DVB_T2标准的技术进展_周晓
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T2 帧中数据符号的数目是可配置的，表 1 为 8 MHz 系统中， 不同 FFT 点数和保护间隔下，T2 帧的最大符号 数（P2 符号和数据符号总数）。 FFT 点数越多，子载波间 隔越小，OFDM 符号在时域上占用的时间 Tu 就越长。 2.1.1 P1 符号
P1 符号格式固定，可携带 7 bit 信令，主要目的是识 别前导符号。 P1 符号携带信息有两种：第一种与 P1 符号
射频通路传输的多路信号，相应地，接收端也需要支持 多个射频通路的调谐器和射频前端。
输入 预处理器
TS或 GS 输入
输入处理
比特交织的 编码调制
组帧
T2 系统
OFDM 生 成模块
图 1 DVB-T2 传输系统顶层功能框图
输入 T2 系统的数据流和伴随的信令数据在物理层 内按帧（下文以 T2 帧表示）进行传输。 每个 T2 帧由多个 OFDM 符号组成，包括一个 P1 符号、多个 P2 符号和若干 个数据符号。 OFDM 符号的每个星座点定义为 OFDM 单 元，简称单元。 一个 OFDM 符号的多个单元按一定寻址 方式顺序排列。 一个或多个 OFDM 符号的地址连续的单 元组成子片（sub-slice）。 T2 帧中，由指定的一个或多个 子片组成的物理层时分复用传输通道定义为物理层管 道（Physical Layer Pipe，PLP）。 为了区分不同数据类型的 传输，PLP 可以分为 3 类：公共 PLP（一个 T2 帧中只对应 一个子片， 用以传输一组 PLP 中多个 PLP 的公共信息， 以提高业务传输效率）；类型 1 的数据 PLP（一个 T2 帧中 只对应一个子片， 紧跟在公共 PLP 后用以传输数据）和 类型 2 的数据 PLP （一个 T2 帧中对应 2～6 480 个子片， 在类型 1 的数据 PLP 后用以传输数据）。 每类 PLP 在一 个 T2 帧中可以有一个或多个。
FEC 编 码 物理层管道 0 （LDPC/BCH）
比特 交织
解复用 比特到
单元
FEC 编 码 物理层管道 1 （LDPC/BCH）
比特 交织
解复用 比特到
单元
带帧。 模式适配模块包括输入接口，后面跟着 3 个可选 子系统模块（输入流同步、空包删除和 8 bit CRC 校验生 成）， 最后将输入数据流分解成数据域并在每个数据域 的开始加入基带包头。 流适配模块的输入流是基带包头 和数据域，输出流是基带帧，它将基带帧填充到固定长 度，并进行能量扩散的扰码。
Electronic Engineering， Tsinghua University， Beijing 100084， Beijing）
【Abstract】 In this paper, technical review and function analysis for DVB-T2 are presented. The related sub-systems and transmitting blocks of DVB-T2 are described in details. DVB-T2 is compared with DVB-T. The features of DVB-T2 systems are concluded. Some inspirations from DVB-T2 that may be utilized to enhance the next generation of DTMB standard are presented. 【Key words】 DVB-T2; DTTB; physical layer pipeline; multiple input single output; bit interleaved coding and modulation; C-OFDM
ZHOU Xiao, PENG Ke-wu, SONG Jian （Tsinghua National Laboratory for Information Science and Technology; State Key Lab on Microwave and Digital Communication; Department of
数字电视
文 章 编 号 ：1002－8692（2009）05-0020-05
DVB-T2 标准的技术进展
·综述·
周 晓，彭克武，宋 健 （清华信息科学与技术国家实验室；微波与数字通信技术国家重点实验室；清华大学 电子工程系，北京 100084）
【摘 要】 给出了欧洲第二代地面数字电视广播传输标准 DVB-T2 标准文本的综述，包括系统框图以及各主要模块的功能介绍，并
T2 系统模型如图 1 所示，待传输业务先通过输入预 处理器分解成一个或多个 MPEG 传输流 （TS）和/或 通 用 流（GS），然后通过 T2 系统进行传输。 输入预处理器可以 是业务分割器或传输流的解复用器，用于将待传输业务 分解成多个逻辑数据流。 整个系统的典型输出是在单个 射频通路传输的单天线信号。 T2 也支持 MISO （多入单 出）传输模式，即系统将待传输信号进行空频编码后通 过两个发射天线进行发射，接收端使用一个接收天线进 行接收。 在支持时频分片模式时，T2 系统输出是在多个
其结构如图 4 所示。 1K-FFT 符号的“A”部分有用信 号 持 续 时 间 112 s，另 外 两 个 改 进 的 保 护 间 隔 “C”与 “B” 的持续时间分别为 59 s （542 个采样点）和 53 s （482 个 采样点）。
T2 帧结构如图 3 所示，T2 帧 由 P1 符 号 单 元 、P2 符 号单元和数据单元组成。 P1 符号单元包括一个 P1 符号； P2 符号单元包括多个 P2 符号， 具体数目由 FFT 点数和 保护间隔大小决定； 数据符号单元包括若干个数据符 号。 所有符号均为 OFDM 符号及其扩展部分（如循环前 缀）。通常，T2 帧中最后一个数据 OFDM 符号与其他数据 OFDM 符号的参数和导频插入位置会有所不同， 称为帧 结束符号（Frame Closing Symbol）。
当接收信号的载波噪声干扰比大于门限时，T2 系统 必须实现“准无误”（QEF）的传输质量目标。 DVB-T2 准 无误定义为：“对单个电视业务解码器， 在 5 Mbit/s 速率 下传输 1 h 发生不可纠正错误事件的次数小于 1”，大约 相当于传送流在解复用前的误包率小于 10-7。 1.2 系统概述
对短fecldpc16200bch校验比特位后面如图最后对ldpc编码器输出的比特进行交织包括依次进行的校验位交织和列缠绕交织得到产生长度为ldpcbitbch外码是系统线性码所产生的校验比特bchfec添加在基带帧比特到星座点的分解映射和星座点旋转对每个fec正常fec帧长度为64800bit短fec帧长度为16200bit映射到编码调制后fecbbframebchfecldpcfecfec编码ldpcbchl1dynplp0n产生l1ldpcbch比特交织解复用比特到单元l1l1配置单元到星座点的映射fec编码ldpcbch比特交织解复用比特到单元单元到星座点的映射格雷映射星座旋转和循环延时单元交织时域交织fec编码ldpcbch比特交织解复用比特到单元单元到星座点的映射格雷映射星座旋转和循环延时单元交织时域交织fec编码ldpcbch比特交织解复用比特到单元单元到星座点的映射格雷映射星座旋转和循环延时单元交织时域交织入流输入接口crc8编码器基带数据包包头插入填充基带帧制模块过程
2 DVB-T2 系统技术介绍
2.1 DVB-T2 系统的帧结构
DVB-T2 系统的帧结构如图 2 所示， 是一种三层分
级帧结构，基本元素为 T2 帧。 若干个 T2 帧和未来扩展
帧（FEF）组成一个超帧。 每个 T2 帧包含一个 P1 符号、多
个 P2 符号和多个数据符号。 一般来说，超帧的最大时间
TSF
超帧
超帧
超帧
…
T2 帧 0
TF T2 帧
1
T2 帧 2
FEF部 分 …
T2 帧 NT2-1
FEF 部 分
TP1
TS
TS
P1
P2 0
…
P2 NP2-1
数据符号 数据符号
0
1
…
数据符号 Ldata-1
图 2 T2 系统帧结构
表 1 不同 FFT 点数和保护间隔下 T2 帧的最大符号数 （对 8 MHz 系统）
1 DVB-T2 系统构架
目前欧洲 DVB 标准已陆续进入第二代颁布期，其中 DVB-S2 标准已于 2006 年公布，DVB-T2 标准于 2008 年 6 月公布[1]，DVB-C2 标准预计于 2009 年 1 月公布。DVBT2 是第二代欧洲数字地面电视广播传输标准，以下简称 T2， 在 8 MHz 频谱带宽内所支持的最高 TS 流传输速率 约 50.1 Mbit/s（如包括可能去除的空 包 ，最 高 TS 流 传 输 速率可达 100 Mbit/s）。 1.1 性能目标
保护间隔 FFT 大小 Tu /ms
1/128 1/32 1/16 19/256 1/8 19/128 1/4 32K 3.584 69 67 65 64 61 60 NA 16K 1.792 138 135 131 129 123 121 112 8K 0.896 276 270 262 259 247 242 223 4K 0.448 NA 540 524 519 495 485 446 2K 0.224 NA 1 081 1 049 1 038 991 970 892 1K 0.112 NA NA 2 098 2 076 1 982 1 941 1 784
比较了 DVB-T2 与 DVB-T 的异同，总结了 DVB-T2 系统的特点，给出了 DVB-T2 对中国地面数字电视标准改进的启示。
【关键词】 DVB-T2；地面数字电视；物理层管道；多发单收；比特交织编码和调制；编码正交频分复用
【中图分类号】 TN949.26
【文献标识码】 A
Brief Review of DVB-T2 Standard
典型情况下，一个恒定比特速率的业务数据流由一
Hale Waihona Puke 20 电视技术 2009年第 33 卷第 05 期（总第 328 期）
Digital TV
组 PLP 来实现传输，一个 PLP 组的多个数据 PLP 采用相 同的调制编码方式和交织深度，可以包含也可以不包含 一个公共 PLP。 因此，在任何时候，系统接收端至少会收 到一个数据 PLP。
的 3 个 S1 比特有关，用于辅助接收机迅速获得基本传输 参 数 ，即 FFT 点 数 ；第 二 种 与 P1 符 号 的 4 个 S2 比 特 有 关，用于识别帧类型，包括 SISO 和 MISO 的 T2 帧类型。
P1 符号为 1K-FFT 的 OFDM 块及其前后保护，在 8 MHz 系统中持续时间共 224 s（共 2 048 采样点）。P1 符号的用 途有：快速信号检测以确定是否为 T2 帧信号，用于确认 是 T2 帧的 P1 符号以和超帧中 FEF 部分相互区分；提供 基本发射机参数，如 FFT 点数、帧类型信息，使接收机容 易快速估计出初始载波频偏和定时误差并进行补偿。
2.2 DVB-T2 系统的主要模块和功能 2.2.1 输入处理模块
T2 系统的输入由一个或多个逻辑数据流组成，每个 逻辑数据流由一个 PLP 进行传输。 对于输入的每个数据 流，在输入处理模块内（如图 6）都有与之对应的模式适 配模块来单独处理该数据流。 模式适配模块将每个输入 的逻辑数据流分解成数据域，然后经过流适配后形成基
L1 后信令包含了对接收端指 定 物 理 层 管 道 进 行 解 码所需的足够信息。 L1 后信令进一步包括两类参数（信
21 No．05 Vol.33 2009（Sum No．328 ） VIDEO ENGINEERING
数字电视
令 ），可 配 置 参 数 和 动 态 参 数 ，以 及 一 个 可 选 的 扩 展 域 。 可配置参数在一个超帧的持续时间内保持不变，而动态 参数仅提供与当前 T2 帧具体相关的信息。 动态参数取 值可以在一个超帧内改变，但是动态参数每个域的大小 在一个超帧内保持不变。
周期为 64 s，包含 FEF 时可达 128 s。 FEF 位于超帧中两
个 T2 帧之间或整个超帧最后。 标准不要求目前 T2 标准
接收机能够 接 收 FEF， 但 要 求 接 收 机 必 须 能 够 利 用 P1
符号携带的信令和 P2 符号中的 L1 信令检测 FEF。 每个
T2 帧或 FEF 最长为 250 ms。
2.1.2 P2 符号 P2 符号是位于 P1 符号之后的信令符号，见图 5，也
可用于频率与时间的细同步和初步的信道估计。 T2 帧的 多个 P2 符号其 FFT 大小和保护间隔是相同的， 个数由 FFT 的大小所决定。 P2 符号包括 L1 后信令和用于接收 和解码 L1 后信令的 L1 前信令，也可能携带在 PLP 中传 输的数据。 L1 后信令又包含可配置的和动态的两部份。 除 了 动 态 L1 后 信 令 部 分 ，整 个 L1 信 令 在 一 个 超 帧 （由 若干个连续 T2 帧组成）内是不变的。 在 P2 符号构成中， 也进行了针对 L1 前/后信令的符号交织和编码调制。
P1 符号格式固定，可携带 7 bit 信令，主要目的是识 别前导符号。 P1 符号携带信息有两种：第一种与 P1 符号
射频通路传输的多路信号，相应地，接收端也需要支持 多个射频通路的调谐器和射频前端。
输入 预处理器
TS或 GS 输入
输入处理
比特交织的 编码调制
组帧
T2 系统
OFDM 生 成模块
图 1 DVB-T2 传输系统顶层功能框图
输入 T2 系统的数据流和伴随的信令数据在物理层 内按帧（下文以 T2 帧表示）进行传输。 每个 T2 帧由多个 OFDM 符号组成，包括一个 P1 符号、多个 P2 符号和若干 个数据符号。 OFDM 符号的每个星座点定义为 OFDM 单 元，简称单元。 一个 OFDM 符号的多个单元按一定寻址 方式顺序排列。 一个或多个 OFDM 符号的地址连续的单 元组成子片（sub-slice）。 T2 帧中，由指定的一个或多个 子片组成的物理层时分复用传输通道定义为物理层管 道（Physical Layer Pipe，PLP）。 为了区分不同数据类型的 传输，PLP 可以分为 3 类：公共 PLP（一个 T2 帧中只对应 一个子片， 用以传输一组 PLP 中多个 PLP 的公共信息， 以提高业务传输效率）；类型 1 的数据 PLP（一个 T2 帧中 只对应一个子片， 紧跟在公共 PLP 后用以传输数据）和 类型 2 的数据 PLP （一个 T2 帧中对应 2～6 480 个子片， 在类型 1 的数据 PLP 后用以传输数据）。 每类 PLP 在一 个 T2 帧中可以有一个或多个。
FEC 编 码 物理层管道 0 （LDPC/BCH）
比特 交织
解复用 比特到
单元
FEC 编 码 物理层管道 1 （LDPC/BCH）
比特 交织
解复用 比特到
单元
带帧。 模式适配模块包括输入接口，后面跟着 3 个可选 子系统模块（输入流同步、空包删除和 8 bit CRC 校验生 成）， 最后将输入数据流分解成数据域并在每个数据域 的开始加入基带包头。 流适配模块的输入流是基带包头 和数据域，输出流是基带帧，它将基带帧填充到固定长 度，并进行能量扩散的扰码。
Electronic Engineering， Tsinghua University， Beijing 100084， Beijing）
【Abstract】 In this paper, technical review and function analysis for DVB-T2 are presented. The related sub-systems and transmitting blocks of DVB-T2 are described in details. DVB-T2 is compared with DVB-T. The features of DVB-T2 systems are concluded. Some inspirations from DVB-T2 that may be utilized to enhance the next generation of DTMB standard are presented. 【Key words】 DVB-T2; DTTB; physical layer pipeline; multiple input single output; bit interleaved coding and modulation; C-OFDM
ZHOU Xiao, PENG Ke-wu, SONG Jian （Tsinghua National Laboratory for Information Science and Technology; State Key Lab on Microwave and Digital Communication; Department of
数字电视
文 章 编 号 ：1002－8692（2009）05-0020-05
DVB-T2 标准的技术进展
·综述·
周 晓，彭克武，宋 健 （清华信息科学与技术国家实验室；微波与数字通信技术国家重点实验室；清华大学 电子工程系，北京 100084）
【摘 要】 给出了欧洲第二代地面数字电视广播传输标准 DVB-T2 标准文本的综述，包括系统框图以及各主要模块的功能介绍，并
T2 系统模型如图 1 所示，待传输业务先通过输入预 处理器分解成一个或多个 MPEG 传输流 （TS）和/或 通 用 流（GS），然后通过 T2 系统进行传输。 输入预处理器可以 是业务分割器或传输流的解复用器，用于将待传输业务 分解成多个逻辑数据流。 整个系统的典型输出是在单个 射频通路传输的单天线信号。 T2 也支持 MISO （多入单 出）传输模式，即系统将待传输信号进行空频编码后通 过两个发射天线进行发射，接收端使用一个接收天线进 行接收。 在支持时频分片模式时，T2 系统输出是在多个
其结构如图 4 所示。 1K-FFT 符号的“A”部分有用信 号 持 续 时 间 112 s，另 外 两 个 改 进 的 保 护 间 隔 “C”与 “B” 的持续时间分别为 59 s （542 个采样点）和 53 s （482 个 采样点）。
T2 帧结构如图 3 所示，T2 帧 由 P1 符 号 单 元 、P2 符 号单元和数据单元组成。 P1 符号单元包括一个 P1 符号； P2 符号单元包括多个 P2 符号， 具体数目由 FFT 点数和 保护间隔大小决定； 数据符号单元包括若干个数据符 号。 所有符号均为 OFDM 符号及其扩展部分（如循环前 缀）。通常，T2 帧中最后一个数据 OFDM 符号与其他数据 OFDM 符号的参数和导频插入位置会有所不同， 称为帧 结束符号（Frame Closing Symbol）。
当接收信号的载波噪声干扰比大于门限时，T2 系统 必须实现“准无误”（QEF）的传输质量目标。 DVB-T2 准 无误定义为：“对单个电视业务解码器， 在 5 Mbit/s 速率 下传输 1 h 发生不可纠正错误事件的次数小于 1”，大约 相当于传送流在解复用前的误包率小于 10-7。 1.2 系统概述
对短fecldpc16200bch校验比特位后面如图最后对ldpc编码器输出的比特进行交织包括依次进行的校验位交织和列缠绕交织得到产生长度为ldpcbitbch外码是系统线性码所产生的校验比特bchfec添加在基带帧比特到星座点的分解映射和星座点旋转对每个fec正常fec帧长度为64800bit短fec帧长度为16200bit映射到编码调制后fecbbframebchfecldpcfecfec编码ldpcbchl1dynplp0n产生l1ldpcbch比特交织解复用比特到单元l1l1配置单元到星座点的映射fec编码ldpcbch比特交织解复用比特到单元单元到星座点的映射格雷映射星座旋转和循环延时单元交织时域交织fec编码ldpcbch比特交织解复用比特到单元单元到星座点的映射格雷映射星座旋转和循环延时单元交织时域交织fec编码ldpcbch比特交织解复用比特到单元单元到星座点的映射格雷映射星座旋转和循环延时单元交织时域交织入流输入接口crc8编码器基带数据包包头插入填充基带帧制模块过程
2 DVB-T2 系统技术介绍
2.1 DVB-T2 系统的帧结构
DVB-T2 系统的帧结构如图 2 所示， 是一种三层分
级帧结构，基本元素为 T2 帧。 若干个 T2 帧和未来扩展
帧（FEF）组成一个超帧。 每个 T2 帧包含一个 P1 符号、多
个 P2 符号和多个数据符号。 一般来说，超帧的最大时间
TSF
超帧
超帧
超帧
…
T2 帧 0
TF T2 帧
1
T2 帧 2
FEF部 分 …
T2 帧 NT2-1
FEF 部 分
TP1
TS
TS
P1
P2 0
…
P2 NP2-1
数据符号 数据符号
0
1
…
数据符号 Ldata-1
图 2 T2 系统帧结构
表 1 不同 FFT 点数和保护间隔下 T2 帧的最大符号数 （对 8 MHz 系统）
1 DVB-T2 系统构架
目前欧洲 DVB 标准已陆续进入第二代颁布期，其中 DVB-S2 标准已于 2006 年公布，DVB-T2 标准于 2008 年 6 月公布[1]，DVB-C2 标准预计于 2009 年 1 月公布。DVBT2 是第二代欧洲数字地面电视广播传输标准，以下简称 T2， 在 8 MHz 频谱带宽内所支持的最高 TS 流传输速率 约 50.1 Mbit/s（如包括可能去除的空 包 ，最 高 TS 流 传 输 速率可达 100 Mbit/s）。 1.1 性能目标
保护间隔 FFT 大小 Tu /ms
1/128 1/32 1/16 19/256 1/8 19/128 1/4 32K 3.584 69 67 65 64 61 60 NA 16K 1.792 138 135 131 129 123 121 112 8K 0.896 276 270 262 259 247 242 223 4K 0.448 NA 540 524 519 495 485 446 2K 0.224 NA 1 081 1 049 1 038 991 970 892 1K 0.112 NA NA 2 098 2 076 1 982 1 941 1 784
比较了 DVB-T2 与 DVB-T 的异同，总结了 DVB-T2 系统的特点，给出了 DVB-T2 对中国地面数字电视标准改进的启示。
【关键词】 DVB-T2；地面数字电视；物理层管道；多发单收；比特交织编码和调制；编码正交频分复用
【中图分类号】 TN949.26
【文献标识码】 A
Brief Review of DVB-T2 Standard
典型情况下，一个恒定比特速率的业务数据流由一
Hale Waihona Puke 20 电视技术 2009年第 33 卷第 05 期（总第 328 期）
Digital TV
组 PLP 来实现传输，一个 PLP 组的多个数据 PLP 采用相 同的调制编码方式和交织深度，可以包含也可以不包含 一个公共 PLP。 因此，在任何时候，系统接收端至少会收 到一个数据 PLP。
的 3 个 S1 比特有关，用于辅助接收机迅速获得基本传输 参 数 ，即 FFT 点 数 ；第 二 种 与 P1 符 号 的 4 个 S2 比 特 有 关，用于识别帧类型，包括 SISO 和 MISO 的 T2 帧类型。
P1 符号为 1K-FFT 的 OFDM 块及其前后保护，在 8 MHz 系统中持续时间共 224 s（共 2 048 采样点）。P1 符号的用 途有：快速信号检测以确定是否为 T2 帧信号，用于确认 是 T2 帧的 P1 符号以和超帧中 FEF 部分相互区分；提供 基本发射机参数，如 FFT 点数、帧类型信息，使接收机容 易快速估计出初始载波频偏和定时误差并进行补偿。
2.2 DVB-T2 系统的主要模块和功能 2.2.1 输入处理模块
T2 系统的输入由一个或多个逻辑数据流组成，每个 逻辑数据流由一个 PLP 进行传输。 对于输入的每个数据 流，在输入处理模块内（如图 6）都有与之对应的模式适 配模块来单独处理该数据流。 模式适配模块将每个输入 的逻辑数据流分解成数据域，然后经过流适配后形成基
L1 后信令包含了对接收端指 定 物 理 层 管 道 进 行 解 码所需的足够信息。 L1 后信令进一步包括两类参数（信
21 No．05 Vol.33 2009（Sum No．328 ） VIDEO ENGINEERING
数字电视
令 ），可 配 置 参 数 和 动 态 参 数 ，以 及 一 个 可 选 的 扩 展 域 。 可配置参数在一个超帧的持续时间内保持不变，而动态 参数仅提供与当前 T2 帧具体相关的信息。 动态参数取 值可以在一个超帧内改变，但是动态参数每个域的大小 在一个超帧内保持不变。
周期为 64 s，包含 FEF 时可达 128 s。 FEF 位于超帧中两
个 T2 帧之间或整个超帧最后。 标准不要求目前 T2 标准
接收机能够 接 收 FEF， 但 要 求 接 收 机 必 须 能 够 利 用 P1
符号携带的信令和 P2 符号中的 L1 信令检测 FEF。 每个
T2 帧或 FEF 最长为 250 ms。
2.1.2 P2 符号 P2 符号是位于 P1 符号之后的信令符号，见图 5，也
可用于频率与时间的细同步和初步的信道估计。 T2 帧的 多个 P2 符号其 FFT 大小和保护间隔是相同的， 个数由 FFT 的大小所决定。 P2 符号包括 L1 后信令和用于接收 和解码 L1 后信令的 L1 前信令，也可能携带在 PLP 中传 输的数据。 L1 后信令又包含可配置的和动态的两部份。 除 了 动 态 L1 后 信 令 部 分 ，整 个 L1 信 令 在 一 个 超 帧 （由 若干个连续 T2 帧组成）内是不变的。 在 P2 符号构成中， 也进行了针对 L1 前/后信令的符号交织和编码调制。