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无线广播电视传输系统

时间:2022-04-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:2.5.2 无线广播电视传输系统目前全球共有三套已成为国际标准的数字电视无线传输系统,这就是美国1995年推出的ATSC8-VSB系统、欧洲1997年推出的DVB-TCOFDM系统,以及日本1999年推出的ISDB-T系统。数字传输系统的关键在于载波恢复、时钟恢复和信道均衡。另外,系统配以较强的内外信道编码纠错保护措施。COFDM系统同样存在一系列缺陷。

2.5.2 无线广播电视传输系统

目前全球共有三套已成为国际标准的数字电视无线传输系统,这就是美国1995年推出的ATSC8-VSB系统、欧洲1997年推出的DVB-TCOFDM系统,以及日本1999年推出的ISDB-T系统。就技术而言,限于当时的设计方向、使用环境、技术水平和硬件支持的力度,这些系统没有发挥应有的潜力。

数字传输系统的关键在于载波恢复、时钟恢复和信道均衡。载波恢复是将接收机中的解调频率和相位调整到与发送端的调制频率和相位一致;时钟恢复是将接收机系统时钟的频率和相位调整到与调制器系统时钟的频率和相位一致;信道均衡是用于补偿因信道失真(如多径、带内频谱波动)所造成的码间干扰。

2.5.2.1 ATSC8-VSB系统

ATSC8-VSB系统简称“8-VSB系统”、“ATSC地面系统”或“美国地面系统”。8-VSB系统加入了0.3dB导频信号,用于辅助载波恢复;并加入了段同步信号,用于系统同步和时钟恢复;还加入了长度达511的两电平场同步信号,用于系统同步和均衡器训练。另外,系统配以较强的内外信道编码纠错保护措施。如此设计使8-VSB系统具备噪声门限低(接近于14.9dB的理论值)、传输容量大(6MHz带宽,传输19.3Mbit/s)和接收方案易实现等主要技术优势。

8-VSB系统存在一系列问题:

第一,最主要的是对付强动态多径困难。在近的强多径变化(相位)时,导频信号会受到严重影响,载波恢复困难。同时,均衡器的性能在载波没有精确恢复时会急剧下降;DFE需要信道被均衡到一定程度(错误判决少于10%)才能正常工作。

第二,DFE是无限冲激响应结构(IIR),在强多径下,系统是不稳定的。因此,8-VSB系统的原有设计思想、导频放置、数据结构等,都使得该系统不能有效对付强多径和快速变化的动态多径,造成某些环境中固定接收不稳定以及不支持移动接收。

第三,8-VSB系统在对付模拟电视同播时采用了梳状滤波器,不仅会使开关受噪声或多径变化的影响来回跳动,造成系统工作不稳定,还由于其引入的电平数目和12条支路交织,影响系统网格解码和均衡器的工作。

2.5.2.2 DVB-TCOFDM系统

DVB-TCOFDM系统简称“COFDM系统”或“欧洲地面系统”。欧洲系统之所以被称为COFDM,是因为编码正交频分复用(COFDM)技术在DVB-T系统中得到广泛应用,频域信号样值是经信道纠错保护编码之后的编码样值。COFDM系统中放置了大量的导频信号,完成系统同步、载波恢复、时钟调整和信道估计。由于导频信号数量多,且散布在数据中,能够较及时地发现和估计信道特性的变化。为进一步降低多径造成的码间干扰,COFDM系统又使用了保护间隔的技术,即在每个符号(块)前加入一定长度的该符号后段重复数值,由此抵御多径的影响。另外,欧洲地面系统还对载波数目、保护间隔长度和调制星座数目等参数进行组合,形成了多种传输模式供用户选择。

COFDM系统同样存在一系列缺陷。首先是频带损失严重,以过分下降宝贵的系统传输容量为代价来换取系统的抗多径性能,并不是一个好的折中方案。其次,即使放置了大量导频信号,对信道估计仍是不足。COFDM中的导频信号是一个亚(准)采样信号,且COFDM采用块信号处理方式,在理论上不可能完全精确地描绘信道特性,这也是欧洲地面系统始终无法达到理论值的原因之一。最后,欧洲系统在交织深度、抗脉冲噪声干扰及信道编码等方面的性能存在明显不足。

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