DVB-T2系统介绍

1、DVB-T2 系统介绍一： 系统架构1.1 系统概述目前,DVB-T2 已经更新到1.3.1版本。在1.3.1版本中，新增T2-Lite协议，以便于在类似移动广播等低容量应用中，使得接收器器件更加简化，当然它仍然可被传统的固定接收器所接受。相对于1.3.1协议，以前的1.2.1版本的协议，我们引入新的概念：T2-Base。T2-Lite协议信号和T2-Base协议信号可以结合起来在同一个RF信号中传送，其中一个协议的信号，可以放入另一个信号的FEF中传送即可。当某一协议的T2信号传送时，FEF部分不可以传送同一协议的另一个T2信号。T2的最大码率为70Mbit/s,去掉空包的最大码率不超过50

2、Mbit/s，T2-Lite的码率范围有所调整(不超过4Mbit/s)1.2 系统框架T2系统包含四个子系统结构：输出处理子系统；位插入编码和调制子系统；帧构造子系统；OFDM正交频分复用子系统。1.2.1 输入处理子系统输入处理子系统包含模式适配器和码流适配器两部分。 以上为单PLP输入模式。（PLP，物理层通道） 多PLP输入模式的模式适配器部分 多PLP输入模式的码流适配器部分；备注： 多PLP输入模式与单PLP模式比较 ，多PLP模式增加了1）输入码流同步 2）延迟补偿 3）空包删除4）线程规划器 5）帧延迟 6）带内信号 7）L1 dyn1.2.2 位插入编码及调制子系统1.2.3

3、帧构造子系统1.2.4 OFDM子系统 二： 输入子系统2.1 模式适配器 T2的输入每一个数据码流，由一个PLP承载。每一个模式适配器，可以独立对PLP的内容进行处理，它的主要作用，是将输入的数据流切割成数据块（Data Field），然后通过码流适配器，形成基带帧（BBFRAME）。模式适配器由输入接口，和三个可选择的后续子系统组成，它们分别为：输入流同步器，空包删除，和CRC-8编码器； 然后，数据流被切割成数据块，并在每个数据块前加入基带头BBHEADER。 PLP的输入码流格式可以为：TS流，GSE流，GCS流，和GFPS流。 模式适配器有两种工作模式：普通模式（NM）和高效模式（H

4、EM）。高效模式进行了优化以减少信号的系统开销。基带头信号包含了输入信号的码流类型和工作模式。2.1.1 输入格式 PLP的输入码流格式可以为：TS流，GSE流，GCS流，和GFPS流。 TS流的包率是固定的，其一部分为数据，剩下的为空包；其特点是UP（User Packet）长度固定，为188x8bit(即一个MPEG包)；其第一个字节为同步字节（47HEX）。这个字节在BBHEADER的TS/GS 位置标记出来。2.1.2 输入接口 输入接口将输入数据规划成内部逻辑位结构。第一个接收到的位被标记为MSB（非常重要位）。 输入接口按数据块长度（DFL）读入数据。 0 DFL (Kbch -

5、80) 其中 Kbch 为BCH和LDPC编码所保护的位数。在数据块（长度为DFL）前加入8个字节（80位）的基带头，构成了一个基带帧。 即：数据块+基带头 (DFL) + 80 Kbch 如果DFL够大，则将几个输入UP组成一个数据块；如果DFL比较小，也可以将UP分割成小的数据块。 若in-band signalling没有应用，则数据块的大小最大为Kbch 80，若in-band signalling应用，则数据块大小就会小于Kbch 80。 如果DFL小于Kbch 80，则在码流适配器中，对数据块加入填塞块（padding field），从而完成LDPC保护长度。(DFL) + 80

6、+padding = Kbch即：数据块长度加上基带头长度的合，如果还不足BCH/LDCP的保护长度，则不足部分以填塞块补充。总结起来：输入模块就是将输入的数据切割或者整合成一个数据块，并加上基带头。此帧长度若不满足BCH/LDCP保护长度，则在码流适配器中还需要进行填塞，最终形成基带帧。 2.1.3 输入码流同步输入码流同步系统（ISSY），提供恒定的位率(CBR, Constant Bit Rate)和固定的端对端延迟保证。对于输入的码流是GSE, GCS 或 GFPS时，ISSY是可选的。如果是TS流，则ISSY应该被使用，除非下列5种情况都产生：1) NUM_PLP=1; and （P

7、LP的数量为1，即单PLP传输）2) DFL=KBCH-80 in every BBFRAME; and （所有基带帧中DFL都刚好等于KBCH-80）3) PLP_NUM_BLOCKS=PLP_NUM_BLOCKS_MAX in every interleaving frame; and （插入帧中的FEC数据块达到最大值）4) Null Packet Deletion is not used (i.e. NPD=0); and （空包删除功能关闭）5) FEFs are not used (i.e. S2=XXX0). （FEF功能关闭） ISSY（2到3个字节），根据输入码流的格式和适配

8、器模式，其容量不同，在普通模式中，ISSY被附加到UP（用户数据包）上，在高效模式中，ISSY被放入到基带头中。如果ISSY不被应用，则基带头中相应位应设为0。 2.1.4 空包删除（只对应TS流，NM和HEM） 对TS流中的空包数据进行标记，在接受设备中，根据标记重新插入空包，从而保证TS的固定位率，同时减少了系统开销。 空包PID = 8 191D 空包计数器：DNP，8bit, 可检测连续256个空包，如果后续的包还是空包，则被认为是有用用户包进行传送。 2.1.5 CRC-8 编码 (for GFPS and TS, NM only) CRC-8编码，主要是针对用户包错误检测。计算的C

9、RC-8值被附加到用户包后。 2.1.6 基带头的插入 普通模式和高效模式下基带头的规格；2.2 码流适配器 码流适配器提供以下功能1） 线程规划；2） 填塞，以满足BCH/LDCP保护固定长度Kbch bits；或加入袋内信号in-band signalling；3） 能量离散；4） 输入码流适配器的是基带头BBHEADER和后续的数据块，码流适配器输出的是基带帧； 2.2.1 线程规划 Scheduler 主要是生成L1 dynamic signalling，生成T2帧的时候需要。目的是让接收器区分出各PLP的码流。 2.2.2 填塞 PADDING 填塞空包，以满足FEC 的BCH/LD

10、CP保护数据长度。Kbch-DFL-80 2.2.3 利用PADDING位置传送带内信号in-band signalling 带内信号有两种类型：或，传送时可以是单独，单独，或者后面跟着。型信号需要在插入帧的第一个基带帧中传输。IN-BAND_A_FLAG=型信号需要在插入帧的第一个基带帧中传输。IN-BAND_FLAG=在T2-LITE中，B型信号必须被使用； Type A: Type A,含有L1/L2的更新信息和同步线程信息。L1-post signalling：IN-BAND_A_FLAG=0 时，Padding不包含Type A；若PLP数量大于1，即NUM_PLP大于1时，对于一个

11、插入帧对应于一个T2帧的PLP，Type A应该被应用。L1-post signalling：IN-BAND_A_FLAG=1。Type B:对于TS或GFPS输入的PLP，Type B装载了输入处理的附加信息，尤其是增加了额外的同步信息ISSY，便于快速的进行初始抓取信息，对于GCS或者GSE输入码流，PADDING_TYPE=01也是留着备用的。2.2.4 基带加扰 BBSCRAMBLING 是对BBFRAME数据位的离散化处理；三： 位插入编码及调制子系统 BICM BICM包含前向纠错FEC，星座调制constellation，和时间交织 Time interlever三个子系统3.1

12、 FEC 前向纠错 BBFRAME经过FEC子系统后，生成FECFRAME。 BBFRAME首先进行BCH纠错编码，在输出后增加BCHFEC; 然后进行LDCP纠错编码，在BCHFEC后增加LDCPFEC；其位长与结构如下： BBFRAME: Kbch位； BCH纠错后: Nbch位， 其中增加的BCHFEC为Nbch-Kbch LDCP纠错后: Nldcp位，其中增加的BCHFEC为Nldcp-Nbch 其中,Nldcp有两种长度，分别对应Normal FECFRAME(Nldcp=64 800 bits) 和Short FECFRAME (Nldcp=16 200 bits)LDPC Ra

13、te= Klpdc/NldpcT2-LITE参数如下： BCH FEC： 外编码 outer encoding LDPC FEC: 内编码 inner encoding位交织： BIT-INTERLEAVERLDPC FEC后的数据需要经过位交织处理bit interleaved,：包括奇偶交织parity interleaving和列旋转交织column twist interleaving。 T2-LITE位交织配置表： 列旋转交织配置表： 列旋转交织是这样处理的：从奇偶交织输出的数据以列优先方式读入，以行优先方式读出。基带头的第一位被首先写入和读出。行列的数量见上表9，读入和写入的交织方

14、式见下图（16QAM, NORMAL FECFRAM）：写入的数据行列数算法如下： 输入的数据位：Ui （ 0 i Nldpc,） Ci=i div Nr (求整) Ri=(i+tci) mod Nr (求余) 读出的数据位为： Uj （ 0 i Nldpc,） Ci=j div Nc （求整） Ri=j mod Nc （求余）3.2 星座调制 Mapping bits onto constellations 经过FEC的三个过程：BCH FEC ， LDPC FEC，和BIT interleaver （奇偶交织和列旋转交织）之后，BBFRAME就转化成了FECFRAME。 FECFRAME有

15、Normal FEC（64800 ）和Short FEC（16200）两种。 FECFRAME 进行解复用de-multiplexing后形成并行单元字cell words，再对Cell words进行地图配置成星座值。根据QAM中每个星座点代表的二进制的位数不同（8，6，4，2），数据单元的数量不同，如上表。3.2.1 从位到单元字解复用 Bit to cell word de-multiplexer： 从位交织 BIT INTERLEAVER输出的数字，经过解复用器，输出单元字 CELL WORD输入为位交织数据流；输出成多个子流，子流的数量根据以下表：输入的为vdi，对应的输出为be,d

16、odo = di div Nsubstreams; （求整）e is the de-multiplexed bit substream number (0 e Nsubstreams), which depends on di as definedin table 13; 输出解复用子流的序号，它依赖于di ; 根据下表选择；根据输出的子流，从列数据中，按一定规则配置成单元字 CELL WORD。规则如下：Except for QPSK (Nldpc = 64 800 or 16 200) and 256-QAM (Nldpc=16 200 only), the words of width

17、Nsubstreams are split into two cell words of width MOD= Nsubstreams /2 at the output of the demultiplexer. The first mod = Nsubstreams/2 bits b0,do.bNsubstreams/2-1,do form the first of a pair of output cell words y0,2do. y mod-1, 2do andthe remainingoutput bits bNsubstreams/2, do.bNsubstreams-1,do

18、form the second output cell word y0, 2do+1.ymod-1,2do+1 fed to the constellation mapper.In the case of QPSK (Nldpc = 64 800 or 16 200) and 256-QAM (Nldpc=16 200 only), the words of width Nsubstreams from the demultiplexer form the output cell words and are fed directly to the constellation mapper, s

19、o: y0,do.ymod-1,do = b0,do.bNsubstreams-1,do基本上的规则是将输出子流的列（除QPSK 和256-QAM 16200），等分成2个子列，每个子列形成一个单元字。因为列被分割成2等分， 原列的序号在单元字中，相应为2倍和2倍加1；为什么QPSK和256-QAM 16200 的单元字不切割？根据输出流的数量，我们知道，16QAM,64QAM和256QAM的输出数量正好是对应的星座代表的位数的2倍（16QAM 对应4位，64QAM对应6位，256 对应8位）切割为一半之后，每个单元字的位数就对应星座代表的二进制的位数了。3.2.2 从单元字到I/Q 星座根据

20、单元字的值，对应到星座图中，确定星座图中点的实部和虚部的值。3.3 星座旋转Constellation Rotation and Cyclic Q Delay旋转角度256-QAM T2-Lite profile 不旋转3.4 单元交织3.5 时间交织FEC BLOCK组成时间交织TI-BLOCK，TI-BLOCK对应到INTERLEAVING FRAME; INTERLEAVING FRAME 对应到T2-FRAME时间交织三种类型：PI : 表示一个交织帧对应多少个T2帧； IJUMP: 表示交织帧所对应的多个T2帧的序号差；即跳跃了几个T2帧；NTI: 表示一个交织帧由多少个TI-BLO

21、CK组成；TIME_IL_TYPE: 一个交织帧对应一个T2帧： 0一个交织帧对应多个T2帧： 1TIME_IL_LENGTH:TIME_IL_TYPE为0时，TIME_IL_LENGTH对应NTI，此时PI=1 TIME_IL_TYPE为1时，TIME_IL_LENGTH对应PI，此时NTI为1当只有一个PLP，即NUM_PLP为1时， LENGTH和TYPE都设为0；3.5.1 交织帧对应到T2帧（一个或多个）四 L1信号生成，编码和调制4.1 P1 Signalling 有7位组成： S1： 表明了T2帧的类型 S2: S2 field1 表明了T2对应的FFT载波数量和间隔保护大小S2: S2 field2 表明了T2当前参数是非混合的还是混合类型的。L1-Pre Signalli