ISDB-T简介ISDB 2008-09-04 16:41:10 阅读66 评论1 字号：大中小 引文来源 什么是ISDB-T--技术 -- 通信世界网--专注于ICT领域的综合信息服务平台--通信世界网
外编码为缩短的RS（里德一索罗门）码（204、188、t=8），采用伽罗华域GF（28）的码元，域生成多项式为P（x）=X8+X4+X3+X2+1，码生成多项式为（X-1）（X-a）（X-a2）（X-a3）……（X-a15），a=02HEX0加上RS码前、后的TSP（传送流包），如图5所示。 划分块层时，以TSP为单位进行划分，每一块层内有相同的编码参数。 关于延时补偿，当各个块层的码率不一样时，用来对字节交织引起的延时差进行补偿，它们以TSP为单位调整延时。 关于能量扩散，用PRBS（伪随机二进制序列）在块层基础上以比特为单位与同步字节除外的数据流进行模2和。PRBS的生成多项式为g(x)=x15+x14+1。15个移位寄存器的初始化值从低位起为“100101010000000”，每-OFDM帧开始时初始化一次。字节交织度I=12字节，采用具有12条支路、包含FIFO（先进先出）移位寄存器的Forney方法来实现字节交织。交织和去交织导致发送和接收合计的数据延时量为（17×12×11）字节（相当于11个TSP）。 图6示出了约束长度K=7、基本编码率为1/2的卷积编码电路。可供选择的内码编码率及此时的缩短式传送信号（缩短码）示于表4。
三 调制方式 由卷积编码缩短码形成的X、Y并行输出经并/串变换后成为传送信号串行序列，对高频载波实施OFDM调制。调制部分方框图如图7所示。 下面，对有关的各小方框加以说明。 1 载波调制 载波调制部分按照不同的调制方式（DQPSK、QPSK、16QAM和64QAM）分成四条支路；其方框图构成如图8所示。其中比特交织是按后述方式进行的。
1）DQPSK DQPSK调制的电路框图如图9所示，串行输入数据流经串/并（S/P）变换后，在相位计算前的一路输入中加入15比特的延时，实现比特交织。B0＇与b1＇在相位计算中得到如表5所示的输出结果。然后，在移相方框中实现p/4移相。 图9中延时框的延时时间为一个OFDM符号期长度。 图10示出由图9电路框图的DQPSK映射产生的星座图。 2）QPSK QPSK调制的电路框图如图11所示，与图8的DQPSK类似，输入数据流经串/并变换后在并行的2路中的一路内加入15比特的延时，进行比特交织。然后，实施QPSK映射，输出Ⅰ轴数据和Q轴数据。图12示出QPSK产生的星座图。 3）16QAM 16QAM调制的电路框图如图13所示，经串/并变换成并行的4路比特流后，根据15、10、5比特的延时进行比特交织。然后，按规定进行16QAM映射，输出Ⅰ轴数据和Q轴数据，图14为其星座图。 4）64QAM 64QAM调制的电路框图如图15所示，经串/并变换成并行的6路比特流后，根据15、12、9、6、3比特的延时进行比特交织。然后，按规定进行64QAM映射，输出Ⅰ轴数据和Q轴数据。 2 调制电平规一化 图10、12、14所示各种调制方式的星座图中，设星座点为Z=I+jQ，为使发送信号电平统一起来，应对Z的幅值作规一化，从而不同调制方式发射的平均功率都为1。表6为规一化时需要采用的校正因子值。 3 块层合成 按照图7，载波调制后是块层合成电路。合成时，将第1、2、3、4块层的各数据段按顺序写入相应的RAM缓存器。而后，按节1、2、3、4块层的顺序串行地读出所有数据段。由于各块层的码率不一样，所以顺序串行读出时还需进行取样时钟切换。 4 时间交织 为了适应于移动接收，还将每个数据段内对载波进行调制的符号（一对I、Q轴数据）作出时间交织，交织深度I可选择，模式1中I=32、16、8或0（不交织）个调制符号，模式2中I=8、4、2或0（不交织）个调制符号。图16示出了数据段内调制符号时间交织的电路构成。 5 频率交织 由图7可知，时间交织之后是频率交织，其电路构成如图17所示。在数据段划分中，依照部分接收部分、差动调制部分和同步调制部分的顺序将0-12的序号分配给13个数据段，序号如下：11、9、7、5、3、1、0、2、4、6、8、10、12。 按照图17，数据段划分之后将数据段分为三类，第0段的部分接收段直接去往段内载波旋转，而差动和同步调制部分先经段间交织再去往段内载波旋转，然后均进行段内载波随机化。 1）段间交织 段间交织是分别在差动调制（DQPSK）部分和同步调制（QPSK，16QAM，64QAM）部分之内进行的。模式1和模式2有各自的段间交织规律。 2）段内交织 段内交织包括段内载波旋转和段内载波随机化。ISDB-T中规定了明确的模式1和模式2所采用的按段号使每段内载波旋转的列表。关于段内载波随机化，表7中部分地列出了段内载波旋转后进行随机化前、后的载波序号情况（模式1）。 6 OFDM帧结构 根据图17，频率交织之后调制符号组成帧结构。它分为两步，第一步先形成数据段配置，第二步再在其配置中附加上SP、CP和TMCC导频信号，构成OFDM段。图18为实现第一步后的数据段配置情况。 1）差动调制部分的OFDM段配置 差动调制中，在数据段上再附加CP和TMCC而形成OFDM段。CP和TMCC均沿符号方向加入，按表1所示，无论模式1或模式2，均在每108个载波中加入7个CP和5个TMCC，图19示明了其OFDM段配置情况。图中的Si.j表示交织后数据段内的载波序号方向、符号序号方向。 至于CP和TMCC的具体位置，对不同的段号有规定的载波序号所在点，表8列出了模式1中CP1-7和TMCC1-5的载波序号位置。 2）同步调制部分的OFDM段配置 同步调制中，在数据段上再附加SP、CP和TMCC而形成OFDM段。CP和TMCC沿符号方向加入，而SP沿符号方向和载波方向加入，参见图3。SP导频在载波方向上每隔11个数据载波加入一个，在符号方向上逐符号推后3个载波位置。这样安排，接收端可根据接收新的SP导频情况对信道性能的变化作出估计，依此进行信道均衡。 对于CP和TMCC的加入由表1可知，无论模式1或模式2，同步调制中每96个数据载波上加入2个CP和1个TMCC，表9列出了模式1中CP1-2和TMCC的载波位置所在。 7 导频信号调制方式 在规定了导频信号的类别，数量及其载波位置之后，还须规定它们的数据值和调制方式。 1）散布导频（SP） 由图20所示的PRBS（伪随机二进制序列）发生器产生出比特串Wi。首先，对PRBS每段作一次初始化，使PRBS的第一个输出比特与第一个有效载波重合。随后，在每个使用的载波上（无论是否为导频）由PRBS形成一个新数值。对于OFDM段中用作散布导频的载波序号i，由PRBS产生的Wi使散布导频作BPSK调制，调制信号和Wi值示于表10。PRBS的初始化值示于表11，对每段有不同的规定。 2）连续导频（CP） 对连续导频载波的调制，采用与图20同样的Wi和表10、11同样的参数，对相应的导频载波进行BPSK调制。 3）TMCC导频 对TMCC导频载波的调制，也采用相应的Wi值和调制信号振幅值，但进行DBPSK调制。即当第m（m=1～203）个OFDM符号的Wi为0时振幅值Im=Im-1，Qm=0，当第m个OFDM符号的Wi 为1时，Im=-Im-1，Qm=0。 总括三类导频信号的传输电平可以看到，它们均大于规一化的1，是4/3。因此，导频信号是在提升的功率电平上发射的，是规一化功率的16/9倍。其原因当然是为了提高信号传输的可靠性。 8 传送信号频段配置 6 MHz物理通道内13段的序号已如上述，当存在部分接收时，对它指配以段号0，其余1～12段按顺序指配给差动调制部分和同步调制部分。在每一段的最右端附加一个连续载波（CP），调制信号为（-4/3，0）或（4/3，0），参见表2的注。 9 保护间隔加入 如图21所示，保护间隔的加入是在IFFT（快速傅里叶反变换）之后的输出数据波形中实施的，将时间上处于后端、长度上相同于保护间隔时间段的数据波形，原样地附加至有效符号前面的保护间隔段内，其作用是防止多径干扰对接收的影响。 四 传输和复用配置控制（TMCC） 前面已介绍了TMCC导频信号的数目、位置和调制方式，现在再细述一下TMCC的作用，信息编码和传输内容等。概括地说，TMCC用来传送各个OFDM段的调制参数信息以及接收端实施解调时必需获知的信息。 1 比特分配 已经说明一帧内有204个OFDM段，据图3和图19可知，在符号方向上由204个比特构成一个TMCC比特组，它们的用途分配如表12所示。 2 同步字 同步字按规定的规律在各OFDM段内采用W0或W1，并逐帧反转。表13列出同步调制中模式1和模式2内同步字的变化规律（W0：+；W1：-）。
3 信息编码方式 TMCC信息比特102个，实际应用量远小于此数，不应用的填充以数据“1”。应用到的比特情况如表14-16所示。 4 误码纠正编码 误码校验比特b122-b203用来对从同步字起的b1-b121信息作（203、121）差集合循环码纠错编码。（203、121）是差集合循环码（273、191）的缩短码。 由据此得到的TMCC纠错数据对规定的载波进行DBPSK调制。 五 接收系统 ISDB-T的接收系统方框图如图22所示。 接收到的高频调制信号经放大和检波后得到的信号进行FFT变换，从时域信号变换到频域信号，再馈至OFDM帧解码部分，按段号顺序0-12顺序读出各OFDM段。根据原来的调制方式进行差动调制解调或散布导频（SP）解调（针对同步调制的解调）。然后，作出去频率交织和去时间交织的处理。再往下，一步步实施与发送端信道编码相逆的信道解码处理，处理中应用了从TMCC译码中得到的有关信息。最后，进入TS流再生部分。 在TS流再生部分中，将每个块层经处理得到的信号以TSP为单位存储入缓存器内。TSP有着不同的块层层次时，先存储的块层，也即段号小的块层，将其TSP的内容先读出。块层的缓存器中不存在TSP包的内容时，对解码（204、188）数据流提供由零值包产生的204个零值字节，最后的TS流输出作为信源解码部分的输入。 如果只是接收ISDB-T内中央部分的一个数据段（0号OFDM段），则这种部分接收的接收系统较为简单，其方框图如图23所示。 六 附言 以上内容是根据日本的“数字地面电视广播暂定制式（草案）（传送部分）”编写的，这里主要涉及信道编码部分和载波调制部分。从总体上看，它与DVB-T的技术规范基本相同。另外，日本在最后确定其ISDB-T的正式标准(DIBEG)时，对上述的某些参数细节作了更改，但总的原理不变。下面，单独写出已知的现行情况。 日本又将其ISDB-T称为BST-OFDM（频带分段发射-正交频分复用）技术，传输模式及有关参数如表17所列改为三种，即模式1、2、3。其中，模式1的载波间隔为4KHz（实际3.968KHz），适合于移动接收，模式3的载波间隔为1KHz（实际0.992KHz），有效符号周期1008ms，适合于固定接收，抗延时稍长的多径干扰。这两种模式已作过开路试验，效果良好，模式1能适应时速200km时车载接收中的多普勒效应，模式3抗重影能力强。 日本声称的与欧洲DVB-T和美国ATSC（信道编码调制方式相应地为COFDM和8VSB-AM）的综合性能比较见表18。 |
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