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我国数字电视地面广播传输系统的技术要求

浏览:3514  来源:通信人在线  日期:2019-01-31

2000年前后,新一代的数字电视广播系统在国际上开始兴起,主要发达国家都在紧锣密鼓的研制自己国家的数字电视广播系统,来逐步取代模拟电视系统。我们知道,电视广播系统根据其传输方式不同,分为卫星传输、地面电缆传输和地面无线传输。就数字电视地面广播传输系统,在当时的美国、欧洲及日本等都已有了自己的传输标准。当时,在我国信息产业部与广电总局的组织下,决心自己研制自主产权的我国数字电视地面广播传输系统。

一、引述

2001年的4月起,国家广电总局便开始征集提案的提交,当时我国有相关科研单位和高等院校等单位相继提交了5套技术提案;并在200110月开始在北京、上海及深圳三地进行数字地面广播标准的测试工作,在2002年至2003年间测试完成之后,开始进行最后标准的制定。终于在2006年的8月完成了我国自有品牌的技术标准,发布了GB 20600-2006 《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》。该标准是在5套技术提案中,主要选用了清华大学提案和上海交通大学提案,进行了融合而成。

欲更多了解我国当时征集的5套技术提案介绍的请进入

GB 20600-2006是一个强制性标准,规定了在UHFVHF频段中,每8MHz数字电视频带内,数字电视地面广播传输系统信号的帧结构、信道编码和调制方式。体现本标准具有自主创新特点、并能提高系统性能的主要关键技术有:能实现快速同步和高效信道估计与均衡的PN序列帧头设计和符号保护间隔填充方法、低密度校验纠错码(LDPC)、系统信息的扩频传输方法等。它支持4.813Mbps~32.486Mbps的系统净荷传输数据率,支持标准清晰度电视业务和高清晰度电视业务,支持固定接收和移动接收,支持多频组网和单频组网。下述对该标准的内容做一简要介绍,若要详细了解该标准具体内容的请查阅下附件。

附件:GB 20600-2006 《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》

二、系统结构组成

1、概述

数字电视地面广播传输系统是广播电视系统的重要组成部分,不但必须具有支持传统电视广播服务的基本功能,而且还要具有适应广播电视服务的可扩展功能。数字电视地面广播传输系统支持固定(含室内、外)接收和移动接收两种模式。在固定接收模式下,可以提供标准清晰度数字电视业务、高清晰度电视业务、数字声音广播业务、多媒体广播和数据服务业务;在移动接收模式下,可以提供标准清晰度数字电视业务、数字声音广播业务、多媒体广播和数据服务业务。数字电视地面广播传输系统支持多频网和单频网两种组网模式,可根据应用业务的特性和组网环境选择不同的传输模式和参数,并支持多业务的混合模式,以达到业务特性与传输模式的匹配,实现业务运营的灵活性和经济性。鉴于此,我国数字电视地面广播传输系统发送端的原理框图如下图2-1所示。

2-1:我国数字电视地面广播传输系统发送端的原理框图

2、信号的变换过程

在图中,数字电视地面广播传输系统发送端完成从输入数据码流到地面电视信道传输信号的转换。输入数据码流经过扰码器(随机化)、前向纠错编码(FEC),然后进行从比特流到符号流的星座映射,再进行交织后形成基本数据块。基本数据块与系统信息组合(复用)后,经过帧体数据处理形成帧体。而帧体与相应的帧头(PN序列)复接为信号帧(组帧),经过基带后处理转换为基带输出信号(8MHz带宽内)。该信号经正交上变频转换为射频信号(UHFVHF频段范围内)。

三、相关技术

根据图1-1的数字电视地面广播传输系统发送端,从输入数据码流到射频信号的处理与转换过程,GB 20600给出了相关技术要求

1、接口

对于接口,GB 20600只给出了数据输入信号接口,应符合GB/T 17975.1《信息技术 运动图像及其伴音信息的通用编码 1部分:系统》的要求,和射频输出接口,应符合SJ/T 10351《电视发射机通用技术条件》的要求。

2、编码和调制

这一部分包括图1-1中的随机化、前向纠错编码和星座映射与交织三个模块的内容,涉及的技术包括:加扰、前向纠错编码、符号星座映射、符号交织、频域交织等。其中符号星座映射包括64QAM映射、34QAM映射、16QAM映射、4QAM映射和4QAM-NR映射。

3、复帧

数字电视地面广播传输系统的数据帧结构是一种四层结构。其中,数据帧结构的基本单元为信号帧,信号帧由帧头和帧体两部分组成。超帧定义为一组信号帧。分帧定义为一组超帧。帧结构的顶层称为日帧(Calendar Day Frame, CDF)。信号结构是周期的,并与自然时间保持同步。每种帧的时间长度汇总在下表3-3中。

3-3:各种帧的时间长度

4、帧体数据处理

帧体中的数据长度为3744nQAM符号,3744 个数据符号复接系统信息后,经帧体数据处理后形成帧体,用C (有C=1C=3780两个模式)个子载波调制,占用的射频带宽为7.56MHz,时域信号块长度为500μs

5、基带后处理

基带后处理(成形滤波)采用平方根升余弦(Square Root Raised CosineSRRC)滤波器进行基带脉冲成形。

6、基带信号频谱特性和谱模板

GB 20600给出了基带信号的典型频谱特性图和带外谱模板图。

7、系统净荷数据率

在不同信号帧长度、内码码率和调制方式下,GB 20600标准支持的净荷数据率如下表3-7所示。

3-7:系统净荷数据率

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