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1、地面广播中的8 数字地面电视广播依靠的是一个可靠的射频能量调制方法来传送离散的数据而不是模拟变量。传统的模拟电视频道是以几十年前的老技术为基础的，占用了大量的带宽，假如发射机之间距离足够远的话，则能够使用同一频道在各自的覆盖范围内播出各自的节目,不过假如二者覆盖范围若存在有重合的区域，该频道则完全不能使用。在一些电子新闻采集系统（ENG）中，会利用模拟微波技术进行信号传送，但这些微波通路会受多径干扰问题的影响，这种影响有时很严重，造成很长的时延，从而使画面完全失真。解除禁用频道和使用较窄的带宽来发射，是广播业发展的必定趋势。地面DVB（DVBT）标准就是依靠一系列的基础技术，利用MPEG2压缩
2、编码方法降低比特率来进行视频编码，并可依据实际用途来选择4：2：0或4：2：2两种不一样的图像编码方法进行传输，使二者有机的结合在一起。模拟发射机和数字发射机器工作原理之间的关键差异是，前者的发射机输出是由连续改变的模拟信号调制过的载波，以后者是经过一系列分立状态之间的切换来传输信息的，这一过程称为信道编码，数字等效于调制。地面发射能够有比卫星之类的发射更大的功率，因此能将更强的信号发送到接收机。这就有可能采取多电平信号，这种信号的功率以一系列阶梯波发射出去，不存在一个阶梯信号被误认为另一阶梯而造成的杂波。结果是降低了所用的带宽。图1a是最简单的情况，发射机只有一个单位功率,0和1代表发射机功
3、率高低的两种状态,每种状态只用1个比特表示。图1b所表示系统中发射机有4个功率。此时一个符号载两个比特，所以两个比特有四种可能的组合，从而使带宽减半。图1c示出美国ATSC系统怎样使用一个8功率信号。此时每个符号传送3个比 特，只需要图1a所表示简单系统的三分之一带宽。VSB和COFDM这两种调制技术，有助深入节约带宽。接收机接收到信号后在把数字信号变成模拟信号之前对误码及残留受损数据进行处理，只要误码修正系统还工作在它的能力范围之内，就不会出现显著的质量下降。但假如误码超出能够矫正的范围，MPEG解码后的结果就很糟。所以画面和声音的原始质量实际上由压缩系统的性能决定，而不在于射频发射通道。在
4、数字通道系统中，信号强度并不直接影响图像质量，图像质量由比特误码率决定,通常由信号差造成，从整体上看，信道只有足够好，才能确保在全部能够预见的条件下，不会发生超出误码校正范围的情况。信道包含调制器，发射机，天线，接收天线和解调器和发射机和接收机之间的中转部分。通常最不受控制的就是传输路径。传输路径将引入宽带噪声或高斯噪声，和因为闪电引发的脉冲噪声等,这两种效应全部能经过误码矫正来处理。卷积内码抗噪声性能很好，而交织的里德索罗门码能够处理突发误码。伴随射频传输频率越来高，波长越来越短。对于任何类型的高频传输，最大问题之一就是多径接收。无线电信号受障碍物的影响是和波长和物体的相对大小而定。波长为数
5、百米的调幅（AM）传输能够轻易地绕过较大的物体。传输波长越短，则一样的障碍物影响越大，这些物体造成的反射越大。经过反射物体的延时反射信号叠加在接收机接收的直达信号上，在模拟传输过程中这将造成重影。在简单的数字传输中，比特率很高，以至反射信号可能落后直达信号多个比特，引发码间串扰。和噪声不一样，噪声是统计的，由反射造成的干扰则是连续不停的，其结果就是一个高比特误码率，造成纠正系统难以应付。提升发射机功率于事无补，因为反射的功率也按比提升。如同模拟电视UHF传输一样，对于一般的数字传输，必需具有一幅定向天线，因为它能帮助抑制反射。实际上，在调整天线时，最好的结果将是让反射波在极坐标图的零点里，而不
6、是调到有最大的信号。目前国际上全数字高清楚度电视传输系统中采取的调制技术关键有：QPSK（四相移相键控）,MQAM（多电平正交幅度调制）,VSB（多电平残留边带调制）和COFDM（正交频分复用调制）。QPSK广泛应用于数字微波通讯系统，数字卫星通讯系统及有线电视的上行传输；美国HDTV传输系统中采取MQAM和VSB方案，有线电视的下行传输亦采取QAM技术；COFDM为欧洲HDTV传输系统采取。采取这些高速数据调制技术，能有效的提升频谱利用率，深入提升抗干扰能力，满足电视系统的传输要求用，因为DVBC和DVBS是一个全球化的标准，已被世界各国采纳，所以数字电视之争关键为数字地面广播系统。然而,在
7、数字地面广播系统中采取的有两种很不相同的数字调制技术：由ATSC开发的格编码的8电平残留边带（VestigalSideBand，8VSB）调制系统，和在DVBT标准中采取的“编码的正交频分复用 ”（ Codrthogonal Frequency Division Multipiexing,COFDM）调制系统。这里先介绍8VSB模式。地面广播8VSB模式在6MHz带宽内可传输19.28Mbps的信息码率，其原理框图图2所表示。从传送系统输入到传输系统的输入码率是19.39Mbps，每个数据包188Byte，其中一个同时Byte和187Byte信息（187/188=19.28/19.39）。输入
8、信息首优秀行随机化，然后进行前项纠错编码，附加20Byte纠错码后，每个数据包变为208Byte，再经2/3格形编码输出到复用器，和数据段同时和数据场同时混合。随机化和前向纠错不加到原包中的同时Byte。包中的同时Byte在复用时转成段数据同时信号。两个数据均最终合成一个数据帧，其数据结构图3所表示。图3中的数据帧（Data Frame）先分成两个数据场（Data Field），每场又有313个数据段（Segments），每场第一个数据段是数据场同时（Ddta Field Sync），其中包含用于接收机均衡用的训练序列。剩下的312数据段，每个数据段时期携带了相当于传送包188Byte的信息和
9、附加的前向纠错编码数据。因为有交织，所以是实际上每段中的数据可能来自不一样的传送数据包。每段共832个符号，前4个符号传送二进制同时信号提供段数据同时，但这里是二进制信号，是一个由 55再回到 5的负向脉冲。数据段同时（Ddta Segment Sync）相当于原MPEG传送数据包中的同时Byte。数据段中其他的828个符号对应于MPEG包中剩下的187Byte的信息加上20 Byte的FEC数据。因为采取2/3格形编码，所以2bit将变成3bit，而8VSB调制恰好能够表示3bit信息，所以，相当于2bit转换为一个8VSB符号，或1Byte转换为4个8VSB符号（1Byte=8bit）。所
10、以同时Byte占4个符号位，187个数据Byte加20Byte纠错数据共207Byte数据占828个符号位。本篇论文是由为您在络上搜集整理的，论文版权属原作者，请不要用于商业用途或剽窃，仅供参考学习之用，不然后果自负，假如此文侵犯您的正当权益，烦请联络我们。这828个符号是以8电平信号发送即每个符号8比特，这么8283=2484比特的数据在每个数据段中传送，依据下面计算所表示：187字节（数据） 20RS字节（伴随）207 字节207字节8比特/字节 1656 比特2/3格形编码需3/21656 比特2484 比特准确的符号速率由下式决定：（1）Sr= 83262648.4103 10.76
11、兆符号/秒符号速率必需在频率上和运输码率锁定。发送子系统每个格状编码符号携带2个信息比特。故总负荷是（2）1076 2 21.52 Mb/s于是对于8VSB的发送子系统净负荷比特率是（3）21.52Mb/s (312313) (828832) (187207) 19.28Mb/s以上312/313是计入每场一个数据段的同时字段的开销,828/832是计入每个数据字段中数据字段同时4个符号间隔的开销,187/207是计入每个数据字段中RS码FEC的20个字节的开销.对于16VSB每个符号携带4个信息比特,于是净负荷比特率是8VSB的两倍,即（4）19.28Mb/s2 38.57Mb/s这么段速率
12、为fseg10.768321294kseg/s帧速率为fframe fseg62620.66frame/s8电平符号和二进制数据段同时和数据场同时应该用抑制载波的单载波调制。在发送之前，大多数低端的边带应该去掉。得到的频谱是平坦的，只是在边带两侧各安排了形状为归一的均方根升余玄响应行程310KHz的过渡区，在6MHz带宽内的归一化的传送频谱图4。从图5可看出，VSB让一个边带全部经过，而另一个边带只残留了一部分余迹。VSB比SSB（单边带）带宽多一部分，所以其频谱利用率降低。降低量由滚降系数决定。通常，滚降系数取值0.10.25，它表示残留边带占信号边带的多少。这里，取为0.12，可得8VSB
13、的带宽利用率为66?0.125.3bpsHz16VSB原理和8VSB基础相同，只是串行数据流4bit一组送入D/A变换器中,8VBS是串行数据流3bit一组进入D/A变换器。在被抑制的载波频率处，及高低端边界310KHZ处，要加上一个导频信号，此导频信号在VSB接收机中用于载波锁定，导频信号功率使总功率增加了0.3dB，有利于降低实施中的损耗。而且因为导频信号在同频道NTSC信号的残留边带区域内，对NTSC不产生同频道干扰。生成的基带信号转换成模拟形式（DA转换器），然后调制到正交的中频载波，并用边带消除法（相位法）生成残留边带的中频信号。中频载波的标称频率为46.69MHz，等于中频中心频率
14、（44MHz)加上符号除4（10.762MHz42.6905MHz）COFDM的处理措施是发送很多个载波，而每个载波全部含有一个低的比特率。它是把多个载波紧密而高效地组装起来，相互间没有干扰。因为使用很低的比特率，反射信号和直达信号可在同一比特的期间抵达，收反射的干扰比较小。一个串行数据信号波形基础上包含一序列矩形脉冲。矩形的变量是sinx/x 函数，所以基带脉冲序列含有sinx/x 频谱特征。当这个信号波形被用来调制一个载波频率时，结果为一个以载波频率为中心的对称sinx/x频谱。图5所表示，频谱里的零点出现在载波后几倍比特率的间隔上。接下来的载波能够其它零点为中心放置，图6所表示。载波之间
15、的相位为90o，或sinx的一个象限。也就是说，这些载波是相互正交的。实际上，整个频谱几乎是矩形的，由几千个载波被插入在一起，并填满可用的传输信道。为了使调制系统更有效的克服码间干扰，还能够深入采取方法，利用保护间隙（Guard Interval）深入抑制反射。保护间隙设在比特和比特之间。在保护间隙里，载波返回到未调制状态，保护间隙的周期比反射周期更长。这么，在接收到下一个比特之前，就有足够时间让反射信号衰减掉。保护间隙的使用，无疑降低了载波的效率，因为有些时间它是不发射数据的。通常效率降低20%左右。不过，因为这种设计大大改善了误码统计，纠正系统只需要很小的冗余，因此大大提升了有效传输率。采取传统的调制技术，在几台发射机所覆盖区域之间的一些位置是没有信号的。不过，COFDM能工作在多径环境下。只要正确同时，几步发射机就能0准确的发射相同信号，整个地域全部能够高效的反复使用一个信道，不存在禁用信道。阴影区能够由转发器使用同频道来链接信号。保护间隔的使用能够避免符号间的干扰，但接收到的信号的相位和幅度依然会受到影响，这个问题靠动态均衡来处理，一个已知相位和幅度的预定信号定时发送，接收机利用这个信号来测量信道的响应，各个载波的均衡特征就依据这个测量来计算。实际上就是COFDM频谱要带有一个“向导”信号，其能量比其它信号稍强。此向导信号是在整个信道指定的频率上分布，组成整
