一 ISDB-T概要

    1 总体情况

    日本采用的地面传输制式不限于单独传输数字电视（图像和伴音），也包括了独立的声音和数据广播，这几者可以单独存在或任意地组合，构成在带宽6MHz内的一路节目或多路节目。ISDB-T系统包括发送部分和接收部分，发送部分的输入是信源编码部分的输出，发送部分的输出是加给发射机输入端的中频已调制信号，在发射机内上变频成射频信号去往馈线和天线。TSDB-T在信源编码中，图像信号也按MPEG-2的压缩标准。根据Rec.ITU-RBT.601-5，对于SDTV，图像源格式应是720（704）×480像素数，取样频率为4：2：0模式。至于声音信号的信源编码，日本既未采用MPEG-2的压缩标准（ISO/IEC13818-3），即所谓的MUSICAM（掩蔽型通用子带综合编码和复用），也未采用ATSC中的DolbyAC-3（音频编码-3）标准，而是采用基于MPEG-4的AAC（AC）压缩方式。ISDB-T系统中的接收部分，输入信号是COFDM调制的射频信号，输出信号是加给信源解码部分输入端的信道解码信号。图1中简要示明了系统框图。

    2 ISDB-T的传送带宽

    为了与地面电视广播的原频道规划（每频道6MHz）相适配，ISDB-T中每个频道的传送带宽为（432KHz×13+4KHz）=5.62MHz或（432KHz×13+1KHz）=5.617MHz。这里，是以每432KHz作为一个独立的OFDM（正交频分复用），6MHz内可包含13段OFDM。而每个OFDM段由数据段和导频信号组成，或者说OFDM段是指在数据段中加入各种导频信号后于432KHz带宽内传送的信息数据流。每个数据段可以独立地指定其载波调制方式（16QAM、64QAM、QPSK或DQPSK）、内码编码率（1/2、2/3、3/4、5/6、或7/8）、保护间隔比和时间交织深度等。

    作为对比，欧洲DVB-T8MHz或7MHz的每路频道是作为一个总体来处理的，对全部载波的调制方式只能是一种（16QAM、64QAM或QPSK），内码编码率基本上是一种（1/2、2/3、3/4、5/6、或7/8），保护间隔比也只能是一种（1/4、1/8、1/16或1/32）。由此可见，ISDB-T在这些方面其信号处理与DVB-T基本上相同，但是更灵活些，可按电视、声音、数据的不同需求优化地选用。

    3 传送信号形式

    ISDB-T中，根据ISO/IEC13818-1（MPEG-2，系统）实施传送信号的复用。每一个物理通道（6MHz）为一个基本TS（传送流），其中13个OFDM段可构成有统一参数选择的单一大块，也可以分为具有不同参数选择的几个块层，最多为4个块层。接收端接收时，可以对13段OFDM整体接收，也可以部分接收，即只接收13段OFDM里中央的一段OFDM，图2示出了不分块层整体接收和分块层部分接收的两种情况。

    由图可见，一个块层内包含的OFDM段的数目并无限定，可多可少?lt;13），而部分接收时总是接收中央的一段，即是接收一个物理通道（6MHz）内基本TS流的一部分。

    4 传送参数

    ISDB-T的每432KHz内载波间隔有4KHz与1KHz两种。另外，为了接收端能抗多径干扰，在每个有效符号持续期Tu（=1/载波间隔）上增加一个保护间隔持续期△，按规定△/Tu的取值有4种（1/4、1/8、1/16、1/32）。因此，一个OFDM段的传送参数如表1所示。

    至于整个ISDB-T物理通道6MHz内的传送参数，如表2所示。

    表2中，差动调制段是指DQPSK（差动四相移相键控）调制方式的OFDM段，其余的调制方式均为同步调制段。

    众所周知，数字信号经信道编码后再调制传输时，人们关心的一是在给定的通道带宽内数据传输的总码率，二是误码检纠错能力，显然，这两者间是存在矛盾的，由此，设计者可根据不同的总码率和可靠性需求在各种调制方式、卷积编码率和保护间隔比等方面确定相应的参数值。

    表3给出了ISDB-T中1段OFDM的码率（单位kbps），而括号内的数字则是13段的总码率（单位Mbps）。

    由表3可见，传送码率为23.420Mbps。作为对比，美国的6MHz、ATSC制式中传送总码率为21.52Mbps。

    5 有关术语的含义

    （1）模式1和模式2

    它们分别表示载波间隔4KHz（一个OFDM段内载波数108个）和1KHz（一个OFDM段内载波数432个）的两种调制模式。

    （2）OFDM帧

    是指由204个OFDM符号组合构成的传送信号帧。每个OFDM符号则由持续期为Ts（=△+Tu）的K个有效载波组成，K=1405或5617。对每个载波可以由V个比特进行调制，形成星座图上的一个点，在QPSK和DQPSK中V=2比特，在16QAM中V=4比特，在64QAM中V=6比特。

    （3）差动调制部分

    按DQPSK进行调制的OFDM段的集合称为差动调制部分。

    （4）同步调制部分

    按QPSK、16QAM、64QAM进行调制的OFDM段的集合称为同步调制部分。

    （5）三种导频信号

    每个OFDM帧内除了传输数据符号外，还传送散布导频（SP）、连续导频（CP）蚑MCC导频信号，它们应用于帧同步、频率同步、时间同步、信道均衡估计和传输模式识别等控制信息。在图3的帧结构图上，示意画出同步调制中一个OFDM帧内诸导频信号的插入情况。

    散布导频（SP）插入于同步调制符号中，在OFDM载波方向（图3中的水平方向）和OFDM符号方向（图3中的垂直方向）上散布地配置，按规定受到BPSK调制。连续导频（CP）插入于全部13个OFDM段中，在OFDM符号方向上按规定受到BPSK调制的导频信号。TMCC导频插入于全部13个OFDM段中，携载有用于指明ISDB-T模式的诸信息，受到DBPSK调制。

    二 信道编码方式

    信道编码部分的方框图如图4所示。

外编码为缩短的RS（里德一索罗门）码（204、188、t=8），采用伽罗华域GF（28）的码元，域生成多项式为P（x）=X8+X4+X3+X2+1，码生成多项式为（X-1）（X-a）（X-a2）（X-a3）……（X-a15），a=02HEX0加上RS码前、后的TSP（传送流包），如图5所示。

    划分块层时，以TSP为单位进行划分，每一块层内有相同的编码参数。

    关于延时补偿，当各个块层的码率不一样时，用来对字节交织引起的延时差进行补偿，它们以TSP为单位调整延时。

    关于能量扩散，用PRBS（伪随机二进制序列）在块层基础上以比特为单位与同步字节除外的数据流进行模2和。PRBS的生成多项式为g(x)=x15+x14+1。15个移位寄存器的初始化值从低位起为“100101010000000”，每-OFDM帧开始时初始化。字节交织度I=12字节，采用具有12条支路、包含FIFO（先进先出）移位寄存器的Forney方法来实现字节交织。交织和去交织导致发送和接收合计的数据延时量为（17×12×11）字节（相当于11个TSP）。

    图6示出了约束长度K=7、基本编码率为1/2的卷积编码电路。可供选择的内码编码率及此时的缩短式传送信号（缩短码）示于表4。