為DTV地面廣播接收機選擇高質量的解調解碼芯片
發布時間:2008/5/27 0:00:00 訪問次數:458
    
    當前,數字電視產業的發展如火如荼,標準的制訂、數字電視整體平移、終端制造商爭先推出高清數字電視和機頂盒,這些都傳遞了一個聲音:數字電視產業化革命即將到來。
    在數字電視相關技術中,接收機的設計技術難度高,而能否實現高質量的接收性能又直接影響到數字電視終端節目顯示的效果。那么,如何選擇一款具有良好接收性能的數字電視解調芯片呢?這需要進行系統地評估以確定最佳解決方案。在下文中作者將從數字電視地面廣播系統的特點、接收機中降低干擾的常見電路和atsc地面接收機的測試方法等方面來進行闡述,希望能為數字電視生產廠商提供一些參考,以便更系統性地選擇高質量的解調解碼芯片。
    數字電視地面廣播系統的特點
    真正的數字電視廣播是指圖像和聲音都經過數字壓縮后,通過數字的方式在信道上傳播的電視廣播。數字電視廣播又分為衛星數字電視廣播、有線數字電視廣播和地面(無線)數字電視廣播。目前已經大規模應用的地面數字電視廣播有atsc和dvb-t兩種模式。atsc主要應用在北美和韓國,dvb-t主要應用在歐洲、大洋洲和中國的臺灣地區。中國國內也有部分dvb-t廣播。除了atsc和dvb-t之外,另外還有已經制定的日本isdb-t和中國正在制定的地面廣播標準。
    地面數字電視廣播系統包括節目制作、信源(節目包括圖象和伴音)壓縮編碼、信道編碼和調制、發射天線、信道(主要是空氣)傳播、接收天線、接收解調和糾錯、信源解壓和終端顯示。在現有的atsc和dvb-t系統中,圖象壓縮編碼都是采用mpeg2。atsc中的伴音采用ac3,但dvb-t中的伴音則采用mpeg-2。
    和傳統的模擬電視廣播相比,數字電視廣播的一大特點是它的“數字效應”,也就是說接收效果要么很好,要么就收不到,中間幾乎沒有過渡帶。一般模擬電視廣播中常見的重影和雪花點在數字電視廣播中是看不到的。數字電視接收機中有專門的消重影和消雪花電路來保證接收數字信號的完整性。從而使mpeg層的誤碼率達到mpeg-2解碼所能容許的范圍以內。如果信道中的重影和雪花超過了接收機的能力,則接收到的mpeg-2碼流會包含大量的誤碼,從而引起mpeg-2解壓失效,這時就沒有圖像和伴音了。
    與衛星和有線數字電視廣播不同,數字電視地面廣播的信道主要是近地大氣層。因此數字電視廣播的另一大特點是接收到的信號會包含大量的反射波和隨機干擾。而反射波又包括靜態反射波和動態反射波。靜態反射波主要包括由周圍建筑物引起的反射波,周圍地面、水面和山體的反射波。周圍建筑的反射波在時間延遲上呈離散分布,這是因為建筑物相對于電磁波的傳播空間來說是很小的,而周圍地面、水面和山體的反射波則呈連續分布。
    圖:atsc數字電視地面廣播接收器架構。
    
    
    動態反射波通常是周圍運動物體產生的,例如附近的汽車、火車、飛機等。如果采用室內天線,則還包括附近走動的人和其它動物等。即使在通常的靜態反射波情況下,反射波也不是穩定的。反射波一方面受空氣熱擾動的影響,另一方面接收天線受風的吹動也使得反射波的強度和相位受到影響,所以說真正靜止穩定的反射波模型在實際應用中是不存在的。
    地面數字電視接收機中的常見干擾處理電路
    在模擬電視的圖像中,反射波表現為重影,而隨機干擾則表現為雪花點。還有一些干擾,如單頻干擾表現為網格,非線性干擾則表現為斜條。而在數字電視接收機中,所有這些干擾都反映在接收機的誤碼率上。現在所有的地面數字電視接收機中都有專門的電路來減小這些干擾對誤碼率的影響。在atsc和dvb-t中,各種干擾的影響是不一樣的。下面以atsc為例探討一些常見的電路。
    1. 消回波電路
    一般的atsc接收機都用自適應判決反饋均衡器來實現消回波電路。一個好的消回波電路應該具有跟蹤響應時間快、回波覆蓋范圍大、自適應噪聲低的特點。
    自適應判決反饋均衡器由前向均衡部分和判決反饋均衡部分組成。要實現好的消回波性能,該判決反饋均衡器必需有足夠多的抽頭系數,尤其要有足夠多的前向均衡抽頭系數。因為只有這樣才可以充分利用天線所接收到的所有回波的能量,以提高接收機信噪比,而不只是把回波抵消掉。
    但是,單純增加均衡器抽頭系數并不能解決全部問題。一方面,如果抽頭系數多了,均衡器的自適應跟蹤性能會下降,以至于跟不上動態回波的變化而嚴重影響接收機在實際應用中的性能;另一方面,如果抽
    
    當前,數字電視產業的發展如火如荼,標準的制訂、數字電視整體平移、終端制造商爭先推出高清數字電視和機頂盒,這些都傳遞了一個聲音:數字電視產業化革命即將到來。
    在數字電視相關技術中,接收機的設計技術難度高,而能否實現高質量的接收性能又直接影響到數字電視終端節目顯示的效果。那么,如何選擇一款具有良好接收性能的數字電視解調芯片呢?這需要進行系統地評估以確定最佳解決方案。在下文中作者將從數字電視地面廣播系統的特點、接收機中降低干擾的常見電路和atsc地面接收機的測試方法等方面來進行闡述,希望能為數字電視生產廠商提供一些參考,以便更系統性地選擇高質量的解調解碼芯片。
    數字電視地面廣播系統的特點
    真正的數字電視廣播是指圖像和聲音都經過數字壓縮后,通過數字的方式在信道上傳播的電視廣播。數字電視廣播又分為衛星數字電視廣播、有線數字電視廣播和地面(無線)數字電視廣播。目前已經大規模應用的地面數字電視廣播有atsc和dvb-t兩種模式。atsc主要應用在北美和韓國,dvb-t主要應用在歐洲、大洋洲和中國的臺灣地區。中國國內也有部分dvb-t廣播。除了atsc和dvb-t之外,另外還有已經制定的日本isdb-t和中國正在制定的地面廣播標準。
    地面數字電視廣播系統包括節目制作、信源(節目包括圖象和伴音)壓縮編碼、信道編碼和調制、發射天線、信道(主要是空氣)傳播、接收天線、接收解調和糾錯、信源解壓和終端顯示。在現有的atsc和dvb-t系統中,圖象壓縮編碼都是采用mpeg2。atsc中的伴音采用ac3,但dvb-t中的伴音則采用mpeg-2。
    和傳統的模擬電視廣播相比,數字電視廣播的一大特點是它的“數字效應”,也就是說接收效果要么很好,要么就收不到,中間幾乎沒有過渡帶。一般模擬電視廣播中常見的重影和雪花點在數字電視廣播中是看不到的。數字電視接收機中有專門的消重影和消雪花電路來保證接收數字信號的完整性。從而使mpeg層的誤碼率達到mpeg-2解碼所能容許的范圍以內。如果信道中的重影和雪花超過了接收機的能力,則接收到的mpeg-2碼流會包含大量的誤碼,從而引起mpeg-2解壓失效,這時就沒有圖像和伴音了。
    與衛星和有線數字電視廣播不同,數字電視地面廣播的信道主要是近地大氣層。因此數字電視廣播的另一大特點是接收到的信號會包含大量的反射波和隨機干擾。而反射波又包括靜態反射波和動態反射波。靜態反射波主要包括由周圍建筑物引起的反射波,周圍地面、水面和山體的反射波。周圍建筑的反射波在時間延遲上呈離散分布,這是因為建筑物相對于電磁波的傳播空間來說是很小的,而周圍地面、水面和山體的反射波則呈連續分布。
    圖:atsc數字電視地面廣播接收器架構。
    
    
    動態反射波通常是周圍運動物體產生的,例如附近的汽車、火車、飛機等。如果采用室內天線,則還包括附近走動的人和其它動物等。即使在通常的靜態反射波情況下,反射波也不是穩定的。反射波一方面受空氣熱擾動的影響,另一方面接收天線受風的吹動也使得反射波的強度和相位受到影響,所以說真正靜止穩定的反射波模型在實際應用中是不存在的。
    地面數字電視接收機中的常見干擾處理電路
    在模擬電視的圖像中,反射波表現為重影,而隨機干擾則表現為雪花點。還有一些干擾,如單頻干擾表現為網格,非線性干擾則表現為斜條。而在數字電視接收機中,所有這些干擾都反映在接收機的誤碼率上。現在所有的地面數字電視接收機中都有專門的電路來減小這些干擾對誤碼率的影響。在atsc和dvb-t中,各種干擾的影響是不一樣的。下面以atsc為例探討一些常見的電路。
    1. 消回波電路
    一般的atsc接收機都用自適應判決反饋均衡器來實現消回波電路。一個好的消回波電路應該具有跟蹤響應時間快、回波覆蓋范圍大、自適應噪聲低的特點。
    自適應判決反饋均衡器由前向均衡部分和判決反饋均衡部分組成。要實現好的消回波性能,該判決反饋均衡器必需有足夠多的抽頭系數,尤其要有足夠多的前向均衡抽頭系數。因為只有這樣才可以充分利用天線所接收到的所有回波的能量,以提高接收機信噪比,而不只是把回波抵消掉。
    但是,單純增加均衡器抽頭系數并不能解決全部問題。一方面,如果抽頭系數多了,均衡器的自適應跟蹤性能會下降,以至于跟不上動態回波的變化而嚴重影響接收機在實際應用中的性能;另一方面,如果抽