什么是ISDB-T? ISDB-T 是什么意思

日本采用的地面?zhèn)鬏斨剖讲幌抻趩为?dú)傳輸數(shù)字電視（圖像和伴音），也包括了獨(dú)立的聲音和數(shù)據(jù)廣播，這幾者可以單獨(dú)存在或任意地組合，構(gòu)成在帶寬6MHz內(nèi)的一路節(jié)目或多路節(jié)目。ISDB-T系統(tǒng)包括發(fā)送部分和接收部分，發(fā)送部分的輸入是信源編碼部分的輸出，發(fā)送部分的輸出是加給發(fā)射機(jī)輸入端的中頻已調(diào)制信號，在發(fā)射機(jī)內(nèi)上變頻成射頻信號去往饋線和天線。TSDB-T在信源編碼中，圖像信號也按MPEG-2的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)Rec.ITU-RBT.601-5，對于SDTV，圖像源格式應(yīng)是720（704）×480像素數(shù)，取樣頻率為4：2：0模式。至于聲音信號的信源編碼，日本既未采用MPEG-2的壓縮標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC13818-3），即所謂的MUSICAM（掩蔽型通用子帶綜合編碼和復(fù)用），也未采用ATSC中的DolbyAC-3（音頻編碼-3）標(biāo)準(zhǔn)，而是采用基于MPEG-4的AAC（高級AC）壓縮方式。ISDB-T系統(tǒng)中的接收部分，輸入信號是COFDM調(diào)制的射頻信號，輸出信號是加給信源解碼部分輸入端的信道解碼信號。圖1中簡要示明了系統(tǒng)框圖。

2 ISDB-T的傳送帶寬

為了與地面電視廣播的原頻道規(guī)劃（每頻道6MHz）相適配，ISDB-T中每個頻道的傳送帶寬為（432KHz×13+4KHz）=5.62MHz或（432KHz×13+1KHz）=5.617MHz。這里，是以每432KHz作為一個獨(dú)立的OFDM（正交頻分復(fù)用），6MHz內(nèi)可包含13段OFDM。而每個OFDM段由數(shù)據(jù)段和導(dǎo)頻信號組成，或者說OFDM段是指在數(shù)據(jù)段中加入各種導(dǎo)頻信號后于432KHz帶寬內(nèi)傳送的信息數(shù)據(jù)流。每個數(shù)據(jù)段可以獨(dú)立地指定其載波調(diào)制方式（16QAM、64QAM、QPSK或DQPSK）、內(nèi)碼編碼率（1/2、2/3、3/4、5/6、或7/8）、保護(hù)間隔比和時間交織深度等。

作為對比，歐洲D(zhuǎn)VB-T8MHz或7MHz的每路頻道是作為一個總體來處理的，對全部載波的調(diào)制方式只能是一種（16QAM、64QAM或QPSK），內(nèi)碼編碼率基本上是一種（1/2、2/3、3/4、5/6、或7/8），保護(hù)間隔比也只能是一種（1/4、1/8、1/16或1/32）。由此可見，ISDB-T在這些方面其信號處理與DVB-T基本上相同，但是更靈活些，可按電視、聲音、數(shù)據(jù)的不同需求優(yōu)化地選用。

3 傳送信號形式

ISDB-T中，根據(jù)ISO/IEC13818-1（MPEG-2，系統(tǒng)）實(shí)施傳送信號的復(fù)用。每一個物理通道（6MHz）為一個基本TS（傳送流），其中13個OFDM段可構(gòu)成有統(tǒng)一參數(shù)選擇的單一大塊，也可以分為具有不同參數(shù)選擇的幾個塊層，最多為4個塊層。接收端接收時，可以對13段OFDM整體接收，也可以部分接收，即只接收13段OFDM里中央的一段OFDM，圖2示出了不分塊層整體接收和分塊層部分接收的兩種情況。

由圖可見，一個塊層內(nèi)包含的OFDM段的數(shù)目并無限定，可多可少?lt;13），而部分接收時總是接收中央的一段，即是接收一個物理通道（6MHz）內(nèi)基本TS流的一部分。

4 傳送參數(shù)

ISDB-T的每432KHz內(nèi)載波間隔有4KHz與1KHz兩種。另外，為了接收端能抗多徑干擾，在每個有效符號持續(xù)期Tu（=1/載波間隔）上增加一個保護(hù)間隔持續(xù)期△，按規(guī)定△/Tu的取值有4種（1/4、1/8、1/16、1/32）。因此，一個OFDM段的傳送參數(shù)如表1所示。

至于整個ISDB-T物理通道6MHz內(nèi)的傳送參數(shù)，如表2所示。

表2中，差動調(diào)制段是指DQPSK（差動四相移相鍵控）調(diào)制方式的OFDM段，其余的調(diào)制方式均為同步調(diào)制段。

眾所周知，數(shù)字信號經(jīng)信道編碼后再調(diào)制傳輸時，人們關(guān)心的一是在給定的通道帶寬內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偞a率，二是誤碼檢糾錯能力，顯然，這兩者間是存在矛盾的，由此，設(shè)計者可根據(jù)不同的總碼率和可靠性需求在各種調(diào)制方式、卷積編碼率和保護(hù)間隔比等方面確定相應(yīng)的參數(shù)值。

表3給出了ISDB-T中1段OFDM的碼率（單位kbps），而括號內(nèi)的數(shù)字則是13段的總碼率（單位Mbps）。

由表3可見，最大傳送碼率為23.420Mbps。作為對比，美國的6MHz、ATSC制式中傳送總碼率為21.52Mbps。

5 有關(guān)術(shù)語的含義

（1）模式1和模式2

它們分別表示載波間隔4KHz（一個OFDM段內(nèi)載波數(shù)108個）和1KHz（一個OFDM段內(nèi)載波數(shù)432個）的兩種調(diào)制模式。

（2）OFDM幀

是指由204個OFDM符號組合構(gòu)成的傳送信號幀。每個OFDM符號則由持續(xù)期為Ts（=△+Tu）的K個有效載波組成，K=1405或5617。對每個載波可以由V個比特進(jìn)行調(diào)制，形成星座圖上的一個點(diǎn)，在QPSK和DQPSK中V=2比特，在16QAM中V=4比特，在64QAM中V=6比特。

（3）差動調(diào)制部分

按DQPSK進(jìn)行調(diào)制的OFDM段的集合稱為差動調(diào)制部分。

（4）同步調(diào)制部分

按QPSK、16QAM、64QAM進(jìn)行調(diào)制的OFDM段的集合稱為同步調(diào)制部分。

（5）三種導(dǎo)頻信號

每個OFDM幀內(nèi)除了傳輸數(shù)據(jù)符號外，還傳送散布導(dǎo)頻（SP）、連續(xù)導(dǎo)頻（CP）蚑MCC導(dǎo)頻信號，它們應(yīng)用于幀同步、頻率同步、時間同步、信道均衡估計和傳輸模式識別等控制信息。在圖3的幀結(jié)構(gòu)圖上，示意畫出同步調(diào)制中一個OFDM幀內(nèi)諸導(dǎo)頻信號的插入情況。

散布導(dǎo)頻（SP）插入于同步調(diào)制符號中，在OFDM載波方向（圖3中的水平方向）和OFDM符號方向（圖3中的垂直方向）上散布地配置，按規(guī)定受到BPSK調(diào)制。連續(xù)導(dǎo)頻（CP）插入于全部13個OFDM段中，在OFDM符號方向上按規(guī)定受到BPSK調(diào)制的導(dǎo)頻信號。TMCC導(dǎo)頻插入于全部13個OFDM段中，攜載有用于指明ISDB-T模式的諸信息，受到DBPSK調(diào)制。

二 信道編碼方式

信道編碼部分的方框圖如圖4所示。

外編碼為縮短的RS（里德一索羅門）碼（204、188、t=8），采用伽羅華域GF（28）的碼元，域生成多項式為P（x）=X8+X4+X3+X2+1，碼生成多項式為（X-1）（X-a）（X-a2）（X-a3）……（X-a15），a=02HEX0加上RS碼前、后的TSP（傳送流包），如圖5所示。

劃分塊層時，以TSP為單位進(jìn)行劃分，每一塊層內(nèi)有相同的編碼參數(shù)。

關(guān)于延時補(bǔ)償，當(dāng)各個塊層的碼率不一樣時，用來對字節(jié)交織引起的延時差進(jìn)行補(bǔ)償，它們以TSP為單位調(diào)整延時。

關(guān)于能量擴(kuò)散，用PRBS（偽隨機(jī)二進(jìn)制序列）在塊層基礎(chǔ)上以比特為單位與同步字節(jié)除外的數(shù)據(jù)流進(jìn)行模2和。PRBS的生成多項式為g(x)=x15+x14+1。15個移位寄存器的初始化值從低位起為“100101010000000”，每-OFDM幀開始時初始化一次。字節(jié)交織度I=12字節(jié)，采用具有12條支路、包含F(xiàn)IFO（先進(jìn)先出）移位寄存器的Forney方法來實(shí)現(xiàn)字節(jié)交織。交織和去交織導(dǎo)致發(fā)送和接收合計的數(shù)據(jù)延時量為（17×12×11）字節(jié)（相當(dāng)于11個TSP）。

圖6示出了約束長度K=7、基本編碼率為1/2的卷積編碼電路。可供選擇的內(nèi)碼編碼率及此時的縮短式傳送信號（縮短碼）示于表4。