DTMB幀結(jié)構(gòu)_V001

1、1DTMB 幀結(jié)構(gòu)TPV XM-SWD12013.03.1821、復(fù)幀：、復(fù)幀：（1）復(fù)幀結(jié)構(gòu)）復(fù)幀結(jié)構(gòu) 為了實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定的同步，國標(biāo)DTMB采用了分級幀結(jié)構(gòu)，如下圖所示，它具有周期性，并且與自然時間保持同步。數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)的基本單元為信號幀，信號幀由幀頭和幀體兩部分組成。超幀定義為一組信號幀。分幀定義為一組超幀。幀結(jié)構(gòu)的頂層稱為日幀。DTMB 幀結(jié)構(gòu)2012-03-18 chuxu3（2）幀信號）幀信號 信號幀是系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)的基本單元，一個信號幀由幀頭和幀體兩部分時域信號組成。幀頭和幀體信號的基帶符號率相同（7.56Msps）。 幀頭部分由PN序列構(gòu)成，幀頭長度有三種選項。 幀體部分包含36個符號

2、的系統(tǒng)信息和3744個符號的數(shù)據(jù)，共3780個符號。幀體長度是500s （37801/7.56s）。（3）超幀）超幀 超幀的時間長度定義為125毫秒，8個超幀為1秒，這樣便于與定時系統(tǒng)（例如GPS）校準(zhǔn)時間。 超幀中的第一個信號幀定義為首幀，由系統(tǒng)信息的相關(guān)信息指示。（4）分幀）分幀 一個分幀的時間長度為1分鐘，包含480個超幀。（5）日幀）日幀 日幀以一個公歷自然日為周期進(jìn)行周期性重復(fù)，由1440個分幀構(gòu)成，時間為24小時。在北京時間00:00:00 AM或其它選定的參考時間，日幀被復(fù)位，開始一個新的日幀。DTMB 幀結(jié)構(gòu)2012-03-18 chuxu42、信號幀、信號幀（1）信號幀結(jié)構(gòu)）

3、信號幀結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)的基本單元為信號幀，信號幀由幀頭和幀體兩部分組成，為適應(yīng)不同應(yīng)用，定義了三種可選幀頭模式以及相應(yīng)的信號幀結(jié)構(gòu)。三種幀頭模式所對應(yīng)的信號幀的幀體長度和超幀 的 長 度 都 保 持 不 變 。 對 于 圖 a ) 的 幀 結(jié) 構(gòu) ， 每 2 2 5 個 信 號 幀 組 成 一 個 超 幀（22542001/7.56s=125ms）；對于圖b)，每216個 信 號 幀 組 成 一 個 超 幀（21643751/7.56s =125m s ） ； 對 于 圖 c)， 每 200個 信 號 幀 組 成 一 個 超 幀（20047251/7.56s=125ms）。 信號幀包含幀頭和幀

4、體兩個部分，根據(jù)幀頭的不同，有三種信號幀結(jié)構(gòu)。下圖為信號幀結(jié)構(gòu)：DTMB 幀結(jié)構(gòu)2012-03-18 chuxu5（2）幀頭）幀頭 幀頭模式1 幀頭模式1采用的PN序列定義為循環(huán)擴(kuò)展的8階m序列，可由一個LFSR實(shí)現(xiàn)，經(jīng)“0”到+1值及“1”到-1值的映射變換為非歸零的二進(jìn)制符號。 長度為420個符號的幀頭信號（PN420），由一個前同步、一個PN255序列和一個后同步構(gòu)成，前同步和后同步定義為PN255序列的循環(huán)擴(kuò)展，其中前同步長度為82個符號，后同步長度為83個符號。LFSR的初始條件確定所產(chǎn)生的PN序列的相位。在一個超幀中共有225個信號幀，每個超幀中各信號幀的幀頭采用不同相位的PN信號

5、作為信號幀識別符。PN420結(jié)構(gòu)如下圖：DTMB 幀結(jié)構(gòu)2012-03-18 chuxu6 產(chǎn)生序列PN255 的LFSR的生成多項式定義為： PN420序列可以用下圖所示的LFSR產(chǎn)生。 如下圖8階m序列生成結(jié)構(gòu)： 基于該LFSR的初始狀態(tài)，可產(chǎn)生255個不同相位的PN420序列，從序號0到序號254。本標(biāo)準(zhǔn)選用其中的225個PN420序列，從序號0到序號224。在每個超幀開始時LFSR復(fù)位到序號0的初始相位。DTMB 幀結(jié)構(gòu)2012-03-18 chuxu7 幀頭模式2 幀頭模式2采用10階最大長度偽隨機(jī)二進(jìn)制序列截短而成，幀頭信號的長度為595個符號，是長度為1023的m序列的前595個

6、碼片。 該最大長度偽隨機(jī)二進(jìn)制序列由10比特LFSR產(chǎn)生。該最大長度偽隨機(jī)二進(jìn)制序列的生成多項式為： 該10比特LFSR的初始相位為：0000000001，在每個信號幀開始時復(fù)位。產(chǎn)生該最大長度偽隨機(jī)二進(jìn)制序列的結(jié)構(gòu)如下圖所示。如下圖10階m序列生成結(jié)構(gòu)： 由上圖產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列的前595碼片，經(jīng)“0”到+1值及“1”到-1值的映射變換為非歸零的二進(jìn)制符號。在一個超幀中共有216個信號幀。每個超幀中各信號幀的幀頭采用相同的PN序列。DTMB 幀結(jié)構(gòu)2012-03-18 chuxu8 幀頭模式3 幀頭模式3采用的PN序列定義為循環(huán)擴(kuò)展的9階m序列，可由一個LFSR實(shí)現(xiàn)，經(jīng)“0”到+1 值及“1”

7、到-1值的映射變換為非歸零的二進(jìn)制符號。 長度為945個符號的幀頭信號（PN945），由一個前同步、一個PN511序列和一個后同步構(gòu)成。前同步和后同步定義為PN511序列的循環(huán)擴(kuò)展，前同步和后同步長度均為217個符號。LFSR的初始條件確定所產(chǎn)生的PN序列的相位。在一個超幀中共有200個信號幀。每個超幀中各信號幀的幀頭采用不同相位的PN信號作為信號幀識別符。 DTMB 幀結(jié)構(gòu)2012-03-18 chuxu9 產(chǎn)生序列PN511的LFSR的生成多項式定義為： PN945序列可以用下圖所示的LFSR產(chǎn)生。 如下圖9階m序列生成結(jié)構(gòu)： 基于該LFSR的初始狀態(tài)，可產(chǎn)生511個不同相位的PN945序

8、列，從序號0到序號510。本標(biāo)準(zhǔn)選用其中的200個PN945序列，從序號0到序號199。在每個超幀開始時LFSR復(fù)位到序號0的初始相位。DTMB 幀結(jié)構(gòu)2012-03-18 chuxu10（3）系統(tǒng)信息）系統(tǒng)信息 系統(tǒng)信息為每個信號幀提供必要的解調(diào)和解碼信息，包括符號星座映射模式、LDPC編碼的碼率、交織模式信息、幀體信息模式等。本系統(tǒng)中預(yù)設(shè)了64種不同的系統(tǒng)信息模式，并采用擴(kuò)頻技術(shù)傳輸。這64種系統(tǒng)信息在擴(kuò)頻前可以用6個信息比特（ ）來表示，其中 為 MSB（保留），定義如下： DTMB 幀結(jié)構(gòu)2012-03-18 chuxu11 ：編碼調(diào)制模式 系統(tǒng)信息第30比特定義DTMB 幀結(jié)構(gòu)201

9、2-03-18 chuxu12 ：交織信息 系統(tǒng)信息第 4 比特定義 ：保留 該6比特系統(tǒng)信息將采用擴(kuò)頻技術(shù)變換為32比特長的系統(tǒng)信息矢量，即用長度為32的Walsh 序列和長度為32的隨機(jī)序列來映射保護(hù)。 通過以下步驟，可以得到64個32比特長的系統(tǒng)信息矢量。將64種系統(tǒng)信息與這64個系統(tǒng)信息矢量一一對應(yīng)，對于傳輸?shù)娜魏我环N系統(tǒng)模式，可以得到需要在信道上傳輸?shù)?2比特長的系統(tǒng)信息矢量。 DTMB 幀結(jié)構(gòu)2012-03-18 chuxu13 產(chǎn)生32個32位長的Walsh矢量，它們分別是3232的Walsh塊的各行矢量?；網(wǎng)alsh塊和Walsh 塊的系統(tǒng)化產(chǎn)生方法分別如下兩個公式。 將上述

10、32個32位長的Walsh矢量取反，連同原有的32個Walsh矢量，共可以得到64個矢量。再將每個矢量經(jīng)過“+1”到 1 值及“-1”到0值的映射，得到64個二進(jìn)制矢量。DTMB 幀結(jié)構(gòu)2012-03-18 chuxu14 這64個矢量與一個長度為32的隨機(jī)序列按位相異或后得到64個系統(tǒng)信息矢量。該隨機(jī)序列由一個5比特的LFSR產(chǎn)生一個長度為31的5階最大長度序列后，再后續(xù)補(bǔ)一個0而產(chǎn)生。該31位最大長度序列的生成多項式定義為：初始相位為00001，在每個信號幀開始時復(fù)位。 可采用如下圖所示的LFSR結(jié)構(gòu)產(chǎn)生。如下圖5階m序列生成結(jié)構(gòu)：DTMB 幀結(jié)構(gòu)2012-03-18 chuxu15 將這

11、32比特采用I、Q相同的4QAM調(diào)制映射成為32個復(fù)符號。 這樣經(jīng)過保護(hù)后，每個系統(tǒng)信息矢量長度為32個復(fù)符號，在其前面再加4個復(fù)符號作為數(shù)據(jù)幀體模式的指示。這4個復(fù)符號在映射前，C=1模式時為“0000”，C=3780模式時為“1111”，這4個比特也采用I、Q相同的4QAM映射為4個復(fù)符號。 該36個系統(tǒng)信息符號通過復(fù)用模塊與信道編碼后的數(shù)據(jù)符號復(fù)合成幀體數(shù)據(jù)，其復(fù)用結(jié)構(gòu)為：36個系統(tǒng)信息符號連續(xù)排列于幀體數(shù)據(jù)的前36個符號位置。C=1和C=3780兩種模式通用的幀體結(jié)構(gòu)如下圖：幀體信息結(jié)構(gòu)如下圖所示：DTMB 幀結(jié)構(gòu)2012-03-18 chuxu163、幀體數(shù)據(jù)處理、幀體數(shù)據(jù)處理 3744個數(shù)據(jù)符號復(fù)接系統(tǒng)信息后，經(jīng)幀體數(shù)據(jù)處理后形成幀體，用C個子載波調(diào)制，占用的射頻帶寬為7.56MHz，時域信號塊長度為500s。 C有兩種模式：C=1或C=3780； 令X(k)為對應(yīng)幀體信息的符號； 當(dāng)C=1時，生成的時域信號可表示為： 在C=1模式下，作為可選項，對組幀后形成的基帶數(shù)據(jù)在0.5符號速率位置插入雙導(dǎo)頻，兩個導(dǎo)