数字发射机工作原理

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1、数字电视发射机激励器结构及工作原理高原随着计算机技术、通讯技术的飞速发展，全世界广播电视界正掀起一股数字电视开发和使用的热浪。目前数字电视的标准主要有：美国ATSC、欧洲DVB、日本ISDB，我国正在加紧制定具有自主知识产权的数字电视标准，2008年北京申奥的成功无疑为我国地面数字电视的发展提供了助推剂。在数字电视地面广播中，新型的数字电视发射机是至关重要的，而激励器（EXCITER）又是数字电视发射机中最为关键的环节。下面结合DVB-T标准激励器来进行分析。1激励器结构数字电视发射机与模拟电视发射机不同，它的输入信号不是通常的视频和音频节目信号，而是将音频、视频信号按M

2、PEG标准，经过压缩、编码，并与其它数据信息复用打包后的传输码流（TS流）。输入的TS流进入激励器，经过信道编码与调制单元，形成符合一定制式标准的模拟中频信号，然后上变频至所需频道（模拟UHF信号），这些工作均由激励器完成。输出的模拟UHF信号再经射频放大后发送。图1所示为激励器的原理功能图。　从图中可以看到，激励器的输入信号是MPEG-2码流，它是从数字播控中心而来，经过了前期很多压缩编码处理，再按照MPEG的要求进行打包处理形成的传输码流（TS）；输出信号是经过了编码、调制、变频处理后的模拟UHF信号。数字电视激励器部分的主要功能是进行信道编码处理和调制，前者目的是增

3、加抗干扰能力，保证接收端进行正确接收，后者的目的用于传输，很多地方常常称该种激励器为COFDM调制器。2激励器内部的详细分析激励器内部的具体结构，如图2所示。其中虚线框是可选单元，实线框为基本组成单元。　从图2中可以看到，包含了以下基本单元：●COFDM编码；●时钟和同步；●I/Q调制器；●UHF变频器。除此之处，还包含有一些可选单元：●单频网输入模块（SFN）；●比特率（BITRATE）适应；●遥控控制；●非线性预校正。下面对各个构成部分分别加以说明。2.1COFDM编码器在地面无线传输中，多径效应影响最为严重，常采用抗多径干扰显著的COFDM技术。COFDM称为编码正

4、交频分复用调制，它是由大量的子载波构成，将各载波加以调制。也就是说，将串行传输的符号序列（MPEG-2码流）分成长度为N的段，再将每段内的N个符号分别调制到N个载波上，之后一起发送。COFDM是一种并行调制技术，将符号周期延长了N倍，从而提高了对多径干扰的抵抗能力。COFMD编码器的功能定位明确，要符号国际ETSI标准。ETSI标准是专为数字电视广播（DVB）而制定的，地面电视广播（DVB-T）的标准是ETS300473，主要是针对数字地面电视的帧结构、信道编码和调制的建议。为了更好地进一步分析，将COFDM的处理过程分成两部分来讨论。（1）第一部分先讨论第一种的COFD

5、M结构，其原理框图为图3所示。　●能量扩散又叫数据随机化，其目的是避免出现长串的0或1，采用伪随机序列发生器使数据随机化，电路上具体表现为一组移位寄存器。●外码使用截短码（R-S，Reed-Solomon）（204，188，T=8），又称为前向纠错R-S编码，它是一种性能优良的分组线性码，在同样编码冗余度下，RS码具有最强的纠错能力。●交织，又称为数据交织，有内交织和外交织，内交织又叫内码交织，外交织又叫外码扰码。由于许多信道中的差错具有突发性，当错误发生时，往往具有很强的相关性，连续一片数据出错。由于错误集中在一起，很容易超出纠错码的能力。为了达到纠错的效果，采用数据交

6、织技术，将信道的突发差错分散开来。●内码使用卷积码，也是一种性能很强的纠错码。它可以采用不同比率收缩卷积码（puncturedconvolutionalcodes），码率有1/2、2/3、3/4、5/6、7/8等，它们都是基于1/2卷积码，用户根据数码率来选用相应的误码纠错能力。●映射的作用是将信息分配到每个载波上，也送到所选定的调制方式（QPSK、16QAM、64QAM）的星座点上。（2）第二部分讨论第二种COFDM结构，其原理框图为图4所示。　●帧适配器（FRAMEADAPTER）在2k模式时，将176个载波作为导频信号用于同步，将17个载波作为TPS（Transmi

7、ssionParameterSignalling）信号用于搭载调制参数和控制信息；在8k模式将701个载波作为导频信号用于同步，将68个载波作为TPS信号用于搭载调制参数和控制信息，在2k模式、8k模式中，载波总数最终应为1705和6817个。2.2I/Q调制器和UHF变频现在使用的模拟电视发射机所用的激励器，大都采用两个步骤的调制过程：第一步将视、音频信号调制到一个中频（IF）载波上，中频频率是固定的，对所有的频道都相同，然后再经上变频器转换到所要求的RF激励器中，调制过程采用与模拟电视发射机相同的调制步骤。完成I/Q调制和