DVB-T的信号特点

　　与DVB-S系统的QPSK调制和DVB-C系统的QAM单载波调制不同，DVB-T系统采用COFDM的多载波调制方式，我们以下面的示意图为例介绍DVB-T系统的信号特点，在图中，我们分别标出了频率轴和时间轴，从频率轴来看，DVB-T的信号是由许多载波构成的多载波信号，载波数量分别分2k和8k两种模式；从时间轴来看，这些多载波构成的字符具有一定的传输时间，为了防止电波的多路反射，在每个字符的传输时间后面加入保护间隔。

　　一，DVB-T信号的频域特点
　　
　　我们将上图中的频率轴扩展到下图进行详细分析，它代表我们的8MHz模拟带宽，在这一8MHz的带宽内，如果采用2k模式，那么就分布着1705个载波，如果采用8k模式，那么就分布着6817个载波；很显然2k模式的载波间距大于8k模式。考虑到在实际当中的滤波器的可实现性，2k和8k模式下的载波所占有的实际带宽是7.61MHz，因此2k模式和8k模式的载波间距分别是1.116KHz，和4.464KHz。

　　上面讲到在8k模式和2k模式中分别含有6817和1705个子载波，根据这些子载波的作用可以分为三类，即：
　　
　　（1）数据载波，负责传输数字电视传输流MPEG2信号
　　
　　（2）传输参数信令载波（TPS:TransportParameterSignaling）含有为方便接收终端接收信号的所需的参数，例如：调制方式（QPSK，16QAM，64QAM），信号纠错码（1/2，2/3，3/4，5/6，7/8），2k和8k模式，保护间隔（1/4，1/8，1/16，1/32）等。
　　
　　（3）导频信号载波（Pilot）它的作用是帮助接收机对信号幅度及相位进行预估及校正，改善接收质量。
　　
　　总结一下：
　　
　　--对于8k模式：
　　
　　总载波数量6817=6048（数据）+68（传数参数信令）+701（导频）
　　
　　--对于2k模式：
　　
　　总载波数量1705=1512（数据）+17（传数参数信令）+176（导频）在有效载波数的基础上，通常会加入一些虚拟载波使其载波总数达到2的n次方，例如加入虚拟载波以后8k模式的总载波数量为8192，是2的13次方，2k模式的总载波数量为2048，是2的11次方，以方便计算机采用反向快速富里叶变换，这也是2k和8k模式名称的由来。在接收机端，通过采用快速富里叶变换，机顶盒可以解调出2k或8k的COFDM信号。
　　
　　由于DVB-T系统使用的是多载波的COFDM调制，每一个载波可以支持QPSK，16QAM和64QAM三种调制方式，因此每个载波的调制方式可以在上面三种调制中任选，如下图所示。

　　QPSK调制方式的每一个载波可以装载2个比特的信息，16QAM可以装载4个比特，64QAM可以装载6个比特，我们不难计算出，8k模式下QPSK调制每个字符所能承载的比特数为：
　　
　　6048载波/字符x2比特/载波=12096比特/字符
　　
　　依次推出其他调制方式的每个字符的传输比特数：

　　每一个字符的传输时间是896μS（8k模式）和224μS（2k模式），根据保护间隔每个字符的传输时间被扩展1/32，1/16，1/8，1/4，例如：8k模式，采用1/4保护间隔的总字符传输时间是：896μS+（896μSx1/4）=1120μS。

　　二，DVB-T信号的时域特点--保护间隔

　　DVB-T信号的时域特点如图下所示，我们以最简单的一路主波和它的发射波为例，每一个字符具有一定的传输时间，我们定义为有效字符长度Tu，每个字符后面插入一定长度的保护间隔（Guard Interval）：Δ，为了避免单频网中相邻发射机之间的信号以及反射信号之间的干扰，必须保证主波第n个字符不与反射波的第n+1个字符的重叠，或前一个字符的反射波必须落在保护间隔之内，这样不会影响下一个字符n+1的数据，以保证不会产生码间干扰。

　　
　　采用大的保护间隔可以补偿长距离的反射波，但是同样会降低有用码流的使用率，因为保护间隔传送的是前一个字符的最后一个包的重复复制；如果降低保护间隔，那有用码流率就可以提高；如果既想提高保护间隔，又想不降低有用码流率，那只有提高有限带宽内的载波数，缩短载波间距，增加机顶盒的运算处理负担，也就提高了终端成本。经过多方面的权衡，专家门定义了DVB-T标准中的保护间隔，详见下表。

　　
　　大的保护间隔适合发射塔之间距离较长的大型网，小的保护间隔适合小范围网，在表2中8k模式的字符长度是896uS，2k模式的字符长度224uS，根据系统正交原则，它们相对应的载波间距分别为1116Hz，及4464Hz，由此我们可以计算出一个8MHz的模拟带宽内8k模式，可以有6817个子载波，其中6048个有用数据载波，其余为同步及信令载波，2k模式共有1705个子载波，其中1512个有用数据载波。

　　保护间隔的范围越大，允许的两个发射机的间距越大，但是，带宽的利用率越低，8k模式可以支持较长的保护间隔，发射机的间距也大，功率可以高些，2k模式的保护间隔较小，发射机间距小，功率可以低些。我们可以以两个极端情况为例计算相邻发射机间的最大距离：

　　2k模式下的最小保护间隔是7μs，它对应的距离是2.1公里。
　　
　　8k模式下的最大保护间隔是224μs，它对应的距离是67.2公里。

　　三，DVB-T系统信号的帧结构
　　
　　先列出一些定义：
　　
　　1巨级帧（MegaFrame）=2超级帧（SuperFrame）
　　
　　1超级帧（SuperFrame）=4帧（Frame）
　　
　　1帧（Frame）=68字符（Symbol）
　　
　　1字符（Symbol）=6817个载波(8k)或1705个载波(2k)
　　
　　1载波（Carrier）=2比特（QPSK），或4比特（16QAM），或6比特（64QAM）
　　
　　DVB-T系统的信号以68个字符为一帧（Frame）组成，每一帧的传输时间定义为TF，每四帧构成一个超级帧（SuperFrame），每二个超级帧构成一个巨级帧（MegaFrame），每一个字符在8k模式下有6817个载波，在2k模式下有1705载波，我们定义传输时间为Ts，它由两部分构成，一部分为有用传输时间Tu，另一部分为保持间隔Δ，每一帧中的字符由0~67按序排列，每一帧中传输有用数字电视数据，导频（分布导频和连续导频）和传输参数信念（TPS）。导频信号的作用为帧同步，时间同步，频率同步，信道预估相位噪声追踪与消除，传输模式辨别等。对于8k和2k模式，载波的排列序号分别为：Kmin=o,Kmax=6816或1704，相邻载波之间的距离为1/Tu，最远两个载波之间距为（K-1）/Tu，以上参数综述在下表中：

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