短波广播数字化信道

2024-09-23

短波广播数字化信道(共4篇)

短波广播数字化信道 篇1

0 引言

短波通信信道具有时变和色散的特性[1], 并且容易受到噪声干扰, 所以模拟其传输特性, 具有很高的实用价值。短波信道模拟器借助先进的仿真技术手段实现在实验室环境下进行通信试验, 因其具有有效性、经济性、安全性和直观性等特点, 在通信试验中可广泛使用[2]。传统的短波信道模拟器大部分停留在话音带宽上, 其主要不足是功耗过高、体积庞大、可控性不高及实时性不好。模数转换器 (A/D) 器件和数字信号处理理论的飞速发展, 为研制宽带短波信道模拟器奠定了坚实的基础, 但由于现有的数字信号处理器 (DSP) 处理速度有限[3], 往往难以对高速率A/D采样得到的数字信号直接进行实时处理, 为了解决这一矛盾, 需要采用数字下变频 (DDC) 技术。所以数字下变频技术在宽带短波信道模拟器的数字化和软件化过程中起到了重要的作用。FPGA具有较高的处理速度和很强的稳定性, 而且设计灵活、易于修改和维护, 同时可以根据不同的系统要求, 采用不同的结构来完成相应的功能, 大大提高系统的适用性及可扩展性。因此, FPGA逐渐成为实现DDC的首选[4]。

1 宽带短波信道模拟器设计

宽带短波信道模拟器的输入为短波调制信号 (3~30 MHz) , 首先经过高速A/D直接进行采样, 将模拟的调制信号转换为数字信号, 然后再通过数字下变频技术分离出I、Q两路数字基带信号, 以便于后续的数字信号处理。信号处理中通过显示控制设备对信道参数进行设置和输出。最后处理好的信号再经过D/A转换后, 通过低通滤波器、放大器和程控衰减等设备输出最终所需的模拟信号。这样就大大降低了ADC和DSP器件性能的要求, 减轻了数字信号处理的负担, 便于实现并有效降低成本。宽带短波信道模拟器的体系结构如图1所示。

宽带短波信道模拟器通过数字下变频降低采样数据率, 减轻后续信号处理的压力。数字下变频在模拟器中起到前端ADC和后端DSP器件之间的桥梁作用。在数字下变频部分中可以方便地对接收信号频段和滤波器特性等进行编程控制, 极大地提高了宽带短波信道模拟器的性能和灵活性, 对于系统的升级或是兼容, 都非常方便。

2基于FPGA的数字下变频实现方案

宽带短波调制信号的输入频率为3~30 MHz, 根据带通采样理论[5], 在工程实现上, 信号采样速率一般为模拟信号带宽的2.5倍左右, 考虑到在器件满足要求的前提下可以尽量提高采样频率, 选用了64 MHz作为ADC的采样频率。经过数字下变频的32倍变频, 最终输出到DSP的信号带宽为2 MHz。该文中的DDC实现不采用Altera公司所提供的IP核, 这样可以降低成本, 减少对国外技术依赖。

FPGA器件采用cyclone III器件, 它是Altera公司新一代采用SRAM工艺低成本的FPGA, 该系列器件的特点是低成本、低功耗和高性能。具有嵌入式乘法器, 实现专门的乘法和乘加运算, 还可实现有限脉冲响应 (FIR) 滤波器;最多有20个全局时钟, 支持动态时钟管理以降低用户模式时的功耗;并且有4个锁相环 (PLL) 。根据该设计的数据处理要求, 估算处理所需的资源, 以及引脚封装有利于制板的原则, 选用EP3C40Q240C8N型FPGA, 并在开发工具Quartus II上对信号发生器的设计、综合及仿真。

2.1数控振荡器设计

NCO是决定DDC性能的主要因素之一。NCO的目标是产生频率可变的正交正、余弦样本信号。NCO采用直接数字合成 (DDS) 的方法实现, 目前常见的技术有查表法和CORDIC计算法[6], 在软件无线电超高速的信号采样频率的情况下, NCO实时的计算方法是很难实现的。此时, NCO产生的正弦样本最有效和最简单的方法就是查表法, 即事先根据各个NCO正弦波相位计算好相位的正弦值, 并按相位角度作为地址存储该相位的正弦值数据, 其原理图如图2所示。

图2中, 32位累加器由一个32位的加法器和一个32位寄存器组成, 在时钟的作用下, 加法器通过寄存器将输出数据送入到加法器的一个输入端, 与32位的频率控制字进行相加运算, 得到一个有规律的相位累加结果。查找表实际上是一个存储了正弦信号抽样点幅度编码的只读存储器ROM, 但ROM表的大小会随地址位数的增加成指数递增关系, 因此, 为了不减少查找表的地址位数而满足信号性能, 必须采用优化方法来减小ROM表的大小。根据正弦波的对称特性, 只需存储四分之一周期的幅值, 再通过相应的转换即可恢复出整个周期的幅值。同时, 由于余弦波和正弦波相位差为π/2, 可以很容易地实现余弦信号。

完成DDC的NCO模块设计后, 将需要下变频的输入信号与NCO产生的2路正交本振信号进行相乘, 完成数字混频正交变换, 即完成频谱搬移。

2.2CIC滤波器设计

CIC积分梳状滤波器是实现高速抽取非常有效的单元。CIC滤波器的单位冲激响应为:

h (n) ={10nD-10

, (1)

式中, D是CIC滤波器的阶数, 滤波器系数都为1。根据Z变换的定义, CIC滤波器的Z变换为:

Η (z) =0D-1h (n) z-n=11-z-1 (1-z-D) 。 (2)

从式 (2) 可以看出CIC滤波器由2部分组成, 即积分器和梳状器级联组成, 其实现非常简单, 只有加减运算, 没有乘法运算, FPGA实现时可达到很高的处理速率。但是, 单级CIC滤波器的旁瓣电平只比主瓣低13.46 dB, 这就意味着阻带衰减很差, 一般是难以满足实用要求的。为了降低旁瓣电平, 可以采取多级CIC滤波器级联的办法解决。

N级CIC滤波器级联的带内容差是单级CIC滤波器带内容差的N倍, 这意味着多级CIC滤波器级联增大阻带衰减的同时也增大了带内容差。所以, CIC滤波器的级联数是有限的不宜超过5级[7]。

该设计中, CIC滤波器需要完成16倍的抽取, 采用5级级联来实现, 输入和输出部分的位宽均为12 bit, 在MATLAB仿真的结果如图3所示。

经过CIC滤波器后, 信号采样速率经过16倍抽取后变为4 MHz, 从而实现了抽取功能, 同时也降低了采样速率。

2.3半带滤波器

所谓半带滤波器, 就是其频率响应满足以下关系的FIR滤波器:

H (ejω) =1-H (ej (π-ω) ) , (3)

H (ejπ/2) =0.5, (4)

h (k) ={1, k=00, k=±2, ±4,

; (5)

HB滤波器由于其系数几乎一半为0, 滤波时运算量减少一半, 因此被作为第2级低通滤波和抽取。HB的抽取因子固定为2, 特别适合采样率降低一半的要求。通过CIC和HB滤波抽取后, 基带信号由最初的高数据率被降到较低的速率, 适于后级FIR处理。

2.4FIR低通滤波器设计

数字下变频器的最后一个模块是低通FIR滤波器, 主要用来对信号进行整形滤波不作抽取功能。信号经过CIC、HB滤波器后, 输入到FIR滤波器的采样速率相对来说已经很低, 因此在一定的处理时钟速率下, 能够有较高阶的FIR滤波, 使得滤波器的通带波动、过渡带带宽、阻带最小衰减等指标能够设计的很好[8]。

调用MATLAB的Filter design获得滤波器的系数。在MATLAB中设计一个通带截止频率为2 MHz的FIR, 并将滤波器系数导入到FPGA的FIR中;FIR的阶数 (系数长度) 越高, 性能越好, 但考虑资源占用情况, FIR的阶数不宜过高, 该设计采用37阶FIR。图6为FIR的幅频特性曲线。

3 基于FPGA的DDC系统仿真结果

根据以上的设计分析结果, 编写了FPGA程序, 在Quartus II平台上进行了仿真测试。输入采样速率为64 MHz的短波调制信号, 针对Cyclone III系列的EP3C40Q240C8器件对其进行综合与时序仿真, 如表1所示。

输入信号经过混频器后, 再经过CIC滤波器的16倍抽取, 半带滤波器的2倍抽取和FIR滤波器的整形滤波, 最终输出I, Q两路正交的信号。如表1所示, DataIn为输入信号, DDCDataI为输出同相分量, DDCDataQ为输出正交分量。64 MHz的采样信号经过NCO混频后, CIC滤波器的16倍和HB滤波器的2倍抽取后, 变为2 MHz的信号, 并经过FIR滤波器整形输出。从表1中可以看出设计的DDC对于高速采样的信号具有降速和下变频的作用, 处理带宽大大减小, 因此对后续器件处理速度的要求降低。

仿真中还有一定量的毛刺, 这是由于信号的延时控制不精准造成的。延时的大小不仅和连线的长短和逻辑单元的数目有关, 而且也和器件的制造工艺和工作环境等有关, 毛刺的消除是有待解决的问题。

4 结束语

在分析了宽带短波信道模拟器工作机理和数字下变频原理的基础上, 结合Matlab算法仿真技术, 设计基于FPGA的数字下变频。功能与时序仿真结果表明:基于FPGA设计实现的数字下变频功能, 其技术指标满足宽带短波信道模拟器的性能要求。该设计方法降低了对FPGA IP核的依赖性, 提高了DDC的处理速率, 实现了数字载波控制和抽取滤波可编程, 具有很大的灵活性和通用性, 对于实现宽带短波信道模拟器具有十分重要的意义, 并且可以推广用于其他需要进行下变频的场合。

参考文献

[1]张而扬.短波通信技术[M].北京:国防工业出版社, 2002:1-10.

[2]王林, 芮国胜, 田文飚.短波通信实验中信道模拟器技术研究[J].现代电子技术.2010, 33 (13) :4-7.

[3]SRIKANTESWARA S.An overview of configurable computingmachines for software radio handsets[J].IEEECommunications Magazine, 2003 (7) :134-141.

[4]韩韬.软件无线电数字下变频的研究及系统仿真[D].吉林:吉林大学, 2006:32-61.

[5]樊昌信, 曹丽娜.通信原理 (第6版) [M].北京:国防工业出版社, 2007:262-263.

[6]杨小牛, 楼才义, 徐建良.软件无线电原理与应用[M].北京:电子工业出版社, 2001.

[7]HOGENAUER E B.An Economical Class of Digital Filters forDecimation and Interpolation[J].IEEE Transactions onAccoustics, Speech and Signal Processing, 1981, ASSP-29 (2) :155-162.

[8]屈有萍.基于FPGA的数字下变频研究实现[D].西安:西安电子科技大学, 2007.

中短波广播及其数字化 篇2

一、中短波传播的方式

1、中波传播的方式。中波的传播主要通过地波与天波这两种方式所进行。因为中波的波长比较长, 有较强的绕射能力, 所以还是主要依靠地波来进行传播。中波频段范围为594 ~ 161KHz, 每个广播电台在这个频段上工作, 在9KHz ~10KHz带宽的不同信道上传送自己的节目信息, 避免相互之间的干扰。

2、短波传播的方式。短波的频段在2.3 ~ 26MHz时, 它也可以通过天波与地波来进行传播。短波在沿着地面传播的过程中, 因为它的频率高, 衰减快, 所以传播的不远。短波传播主要依靠天波, 它能够将节目信息传播到几百或几千公里外的地方, 甚至能够绕着地球进行传播, 很适合国际传播。中短波广播因为它的建设成本较低和覆盖范围广等特点, 受到了广泛关注和重视。

二、DRM的发展

为实现DRM数字化, 数字调频广播国际组织DRM联盟在中国广州成立。DRM联盟目标为开发数字化中短波广播在世界范围标准, 且提供系统建议, 供ITU (国际电信联盟) 、进行标准化。作为正式建议书, 获得ITU的通过。DRM系统还被ETSI (欧洲电信标准化协会) 标准化, 并被IEC (国际电工委员会) 通过, 标志着DRM系统正式生效。

近年来, 数字广播发展迅猛, DRM不再只是在30MHz之下的应用。目前DRM联盟已将DRM广播扩展成为整个传统广播频段, 形成一个DRM+ 的标准, 可进行120MHz之下的广播。对FM频段广播, DRM采取的是先占用传统的模拟FM电台之间间隙频率来进行广播, 之后取代模拟广播进行数字化的转换, 实现模拟广播平滑过渡至数字广播, 让广播作业者容易接受信号信息, 广大听众能够更好地向数字时代过渡, 而不是因电台数字化失去太多传统听众。

三、DRM广播优点

1、提高工作效率。在相同覆盖情况下, DRM可以降低四分之三的功率, 能够有效节约能源的消耗, 减少电磁污染从而使工作效益得到提高。

2、提高质量。在调幅广播带宽相同情况下, 调幅信号传送音质能够得到改善, 可达到调频单声道广播质量。如若带宽增加, 还能达到C级或D级的水平质量。

3、提高可靠性。DRM广播抗干扰的能力比较强, 它消除短波出现的衰弱现象, 大大提高信号传送可靠性。

4、便于接收。在30MHz之下的数字调幅广播的穿透力与绕射力较强, 覆盖范围比较广, 对移动接收与便捷式接收比较适用。

5、便于用户接受。DRM广播可以提供数据传输与一些附加的业务, 提供许多的特性使其具有人性化、智能化的特点, 对于用户的使用与接受起到很好的作用。

四、目前DRM技术工作的思考

4.1适时对节目方向进行调整

对技术上加强管理, 夯实数字化工作基础。城市经过多年以来的不断发展, 一些以前在郊区的发射台现在成为繁华闹区, 周围建筑物增多, 楼房高耸, 不断蚕食着天线场, 破坏地网, 使发射的频率下降了。新建设的一些站台和改变了发射功率, 造成频率之间相互冲突, 出现越来越多的干社区。电磁环境的逐步恶化, 需要进行测试可听度与场强, 再根据覆盖情况重新规划, 再者就是换发射台地址, 再考虑数字化问题, 对覆盖范围、受众人群等因素进行分析对节目方向进行调整, 巩固DRM现有地位, 夯实DRM工作基础。

4.2数字化制作音频

在制作广播节目时努力提高声音的质量, 进行数字化改造。数字化和网络化是广播制作播出中心系统广播发展趋势所在。在制作音频时采用数字化、音频工作站和数字调音台等数字设备, 可以解决模拟系统在工作时出现不稳定的状态, 使播出机房运行指标得到提高。提高播出时的质量与音频信号动态范围是实现DRM数字化的重要条件。

结语:中国作为广播大国, 应该充分利用我国广播资源和最新数字广播技术的DRM广播技术, 一方面保留传统的模拟调幅的广播的特点, 另一方面解决了很多存在的缺点。DRM技术工作者应在媒体竞争的环境中仔细研究DRM的特点, 找准定位, 按照广播规章办好节目。这样DRM才可以面对挑战, 发挥其他媒体所没有的优势。

参考文献

[1]珍措.浅谈中短波广播及其数字化[J].广播电视信息, 2013 (03) .

[2]程前.多媒体时代的广播传播发展策略研究[D].四川大学, 2014.

[3]崔海平.中短波调幅广播[J].内蒙古广播与电视技术, 2013 (02) .

短波广播数字化信道 篇3

1.1 释义

通讯系统是基于信号传输来实现功能的, 如今信息化技术发展迅速, 对于信号传输的精准度要求也愈发严格, 传统传输方式中受磁场干扰现象严重, 很难保障信息准确无误。数字信道编码技术应用后从根源解决了这一问题。利用信道编码技术可以实现远距离传播, 还可以自动过滤干扰信号, 将有用功放大。同时信道编码模块中还具备检测功能, 对传输信号进行检验, 一旦发现错误可及时纠正, 保障这一环节的稳定性。

判断信号中是否存在干扰要进行多次的反复调试, 因此在系统中含有多个闭合回路。在信道的两端设置滤波装置, 与纠错模块结合运转, 可在功能上实现互补, 对数字卫星广播传输系统的安全运行起到促进作用。

1.2 作用

数字卫星广播传输系统中存在大量的干扰因素, 传统技术中由于缺乏干扰控制并不能为信号传播提供完善服务。显示阶段容易发生失真问题, 播放间断、出现杂音也是由于信号丢失造成的, 此类情况严重影响到数字卫星广播的服务质量。通过信道编码技术可从根源治理干扰问题, 双信道的输入与输出端口处安装了抗干扰滤波器, 能够保障进入到信道中的信号频率全部为有用功, 将干扰信号提前过滤掉。信道组成模块自身稳定高, 基于智能系统开展控制工作, 可将监测到的信号实时反馈至管理中心, 方便技术人员分析。接收到的信号是在计算机设备内完成分析的, 仅仅将结果显示出来, 计算过程会有选择性的隐藏, 为显示环节提供便捷。信道编码技术中还包含了自动调节功能, 根据使用需求来判断波形长短, 运行过程中传输频率由技术人员设定, 系统内部根据卫星广播播放情况对其进行调节。信道数量并不是固定的, 可以优化设计, 在满足使用需求的前提下尽可能的降低建设成本, 这样可以促进技术向更科学高效的方向发展。

2 数字卫星广播信道编码技术

2.1 纠错编码

纠错编码是编码技术中特有的功能, 在原有信道基础上增添了译码器, 用来区分传递信号是否出现错误或者失真。再根据检测情况对传输线路进行用功补偿, 纠错编码是在信号补偿的后半部分进行的, 增添了16和RS码, 在总传输系统之外, 单独构成一个模块。在信号传输过程中一旦出现不饱和失真, 流经电流会发生变化, 以此为基准感应传输过程中存在的错误信号, 及时做出调整。在系统内部进行的纠错补偿被称之为内部编码, 这两部分工作是同时进行的, 可以避免部分项目被遗忘。

错误信号在信道传输中仅占小部分, 在纠错时需要对其所在位置做出判断。FEC技术可以在系统中准确定位干扰出现的位置, 并根据使用过程中的不同接收形式改变原有信道宽度与长度。当误差情况较小时, 系统会自动做出调整, 对其进行补偿纠错, 并将结果反馈至管理中心, 但干扰或者错误现象严重时, 可能是由于系统中功能模块发生损坏造成的。因此在接收到反馈信息后技术人员要对使用运行情况做出全面考察。

2.2 交织技术

交织技术主要是通过信号的排列整合来实现传输功能的, 通过改变组合形式来帮助找到最适合信号传输的信道。交织技术分为两部分, 首先是交叉结合, 对信息进行编制, 完成后沿着特定的信道轨迹传输, 到达接收端后需要将信号解交接, 以此来实现工作区域内的卫星传输任务。交织过程很容易出现错误, 再次进行信号传输时需要通过纠错滤波器, 过滤掉干扰信息后可保障传递环节安全可靠。

信道编码方式有很多种, 与信号的频率波形相关, 使用一段时间后卫星传输系统接收的任务会有所改变, 此时可以根据信号传递商务不同需求来进行调试。强化抗干扰能力, 以实现使用功能为前提, 再对系统进行优化以此来减小数字卫星广播传输系统的运营成本。

2.3 技术应用方法

数字电视信道编码的目的是通过纠错编码、网格编码、均衡等技术提高信号的抗干扰能力。数字信号在传输中往往由于各种原因, 使得在传送的数据流中产生误码, 从而使接收端产生图像跳跃、不连续、马赛克等现象。通过信道编码这一环节, 对数码流进行相应的处理, 使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力, 可极大地避免码流传送中误码的发生。误码的处理技术有上述的纠错、交织, 以及线性内插等。信道编码的过程是在源数据码流中加插一些码元, 从而达到在接收端进行判错和纠错的目的。在带宽固定的信道中, 总的传送码率也是固定的, 由于信道编码增加了附加码元, 其结果只能是以降低传送有用信息码率为代价。如现有的系统采用RS编码作为外编码, 卷积编码作为内编码, 或者BCH作为外编码, LDPC作为内编码, 都是两者结和在一起组成级联码, 对数据进行级联编码后获得的数据流, 再按规定的调制方式对载频进行调制。

信道编码通过信道编码器和译码器实现, 提高了信道的可靠性, 是信息论的内容之一。信道编码大致分为两类: (1) 信道编码定理, 从理论上解决理想编码器、译码器的存在性问题, 也就是解决信道能传送的最大信息率的可能性和超过这个最大值时的传输问题。 (2) 构造性的编码方法以及这些方法能达到的性能界限。编码定理的证明, 从离散信道发展到连续信道, 从无记忆信道到有记忆信道, 从单用户信道到多用户信道, 从证明差错概率可接近于零到以指数规律逼近于零, 正在不断完善。编码方法, 在离散信道中一般用代数码形式, 其类型有较大发展, 各种界限也不断有人提出, 但尚未达到编码定理所启示的限度, 尤其是关于多用户信道, 更显得不足。在连续信道中常采用正交函数系来代表消息, 这在极限情况下可达到编码定理的限度。不是所有信道的编码定理都已被证明。

3 结论

在连续信道中常采用多种编码技术来达到信息传输的目的, 这其中不是所有信道的编码定理都已被证明, 只有无记忆单用户信道和多用户信道中的特殊情况的编码定理已有严格的证明, 其他信道也有一些结果, 但尚不完善, 需继续开发。

摘要:文章首先分析了信道编码技术的内容以及作用, 并对使用过程中的抗干扰能力进行简述。其次重点论述数字卫星广播传输系统中的信道编码技术, 对技术应用方式进行概括, 可以作为信号接收调试工作开展的有利参考, 为系统运行提供安全保障。

关键词:数字卫星广播,传输系统,信道编码技术

参考文献

[1]解辉, 黄知涛, 王丰华.信道编码盲识别技术研究进展[J].电子学报, 2013 (06) .

短波广播数字化信道 篇4

关键词:中国数字电视地面传输标准,地面数字电视广播,专用集成电路

1 引言

中国数字电视地面传输标准(GB20600-2006;以下简称“DTMB”或“国标”)[1]于2006年颁布。该标准以时域正交频分复用(TDS-OFDM)调制技术为核心,能够同时支持高清晰度电视、清晰度电视和多媒体数据广播等多种业务,满足大范围固定覆盖和移动接收需要,实现了我国自有知识产权的地面数字电视广播系统[2,3]。

标准正式公布后,部分电视台进行了试播,积极开展业务和运营模式的探索,并取得较好的效果。香港于2007年12月31日正式进行了DTMB的商业广播,覆盖速度非常快,在香港电信管理局的统一部署和TVB与ATV两家电视台的积极配合下,已经完成了约80%的人口覆盖。2008年北京奥运会是自中央电视台于2008年1月1日正式试播数字电视节目后,我国数字电视广播产业发展的又一个里程碑。在国家广电总局的安排下,涉及奥运会比赛的7个相关城市都开始了地面数字电视广播的正式播出。目前,国内近30家电视台正在参照这些成功经验积极开展地面数字电视广播的覆盖测试和实验性业务。

为降低国标地面数字电视广播系统的实现成本及系统功耗,清华大学数字电视技术研发中心将基于FPGA的符合国标全模式发射机成功转化为符合国标全模式的国标地面数字电视广播系统芯片。

2 国标地面数字电视广播系统

国标地面数字电视广播主要调制步骤[1]为:1)输入TS码流经随机化、前向纠错(FEC)编码,通过星座映射形成3 780点的星座;2)采用IDFT将该3 780点星座变换成长度为3 780的离散样值帧体(单载波模式除外);3)在OFDM的保护间隔插入前述PN序列作为帧头;4)将帧头和帧体组合成信号帧;5)采用具有线性相位延迟特性的FIR低通滤波器对信号进行基带成型滤波;6)将基带信号进行正交上变频调制到RF载波上。

其系统框图见图1。FEC编码为BCH码(外码)和LDPC码(内码)的级联。各模块对应的工作模式见表1。

国标系统中,规定的各种模式的排列组合共计330种。

3 国标地面数字电视广播系统芯片

国标地面数字电视广播系统芯片采用0.13μm工艺,以基于FPGA的国标系统信道编码调制器为基础,于2008年11月成功流片。该芯片是目前国内外首颗符合我国强制性国家标准GB20600-2006和我国广电行业标准GY/T 229.1-2008的地面数字电视发端信道编码调制专用芯片,其技术特点如下:

1)支持国标规定的全部330种模式。其工作频谱如图2所示。

2)支持中国广电行业标准规定的地面数字电视广播单频网协议(GY/T229.1-2008)[4],以实现大范围的联合覆盖。可通过对秒帧初始化包(SIP)的解析来完成对调制方式、延时等参数的调整。地面数字电视单频网TS码流中插入的SIP与MPEG-2TS包格式相同,由4 byte的包头和184 byte的数据字段组成[4]。

延时参数调整过程为:地面数字电视广播单频网适配器每1 s向输入的TS码流中插入1个SIP,插入时刻与全球定位系统(GPS)的1PPS(Pulse Per Second)对齐,图3为SIP插入的示意图。

在地面数字电视单频网广播种的各发射机通过检测所接收到TS流中的SIP来获得最大延迟时间Tdelay-max和分配网传输延迟时间Tdelay-transmitted,激励器附加延迟时间Tdelay-added可由下式计算得出

式中:Tdelay-max为最大延迟时间,指各发射机TS码流相对于GPS的1PPS统一发射的时间;Tdelay-transmitted为分配网传输延迟时间,是指TS码流由单频网适配器发出后经过分配网络传输的时间;Tdelay-added为激励器附加延迟时间,是指为满足各发射机在同一时刻发出,各激励器所需要单独处理的延迟时间。

SIP处理的示意图见图4。

3)支持6 MHz,7 MHz和8 MHz这3种带宽,同时支持基带信号输出和中频信号输出。

芯片测试结果表明,该芯片在满足所有设计功能的同时,也具有较低的功耗(实际功耗仅为200 mW左右)和理想的实现面积(5 mm×5 mm),达到预期设计要求。

4 小结

国标地面数字电视广播系统能为用户提供丰富的地面数字多媒体业务,包括音频、视频、数据广播和交互多媒体等。国标地面数字电视广播芯片具有功能完善、接口丰富、体积功耗性能优越等特点,已成功应用于数字电视信号发生器和数字电视激励器中。

罗德与施瓦茨(R&S)和东芝(TOSHIBA)等国际厂商十分重视中国地面数字电视发射机市场,经济发达地区的主发射站中,国外品牌占据了较大份额;经济欠发达地区或需要使用辅助发射站时,国产设备因其较高的性价比和良好的服务而占据主要市场份额。

数字电视激励器作为数字电视发射机中技术含量较高的单元,其利润也相对较高。数字电视发射机企业可通过购买激励器后,配套自有技术的功率放大单元形成发射机整机进行销售。

国标自公布以来,数字电视产业围绕其研发、产业化和推广应用都取得了很大进步,我国的数字电视产业链正在不断发展和完善。

参考文献

[1]GB 20600-2006,数字电视地面广播系统帧结构、信道编码和调制[S].北京:中国标准出版社,2006.

[2]潘长勇,王军,宋健,等.中国地面数字电视广播传输标准概要[J].电视技术,2006(10):45-47.

[3]王丹,王军,潘长勇.中国地面数字电视标准概要、应用及产业化[J].电视技术,2007,31(7):10-13.

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