二﹑DVB-T系统

2.1﹑系统概述

DVB-T是指利用开路地面传输媒介进行MPEG-2数字电视的传输标准﹐采用COFDM码分正交频分复用的信道调制技朮。COFDM信道调制编码技朮提供二种子栽波数量2K和8K模式﹐QPSK﹑COFDM﹑QAM等3种调制方式﹐4种保持间隔﹐支持小范围的单频网运行(SFN)﹐同样一路数字电视节目﹐可以通过多个发射机的同频率同时接收﹐以提高接收效果。系统可以支持目前模拟电视系统的8MHZ带宽﹐以及7MHZ和6MHZ带宽。为了防止反射干扰以及接收来自多个同频发射机的信号﹐引入了保护间隔的概念﹐为了适应不同环境的传输﹐系统支持等级调制。 2.2﹑信道编码与调制系统

DVB-T的信道编码和调制下图所示﹐输入端是视频﹑音频和资料等复用的传送流TS﹐每个TS包由188字节组成﹐经过一系列信号处理后输出COFDM调制的载波信号。

DVB-T中高频载波采用COFDM(编码正交频分复用)调制方式，在8MHz射频带宽内设置1705(2k模式)或6817(8k模式)个载波，将高码率的数据流相应地分解成2k或8k路低码率的数据流，分别对每个载波进行QPSK，16QAM或64QAM调制。COFDM调制中，由每个V比特的符号对每个载波进行相应的调制，V=2时为QPSK调制，V=4时为16QAM调制，V=6时为64QAM调制。COFDM中，调制每个载波的符号率下降很多，可明显减少已调波频带内的符号间干扰(ISI)。但存在较长延时的反射波信号时，并不能完全消除符号间干扰。

2.3﹑DVB-T系统的主要参数 DVB-T系统中可以调节的参数如下﹕

a﹑内纠错码率FEC(1/2﹑2/3﹑3/4﹑5/6﹑7/8) b﹑子载波调制方式(QPSK﹑16QAM﹑64QAM) c﹑保护间隔(1/4﹑1/8﹑1/16﹑1/32)

d﹑等级调制参数(a=1﹐非等级﹐a=2﹑4等级) e﹑载波数量(2K=1705个载波﹐8K=6817个载波) DVB-T系统的可用净码流传输率可以采用如下公式计算﹕ Ru=Rs×b×CRv×(Tu/Ts) Ru﹕可用净码流比特率(Mb/s)

Rs﹕字符率675Mb/s﹐它是有用资料载波数量与字符长度的倒数之积﹐例如﹕8K模式中6048/896uS﹐2K模式中1512/224uS

b﹕子载波比特数﹐QPSK时b=2﹐16QAM时b=4﹐64QAM时b=6 CRv﹕内纠错码率(1/2﹑2/3﹑3/4﹑5/6﹑7/8)

CRrs﹕RS纠错码﹐188/204 Tu﹕有用字符长度

Ts﹕保护间隔字符及有用字符总长度﹐对于何护间隔1/4﹑1/8﹑1/16﹑1/32 (Tu/Ts)﹕分别等于4/5﹑8/9﹑16/17﹑32/33

从上式可以算出﹐净码流比特率随内纠错码的提高而提高﹐随保护间隔的减小而提高﹐随调制效率QPSK﹑16QAM﹑64QAM的提高而提高。在QPSK调制方式下﹐内纠错码为1/2﹐保护间隔为1/4(224uS)时﹐净传输码流比特率为4.98Mb/s﹐其传输效率最低﹐但是最抗干扰的工作模式。在64QAM调制方式下﹐内纠错码为7/8﹐保护间隔为1/32(28uS)时﹐净传输码流比特率为31.67Mb/s﹐其传输效率最高﹐但是信道最脆弱﹐抗干扰的能力弱。

2.4﹑最小接收功率和等效电压

为了计算接收机的最小接收功率和接收点最小接收等效电压﹐定义以下主要参数﹕ B﹕接收机噪声带宽(HZ) NF﹕接收机噪声系数(dB) Pn﹕接收机噪声输入功率(dBW) C/N﹕射频信号载噪比(dB)

Ps min﹕最低接收机信号输入功率(dBW) Zj﹕接收机输入阻抗(75 OHM)

Usmin﹕对于75 ohm的最小等效接收输入电压电平(dBuV) K﹕波尔兹曼常数﹕1.38*10ˉ23 To﹕绝对温度=290K 主要计算公式为﹕ Pn=NF+10log(K*To*B) Ps min=Pn+C/N

Us min=Ps min+120+10lg(Zj)

为了方便工程使用﹐上表中给出了载噪比与接收机最低输入电平的关系﹐虽然表中只给出了2dB到26dB的5个离散数值﹐但是其它中间数值可以粗略地经过线性插补计算获得﹐接收机的噪声在整个VHF﹑UHF带宽中选为5dB﹐因此接收机的最低接收电平是独立于频率的﹐当然如果改变噪声系数﹐最小接收电平也跟相应变化﹐表中最小接收是平在后面用来计算最小功率密度流量以及在不同频带中的最小均场强。 Ps min=C/N+NF-135.2[dBW] Ps min=C/N+NF-105.2[dBm] Us min=C/N+NF+3.55[dBuV]

前两个公式分别以[dBW]﹑[dBm]描述的接收机最小接收功率与接收机噪声系数(NF)和载波比(C/N)的关系﹐第三个公式描述接收机最小接收等效电压与接收机噪声系数(F)和载噪比(C/N)的关系。

表中只提供了理论上的最小接收电平﹐但是在实际工程中﹐还要考虑诸多的干扰因素﹐上面的载噪比(C/N)还要被多种干扰(I)恶化﹐使载噪比(C/N)变成(C/N+I)﹐经过仿真实验﹐(C/I)带来误码率几乎与(C/N)带来的误吗率同样严重﹐例如﹐在理想状态下﹐64QAM﹐FEC=2/3的最低载噪比C/N为16.5dB﹐同样情况下﹐在没有任何噪声的情况下﹐6某个超过保护间隔的反射波可以产生与C/N16.5dB等同的误码率﹐也就是说﹐等效一个C/I16.5dB。因此﹐考虑到各种干扰造成的C/I的存在﹐实际结果要恶化15-20dB. 三﹑DVB-T生产测试系统 3.1中央信号源

中央信号源由码流发生器﹑调制器﹑混合器﹑放大器﹑分配器﹑发射天线等等部件组成。目的在于模拟各国的数字电视信号。码流发生器播放不同码流﹐由调制器接收来自码流发生器所产生的标准测试码流，调制成符合COFDM编码规则的数字信号﹐并经过其上变频器调制成RF信号﹐经过混合器多个频道的数字电视信号，与现有的多路模拟电视发生器所产生的多路电视信号经多路数模混合器后合并成一路后进入分配网络传输。这样做的目的是为了产生实际的电视多波群测试信号，多波群信号进入接收机（如DVB-T调谐器）会产生复杂的交调失真信号，进而影响接收效果，这样构建系统后就能够模仿实际网络传输中信号的模拟变化。为确保能充分模拟实际传输状况，多路电视信号和数字电视信号间的功率差最好控制到10dB以内。

码流发生器和调制器上变频器通过LAN连接至运行DEVISER Manger的管理PC上，通过DEVISER Manager友好的用户接口轻松管理各个设备的工作状态。

3.1.1﹑系统框图

图中采用了DTC-100A的码流发生器﹑DVBT-M7900H的调制器﹑AFC-1861混合器﹑GPV-8511功率放大器。 3.1.2﹑码流发生器

码流发生器可以提供在0-64Mbit/s范围内可调码速率，ASI与BNC多种输出方式。内置标准TS流，单个TS流中最少能够提供4个节目流，提供彩条、多波群、FCC复合信号等标准信号，并可根据用户需要加以调整。

测试码流包括静态测试码流﹑活动图像码流﹑测试卡信号及自定义码流﹐清晰度分别设置288i与576i/P混合﹑720P﹑1080i。静态测试信号为音﹑视频分析仪及客观测试提供信号﹐测试卡及活动图像码流为主观测试和图像分析仪提供信号。

为了验证解调器在不同码速下的解调能力﹐需设置不同的码流传输率﹐码流传输率的大小根据图像的清晰度﹑保护间隔及FEC来量定。 3.1.3﹑调制器

调制器支持DVB_TH标准，30-1000MHz射频输出，支持QPSK、16QAM、64QAM三种调制方式﹐2K﹑8K模式﹐6、7、8MHz可变带宽。

一个调制器设制成一个频道﹐因为大多数国家的DVB-T频道设置在UHF频段﹐所以频率点可设置在欧州典型的三个频点﹕200MHz﹑500MHz﹑800MHz。

因每个国家的调制方式及模式不一样﹐调制器需设置QPSK﹑16QAM﹑64QAM三种调制方式及2K和8K模式﹐ 3.1.4﹑放大器

放大器必须是采用均衡型﹐在每个频点其增益都是一样的。 3.1.5天线发射部分

信号源来自于信号源接口﹐通过DVB-T天线发射信号，用来测试DVB-T接收机的接收效果﹐同时为生产老化提供测试信号。因为是RF信号，工厂测试其距离不是很远，可以用放大器加5W的DVB-T发射天线﹐接收面积为50平方米。

3.1.5.1﹑性能参数

a)、频率范围： VHF174-230MHZ UHF470-860MHZ

b)、带 宽： V56/U392MHZ c)、功 率： 5W d)、接收范围：50M2 3.1.5.2﹑天线技朮规格要求

3.2﹑产线信号分配网络

3.2.1﹑分配网络

按网络客户要求的提供测试节点和相应的功率输出，需要配备放大器、固定衰减器、步进衰减器和分配器等器件。用户的节点数目和功率要求参照公司的规划要求。

3.2.2﹑节点信号设置

一般的DVB-T的接收电平在60dBu左右，接收动态范围大约为80dB。所以发射RF测试节点应该符合这个要求。为此本系统发射RF测试节点的最大电平输出设置为100dBu，配备100dB步进衰减器（1，2，5步进）。灵敏度测试信号设置在30dBuV﹐AGC范围信号设置在30-80dBuV 3.2.3﹑系统框图

RF经放大器信号放大后﹐经分配器通过专用信号线传输至每个线体的测试工位﹐在每个工位提相应RF接头。 3.2.4﹑端口分布

端口分布必需满足本公司的各个部门的测试方便﹐可以按下表进行设置﹕

上表只是一个参考﹐可以根据公司的需要作相应增加及减少。需要小信号的地方可以通过衰减器进行调整。 3.3﹑测试项目 a﹑IQ解调 b﹑错误纠正

c﹑MPEG-传输流解复用 d﹑音﹑视频输出 c﹑信号质量输出 d﹑图像质量测试 e﹑功能测试

3.4﹑视频信道测量的基本内容

a﹑反射损耗

b﹑视频的基本幅度和时间(介入增益和时间) c﹑视频杂波(噪声测试) d﹑线性失真 e﹑非线性失真