高性能DTMB接收芯片的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
自從2006年中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)標(biāo)地面數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)（DTMB）公布以來(lái)，已取得較大的發(fā)展。結(jié)合逐漸成熟的AVS信源編碼標(biāo)準(zhǔn)，DTMB已經(jīng)完全具備替換原有模擬電視廣播的能力，因此也引起了廣大電視機(jī)廠商的關(guān)注，2010年將成為DTMB數(shù)字電視一體機(jī)銷量開始爆發(fā)的一年。而在車載移動(dòng)接收市場(chǎng)，DTMB也將逐步替代部分城市原有的DVB-T系統(tǒng)，成為車載電視的最佳選擇。
隨著DTMB應(yīng)用逐漸普及，城市地面無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)膹?fù)雜性開始體現(xiàn)出來(lái)，對(duì)接收芯片也提出了更高的要求。作為DTMB接收機(jī)中最為關(guān)鍵的部分，接收芯片的性能直接決定了整機(jī)的接收效果和地面數(shù)字電視的普及。杭州囯芯于2008年3月率先推出國(guó)內(nèi)第一款融合DTMB單載波/多載波以及有線數(shù)字電視的三模解調(diào)接收芯片，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在香港、杭州、荊門、湖南等地市場(chǎng)，對(duì)如何設(shè)計(jì)符合國(guó)內(nèi)接收環(huán)境的芯片有著足夠的經(jīng)驗(yàn)和充分的理解。
DTMB標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)
DVB-T作為世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣的地面數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)，從誕生到現(xiàn)在已有13年的歷史，也是我國(guó)在提出DTMB標(biāo)準(zhǔn)前各地采用最多的地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)。雖然DVB-T的技術(shù)非常成熟，但近10年來(lái)數(shù)字電視接收的要求與當(dāng)時(shí)相比已經(jīng)有了較大改變，加上大規(guī)模集成電路產(chǎn)業(yè)也經(jīng)歷了飛速的發(fā)展，使得更多先進(jìn)的技術(shù)可以應(yīng)用在接收芯片中。DTMB是新一代的數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)，與DVB-T相比具有以下優(yōu)勢(shì)：
1、更高的頻譜利用率。DTMB采用TDS-OFDM的調(diào)制方式，無(wú)需利用導(dǎo)頻來(lái)進(jìn)行信道估計(jì)，和DVB-T相比頻譜利用率提高了約10%，可在同樣傳輸帶寬下發(fā)送更多的電視節(jié)目。
2、更好的信號(hào)覆蓋能力。地面數(shù)字電視采用了無(wú)線的信號(hào)傳輸方式，容易受到信號(hào)衰減以及其他無(wú)線信號(hào)的影響。DTMB中FEC（前向糾錯(cuò)碼）是LDPC（低密度校驗(yàn)矩陣碼）與BCH碼的組合，與DVB-T的卷積碼和RS碼組合相比，具有更低的信噪比門限，因此極大的提高了相同發(fā)射功率下的信號(hào)覆蓋率。
3、更好的移動(dòng)接收能力和抗干擾能力。DTMB的多載波模式子載波間隔相當(dāng)于DVB-T的4K模式（應(yīng)用于DVB-H中），從信道估計(jì)的角度來(lái)看，其符合奈奎斯特準(zhǔn)則的最大理論抗多普勒頻偏能力在900Hz左右，以704MHz的信號(hào)頻率來(lái)折算，可達(dá)1300多公里的理論時(shí)速。另外，因?yàn)閾碛凶畲鬄?b>250ms的交織深度，也大大提高了DTMB的抗突發(fā)干擾和陰影衰落能力。
DTMB標(biāo)準(zhǔn)的不足
與DVB-T標(biāo)準(zhǔn)相比，DTMB標(biāo)準(zhǔn)的不足之處在于，DVB-T采用的循環(huán)前綴結(jié)構(gòu)使其能對(duì)抗長(zhǎng)達(dá)224s的回波干擾，而DTMB的多載波模式最多只能到125?s（幀模式3）。從DTMB幀頭的PN序列特征分析，只有在回波長(zhǎng)度小于57.4?s（對(duì)應(yīng)距離為17.2Km）時(shí)才能保證接收性能處于最優(yōu)的狀態(tài)。如果回波長(zhǎng)度大于57.4?s，信道估計(jì)雖然有最大20dB的擴(kuò)頻增益，但一旦回波數(shù)目增加（如圖1），回波之間的干擾加大，信道估計(jì)帶來(lái)的增益會(huì)急劇下降，在極端惡劣的情況下甚至?xí)霈F(xiàn)負(fù)值。DTMB的單載波模式，因?yàn)椴捎昧藭r(shí)域均衡技術(shù)來(lái)消除回波影響，對(duì)回波長(zhǎng)度的敏感度較低，在我們的設(shè)計(jì)中可對(duì)抗近300?s的回波干擾，本文不做重點(diǎn)描述。
