高等學校電子信息類教材：數字電視傳輸技術

地面數字電視傳輸系統的基本概念和信道特性；數字電視的信道編碼和調製，傳輸標準，接收機信道同步、估計、均衡和解碼，系統測試和性能比較；地面數字電視發射機系統和網絡規劃；數字移動多媒體廣播傳輸系統；DVB-T2介紹；中國下一代數字電視傳輸標準及關鍵技術；數字電視回傳信道的無線解決方案。高等院校廣播電視、通信工程、電子技術應用等專業的高年級本科生和研究生，以及從事數字電視研發和工程應用的技術人員！ ^[1] 

目 錄

第1章　地面數字電視傳輸系統的基本概念 1

1.1　電視技術的發展歷程 1

1.2 數字電視的國際化與區域性組織及其概述 4

1.3 我國地面數字電視傳輸系統、相關配套標準和拓展應用 7

1.4 數字電視系統組成 11

1.4.1 系統設備組成 11

1.4.2 數字電視的功能分層 13

1.5 壓縮層和複用層 16

1.5.1 圖像格式 16

1.5.2 數字電視信號編碼方式 17

1.5.3 MPEG-2壓縮關鍵技術環節 18

1.5.4 幀內編碼 18

1.5.5 幀間編碼 19

1.5.6 音頻壓縮 20

1.5.7 MPEG-2碼流 21

1.5.8 MPEG-2多路複用 21

1.5.9 傳輸流 22

參考文獻 23

第2章 地面數字電視傳輸系統的信道特性 25

2.1 概述 25

2.2 無線信道的數學模型 26

2.2.1 多徑信道衝激響應的統計模型 27

2.2.2 信道衝激響應的確定性參數模型 28

2.3 無線衰落信道的參數特性 29

2.3.1 多徑時延擴展和頻率選擇性衰落 30

2.3.2 多普勒頻移與時間選擇性衰落 32

2.3.3 無線信道的時間-頻率選擇性衰落 35

2.4 常用的衰落信道統計模型 35

2.4.1 瑞利（Rayleigh）衰落模型 35

2.4.2 萊斯（Rician）衰落模型 37

2.5 DTTB信道模型 38

2.5.1 典型的DTTB信道模型 38

2.5.2 DTTB單頻網信道模型 42

2.6 本章小結 46

參考文獻 46

第3章 地面數字電視調製與編碼技術 47

3.1 概述 47

3.2 單載波調製技術 49

3.2.1 限帶信號和成形濾波器 49

3.2.2 QPSK數字調製 51

3.2.3 2M-QAM系統 52

3.2.4 2M-QAM調製器的實現 53

3.2.5 基於DVB的QAM系統 54

3.2.6 殘留邊帶調製 55

3.3 多載波調製 57

3.3.1 子載波的正交 58

3.3.2 OFDM的FFT實現 59

3.3.3 保護間隔與循環前綴 60

3.3.4 OFDM系統的傳輸效率 62

3.3.5 信號的峯均比 62

3.3.6 OFDM基本參數的選擇 63

3.4 SC-FDE 65

3.4.1 單載波調製的頻域自適應均衡 65

3.4.2 SC-FDE的數學表示 66

3.5 信道編碼技術 67

3.5.1 RS碼 69

3.5.2 卷積碼 71

3.5.3 串行級聯碼 73

3.5.4 Turbo碼 75

3.5.5 LDPC碼 77

3.5.6 小結 80

參考文獻 81

第4章 國內外數字電視廣播傳輸標準 82

4.1 美國ATSC數字電視廣播傳輸標準 82

4.1.1 概述 82

4.1.2 8-VSB傳輸模式 83

4.1.3 16-VSB傳輸模式 89

4.2 歐洲DVB-T數字電視廣播傳輸標準 89

4.2.1 概述 89

4.2.2 信道編碼和調製 91

4.2.3 OFDM調製 95

4.3 日本ISDB-T數字電視廣播傳輸標準 99

4.3.1 概述 99

4.3.2 傳輸過程 101

4.4.3 信道編碼 102

4.3.4 調製 105

4.4 中國DTMB數字電視廣播傳輸標準 109

4.4.1 概述 109

4.4.2 DTMB標準的基本需求 110

4.4.3 DTMB標準的主要技術特點和性能 111

4.4.4 DTMB標準介紹 113

參考文獻 122

第5章 數字電視信道接收機實現技術 124

5.1 概述 124

5.2 信道同步和估計的數學基礎 126

5.2.1 信道同步 126

5.2.2 信道估計 129

5.3 單載波系統 133

5.3.1 定時同步 133

5.3.2 載波同步 136

5.3.3 ATSC/8-VSB系統舉例 139

5.3.4 信道估計和均衡 143

5.3.5 ATSC/8-VSB系統舉例 145

5.4 多載波系統 147

5.4.1 定時同步 147

5.4.2 載波同步 147

5.4.3 DVB-T/COFDM系統舉例 151

5.4.4 信道估計及多載波系統舉例 153

5.5 歐洲DVB-T標準內接收機簡介 156

5.6 中國DTMB標準內接收機簡介 158

5.6.1 幀同步 159

5.6.2 載波同步 160

5.6.3 信道估計和均衡 161

參考文獻 165

第6章 地面數字電視系統的測試及性能比較 167

6.1 系統測試 167

6.1.1 誤比特率（BER）的測量和判決門限 167

6.1.2 載噪比（C /N）的測量 170

6.1.3 接收機輸入電平 171

6.1.4 接口參數 171

6.1.5 多徑模型 171

6.1.6 實驗室閉路測試 172

6.2 實驗室測試方案 174

6.2.1 實驗室測試平台 174

6.2.2 平台接口設定 174

6.2.3 高斯信道下的載噪比門限 175

6.2.4 高斯信道下的最小接收信號電平 176

6.2.5 最大接收信號電平 177

6.2.6 萊斯信道下的載噪比門限 178

6.2.7 瑞利信道下的載噪比門限 180

6.2.8 動態多徑條件下的最大多普勒頻移上限 182

6.2.9 兩徑條件下0 dB回波的最大時延 183

6.2.10 兩徑條件下0 dB回波的載噪比門限 184

6.2.11 抗脈衝噪聲干擾最大寬度 185

6.2.12 抗同頻和鄰頻模擬干擾C/I測試 186

6.2.13 同頻和鄰頻數字干擾C /I測試 188

6.2.14 抗單頻干擾C /I測試 190

6.2.15 相位噪聲測試 191

6.3 現場測試 193

6.3.1 現場開路測試 193

6.3.2 現場測試的目的、內容和工作模式 194

6.3.3 測試信號 195

6.3.4 測試天線 196

6.3.5 測試時間和信道特性記錄 197

6.3.6 測試點、校準和測試記錄文檔 197

6.3.7 測試裝置和配套設備 197

6.3.8 覆蓋測試流程 198

6.3.9 服務測試流程 200

6.3.10 地面數字電視場地測試指南 203

6.3.11 現場測試平台 203

6.3.12 固定接收測試 204

6.3.13 移動接收測試 205

參考文獻 205

第7章 地面數字電視發射機系統 207

7.1 概述 207

7.2 地面數字電視發射機 207

7.2.1 數字發射機和模擬發射機的不同點 207

7.2.2 數字電視發射機的構成及組合方式 208

7.2.3 數字發射機的技術要求 211

7.2.4 術語和定義 212

7.2.5 數字發射機激勵器 212

7.2.6 功率放大器 224

7.2.7 功率分配與合成網絡 230

7.2.8 整機控制系統 238

7.2.9 發射機的冷卻系統 239

7.3 濾波器 240

7.4 多工器 241

7.5 發射天線 244

7.6 發射機主要技術指標測試 246

7.6.1 測試條件 246

7.6.2 測試項目 246

7.6.3 測試方法 246

附錄A 地面數字電視廣播系統8 MHz帶寬系統的最大淨碼率（Mbps） 255

參考文獻 256

第8章 地面數字電視的網絡規劃 257

8.1 概述 257

8.2 無線覆蓋的若干概念 257

8.3 地面廣播的頻段規劃 260

8.4 數字傳輸與模擬傳輸 261

8.5 多頻網 264

8.6 單頻網 264

8.7 地面廣播信號的接收 270

8.8 分集技術 271

8.8.1 分集實現方法 271

8.8.2 地面數字電視廣播中分集方案的設計原則 272

8.8.3 發射分集技術 273

8.8.4 接收分集技術 282

參考文獻 287

第9章 移動多媒體廣播傳輸技術方案 288

9.1 概述 288

9.2 CMMB系統 289

9.3 CDMB系統 293

9.4 T-MMB系統 294

9.5 DMMB-W系統 295

9.6 DMMB-N系統 299

9.7 基於國標系統的物理層子信道技術 302

9.7.1 物理層子信道 303

9.7.2 信道編碼 306

9.7.3 信道調製 307

9.7.4 時間交織 307

9.7.5 物理層子信道技術的發端結構 307

9.7.6 物理層子信道技術的工作模式 308

9.8 DVB-H系統 309

9.8.1 DVB-H標準目標和系統框圖 310

9.8.2 DVB-H系統技術特點 311

9.9 ATSC-M/H系統 313

9.10 本章小結 317

參考文獻 318

第10章 歐洲第二代數字電視地面廣播傳輸標準 319

10.1 概述 319

10.2 DVB-T2系統組成 320

10.2.1 輸入處理 321

10.2.2 比特交織編碼與調製 323

10.2.3 組幀模塊 328

10.2.4 OFDM符號生成 330

10.3 DVB-T2的關鍵技術 336

10.3.1 物理層支持多業務 336

10.3.2 提高最大傳輸速率 337

10.3.3 更高的地面傳輸性能和更多的可選技術 339

10.4 DVB-T2接收機 341

10.4.1 P1符號檢測和同步 342

10.4.2 信道估計和均衡 342

10.4.3 幀提取和BICM解碼 344

10.4.4 性能仿真 347

參考文獻 349

第11章 未來數字電視關鍵技術展望 351

11.1 概述 351

11.2 幀結構 351

11.2.1 基於框架理論的幀結構 351

11.2.2 採用靈活訓練序列填充的幀結構 353

11.2.3 訓練序列的設計 354

11.3 分集 356

11.3.1 發射分集概述 356

11.3.2 下一代數字電視系統發射分集方案 357

11.3.3 空頻信道估計 358

11.3.4 空時信道估計 359

11.3.5 仿真結果 360

11.4 信道編碼和調製 361

11.5 多級業務支持 365

11.6 廣播回傳信道 368

11.6.1 概述 368

11.6.2 中國地面數字電視回傳信道方案DTMB－RCT 369

11.6.3 DTMB－RCT的接收機設計 371

11.6.4 DTMB－RCT的性能仿真 372

11.7 無線定位 374

11.7.1 基於數字電視系統的無線定位 374

11.7.2 基於TDOA的時頻定位算法 375

11.7.3 仿真結果 381

11.8 前導序列設計 382

參考文獻 385

第12章 交互電視與數字電視回傳信道 387

12.1 概述 387

12.2 DVB-RCT系統 388

12.2.1 DVB-RCT系統的特點和設計原則 388

12.2.2 DVB-RCT物理層 389

12.2.3 DVB-RCT的MAC層 396

12.2.4 DVB-RCT部署方案 396

12.2.5 應用實例 398

12.3 WiMAX方案 399

12.3.1 IEEE 802.16協議概述 400

12.3.2 IEEE 802.16協議結構 401

12.3.3 IEEE 802.16物理層技術 403

12.3.4 WiMAX用户地面數字電視回傳業務實例 407

12.4 LTE系統介紹 409

12.4.1 概述 409

12.4.2 LTE的系統架構 410

12.4.3 LTE的物理層關鍵技術 411

12.4.4 LTE上下行物理層信道 412

12.4.5 LTE上下行的幀結構 413

12.4.6 LTE信道編碼 414

12.4.7 LTE增強技術LTE-A 415

12.5 本章小結 416

參考文獻 417