小N=B*M=208字節(jié)字節(jié)l同步字節(jié)不參與交織同步字節(jié)不參與交織l段內(nèi)交織和段間交織段內(nèi)交織和段間交織三、數(shù)據(jù)交織三、數(shù)據(jù)交織第 11章 數(shù)字電視地面廣播四、格柵編碼（四、格柵編碼（TCM）1、TCM編碼概述編碼概述 TCM是將編碼和調(diào)制結(jié)合在一起的卷積碼，以是將編碼和調(diào)制結(jié)合在一起的卷積碼，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力。提高系統(tǒng)的抗干擾能力。 可在不

18、增加信道帶寬和不降低信息速率下獲得可在不增加信道帶寬和不降低信息速率下獲得3dB-4dB的功率增益。的功率增益。 編碼效率編碼效率n/(n+1) 方法：編碼碼字和調(diào)制信號間映射方法：編碼碼字和調(diào)制信號間映射 原則：使已調(diào)信號星座圖上信號點之間的空間距原則：使已調(diào)信號星座圖上信號點之間的空間距離（歐氏距離）最大。離（歐氏距離）最大。第 11章 數(shù)字電視地面廣播2、ATSC中的格柵編碼中的格柵編碼8 VSB符號符號卷積編碼和卷積編碼和8-VSB相結(jié)合相結(jié)合X1，X2 Z0，Z1，Z2符號符號干擾抑制濾波器（預(yù)編碼器）干擾抑制濾波器（預(yù)編碼器）作用：梳狀濾波器，避免和作用：梳狀濾波器，避免和NTSC

19、同頻道信號干擾。同頻道信號干擾。第 11章 數(shù)字電視地面廣播格柵編碼器格柵編碼器8-VSB調(diào)制調(diào)制的信號集合的信號集合星座點星座點l子集的劃分原則子集的劃分原則l 為集合中星座點間的最小距離為集合中星座點間的最小距離l映射電平映射電平210 210Z Z Z1Z2Z0Z第 11章 數(shù)字電視地面廣播ATSC在在6M帶寬內(nèi)可攜載信息量的基本參數(shù)帶寬內(nèi)可攜載信息量的基本參數(shù)有效符號率：有效符號率：63832 62610.76 10/48.4 10rS符號 秒12.94/832rsegSf段 秒數(shù)據(jù)段速率：數(shù)據(jù)段速率：332.28/32.28/65.3 / /brbRSbitMbit sRMbit s

20、BMb s Hz傳送碼率：帶寬：8-VSB帶寬計算：帶寬計算：187312219.38/207313rrTSMbit sMPEG-2恒定碼率：恒定碼率：20.66/626segframeff幀 秒幀速率：幀速率：第 11章 數(shù)字電視地面廣播六、導(dǎo)頻的加入六、導(dǎo)頻的加入導(dǎo)頻的作用：為接收端提供解調(diào)用的精確載波。導(dǎo)頻的作用：為接收端提供解調(diào)用的精確載波。方法：幅度為方法：幅度為1.25信號對載波調(diào)制信號對載波調(diào)制l總頻帶：總頻帶：6MHzl有效帶寬：有效帶寬：5.38MHzld=0.31MHzl 0.1152MHz第 11章 數(shù)字電視地面廣播七、七、8-VSB調(diào)制調(diào)制 VSB濾波保留上邊帶和部分下

21、邊帶，部分下邊帶濾波保留上邊帶和部分下邊帶，部分下邊帶中傳送載波信息（導(dǎo)頻信號）形成殘留邊帶信號。中傳送載波信息（導(dǎo)頻信號）形成殘留邊帶信號。283kMMK；，( ) 7, 5, 3, 1, 1, 3, 5, 7g t MVSB高頻調(diào)制效率：高頻調(diào)制效率：22122log(/ / )2log2(/ /)1bbRRBHzkM bit s zkBMbit s Hz 8VBS6(/ /)bit s Hz5.3(/ /)bit s Hz第 11章 數(shù)字電視地面廣播10.3 我國數(shù)字電視地面廣播傳輸標準我國數(shù)字電視地面廣播傳輸標準一、系統(tǒng)綜述一、系統(tǒng)綜述標準：標準：GB20600-2006數(shù)字電視地面廣

22、播傳輸系數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制，于，于2006年年8月月18日日正式批準成為強制性國家標準，簡稱為正式批準成為強制性國家標準，簡稱為DTTB。具有多項獨立的自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。具有多項獨立的自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。DTTB支持支持4.81Mbit/s32.486Mbit/s的凈荷傳輸?shù)膬艉蓚鬏敂?shù)據(jù)率。數(shù)據(jù)率。支持標準清晰度電視業(yè)務(wù)和高清晰度電視業(yè)務(wù)，支持標準清晰度電視業(yè)務(wù)和高清晰度電視業(yè)務(wù)，支持固定接收和移動接收及多頻組網(wǎng)和單頻組網(wǎng)。支持固定接收和移動接收及多頻組網(wǎng)和單頻組網(wǎng)。第 11章 數(shù)字電視地面廣播數(shù)據(jù)接口符合數(shù)據(jù)接口符合GB/T17975.1

23、第一部分，即第一部分，即MPEG-2標準的第一部分（系統(tǒng)）。標準的第一部分（系統(tǒng)）。射頻輸出接口符合標準射頻輸出接口符合標準SJ/T10351電視發(fā)射通用電視發(fā)射通用技術(shù)標準。技術(shù)標準。關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)l低密度校驗糾錯碼低密度校驗糾錯碼l系統(tǒng)信息的擴頻傳輸系統(tǒng)信息的擴頻傳輸l幀結(jié)構(gòu)設(shè)計幀結(jié)構(gòu)設(shè)計l等等等等第 11章 數(shù)字電視地面廣播二、擾碼與前向糾錯碼（二、擾碼與前向糾錯碼（FEC）1、擾碼（數(shù)據(jù)隨機化）、擾碼（數(shù)據(jù)隨機化）偽隨機序列：偽隨機序列：1415( )1g xxx 初始狀態(tài)：初始狀態(tài)：100101010000000復(fù)位：信號幀開始時復(fù)位到初始狀態(tài)復(fù)位：信號幀開始時復(fù)位到初始狀態(tài)第 1

24、1章 數(shù)字電視地面廣播2、前向糾錯（、前向糾錯（FEC）BCH碼碼BCH碼由三位學(xué)者相繼提出的。碼由三位學(xué)者相繼提出的。BCH碼有嚴格的代數(shù)結(jié)構(gòu)，能夠糾正碼有嚴格的代數(shù)結(jié)構(gòu)，能夠糾正多位錯碼多位錯碼的的循環(huán)碼，是循環(huán)碼的重要子類。循環(huán)碼，是循環(huán)碼的重要子類。標記方法：標記方法：（n，k，t） 本原多項式本原多項式l 不能再因式分解不能再因式分解l 可整除可整除l不能整除不能整除l最高冪次為最高冪次為m1;21nmxn1;qxqn( )p xl 本原本原BCH碼碼生成多項式生成多項式 中含有最高冪次為中含有最高冪次為m的本原多項式的本原多項式 。l 能除盡能除盡 非本原非本原BCH碼碼 中沒有中

25、沒有21mnm（ 為整數(shù)）( )g xn21m( )g x( )p x( )p x第 11章 數(shù)字電視地面廣播38233217( )(13)(1011)1mng xxx 例例1：（：（7，4，1）本原）本原BCH碼碼例例2：（：（23，12，3）非本原）非本原BCH碼碼118211976511218923( )(5343)(101011100011)1mg xxxxxxxn，(n-k)，t之間的關(guān)系：之間的關(guān)系： 對于任一正整數(shù)對于任一正整數(shù)m和糾錯數(shù)和糾錯數(shù)tm/2，可構(gòu)，可構(gòu)建建 ， 的的BCH碼，可糾錯碼，可糾錯t個誤碼。個誤碼。 若若 能除盡能除盡 ，可構(gòu)成非，可構(gòu)成非BCH碼。碼。2

26、1mn nkmt(21)/1mnii；21m第 11章 數(shù)字電視地面廣播碼生成多項式碼生成多項式 的獲得：的獲得： 對對 進行因式分解，獲得進行因式分解，獲得 次多項式作為次多項式作為生成多項式。生成多項式。( )g x1nx )(kn第 11章 數(shù)字電視地面廣播BCH碼編碼原理碼編碼原理：（：（15，7）碼生成多項式：碼生成多項式：44328764( )(1)(1)1g xxxxxxxxxxx( )( )( )mod ( )n kn kT xxm xxm xg xBCH碼組：碼組：監(jiān)督碼元監(jiān)督碼元第 11章 數(shù)字電視地面廣播BCH解碼原理：（解碼原理：（15，7）l若：若： ，則無誤碼。，則

27、無誤碼。l若：若： ，則有誤碼。根據(jù)，則有誤碼。根據(jù) 的值的值確定誤碼的位置。確定誤碼的位置。12( )0,( )0r xr x12( )0( )0r xr x或12( ),( )r x r x第 11章 數(shù)字電視地面廣播由由 的余數(shù)確定誤碼的位置的余數(shù)確定誤碼的位置12( )( )g x gx)(1xr2( )r x第 11章 數(shù)字電視地面廣播BCH碼在碼在DTTB中的應(yīng)用中的應(yīng)用lBCH碼生成多項式為：碼生成多項式為：lBCH碼（碼（1023，1013，1）l形成：形成：752信息比特前添加信息比特前添加261比特比特0成為成為1013比比特，然后進行（特，然后進行（1023，1013）B

28、CH編碼，編碼結(jié)編碼，編碼結(jié)束后去掉前面的束后去掉前面的261比特比特0，產(chǎn)生，產(chǎn)生BCH縮短碼縮短碼（762，752），監(jiān)督碼長不變。，監(jiān)督碼長不變。310( )1BCHGxxx 第 11章 數(shù)字電視地面廣播LDPC碼（低密度奇偶校驗碼）碼（低密度奇偶校驗碼）LDPC碼是（碼是（R.Gallager）加拉格于）加拉格于1962、1963年在其兩篇論文年在其兩篇論文“基于稀疏矩陣的好碼基于稀疏矩陣的好碼”中提出中提出的。的。1995年才進入實用階段。年才進入實用階段。LDPC碼是一種碼是一種“線性分組碼線性分組碼”，性能接近香農(nóng)，性能接近香農(nóng)理論界限。理論界限。應(yīng)用：應(yīng)用：l2004年年6月，

29、在月，在DVB-S2中應(yīng)用（中應(yīng)用（BCH+LDPC)；l2006年在年在DTTB中應(yīng)用（中應(yīng)用（BCH+LDPC）；）；l移動通信系統(tǒng)中信道編碼的主要備選方案之一；移動通信系統(tǒng)中信道編碼的主要備選方案之一；l當前編、解碼領(lǐng)域的一個新的研究熱點當前編、解碼領(lǐng)域的一個新的研究熱點。第 11章 數(shù)字電視地面廣播監(jiān)督矩陣與生成矩陣監(jiān)督矩陣與生成矩陣例：（例：（7，4）漢明碼）漢明碼6543210a a aa a aa65432 1 01 11010001 101010 01 0110010Ta a a a a aa 0THA1 1101001 1010101 011001rHPIA：編碼輸出矢量：編

30、碼輸出矢量H：監(jiān)督矩陣，：監(jiān)督矩陣，rnP：信息矩陣，：信息矩陣，rkIr：單位方陣，：單位方陣，rr 監(jiān)督矩陣監(jiān)督矩陣可以計算在給定信息碼元時計算監(jiān)督可以計算在給定信息碼元時計算監(jiān)督碼元，完成編碼。碼元，完成編碼。654265316430000aaaaaaaaaaaa監(jiān)督方程式監(jiān)督方程式第 11章 數(shù)字電視地面廣播生成矩陣生成矩陣1000111010011000101010001011TkGI PG：生成矩陣，：生成矩陣，knPT：信息矩陣轉(zhuǎn)置，：信息矩陣轉(zhuǎn)置，krIk：單位方陣，：單位方陣，kk6543Aa a a a GAmG 推廣 在已知碼生成矩陣時，可根據(jù)上式得到編碼輸在已知碼生成矩

31、陣時，可根據(jù)上式得到編碼輸出，完成編碼。出，完成編碼。第 11章 數(shù)字電視地面廣播LDPC的的H矩陣矩陣l（n，k）（12，6），編碼效率），編碼效率0.5。lH矩陣中每行矩陣中每行“1”的個數(shù)相同的個數(shù)相同-6，每列，每列“1”的個的個數(shù)相同數(shù)相同-3，由此構(gòu)成的，由此構(gòu)成的LDPC碼為規(guī)則碼為規(guī)則LDPC碼。碼。l否則為不規(guī)則否則為不規(guī)則LDPC碼。碼。lLDPC編碼關(guān)鍵是編碼關(guān)鍵是H或或G矩陣的確定。矩陣的確定。第 11章 數(shù)字電視地面廣播0,00,10,11,01,11,1,1,01,11,1.ccqci jkkkcGGGIOOGGGOIOGGGGGOOIDTTB中的中的LDPC的生成

32、矩陣的生成矩陣.lI：bb階單位矩陣階單位矩陣lO： bb階零矩陣階零矩陣l ：bb階循環(huán)矩陣階循環(huán)矩陣, i jG01;01ikjc 24,12724,127,3530487493kbqckbcqcGkbGc bkb 的行數(shù)：的列數(shù)：可編碼得到可編碼得到（7493，3048）LDPC碼碼P26P80 的特點：的特點：l每一行是上一行向右循環(huán)移位一位。每一行是上一行向右循環(huán)移位一位。l第一行是最后一行向右循環(huán)移位一位。第一行是最后一行向右循環(huán)移位一位。l l , i jG0,044DB4147E6075A92E878EB68C44DD51Fg,120(,.,);()i jbbguuu第一行Gq

33、c、Hqc矩陣見國標矩陣見國標 GB20600-2006第 11章 數(shù)字電視地面廣播DTTB中的中的LDPC編碼編碼塊長塊長信息比特信息比特編碼效率編碼效率編碼參數(shù)編碼參數(shù)編碼方法編碼方法k kc cb bLDPCLDPC（n,m)n,m)碼率碼率1 174887488300830080.40.424243535127127（74937493，30483048）監(jiān)督位在前，監(jiān)督位在前，LDPCLDPC編碼后刪除編碼后刪除前前5 5個校驗位。個校驗位。碼率碼率2 274887488451245120.60.636362323127127（74937493，45724572）碼率碼率3 37488

34、7488601660160.80.848481111127127（74937493，60966096）前向糾錯編碼效率：前向糾錯編碼效率：（762，752）l碼率碼率1：4個個BCH碼和碼和LDPC級聯(lián)，級聯(lián)，762*4=3048bitl碼率碼率2：6個個BCH碼和碼和LDPC級聯(lián)，級聯(lián)，762*6=4572bitl碼率碼率3：8個個BCH碼和碼和LDPC級聯(lián)，級聯(lián)，762*8=6096bit4 . 07488300874884752第 11章 數(shù)字電視地面廣播三、符號星座映射與符號交織三、符號星座映射與符號交織64QAM映射映射5 4 3 2 1 0b b b b bb 2 1 05 4 3

35、Ib bbQb b bI、Q的取值的取值-7，-5，-3， -1，1，3，5，7 64QAM、32QAM支持高清晰度電視和多路標支持高清晰度電視和多路標準清晰度電視廣播等高碼率服務(wù)業(yè)務(wù)的需求。準清晰度電視廣播等高碼率服務(wù)業(yè)務(wù)的需求。32QAM映射映射4 3 2 1 0b b b bb IQI、Q的取值的取值-7.5，-4.5， -1.5，1.5，4.5，7.51、符號星座映射、符號星座映射 糾錯編碼比特流糾錯編碼比特流 MQAM符號符號 映射第 11章 數(shù)字電視地面廣播 16QAM映射映射3 2 1 0b b bb 1 03 2IbbQb bI、Q的取值的取值-6，-2，2，6 4QAM映射映

36、射1 0bb 01IbQbI、Q的取值的取值-4.5，4.5 4QAM 、16QAM與與32QAM符號映射可對應(yīng)于中符號映射可對應(yīng)于中碼率服務(wù)業(yè)務(wù)的需求，可以支持多路標準清晰度電碼率服務(wù)業(yè)務(wù)的需求，可以支持多路標準清晰度電視廣播，能夠兼顧覆蓋范圍和頻率資源利用的服務(wù)視廣播，能夠兼顧覆蓋范圍和頻率資源利用的服務(wù)需求。需求。第 11章 數(shù)字電視地面廣播4QAM-NR映射映射 4QAM與與4QAM-NR的符號映射對應(yīng)于高速移動的符號映射對應(yīng)于高速移動服務(wù)業(yè)務(wù)的需求，可以支持標準清晰度電視廣播，服務(wù)業(yè)務(wù)的需求，可以支持標準清晰度電視廣播，能夠兼顧覆蓋范圍和接收質(zhì)量的服務(wù)需求。能夠兼顧覆蓋范圍和接收質(zhì)量

37、的服務(wù)需求。01234567012345670 1 234567NRX X X X X X X XX X X X X X X X Y YY YY YY Y 準正交映射4QAM IQlX：信息比特：信息比特lY：衍生比特：衍生比特第 11章 數(shù)字電視地面廣播2、符號交織、符號交織時域交織時域交織l目的：抵御時域中可能出現(xiàn)較長時間的深度衰落。目的：抵御時域中可能出現(xiàn)較長時間的深度衰落。l交織方法：卷積交織交織方法：卷積交織l交織對象：星座映射后的多個交織對象：星座映射后的多個信號幀信號幀間的符號塊。間的符號塊。l卷積交織的實現(xiàn)：卷積交織的實現(xiàn)：第 11章 數(shù)字電視地面廣播l交織交織/解交織的總延時

38、：解交織的總延時：l交織模式：交織模式：u模式模式1（短交織）：（短交織）：B=52，M=240符號符號 交織交織/解交織的總延時：解交織的總延時：u模式模式2（長交織）：（長交織）：B=52，M=720符號符號 交織交織/解交織的總延時：解交織的總延時：510個信號幀個信號幀BBM ) 1(個信號幀170374452) 152(2403744：一個信號：一個信號幀中的數(shù)據(jù)量幀中的數(shù)據(jù)量（符號）（符號）第 11章 數(shù)字電視地面廣播頻域交織頻域交織l目的：抵御頻域中可能出現(xiàn)較寬頻率范圍的深度衰目的：抵御頻域中可能出現(xiàn)較寬頻率范圍的深度衰落，將相鄰的符號數(shù)據(jù)分散到盡量遠的載波上。落，將相鄰的符號數(shù)

39、據(jù)分散到盡量遠的載波上。l適用于多載波（適用于多載波（C=3780）模式）模式l交織范圍：信號幀體內(nèi)的符號交織（交織范圍：信號幀體內(nèi)的符號交織（36+3744）l36個系統(tǒng)信息的插入位置個系統(tǒng)信息的插入位置 0，140，279，3639，3779 目的是使交織后的系統(tǒng)信息在每個信號幀的前面目的是使交織后的系統(tǒng)信息在每個信號幀的前面集中放置。集中放置。第 11章 數(shù)字電視地面廣播四、復(fù)幀四、復(fù)幀數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)分為信號幀、超幀、分幀、日幀。數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)分為信號幀、超幀、分幀、日幀。信號幀是系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)的信號幀是系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)的基本單元；基本單元；225/216/200個信號幀組個信號幀組成超幀；成超幀；480

40、個超幀組成分幀；個超幀組成分幀；1440個分幀組成日幀。個分幀組成日幀。第 11章 數(shù)字電視地面廣播五、信號幀五、信號幀信號幀結(jié)構(gòu)信號幀結(jié)構(gòu)（幀頭、幀體）基（幀頭、幀體）基帶信號符號率：帶信號符號率： 7.56Msps調(diào)制方式：調(diào)制方式：幀頭、系統(tǒng)信息：幀頭、系統(tǒng)信息：I、Q相同的相同的4QAM數(shù)據(jù)體：數(shù)據(jù)體：64QAM, 32QAM, 16QAM, 4QAM, 4QAM- NR第 11章 數(shù)字電視地面廣播1、系統(tǒng)信息、系統(tǒng)信息作用：為每個信號幀提供必要的解調(diào)和解碼信息，作用：為每個信號幀提供必要的解調(diào)和解碼信息，包括符號星座模式、包括符號星座模式、LDPC編碼的碼率、交織模式、編碼的碼率、交

41、織模式、幀體信息模式等。幀體信息模式等。信息比特的定義信息比特的定義：（：（s5s4s3s2s1s0） 和和DVB-T中中的傳輸參數(shù)信的傳輸參數(shù)信令令TPS的作用的作用相同，但處理相同，但處理方法不同。方法不同。64種不同的種不同的信息模式信息模式第 11章 數(shù)字電視地面廣播4QAM映射映射I、Q相同相同采用采用擴頻技術(shù)擴頻技術(shù)保證系統(tǒng)信息的可靠傳輸保證系統(tǒng)信息的可靠傳輸6bit系統(tǒng)信系統(tǒng)信息息32bit系統(tǒng)矢系統(tǒng)矢量量擴頻擴頻32個個復(fù)符號復(fù)符號幀體模式符號：傳遞單載波和多載波模式幀體模式符號：傳遞單載波和多載波模式C=1模式模式 “0000”C=3780模式模式“1111”4個個復(fù)符號復(fù)符

42、號4QAM映射映射I、Q相同相同系統(tǒng)信息結(jié)構(gòu)系統(tǒng)信息結(jié)構(gòu)第 11章 數(shù)字電視地面廣播2、幀體信號處理、幀體信號處理 映射后的映射后的3744個數(shù)據(jù)符號復(fù)接個數(shù)據(jù)符號復(fù)接36個系統(tǒng)信息符號后，個系統(tǒng)信息符號后，形成幀體，用形成幀體，用C個子載波調(diào)制。個子載波調(diào)制。C=1單載波模式，時域信號為：單載波模式，時域信號為：C=3780多載波方式，時域信號為：多載波方式，時域信號為：3779,.,2 , 1 , 0)()(kkXkFBody，211( )( )0,1,2,.,3779kCjnCNFBody kX n ekC，X(n)為幀體信息符號為幀體信息符號X(k)頻域交織后得到頻域交織后得到第 11

43、章 數(shù)字電視地面廣播3、幀頭、幀頭幀頭模式幀頭模式1（PN420） 由由PN序列組成，序列組成，I、Q相同的相同的4QAM調(diào)制，用于調(diào)制，用于信號幀的識別、同步等。信號幀的識別、同步等。作用相當于作用相當于DVB-T中的中的連續(xù)導(dǎo)頻和散布導(dǎo)頻。連續(xù)導(dǎo)頻和散布導(dǎo)頻。lPN255定義為定義為8階階m序列序列8652551)(xxxxxGPN255序列：序列：序列周期序列周期初始狀態(tài)初始狀態(tài)255個個可以產(chǎn)生可以產(chǎn)生255個不個不同相位的序列同相位的序列255128第 11章 數(shù)字電視地面廣播l前同步和后同步為前同步和后同步為PN255序列的循環(huán)擴展。序列的循環(huán)擴展。l每個超幀中的每個超幀中的225

44、個信號幀的幀頭選用不同相位的個信號幀的幀頭選用不同相位的PN420序列。序列。l每個超幀開始時復(fù)位。每個超幀開始時復(fù)位。l幀頭信號的平均功率是幀體信號功率的幀頭信號的平均功率是幀體信號功率的2倍。倍。l適用于適用于多載波模式多載波模式，幀頭相當于保護間隔：，幀頭相當于保護間隔：913780420例：例：P88第 11章 數(shù)字電視地面廣播幀頭模式幀頭模式2（PN595）l采用采用10階最大長度的階最大長度的m序列的截短，是長度為序列的截短，是長度為1023的的m序列的前序列的前595個碼片。個碼片。l l初始相位為初始相位為0000000001，在每個信號幀開始時復(fù)位。，在每個信號幀開始時復(fù)位。l每個超幀中各信號幀的幀頭采用相同的每個超幀中各信號幀的幀頭采用相同的PN 序列。序列。l幀頭信號的平均功率與幀體信號的平均功率相同。幀頭信號的平均功率與幀體信號的平均功率相同。l適用于適用于單載波模式單