(2) 系统参数
系统参数的选择决定了系统有效码率、发射台数量、功率等级、移动速度等系统性能,所以系统参数的确定是系统设计的关键。
系统参数的选择主要是一个优化的过程。
对移动接收系统来讲,一般选用2K模式,在16QAM参数下,支持移动速度到200公里/小时左右;移动接收时,由于电波传输衰耗大,64QAM调制参数一般不选用。采用较多的是QPSK和16QAM。
有效码流与保护间隔、打孔率和信超比(C/N)之间的关系如图2所示。
图2
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保护间隔的大小与站点距离有关,保护间隔小,有效码率高,但相邻站点间距离要求小,发射台数量增加。如在2K模式下选保护间隔1/32,相邻站点间距离必须控制在2.1公里左右。本系统选用1/4参数,站点间距20公里左右。
根据国外研究,对移动接收系统来讲,校验参数CR优先选用1/2,如图3所示。
图3 各种调制需要的载噪比(DVT-B,2K)
从图3中可以看出:选择参数(16QAM,CR=1/2,10.Mbit/s)要求的载噪比与参数(QPSK,CR=2/3,6.6Mbit/s)相等,但有效码率不同。所以在移动接收情况下前者较优。
综合考虑上述因素,本系统设计选用2K模式,16QAM,CR1/2,保护间隔1/4,有效传输码率9.95Mbit/s。对应的接收机门限电平值如表1。
表1
门限 QPSK 16-QAM 64QAM
接收电平 固定 16 22 30
(dBμV) 移动 22 29 38
说明:该门限值为SFP(SUBJECTIVE FAILURE POINT)
如果接收天线按0dB增益设计,在19CH对应29 dBμV接收门限的空间场强为52 dBμV/m左右。
国外DVB-T系统在2K,16QAM,CR=1/2,保护间隔1/32时实测数据如图4。
图4 DVB-T 接收场强(34CH)
试验证明在场强大于47dBμV/m后,收视效果良好。国外的测试结果间接证明了上述接收门限选择的合理性。
上述门限值对应Viterbi解码后的误比特率为BER=2E-4,如图5所示。
图5 接收门限要求图
经RS解码后达到1E-11的“准无失真”水平。
选用保护间隔1/4参数(时延55.6us),理论上要求相邻站点间的距离≤16.8km,但考虑到天线根部附近场强的关系,两站间隔可以在20km左右。
(3)保护间隔问题
采用多载波方法,允许较长的符号持续期,降低了符号间干扰,但不能完全消除,因为反射信号也可能在经过了符号的持续周期TS后到达接收机造成干扰。
为了使彼此相继的符号即使在有反射也相互独立,必须将持续期为TU的每个OFDM符号人为地加入一个持续期为Tg的“保护间隔”。通常为TU的1/4、1/8、1/16、1/24……等,通过IFFT形成的OFDM信号在保护间隔Tg中周期性地重复。如果保护间隔选择1/4波长,即将持续期TU的后1/4部分复制到始端,将其放在有效信号持续周期TU的前端,形成保护间隔Tg。保护间隔的选择主要与车速和环境条件有关。
合理设置保护间隔,一方面可阻止前一个符号干扰有效符号持续周期内的数码信号,另一方面由于信号周期性继续,可以确保在快速傅里衰逆变换(IFFT)窗口范围内的所有反射信号完全被接收,只要直射波和反射波之间的时延差不超过保护间隔,所有的反射信号都会增加接收天线的接收信号的强度,这就是数字移动电视的所谓“分集效应”使无线接收信号的强度增加,也就是说数字移动电视所需要的发射机在同等接收效果的情况,所需的发射功率比其他方式的发射功率小。当反射波的时延超过保护间隔Tg,不再具有积极的作用。而完全是一种破坏作用时