现代广播电视发送技术课件

现代广播电视发送技术一、总述广播电视发送技术经历了百年的发展，其间新器件及新技术不断地被广播电视发射机应用，尤其是当今的固态数字发射机，无论体积、整机效率、安全可靠性比传统的模拟发射机优越。固态数字发射机整机结构由发射单元、激励器、输出滤波器及监测四大模块组成。与模拟发射机相比具有新的技术特点。

电视数字发射机框图1.技术要点(1)射频功率单元▲所用的放大有源器件已由大功率双极性晶体管，场效应管替代真空电子管。尤其是场效应管应用相当普遍。▲积木插件式射频功率放大模块。其优点有利于规模生产，并减小停播率。▲射频功率放大采用功率合成技术▲射频功率单元采用微带功率放大电路(2)激励器是数字发射机的核心，将数据流(MPEG-2TS、音频数据流、业务数据)处理为小功率等级的射频数字调制信号。所涉及的技术包括：载波发生器(国外产品使用频率合成器)、信道编码、载波数字调制、上变频及小功率射频放大。作为业务，其中还有条件接收的加密处理。(3)输出滤波器安装在发射机与天线之间，用于抑制带外分量，防止对邻频产生干扰。其结构为带通滤波器

(4)监测监测包括两个含义：监测发射机运行状态和监视发射机输出信号的质量。监测发射机运行状态。如输出功率，放大器件工作电流、电压、温度等。监视发射机输出信号的质量。作为数字发射机与模拟截然不同。它是监视数据流，如湿视MPEG-2TS。监测仪给出的是问题显示。为能判断故障，对之相应的数据流结构要明了、清楚。二、射频功率放大技术1.概述射频功率放大是任何类型发射机必备的。对于较大功率级的发射机，要求在满足输出功率下，尽量地提高整机效率。就是说：射频功率放大技术是围绕着如何提高整机效率而发展。如采用C、D类放大器(提高放大器件的能量转换放效率)、功率合成技术(小功率合成大功率)、使用场效应晶体管(电压器件比电流器件节能)等2.射频放大器件射频放大器件是是射频功率放大大的核心。将直直流能量转换为为交变能量，故故称之为“能量量转换器“。对对整机效率的提提高起着决定性性作用。真空电子管、晶晶体管(双极性晶体管、、场效应管，又又称之为固态器器件)可充当射频放大大器件。何谓固固态发射机，是是指由晶体管作作为射频放大器器件的发射机。。固态器件固态器件中的双双极性晶体管、、场效应管工作作驱动(激励)方式不同：双极性晶体管(指NPN晶体管)是以电流驱动，，称为电流器件件。场效应管是以电电压驱动，称为为电压器件。电压器件仅需提提高一定的电压压驱动而不需要要驱动功率，显显然优于电流器器件。这就是当当今射频放大器器件采用场效应应管的原因。当当然使用时也有有不足之处，可可采取措施给于于克服。场效应管场效应有：绝缘缘栅场效应管MOSFET，VMOSFET，LDMOS（LateralDiffusedMetalOxideSemiconductor）即横向扩散金金属氧化物半导导体。特点(1)输入阻抗高，驱驱动电平低。(2)线性范围宽，动动态范围大。(3)安全工作区域宽宽(4)热稳定性好。(5)MOS场效应高频功率率管高频特性好好，开关速度快快，(6)MOS场效应可以采用用串联或者多级级并联的结构形形式工作，以获获得较大的输出出功率。LDMOS（LateralDiffusedMetalOxideSemiconductor）即横向扩散金属属氧化物半导体。。与双极型晶体管管相比,LDMOS管的增益更高，LDMOS管的增益可达14dB以上；LDMOS能经受住高于双极极型晶体管3倍的驻波比；因为为具有高数值的瞬瞬时峰值功率，能能承受输入信号的的过激励和峰均比比(PARR)较大的数字信号，，；LDMOS增益曲线较平滑并并且允许多载波数数字信号放大且失失真较小；LDMOS晶体管具有较好的的温度特性温度系系数是负数，因此此可以防止热耗散散的影响；这种温温度稳定性允许幅幅值变化只有0.1dB。最新的LDMOSFET能够覆盖整个UHF波段。也就是说，，一个功放模块在在不需调整的情况况下在UHF波段的任一频率下下运行，但是并不不是所有称之为““宽带”的功率放放大器工作在整个个UHF波段，原因是牺牲牲增益以满足带宽宽。成都新光微波工程程有限责任公司设设计的数字电视发发射机中功率放大大器全部采用LDMOSFET。分为激励和主放放大电路。其中激激励部分为宽带功功率放大器，其工工作频段在470MHz~860MHz，工作状态为Ａ类类，增益大于10dB；末级采用最新的的LDMOSFET器件，及平衡放大大电路结构，增益益大于10dB，交调抑制小于－－55dB，噪声功率密度大大于130dBc/Hz。经过优化和调试试，满足系统要求求。在单频道发射射时采用AB类放大，但在宽带带多频道发射时，，采用A类放大。3.射频放大器件工作作状态射频放大器件工作作状态是指：当外界条件，即交交流激励电压、直直流馈电(指双极性晶体管基基极直流偏置、集集电极直流电压，，场效应管直流栅栅压偏置、漏极直直流电压)馈至相应电极及负负载(指双极性晶体管集集电极负载、场效效应管漏极负载)确定后，放大器件件输出电流的状况况。工作状态影响输出出功率、放大器件件的能量转换效率率及输出信号线性性。故正确选择工工作状态是件很重重要的工作。选择射频放大器件件工作状态1.选择工作状态前题题：▲激励信号类型，有有正弦等幅信号及及幅度调制信号。。其中：正弦等幅信号适于于载波发生器输出出的载波放大、调调频激励器输出的的频率调制信号放放大。电视激励器器输出的MPSK数字调制信号放大大。幅度调制信号适于于电视激励器输出出的MASK、MQAM数字调制信号。▲激励信号幅度低幅度(小信号)，即电压放大高幅度(大信号)，即功率放大正弦等幅信号放大大选择工作状态小信号下，考虑输输出电压尽量高，，而不必追求高转转换效率。选用A类(甲类)，临界放大状态。。大信号下，输出功功率高的考虑是必必要的，但这时转转换效率的高低引引起的后果突出。。例如达到10kW的输出功率，转换换效率仅有50%，那直流供给功率率将是20kW，其中10kW功率将被损耗在放放大器件上。还需需要散热。若转换换效率提高到80%，这时直流供给功功率将下降为12.5kW。其中仅有2.5kW功率损耗。这不是是一举二得，何乐乐而不为之。选用用C类(丙类)、临界放大状态；；或D类(戍类)实质是开关状态。。幅度调制信号放大大选择工作状态幅度调制信号放大大应将包络不失真真放大做为前题，，否则既使达到输输出功率、转换效效率高，可是幅度度调制信号失真，，影响质量岂不无无用。小信号放大，选用用甲类，其满制度度包络峰值点处于于临界状态。大信号放大，在确确保包络不失真放放大前题下尽量作作到输出功率及转转换效率高选用工工作状态。通常选选用AB类，其满制度包络络峰值点处于临界界状态。4.固态射频功率放大大电路双极性晶体管射频频功率放大电路场效应晶体管射频频功率放大电路▲输入电路：采用阻抗变换网络络将放大器件输入入阻抗变换为输入入端联接电馈特性性阻抗Zc。实现阻抗匹配，，达到最大限度的的传输效率。▲输出电路：采用阻抗变换网络络将放大器输出负负载变换为放大器器件所需要的最佳佳负载值，使放大大器件在输入激励励值下输出不失真真的最大交流功率率，或最高能量转转换效率。射频信号是利用传传输线传送，同轴轴电缆应用广泛。。为使负载获取到到最大功率的条件件是负载值应等于于传输线的特性阻阻抗Zc，否则会向信号源源反射能量.。称者为匹配而后后者为失配。用传传输线负载端的反反射损失(又可用反射系数p或驻波比s)描述失配。三者之之间的关系为：反射损失=20lg1/p(dB)(4-17)驻波比s=1+p/1-p(4-18)反射系数p=U反射/U入射(4-19)如p=0.1s=1.22反射损失=20(dB)p=1s=∞∞反射损失=0(dB)负载端短路或开路路p=0s=1反射损失=∞(dB)负载等于传线特性性阻抗Zc当传输处于失配时时，导致如下后果果.(1)负载获得功率减小小，其值为PL=PMAX(1-p2)。对于大功率传输输损失不可低估。。式式中PMAX为匹配下负载获得得的最大功率值(2)传输线击穿电压降降低，容易击穿电电缆。当反射系数p较大时，形成电压压驻波，在电压最最大处造成同轴电电缆击穿或以空气气为介质的同轴馈馈管内外导体之间间打火。(3)传输线损耗加大总之，阻抗失配，，传输线间的电压压为驻波状态。失失配越严重，最大大电压偏离匹配状状态值越大，损耗耗加大。鉴鉴于以上各点射频频功率放大器输入入端与连接传输线线之间呈现匹配状状态至关重要，尤尤其大功率下。尽尽管有源器件工作作处于最佳状态，，放大器输出也不不会获得最大功率率。这是因为放大大器输入端所获得得的功率因失配会会减小。▲直流馈电电路采用并联馈电路，，提供放大器件工工作所需的偏置(基极、栅极)、直流电压(集电极、漏极)。要求采用的电路直直流通路下，阻隔隔输入交流激励信信号，输出交流信信号不串入直流电电源。阻抗变换网络▲阻抗变换网络型式式谐振式-倒L型、T型及π型。非谐振式-传输变压器实现：采用集总参数和分分布参数结合的微微带电路。5.功率合成技术(1)功率合成是指N个(N≥2)等同的功率放大器器，其输出利用合合成网络实现输出出功率P~相加，获取NP~输出功率。为为了实现功率合合成，需要分配网网络将前级供给的的功率等分于各晶晶体管功率放大器器，作为输入信号号功率。除此之外外，放大器输入端端电压的相位也要要满足要求。分配配网络与合成网络络互为可逆网络，，即两种网络的结结构形式是相同的的，仅是输入、输输出端接法倒置。。(2)功率合成增益等于于组成功率合成的的单级功率放大器器增益(3)获取NP~的条件是分配与合合成网络必采用同同一型式网络，功率合成应用范围围：1.利用多支低功率固固态功放器件组成成功率放大器，获获取较高功率输出出2.为实现幅度调制波波线性放大，可用用低功率固态功放放器件，工作于线线性区域，，借用用功率合成，输出出功率较大的线性性功率。3.组成积木式固态发发射机4.实现多部发射机共共用一套天线与馈馈线系统，这时将将合成网络称为双双工器、多工器。。分配/合成网络类型1.传输线变压器合成成与分配网络2.3dB定向耦合器功率合合成与分配信号源馈给端口1，端口2(耦合端)及端口4(直通端)获取U2超前U4相位900的等同电压。其值值等于0.707U1。为确保端口3(隔离端)为零电压，信号源源内阻抗、其它端端口所接电阻值应应等于3dB定向耦合合器特性性阻抗Zc，通常选选取Zc=50ΩΩ，其原因因是考虑虑端口1联接的同同轴电缆缆的特性性阻抗为为50Ω。3dB定向耦合合电缆线线，简称称双绞心心电缆，，3dB定向耦合合器构的的功率合合成放大大电路3.1/4波长传输输线分配配/合成网络络1/4波长传输输线阻抗抗变换器器而构成成的同相相分配原原理图，，其镜像电电路为1/4波长传输输线阻抗抗变换器器而构成成的同相相合成。。300W功率模块块1.2kW功率放大大器三、数字字电视激激励器地面数字字电视标标准国际标准准：美美国的的ATSC标准，属属单载波波。欧欧州的的DVB－T标准，属属多载波波。中国的标标准：上上海海交大的的ADTB－T标准，属属单载波波。北北京清清华的DMB－T标准，属属多载波波。需要解决决的问题题(1)足够好的的接收性性能，在在室内采采用简单单、小型型和低增增益天线线实现稳稳定定接接收，对对于移动动用户在在较强的的静态和和动态多多径的环环境中，，仍能够够稳定收收视电视视节目。。为达到到以上目目的岛需需要解决决抗动态态多径干干扰、频频率选择择性衰落落。(2)在8MHz带宽内提提供高质质量高清清晰电视视节目(HDTV)要解决高高速码流流传输(20Mbit/s的净荷码码率)(3)高度灵活活的操作作模式，，系统能能够支持持固定、、便携、、步行、、手持或或移动接接收。(4)易于和其其它媒介介或服务务器接口口，支持持多节目目/业务，能能够通过过分级调调制得到到分级服服务，具具有交互互性。(5)高度灵活活的频率率规划和和覆盖区区域，能能够使用用单频网网SFN和同频道道覆盖扩扩展/缝隙填充充。(6)系统应允允许多种种成本价价格的接接收机使使用ADTB－T特点ADTB－T具有低的的接收门门限低的接收收门限有有利于频频谱规划划、增加加覆盖范范围、减减小发射射功率、、降低电电磁污染染、提高高接收可可靠度和和保证接接收效果果高码率(29Mbps)高码率(23Mbps)中码率(11Mbps)低码率(5.5Mbps)ADTB-T-83dBm24dBuv-87dBm20dBuv-94dBm13dBuv-98dBm9dBuvATSC无-84dBm23dBuv无无无DVB-T-76dBm31dBuv-80dBm27dBuv-86dBm21dBuv-91dBm16dBuvADTB-T系统由于于采用单单载波4OQAM调制、解解调技术术和优质质的图像像编码技技术，在在高速运运动的环环境下，，能实时时非视距距传输高高质量图图像。单载波4OQAM多载波COFDM802.11b扩频通信信▲有效发射射高高低低高高高高功率▲传输容量量大大较较大随随距距离拉长长小小而下降▲接收门限限低低高高高高低低▲抗干扰能能力强强较较强差差差差▲传输距离离远远且非视视距较较远短短距距离视距距视视距▲传输质量量高高较较高高差差不不保证稳稳定差差质量1.结构(1)DVB-T系统(2)ADTB-T系统2.技术参数数(1)ADTV-T参数项目目内内容容及指标标▲发射频率率470MHz~800MHz（8MHz步进）。。1240～1300MHZ▲发射功率率5W、10W、30W可选调（（可根据据应用环环境、传传输半径径调整功功率，减减少不必必要的电电磁辐射射。）车车载式SZ1C-1600F：5～10W面板可调调便携式式SZ1B-1800F：200～1w可选射频带宽宽8MHz▲调制方式式单载波调调制4OQAM压缩方式式MPEG-2▲信源输入入接口模拟接口口。发射射设备本本身携带带MPEG-2编码板，，可进行行模拟视视音频的的编码。。ASI接口，可可以外接接专业编编码器。。支持MPEG-2、MPEG-4、AVS、H.264等多种编编解码方方式视频频BNC音频卡卡侬接口口，BNC接口（可可选）模模拟视频频复合信信号、音音频双声声道、▲ASI-TS流发射信噪噪比≥35dB，▲频率稳定定度≤1×10-6▲编码速率率5.5Mbps；11Mbps；23Mbps;加密功能能可选外形尺寸寸便携式SZ-1：背包式式车载式式SZ-1：2U标准机箱箱R&SSx800型激励器器(DVB-T)技术参数数TS流输入符合EN50083ASI接口标准准，支持持不含RS码的188/204包和含RS码的204包调制和信信道编码码●调制制载波模模式(FFT)：2k，4k，8k●内纠错码码率(FEC)：1/2，2/3，3/4，5/6，7/8●保护间隔隔：1/4，1/8，1/16，1/32●调制方式式：QPSK，16QAM，64QAM●等级调制制参数：：Alpha=1，2，4●交织深度度●带宽宽：5MHz，6MHz，7MHz，8MHz●TPS信号：TVB-T或TVB-H中频(IF)输出●中心心频率：：30MHz-40MHz●信号电平平：如0dBm―-20dBm●信号稳定定性：±0.5dB±±1kHz●I/Q幅度平衡衡误差：：<0.05%●I/Q相位误差差：<0.05度●调制误码码率(MER)：>40dB●频肩：>52Db@±4.2MHz●杂波：>52dB●反射损耗耗：>55dB性能术语语内纠错码码率(FEC)：表示FEC纠错能力力。数值值越大，，如7/8比2/3纠错能力力弱，但但净负荷荷数据量量多。详详情见《相关知知识》保护间间隔：：在有效效码元元段之之间填填充充的时时间段段，以以解决决多径径干扰扰。其其时间间为码码元的的1/4，1/8，1/16，1/32。填充充内容容为有有效码码元段段的第第1个码元元。交织深深度即在交交织时时，打打乱传传送数数码顺顺序的的程度度。MER(ModulationErrorRatio)调制误误差比比MER和EVM测量相相同的的量，，如果果星座座图已已知，，则这这两个个测量量之间间很容容易地地转换换。用用简化化比值值表达达时，，MER等于EVM的平方方再乘乘以星星座图图的峰峰值/均值功功率比比。MER与BER之间的的关系系见图图64QAM前维特特比BER与MER之间的的关系系当MER为：24dB(64QAM)30dB(256QAM)，BER迅速上上升，，直至至出现现“数数字悬悬崖””接收收机不不能正正常解解调。。3.技术要要点围绕地地面数数字电电视传传输中中抗干干扰性性能，，尤其其是移移动接接收中中的多多径干干扰，，高质质量地地传输输，地地面数数字电电视技技术要要点，，或者者说各各种标标的技技术创创新点点体现现在：：▲帧结构构▲信信道估估算▲信道编编码(EFC+交织)▲数字信信号载载波调调制(映射、、MQAM)●DMB-T技术要要点√将数据据检测测与信信道估估计分分别对对待，，对数数据检检测，，采用用了频频谱效效率高高、抗抗多径径干扰扰能力力强；；适用用宽带带信号号传输输的多多载波波OFDM调制方方式；；√对于信信道估估计，，在时时域采采用了了已知知的周周期伪伪随机机PN(PseudorandomNumber)序别作作为参参考信信号；；√其中创创新技技术-时域信信号处处理与与频域域信号号相处处理，，可同同时发发挥数数字信信号在在时域域和频频域同同处理理的特特点；；√依据多多媒体体业务务和移移动接接收的的服务务要求求设计计纠错错编码码和交交织编编码；；√多层分分组乘乘积码码，采采用最最新的的Turbo算解码码，以以获取取最大大的接接收信信道容容量的的传输输性能能。●ADTB-T技术要要点是是：√基基于单单载波波M-OQAM调制的的时域域技术术。√独独特的的帧结结构，，可进进行简简洁、、高效效的数数据结结构能能够迅迅速、、可靠靠地实实现系系统同同步，，并迅迅速、、可靠靠地进进行信信道估估计。。√采用TPC(TurboProductCode)先进的信道道编码。可可作到编码码效率高，，8/9编码效率可可将16QAM调制的门限限由16dB降为12.7dB，而不需要要提高调制制度。TPC编码不存在在误码平层层，故减少少额外的如如RS编码。同时时TPC编码硬件复复杂低，适适用于高数数据率传输输。√采用4OQAM、16OQAM、32OQAM低阶调制。。由于OQAM低阶调制映映射对应的的数据星座座点之间的的距离较大大，带来接接收机能够够有效的降降低信号判判决门限。。在单载波波调制存有有的低峰均均比(相对于多载载波的高峰峰均比)，可进一步步再降低信信号峰均比比。对于发发射机的较较大功率单单元可不添添显置非线线性校正。。√结合接收终终端抗干扰扰技术，突突破了单载载波数字电电视移动接接收/发射的技术术瓶颈，以以获取最大大的接收信信道容量的的传输性能能。√基于双导频频及已知序序列的同步步技术√改进均衡接接收技术√实现ADTB-T单载波单频频网时，可可完全不依依赖包括GPS在内的外部部时钟信足足，实现大大范围单频频网组网。。(1)帧结构帧结构中的的“帧”的的引入源于于模拟电视视中的视频频帧，即将将连续图像像分为一帧帧一帧画面面传送。在在数字电视视，作为连连续的数据据流可分割割一段一段段数据流，，进行连续续传送，即即借用视频频信号帧的的概念组织织数据传输输，作为一一段数据流流可作为一一帧传送，，于是应生生出数据帧帧结构。帧结构具有有的格式对对信号传送送中的抗干干扰起着重重要作用，，故而不同同的数字地地面视传输输方式，如如DVB-T、DMB-T、ABTV-T、CMMB等，都在寻寻求各自具具有独立的的帧结构。。也就是说说：帧结构构是不同的的。▲DVB-T帧结构DVB-T采用每帧68个OFDM符号组成，，持续期为为TF。每4帧组成一个个超帧。每每一个符号号由一组持持续时间为为Ts的载波组成成。Ts"持续时间内内由持续时时间Ts有用数据和和持续时间间△保护间间隔两部分分组成。一个OFDM帧的符号数数为0-67。所有符号号均含有数数据及参考考信息。除除此还包括括：分散导导频单元、、连续导频载波及TPS导频。▲ADTV-T帧结构数据帧包括括：帧头(确知信息)、加强保护护的系统信信息及经高高效编码保保护的数据据息。国际中：帧帧格式中帧帧头(595字符-78.7ms)、帧体(36个符号的系系统信息+3744个符号的数数据符号=3780个符号-500μs)。在保证传传输效率下下又能提高高抗信道动动态衰落的的能力。(2)信道估算顾名思义：：信道估算算指对信道道干扰的探探测。在传传输信息中中插入数据据，依据该该数据的传传输状态对对传输系统统参数进行行修正。从从而提高系系统的抗干干扰性。各各种标准采采用不同方方式的信道道估算，是是他们的亮亮点之一。。DVB-T信道估算导频及TPS信号●导频作作用OFDM系统中，导导频信号是是时间、频频率二维的的。以OFDM符号分布于于不同的时时间和载波波频率上。。为了提高高估计的精精度，插入入连续、分分散布两种种类型导频频。导频的的数量是估估计精度和和系统复杂杂度的折中中。导频信信号之间的的间隔取决决于信道的的相干时间间利和相干干带宽。时时域上导频频的间隔应应小于相干干时间；频频域上，导导频的间隔隔应小于相相干带宽。。连续导频作作用是向接接收端提供供同步和相相位误差估估值信息。。以恒定数数目分散每每个OFDM符导内。2k下模式45个，8k模式177个。在每个个符号中具具体载波位位置是随机机的，但排排列是相同同的。接收收机预知其其规律。为为保证接收收到可靠的的导频信号号，采用高高电平载波波幅度的BPSK调制。即用用±4/3的电平调制制在载波的的实轴。散布导频的的作用是提提供关于信信道特性的的信息，即即信道估计计。如频率率选择性衰衰落、时间间选择性衰衰落及干扰扰的动态情情况。以上导频的的加入可帮帮助接收机机快速同步步和准确解解调。但降降低了载波波使用效率率。●传输参数信信令TPS传输参数信信令TPS是与信道编编码和调制制参数密切切相关。在在2k模式中，一一个OFDM符号内在17个载波上传传输17次相同内容容的一“1”比特调制信信息。采用用的符号电电平为±1的DBPSK方法调制在在载波的实实部。在一一帧内，68个符号的同同一对应位位置上的68个比特构成成一个TPS块，因而一一帧内有相相同信息内内容的17个TPS块。TPS传输参数信信令有：星星座图类型型、分层信信息、保护护间隔、卷卷积编码率率、模式以以及超帧内内的帧号(4帧构成一个个超帧)等。ADTV-T信道估算基于双导频频及已知序序列的同步步技术双导频信号号仅占0.2Db信号功率，，作用是信信道特别恶恶劣下，进进行载波及及时钟恢复复。利用序列良良好的自相相关性分离离多径传输输的各个载载波的相位位差，以便便计算选取取。(3)信道编码●必要性在实际的通通信系统设设计中，不不仅要关心心有效性，，还同样关关心可靠性性问题，即即每一次传传输过程能能否在接收收端得到正正确的码元元恢复。码码元通过信信道传输，，由于信道道的干扰和和噪声无法法避免，其其码元差错错概率完全全不可避免免。因此，，一个完整整、实用的的通信系统统通常都包包含信道编编码和解码码。鉴于视视频信号在在传输前经经过高度压压缩以降低低码率，故故而传输错错误会对最最后的图象象恢复产生生极大的影影响，因此此信道编码码的性能显显得尤为重重要。●信道编码类型码元差错控控制的基本本方式可以以粗分为两两大类，一一类是反馈馈方式，包包括反馈重重发（ARQ）、信息反反馈（IRQ）和混合纠纠错（HEC）等方式，，其基本特特征是信道道编码构造造简单，需需要反馈信信道；另一一类称为前前向纠错（（ForwardErrorCorrection，FEC）方式，所所谓“前向向”，是指指解码器根根据码元的的规律性自自行纠正错错误。其优优点是单向向传输，不不需要反馈馈，纠错迅迅速，缺点点是纠错码码的构造复复杂，编码码效率较低低。在未来来的多媒体体广播通信信网络中，，用户上行行信息和某某些数据量量小、对传传输错误非非常敏感的的多媒体服服务可以采采用反馈方方式；而网网络的主要要服务方式式——视频广播通通信，由于于自身的特特殊性只能能采用FEC方式。FEC纠错码型根据检验码码元与信息息码元之间间的关系，，可以分为为分组码和和卷积码两两大类。若本码组的的检验码元元仅与本码码组的信息息码元有关关，而与其其它码组的的信息码元元无关，则则称这类码码为分组码码。若本码码组的检验验码元不仅仅和本码组组的信息码码元相关，，而且还和和与本码组组相邻的前前、后若干干码组的信信息码元也也有约束关关系，则这这类码称为为卷积码。。在数字地面面电视传输输中常用的的FEC纠错码有：：RS码、卷积码码TPC(TurboProductCode)码Trubo码BCH码LDPC码但在数字地地面电视中中采取“级级联编码””，在提高高数码传输输可靠性下下，减轻解解码器电路路结构的复复杂性。“级联编码码”指系统统的差错控控制由几种种纠错方式式组合而成成。如外码码(针对数据包包)、内码(针对比特)及交识。RS码▲RS码(ReedSolomon)里德-罗索罗门码码属于线性分分组码在一个(n，k)RS码中，输入入信号分成成m•k比特一组，，每组包括括k个符号，每每个符号由由m个比特组成成。n为RS码长，k肖为输入码码长，n-k为填入的纠纠错码长。。如(24，20)。RS码是无线通通讯中常用用的EFC码型卷积码RS(n.k)线性分组码码，组中的的(n-k)个校验元仅仅与本组的的k个信息有关关，而与其其他各组码码元无关。。而卷积码码中组中的的(n0-k0)个校验元不不仅与本值值的k0个信息元有有关，而且且还与前面面各时刻输输入至编码码器的信息息组有关。。其特点：卷卷积码中每每组的信息息位k0和码长n0，通常比分分组码的k.n要小。见动画Turbo码Turbo码为并行级级联卷积码码。其编码码器见下图图：●BCH码属于循环码码，是一种种分组的系系统码。用用[n，k]表示。k位为信息码元(字)，n为BCH码位(字)，r=n-k为添加监督码元元(字)。循环码由其码组组长度n及生成多项式g(D)决定。g(D)是一个能除尽Dn-1的n-k阶多项式。阶数数低于n并能被g(D)除尽的一组多项项式就是一个[n，k]循环码。LDPC码LDPC(Low-DensityParity-CheckCode)低密度奇偶校验验码。为线性分分组前向纠错码码，具有较大的的灵活性及可获获取较低的误码码。因相对应的校验验矩阵中包含绝绝大多数的0，而仅有极少数数1而得名。LDPC码是一种线性分分组码，编码前前的信息比特数数为m，编码后的总比比特数为n，增加的校验比比特数为k，其中k=n-m，此时对于规则的的LDPC码，可记为(n,γ,ρ)。ρ称该行的行重，，即每行有ρ个1；γ称该列的列重，，即每列有γ个1；如H1为(12,3,6)LDPC码的校验矩阵。。其中，TPC码(TurboProductCode)TPC码即Turbo乘积码。它是Turbo码的子码拓展到到另一类型的线线性分组码。即即由分组码串行行级联构造的Turbo码。实质是将分分组码进行串行行级联，并采用用分组交织构成成的级联码。其其特点：▲可以做到高码率率、接近信道容容量时仍可保证证有效的的传输输数字信号。▲分组Turbo码只需要使用简简单的行、列交交织器(块交识)，有助于简化交交识器结构。▲可用于宽带传输输▲其解码器带来的的延时可通过将将多个子解码器器并行而大幅度度减小。TPC码为块状码，需需要由2-3个子码构成，下下面以两个线性性分组的二维乘乘积码为例，说说明TPC构造。2维TPC码C=C1×C2其中C1(n1,k1,dmin1)C2(n2,k2,dmin2)可如下获得C①把(K1×K2)信息比特放入一一矩阵中②使用行编码器C1对K2行进行编码，得得到K2行，n1列的矩阵③使用行偏编码器器C2对n1行进行编码，得得到n2行，n1列的矩阵鉴于串行级联编编码，②③不能同时进行。。最后C(n,k,d)分别为C=n1×n2k=k1×k2dk=dmin1×dmin2交织编码大多数编码都是是基于信道差错错满足统计独立立的特性设计的的，但实际信道道往往是突发错错误和随机错误误并存的组合信信道，在这些信信道中直接使用用纠随机错误码码效果不好交织技术是一种种时间/频率扩展技术，，它把信道错误误的相关度减小小，在交织度足足够大时，就把把突发错误离散散成随机错误，，为正确译码创创造了更好的条条件。在发射端对数据据流实施码元交交织，即将传输输码元的排序打打乱，而接收端端再将打乱的，，恢复成正常排排序。以从而将将连续的突变错错误离散为随机机性错误，大大大提高纠错能力力。常用交织编编码有：▲分组交织▲卷积交织突发错误离散成成随机错误，分组交织分组交织又称矩矩阵交织或块交交织，如图6-31所示，编码后的的码字序列被按按行填入一个大大小为n×m的矩阵，矩阵填填满以后，再以以列发出。动画1卷积交织与矩阵交织不同同，卷积交织器器不需要将编码码序列分组，是是一种连续工作作的交织器，且且比矩阵交织更更为有效。动画2DVB-T信道编码特点DVB-T采用的信道编码码采用：频谱成成形随机化、基基于RS码编码的前向纠纠错(FEC)及卷积交织。▲ADTV-T信道编码采用TPC(TurboProductCode)先进的信道编码码。可作到编码码效率高，8/9编码效率可将16QAM调制的门限由16dB降为12.7dB，而不需要提高高调制度。TPC编码不存在误码码平层，故减少少额外的如RS编码。同时TPC编码硬件复杂低低，适用于高数数据率传输。▲DMB-T信道编码特点在DMB-T(我国地面数字电电视标标)采用BCH+QC-LDPC级联编码。(3)数字载波调制●单载波调制即将传输的数据据调制在一个载载波频率上，其其带宽占据8MHz。ATSC标准采用8VSB，其中8代表调制方式为为8ASK(8个电平的幅度键键控)，VSB指采用残留边带带传输(兼容模拟地面电电视传输标准)。ADTV-T采用4OQAM、16OQAM、32OQAM低阶调制。带双双导频的双边带带传输。●多载波OFDM调制是把高速率的数数据流拆分成一一些在若干子载载波上同时传输输的低速数据流流，在并行子载载波中用较低的的数据速率来增增加信号的持续续时间，从而降降低多径造成的的相对色散时间间量。由于可在在相继的OFDM信号间插入足够够长的保护间距距，因而几乎完完全可消除符号号间干扰（ISI）。DVB-T，DMB-T采用多载波OFDM调制依据子载波数目目分为以下三种种模式：2k(1750)带宽2MHz4k(3850)带宽4MHz8k(7610)带宽8MHZ至于具体选择哪哪一种参数，除除了上述因素外外，还要考虑移移动性、网络规规划灵活性等。。每个符号之间插入入△长度的保护间间隔，△大于最大大时延扩展，这样样一个符号的多径径分量就不会对下下一个符号造成干干扰。△/Ts值小，信息传输损损失小，大则可抵抵抑较长延时的多多径干扰。OFDM工作模式在移动性能方面，，在2k模式下提供非常好好的移动性能，明明显好于8k模式。在网络规划划方面，很大的地地理区域只被单一一频率覆盖从而构构成单频率网络(SFN)。但2k模式的符号持续时时间和相应的保护护间隔很短，这就就使得网络设计者者难于进行频率规规划，阻碍了其在在这类环境中的使使用。所以，2k模式只适合于小型型单频网（SFN）。8K模式更适合于构成成一个大范围的SFN4k模式是在移动性能能和网络规划灵活活性方面一个很好好的折中。欧洲DVB-T原来只有2K和8k模式，日本ISDB-T和欧洲后来的DVB-H在原来2k和8k的基础上增加了4k模式。我国DMB-T系统采用了4k模式，更好地兼顾顾移动和网络规划划。OFDM传输技术优点√抗多径干扰√支持移动接收√构建单频网SFN，易于频率规划√陡峭（高效）的频频谱，好的频谱掩掩模√便于信道估计，易易于实现频域均衡衡√灵活的频谱应用√有效的实现技术，，利用FFT算法用单载波调制制实现OFDM。√易于实现天线分集集和MIMO系统OFDM传输技术存在的问问题①对频率偏移和和相位噪声敏感②峰均功率比(PAPR)值高③插入循环前缀缀保护间隔降低约约10％的传输有效码率率每个子载波采用MQAM(幅度-相位调制)。QAM幅度-相位调制1.星座图QAM可用正交调制的方方法产生，即I(t)同相分量、Q(t)正交分量的叠加。。其合成信号通常常用矢量图表示，，而把合成信号矢矢量端点的分布图图称为星座图。将将传输数据放置在在星座图上的对应应位置称之映射。。通过星座图的观观察可以判断调制制信号质量。MQAM星座图IQ位信号分析IQ星座图是信号经过过QAM调制后信号矢量端端点的分布图。通通过对信号1Q分量的测量就可以以画出。通过对信信号星座图测量，，可以检验幅值和和相位。数字调制系统的星星座图显示的图形形相当于矢量仪中中矢量显示。即星星座图标出了符号号（调制信号）在在接收机里的着陆陆点。并给出着陆陆点的允许偏离范范围和判决边界。。由于矢量显示（（幅度和相位）故故可以利用矢量点点阵列的形状来判判断和确定传输系系统或传输通道中中故障和失真的严严重程度。可判断断振荡品器相位抖抖动、IQ幅度不平衡、IQ正交错误等。▲噪声误差(相位抖动)▲IQ正交误差指I、Q信号之间的相位差差偏离900。使得星座图由方方形变为或菱形。。▲IQ幅度不平衡即同相分量和正交交分量间存有增益益差，使得星座图图由方形变为或矩矩形。OQAM偏置正交幅度调制制(OffsetQuadrateAmplitudeModulation,OQAM)方式。地面广播模式有64OQAM、16OQAM和4OQAM三种。称之低阶阶OQAM。OQAM的调制方式使得信信号在时间上和相相位上对称，时钟钟恢复和载波恢复复相互独立并可以以在极端的信道特特性下迅速、可靠靠地获得。由于OQAM低阶调制映射对应应的数据星座点之之间的距离较大，，带来接收机能够够有效的降低信号号判决门限。在单单载波调制存有的的低峰均比(相对于多载波的高高峰均比)，可进一步再降低低信号峰均比。OQAM相比QAM而言，在I、Q两个正交的调制相相位上，其中一路路

延迟了半个bit的保持时间，这样样I、Q两路就不会同时发发生相位

的反转转，从理论而言，，效果是一样的。。但是，OQAM对射频的功率放放大器的要求求会低一些TCM网格编码调制(Trellis-CodedModulation,TCM)带限信道的网格编编玛是将调制和编编码作为一个整体体考虑，不去彼比比分离。这种两者者的结合即为TCM。它将码率为m/m+1的卷积码的每一码码段映射为2m+1个调制信号集中的的一个信号。这时时调制信号和卷积积码可看是网格码码。TCM编码调测制器原理理图TCM优势在相同的信息传输输速率、带宽和信信号功率条件下，，编码调制信号的的自由欧氏距离大大大超出未编码调调制号之间的最小小欧氏距离，从而而获得可观的增益益。虽然引入可控的编编码冗余以降低误误码率，但是编码码冗余是通过扩展展信号集实现的，，从而避免了带宽宽的扩展和频带利利用率的降低。其特征