06.地面数字多媒体电视广播系统研发进展

1、地面数字多媒体电视广播系统研发进展清华大学数字电视传输技术研发中心一、研发过程1、方案论证阶段1999年7月至今，在清华大学进行多次方案论证与讨论广标会和音视频标委会研讨多次广科院、总体组技术交流会多次北京、上海、深圳相关企业征求意见多次向22人专家组中的17人做过汇报基本评价：在现有国际数字电视传输标准的基础上，融合了数字通信最新发展的技术，是一个以数字电视为主的宽带多媒体地面广播传输系统方案。在系统同步、分级传输、交织和纠错等技术方面有创新，具有高速率、高效率、低接收门限、低功耗、可移动、可扩展等特点。2、系统仿真阶段： 1999年 12月，在清华大学微波与数字通信国家重点实验室 eda中

2、心完成系统仿真。 仿真内容：理想系统仿真：验证帧结构、信道编码和调制的可行性awgn信道下系统仿真：信噪比接收门限优于15.8db多径信道下系统仿真：美、欧5种多径回波模型，自定一种任意多径模型系统同步性能仿真：同步捕获平均时间小于5ms分级传输性自仿真：sdtv10db，hdtv22db。抗干扰性能仿真：脉冲干扰和单频干扰3、实验样机阶段：基于现场可编程门阵列的地面数字多媒体电视广播（dmb-t）方案实验样机系统。ts流数 发射机据输入 失真ts流输出 接收机调制tcm/turbo 编码&矩阵交织rs编码 &卷积交 织数据扰乱信道去卷积交织 &tcm/turbo解码&调制去扰乱去卷积交织 &

3、rs解码调制调制载波恢复信道估计同步恢复4、正在进行标准测试样机阶段： 基于自主开发测试专用集成电路的地面数字多媒体电视广播（dmb-t）标准测试系统发射天线数字电视广播发射机 中频接口调制器dmb-ttx01ts流数据输入发射天线数字电视广播接收高频头解调器dmb-trx01ts流输出二技术特点 dmbt（terrestrial digital multimediatelevision broadcasting）基于tdsofdm（time domain synchronousorthogonal frequency division multiplexing）调制技术1、方案特点分级的帧结

4、构超帧群超帧帧群信号帧和绝对时间同步，只接收需要信息，达到省电便携和移动的条件和目的信号帧帧同步帧体 基带符号率相同，规定为75mb/s 帧同步：walsh编码的pn序列，bpsk调制。可靠同步，信道估计准确，基站识别，终端定位 帧体：ofdm 3780个子载波，2khz频率间隔。抗多径和多普勒效应，支持单频网。信道编码（纠错与交织） 内码：卷积码，网格码，turbo码 内码交织：时间交织和频率交织 外码：rs（208，188）和（208，200） 外码交织：309rs块交织，51rs块交织，15rs块交织调制方式： 0psk（5.46.5mbs） 16oam（10.7 12.3mbs） 64

5、0am（626mbs） 256qam（2832.8mbs）完整自主知识产权 清华大学职务发明，中国专利申请号： 00123597.42、性能特点与现有电视广播的兼容性：广播频率、无线和有线高数据码率：8mhz电视频道最大净荷码速率32.smb/s高接收灵敏度：简单天线可以收视支持单频网：有利于频率规划，增加频谱利用率支持移动接收：在移动条件下，可靠接收数宇电视节目和多媒体数 据信息广播同步性能好：同步恢复快（小于5ms），信道估计准确,抗于扰能力强（24db扩频增益），克服数字电视的悬崖效应，支持数据广播支持不同优先级的传输调制方式 提高传输可靠性（h/sdtv，室内、室外，固定、便携移动）抗

6、干扰能力强：采用高精度信道估计技术和先进的纠错技术加多重交织技术，适应各种接收环境，抗各种家电脉冲于扰和静态多径干扰，适于室内接收；抗动态多径于扰，适于运动状态接收。 具有可扩展性：根据将来的用户需求，可支持广播和通信的混合模式，公共信息低成本传送，数据通信业务容量可以通过蜂窝分裂适应市场3、主要方案的理论分析性能比较美国atsc-t 欧洲dvb-t清华大学bmt-t发射机电视信号输入解调纠错编码 mpeg2 图象编码ts流噪声干扰信道 美国atsc-t 欧洲dvb-t清华大学dmb-t mpeg2 图象编码纠错编码解调电视信号输出接收机信道估计同步恢复l 三种数字电视传送方案的抗干扰性能比较

7、8vsbcofdmtds-ofdm前向纠错能力网络码，卷积码卷积码卷积码，网络码，turbo码抗短脉冲能力时域交织时域交织时域交织抗单频波干扰能力单载波多载波多载波同步信号抗干扰能力同步副载波带内导频迭代信道估计直接序列扩频抗静态多径干扰能力时域均衡2k模式7-56s4k模式17-80s抗动态多径干扰能力依赖均衡器算法改进ofdm迭代信道估计ofdm自相关信道估计l 三种数字电视传输方案的同步性比较8vsbcofdmtds-ofdm与绝对时间同步否否是采样时钟同步方式时域频域时域和频域载波同步方式直流导频多载波导频扩频伪随机序列信号截获时间约100毫秒约100毫秒约5毫秒同步抗干扰能力(信号噪

8、声比)中差好同步算法复杂性中高低分辩多发射机能力无无有l tds-ofdm与cofdm信道估计性能比较cofdmtds-ofdm信道估计方式频域插入导频时域插入序列对传输率的影响10%6%信道估计算法频域插值信道冲激响应高斯噪声对信道估计的影响大小时变信道对信道估计的影响大小信道估计算法复杂度高低l 三种数字电视传输方案整体性能比较8vsb（6m）cofdm（8m）tds-ofdm（8m）最大传输速率每秒19.6兆位每秒23.4兆位每秒24.6/32.8兆位抗各种干扰能力静态多径、脉冲干扰静态和动态多径静态和动态多径、脉冲干扰接收灵敏度（eb/no）9.6(db)11.1(db)7.8/10.8（db）频谱利用率（bit/s/hz）3.52.93.1/4.1网络结构多频