摘要：“中視一號”ic芯片是基于自定義協議的dmb-t和tds-ofdm多載波調制技術的芯片，可實現高碼率單天線hdtv信號的移動接收。對dmb-1系統的主要結構進行了介紹，并將它與現有其它傳輸標準特別是dvb-t傳輸標準進行了簡要的比較。 關鍵詞：中視一號 數字電視傳輸 時域同步 1 “中視一號”總體概述 2004年4月30日，由清華大學、復旦大學、凌訊科技等多家單位聯合開發的具有完全自主知識產權的高清晰度數字電視地面傳輸移動接收系統專用芯片——“中視一號”順利通過了教育部主持的成果鑒定。該芯片將高清晰度數字電視芯片的研究進一步擴展到地面傳輸信道芯片，使之成為用于dmb-t方案整機和系統的專用芯片。中視一號是基于自定義協議的dmb-t和tds-ofdm多載波調制技術的芯片，在高碼率單天線hdtv信號的移動接收方面有所創新。該芯片具有百萬門級的規模，使用0.18微米工藝，采用多時鐘域技術，共有128個引腳。芯片在仿真、設計、驗證、布局布線、測試、封裝等方面的整體水平在國際上是領先的（出于工藝水平的考慮，第一批流片是由st公司生產的）。該科研項目已成功地走通了整個設計流程，包括邏輯綜合、布圖規劃、時序收斂、信號完整性、信號串擾處理、時鐘網絡設計、電源網絡設計、分布式參數提取、互聯網降價、低功耗技術等，這些都是目前超深亞微米芯片設計中最具有挑戰性的技術難題。 大量試驗表明，安裝“中視一號”芯片的dmb-t高清晰度數字電視整機系統展示了良好的地面移動接收性能，特別是該芯片在載噪比門限和移動性指標方面優于國際同類產品。此外，該芯片在鑒定前已在國內多個電視廠家（長虹、創維、康佳等）得到成功試用，性能指標達到了系統設計要求。“中視一號”的傳輸和接收速度達到了24mbps，在時速120公司的交通工具上播放，不會發生圖像抖動和丟失的現象；而在時速75公司以下的交通工具上播放，收視聲像質量極為穩定可靠，標志著國內對地面數字電視廣播傳輸信道專用芯片的研究取得了重大突破。 2 dmb-t系統結構 dmb-t系統結構如圖1所示。在總體方案上，dmb-t是對歐盟的dvb-t地面傳輸標準的繼承與發展。其傳輸系統主要包括數據擾碼、內外糾錯編碼以及交織編碼等部分，dmb-t與dvb-t的顯著區別在于dmb-t采用時域同步正交頻分復用（tds-ofdm），這也是我國數字電視地面傳輸標準的特色之處。 tds-ofdm調制過程是：輸入的mpeg-2 ts碼流經過信道編碼處理后在頻域上形成長度為3780的反傅氏變換（idft）數據塊，采用傅氏變換（dft）將idft數據塊變換為長度為3780的時域離散樣值幀體，即7.56mps個樣值，在ofdm的保護間隔插入長度為378的偽隨機序列（pn）作為幀頭，接著將幀頭和幀體結合成時間長度為550的信號幀，再采用具有線性相位延遲特性的fir低通濾波器對信號進行頻域整形，最后將基帶信號上變頻調制到rf載波上。“中視一號”的解調過程與調制過程相反。 在設計dmb-t方案時，將傳統的dvb-t系統中的保護間隔由一段pn序列取代，而在idft幀體中沒有插入任何導頻。這樣，pn幀頭既可作為訓練序列用于同步和信道估計，又在客觀上起到了保護間隔的作用。dmb-t的每一幀采用不同的pn頭作為幀標志，在發射端對pn頭采用bpsk調制以獲得可靠的傳輸效果；在接收端則通過同樣的pn序列產生器產生本地pn序列，并與接收信號的pn碼幀頭進行時域相關運算，從而完成幀同步、頻率同步、時間同步、信道傳輸特性估計等一系列同步運算。 3 時域同步及其它標準之比較 數據擾碼僅對mpeg-2 ts碼流中的187個8位字節進行編碼，對于提高dmb-t傳輸系統的同步性能是非常重要的。業已指出，tds-ofdm多載波調制是dmb-t協議的核心技術，其基本幀結構中引入了pn碼作為幀頭，用于完成時域同步，這在目前數字電視地面傳輸系統中是一個創新。ofdm作為一種可以有效對抗符號間干擾（isi，inter-symbol interference）和信道間干擾（ici：intel-channel interference）的高速傳輸技術，在高速無線應用環境中，其技術優勢尤為明顯，因而它非常適合多徑環境和衰落信道中的高速數據傳輸，并且兼容未來第四代（4g）移動通信的速度（10mbps～100mbps）。在ofdm的發展中，基于tds-ofdm的時域同步主要有以下顯著特點：（1） pn序列作為保護間隔，用以消除或者至少可以大大減少isi；（2） 由于保持了各信道間的正交性，大大減少了ici；（3） 在實時傳輸與接收的信道估計中，時域同步較頻域同步更快；（4） 時鐘同步過程對定時的要求不那么嚴格，即可果定時錯誤（時域偏移）較小，使得沖激響應長度小于保護間隔，則各子載波之間的正交性仍可以維持。 此外，時域同步較頻域同步簡單， 有用數據的傳輸效率大大提高（見表1）。這是因