数字电视技术第5章55.pptVIP

由于载波之间的间隔为Δω或jΔω，因此只当两个同频率、 同相位的正弦或余弦信号相乘并在Δω的一个周期T内积分时， 积分值才不等于0，其它各路信号相乘后的积分值均等于0。这就是正弦和余弦信号的正交性。因此，图5- 11中所示的N路调制波信号之间是互相正交的，即任两路信号相乘并在时间长度T内的积分值都为0。据此特性，图5- 12 中就可以通过同步检波分别地解调出各路基带信号Ij和Qj。所以，将这种调制称为正交频分复用。 3. 移动接收采用2k模式 在高速运动汽车内进行移动接收时，OFDM调制对于由多普勒效应引起的载波频移问题也能适应。当汽车运动方向与电波到来方向相同或相反时，形成的最大多普勒频移fDM为 式中，VMAX为最大车速，fC为射频载波频率，C为光速。例如， 若VMAX＝240 km／h，fC＝500 MHz，则fDM＝110 Hz。 如果在8 MHz射频信号带宽内安置2k个载波，则相应的载频间隔Δf约为4 kHz。这时，最大多普勒频移fDM与Δf之比约为2.75％。理论和实验证明，这样的相对频移不会破坏多载波系统载波间的正交性，接收机能正确解调高速移动中接收到的信号。 已经证明，移动接收时要确保载波的正交性，fDM与Δf的比值不能超出6.25％。  如果采用8k模式而Δf约为1 kHz时，fDM必须小于62.5Hz， 这时车速VMAX限制为135 km／h。若容许车速为240 km／h时， 电视频道应为VHF波段的第12频道。  由此可见，从适应于高速移动接收看，OFDM应采用2k模式。 4. 单频网采用8k模式 单频网SFN(Single Frequency Network)是指若干个发射台同时在同一个频段上发射同样的无线信号，以实现对一定服务区域的可靠覆盖。 模拟电视广播中采用多频网(MFN)方式，相邻发射台需要使用不同的频率播放节目以避免相互干扰， 在一定距离以外才能进行频率重用，一路信号需要占用几倍的带宽， 消耗了大量的频谱资源。电视信号数字化、多载波数字调制和数字信号处理技术，使单频网的应用成为可能。 图5- 13 COFDM组成单频网示意图 构成SFN时，常规地进行接力传输的发射机间的距离小于75 km。 电波传输75 km延时250 μs，保护间隔Tg至少应为250 μs。如果Tg与有用信号时间Ts之比Tg／Ts＝1／4，则Ts应为1 ms， 相应的Δf应为1 kHz。8 MHz带宽内应有8k个载波，应为8k模式。 若采用2k模式，Δf≈4 kHz，Ts＝250 μs，也采用Tg／Ts＝1／4， 则Tg＝62.5 μs，SFN内发射台间的距离只能是19 km。可见， 8k模式比2k模式更适合于单频网。 5. 用FFT实现OFDM调制 OFDM系统中的载波数量是几千，在实际应用中不可能像传统的FDM系统那样使用N个振荡器和锁相环PLL(Phase Lock Loop）阵列进行相干解调。S．B．Weinstein提出了一种用DFT实现OFDM的方法。其核心思想是将在通频带内实现的频分复用信号x(t)转化为在基带实现，先得到x(t)的等效基带信号s(t)，再乘以一个载波fc将s(t)搬移到所需的频带上。在基带实现的优点是可以借助集成电路工艺直接对数字信号进行处理，实现OFDM的同时避免了生成N个载波由于频率偏移而产生的载波间干扰。 如果采用快速傅立叶变换FFT(Fast Fourier Transformation)实现离散傅立叶变换(DFT)和离散傅立叶反变换(IDFT)，OFDM系统的实现就变得简单和经济了。图5- 14示出了用IFFT实现的OFDM系统发送端方框图。图中输入数据首先进行1路至N路的串／并变换，然后将N路、每路x比特（x＝2、4、6）低数码率的并行数据流通过数据映射使x比特组织成数值为±1(x＝2时)， ±1和±3 (x＝4时)或是±1，±3和±5(x＝6时)的I， Q信号。每组映射为星座图中的一个复数，N路复数在IFFT处理单元进行快速傅立叶反变换，取实部后由并行数据再变换回串行数据， 并插入保护间隙Tg。然后信号经D／A变换、低通滤波后形成OFDM调制信号。频率变换器的作用是将信号频谱搬移到规定的电视频道上。 * 第5章 调 制 技 术 第5章 调 制 技 术 5.1 QAM 5.2 QPSK 5.3 TCM 5.4 COFDM 5.5 VSB 5.1 QAM 1. 正交幅度调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)