国标CTTB单载波技术简介.pdf

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1、国标单载波简介一、ADTB-T技术的本质上海交通大学等单位提出并研制成功的高级数字电视地面广播传输技术ADTB-T，是针对我国数字电视地面广播实际业务需求及技术要求，发展的一套支持大容量、高速度、单载波移动和固定接收以及单频组网的新技术。该技术在承接单载波系统覆盖范围性能好、抗同邻频干扰能力强的基础上，进一步的解决了抗恶劣、动态信道干扰，以及单频组网的国际性难题，具有广泛的应用前景。ADTB-T已经成为2006年8月颁布的国标《数字电视地面传输系统帧结构、信道编码和调制技术规范》的主要技术基础之一。ADTB-T系列技术主要包括以下部分：1.1单载波调制所

2、谓单载波调制技术，是将需要传输的数据流调制到单个载波上进行传送，目前应用最为广泛的是QAM，OQAM，PSK等星座映射方式。单从调制技术本身来看，具有信号峰均比低；接收灵敏度号；对载波偏差、相位噪声不敏感；实现简单等优点。但传统的单载波技术对付信道衰落的能力较差。在国标中，单载波调制方式已经成为“帧体数据处理”模式中的一种，在国标的所有支持模式中，超过一半均为单载波调制。必须指出，单纯的调制技术是无法满足数据可靠传输的需要，还需要数据结构、信道编解码方案、同步与均衡算法的支持来保持单载波本身的优势，进一步提高对付信道衰落的能力。1.2简洁有效的数据结构数

3、据结构的简洁有利于接收系统的低成本实现，有利于快速同步与均衡。一个简洁的数据结构的基本单元至少包括3部分：确知信息、系统信息以及编码数据。ADTB-T技术的一大特点就是数据结构以“帧”为基本单元，包括帧头（确知信息）、加强保护的系统信息、经高效编码保护的数据信息。帧头应该选择具有伪随机特性的序列（PN），插入的周期应该在500微秒到1毫秒之间，序列长度应大于判决反馈均衡器的级数，这样既保证了传输效率，又能够提高抗信道动态衰落的能力。在国标中，满足以上帧头要求的帧格式如图1：1.2.1帧头格式国标中明确规定了“帧头模式2采用10阶最大长度伪随机二进制序列截

4、短而成，帧头信号的长度为595个符号，是长度为1023的m序列的前595个码片。帧头信号的平均功率与帧体信号的平均功率相同。”由于均衡器抽头的最佳维纳解是：其中R是均衡输入的相关矩阵，pr是均衡输入数据与期望恢复值之间的相关矢量。只有采用非循环简洁的伪随机二进制序列作为帧头，才能保证在帧头阶段（均衡器抽头收敛的最佳时期），信道输入的R是对角阵，这有利于信道均衡快速收敛到最佳解。帧头功率与帧体信号的平均功率相同保证了单载波信号的低峰均比特性。1.2.2系统信息国标中采用ADTB-T技术中的walsh正交序列联合扩频序列的方式来保护传输中的系统信息，使得系统

5、信息在多径时变信道时有很强的抗衰落特性。通过该方式保护的系统信息具有很强的鲁棒性，这对于未来的多模式混合新业务出现时，需要在不同的帧传输不同的模式，有很大的意义。1.3高效信道编码方案与低阶星座映射的结合近年来，随着信道编译码技术的飞速发展，基于软输入多次迭代的信道编码方案不断出现，其代表是Turbo乘积（TPC）编码与低密度校验（LDPC）编码。这2类码都有一个特性：越是高效率的编码，其性能越容易接近香农限。而对于单载波调制，在均衡输出期望已经消除信道频率选择性衰落的影响，输出数据是“白”的，更容易体现高效TPC与LDPC的性能。另一方面，低阶星座映射

6、能够提供更大的欧氏距离，这对于均衡收敛带来很大的好处。所以，高效信道编码方案与低阶星座映射的结合既保证了频谱效率又提升了抗信道衰落的性能。在国标中采用以下的组合就可以实现5.197Mbps到25.989Mbps的码率传输：应该注意到，LDPC基于比特节点和校验节点之间迭代运算的各种译码算法不可避免要使用大量分散的RAM块；并且不同码率的编码不能像传统的卷积编码可以通过穿孔来实现，这将导致不同码率的码有各自的校验矩阵，各自的解码实现。所以与传统的维特比译码与RS译码相比，LDPC的硬件复杂度和实现成本将会有较大的提高，特别在同时实现多种码率的LDPC解码时

7、，硬件复杂度将进一步提高，采用ADTB-T的高效信道编码与低阶星座映射结合的技术有利于接收芯片复杂度的降低。1.4基于双导频及已知序列的同步技术采用双导频技术：双导频信号仅仅占用0.2dB的信号功率，可以用于载波恢复、时钟恢复、均衡等。采用双导频技术，可以在信道条件特别恶劣的情况下，进行载波/时钟恢复。下图为国标中添加双导频的频谱图。在导频信号不存在的情况下，可以利用PN序列来检测一定范围的载波偏差。对于相邻2帧的PN头信号，这两段信号之间的发送延时为，由于PN序列良好的自相关性有利于分离多径的影响，就不妨设这两段已知信号是一段完全一样的PN序列，记为P

8、N(t)以及PN(t-T1)，其中0≤t≤T;T