数字电视信道编码与调制技术.ppt

 OFDM是一种高效调制技术，其基本原理是将发送的数据流分散到许多个子载波上，使各子载波的信号速率大为降低， 从而能够提高抗多径和抗衰落的能力。为了提高频谱利用率，OFDM方式中各子载波频谱有重叠， 但保持相互正交， 在接收端通过相关解调技术分离出各子载波， 同时消除码间干扰的影响。   OFDM信号可以用复数形式表示为 sOFDM(t)= 式中 ωm=ωc+mΔω为第m个子载波角频率，dm(t)为第m个子载波上的复数信号。 dm(t)在一个符号期间Ts上为常数，则有 dm(t)=dm 若对信号SOFDM(t)进行采样，采样间隔为T，则有 sOFDM(kT)= 假设一个符号周期Ts内含有N个采样值，即  Ts=NT  OFDM信号的产生是首先在基带实现，然后通过上变频产生输出信号。因此，基带处理时可令ωc=0，则上式可简化为 sOFDM(kT)= 将上式与离散傅立叶反变换(IDFT)形式  g(kT)= 相比较可以看出，若将dm(t)看作频率采样信号，则sOFDM(kT)为对应的时域信号。比较上面两式可以看出，若令 Δf = 则上两式相等。 由此可见，若选择载波频率间隔Δf= ，则OFDM信号不但保持各子载波相互正交，而且可以用离散傅立叶变换(DFT)来表示。  在OFDM系统中引入DFT技术对并行数据进行调制和解调，其子带频谱是 函数。OFDM信号是通过基带处理来实现的，不需要振荡器组， 从而大大降低了OFDM系统实现的复杂性。 　　可见，所得到的A(m)是{dn}的IDFT，或者说直接对{dn}求离散傅氏反变换就得到A(t)的抽样A(m)。而A(m)经过低通滤波(D/A变换)后所得到的模拟信号对载波进行调制便得到所需的OFDM信号。在接收端则进行相反的过程，把解调得到的基带信号经过A/D变换后得到dn，再经过并串变换输出。当N比较大时可以采用高的效率IFFT(FFT)算法，现在已有专用的IC可用，利用它可以取代大量的调制解调器，使结构变得简单。 　　设信道的输入一个符号信号为p(t)，信道的冲激响应为h(t)，不考虑信道噪声的影响，信道的输出等于卷积r(t)=p(t)*h(t)。r(t)的时间长度将等于Tr=Ts+τ(τ为信道冲激响应的持续时间)。若发送的码元是一个接一个的无缝的连续发射，接收的信号由于Tr Ts而会产生码间干扰，应在数据块之间加入保护间隔Tg，只要Tg≥τ，就可以完全消除码间干扰。除了上述的载波间隔Δf，Tg是OFDM系统的另一个重要的设计参数。 OFDM符号L OFDM符号L+1 　　通常，Tg是以一个循环前缀的形式存在，这些前缀由信号p(t)的g个样值构成，使得发送的符号样值序列的长度增加到N+g，如下图所示。用循环前缀填入保护间隔内，将时域线性卷积变成了圆周卷积，从而可以用简单的一阶频域均衡恢复发送数据。在此段时间必须传输信号而不能让它空白。由于加入了循环前缀，为了保持原信息传输速率不变，信号的抽样速率应提高到原来的1+N／g倍。 循环前缀的加入 5.7 格形编码调制(TCM） 在传统的数字传输系统中，纠错编码与调制是分别设计并实现的。昂格尔博克(Ungerboeck)提出的网格编码调制(TCM)将两者作为一个整体来考虑。编码器和调制器级连后产生的编码信号序列具有最大的欧氏自由距离。 在不增加系统带宽的前提下，这种方案可获得3～6 dB的性能增益。 网格编码调制的基本原理是通过一种“集合划分映射”的方法，将编码器对信息比特的编码转化为对信号点的编码，在信道中传输的信号点序列遵从网格图中某条特定的路径。这类信号有两个基本特征： （1）星座图中所用的信号点数大于未编码时同种调制所需的点数(通常扩大1倍)， 这些附加的信号点为纠错编码提供冗余度。 （2）采用卷积码在时间上相邻的信号点引入某种相关性， 因而只有某些特定的信号点序列可能出现， 这些序列可以模型化为网格结构， 因而称为格形编码调制。 QPSK正交调制的各点波形 10 11 00 01 a b sQPSK(t) a b a cos ω0t b sin