数字电视发射机技术及应用

数字电视发射机技术及应用

吕卫索召和

[摘要] 本文介绍了国产数字电视发射机关键技术及产品现状，以及与国外同类产品的比较，分析了数字发射机的关键技术指标及其意义，最后介绍了国标数字电视发射机在数字电视地面广播系统中的成功案例。

关键字：DTTV，数字电视发射机、预失真技术、数字电视单频网、数字电视多频网

Digital TV Transmission Technology

and its Application

By Mr. Suo Shaohe

( Beijing Tongfang Gigamega Technology Co., Ltd., Beijing 100083)

Abstract: This article introduces the current status of Chinese digital TV transmitter’s key technology and products, and the comparison between the former products and similar foreign products. It also analyzes DTV transmitters’ key technical parameter and the relating meaning. Finally it introduces a typical case regarding DTV terrestrial broadcasting system which is successfully completed in China.

Key words: DTTV, digital TV transmitter, pre-correction technology, DTV Single Frequency, DTV Multiple Network.

1引言

数字电视是未来电视发展的方向已经成为不争的事实。由于数字电视具有图

像清晰、无噪声、无重影、多媒体等特点，所以对电视技术产生了革命性的变化。而数字电视地面广播（DTTV）方式不但继承了传统的广播电视简单接收的特点，而且解决了广播电视的移动接收问题，实现了“信息到人”的信息传输，所以在未来的发展中具有广阔的市场前景。

我国的数字电视地面广播传输标准在2006年8月正式颁布（GB20600-2006）。标准发布时设立了一年的过渡期，即一年之后在全国强制实行，目前国家数字电视地面传输标准已于2007年8月1日起正式实施。

随着国家标准的强制实施，我国数字电视地面广播将进入一个高速发展的阶段，对数字电视发射机的需求也将大大增加。为方便用户选择和更好的使用数字电视发射机，作者根据多年在该领域的研究和实践经验，本文介绍了数字电视发射机的指标、产品现状、关键技术指标及在实际使用中的意义、典型系统案例等，希望能对读者有所帮助。

2数字电视发射机的产品化

早在2002年开始，随着数字电视国标的起草，国内主要发射机厂家就开始了数字电视发射机的开发，但由于国外对其中核心技术的封锁，关键技术一直控制在国外厂家的手中，数字发射机的关键部件——数字激励器和单频网适配器只能进口，严重影响了国内数字电视的产业化发展。

同方吉兆和鞍山吉兆公司经过多年的不懈努力，与清化大学、上海交大等国标起草单位合作，突破了多项关键技术，利用国标新制定这个有利契机，打破了国外技术的垄断，在国内数字电视领域占据了有利地位。

2006年底同方吉兆和鞍山吉兆联合完成国标数字电视激励器的开发，该产品具有完全自主的知识产权，并且很快的在使用中得到了国内用户的充分认可，四川、黑龙江、河南等省市批量应用，覆盖效果优良，取得了良好的社会效益和经济效益。

2.1 关键技术的突破

数字电视发射机与模拟电视发射机均为全固态、单通道发射机，其共同点是大功率合成、供电单元、冷却系统、控制单元等均相同，很多技术可以借鉴使用，如模块化、智能化、自动化、网络化等设计理念，所以发射机的整体可靠性与模

拟机相当。

在激励器方面，数字电视采用了信道编码技术，该技术即国标规定的内容，在国标颁布以后，该部分问题已经在信道编码板中解决。

但是，数字电视又与模拟电视有很多区别，如基带预矫正、平均功率、低相噪本振和单频网技术等，上述技术是数字电视发射机产品化过程中必须解决的关键技术，可直接影响到数字电视发射机是否可以商用。

2.1.1基带预失真技术（线性、非线性）

在数字电视发射机中一项最关键的技术就是基带预矫正技术，用以抵消发射机功率放大器带来的非线性失真，提高功放的利用效率；同时还可以校正末级带通滤波器或多工器的幅度和群时延频响，提高发射系统的MER。

由于数字信号为宽频谱信号，当功放使用在非线性区时会产生大量的互调干扰，导致输出信号信噪比变差，不能正常接收。如果功放完全使用在A类线性区，则效率太低，整机功耗太大，不但增加运行成本，而且发射机可靠性差。

采用基带预失真技术可以解决上述问题，其原理如下：

1）基于FPGA 硬件平台，在基带数字域上实现非线性预校正功能，用来补偿发射机末级功放的非线性失真。并且，该预校正算法可以产生与频率相关的非线性校正特性，对热记忆效应明显的高功率功放有明显的校正作用。

2）通过数字FIR和IIR滤波器，产生用户所需的幅度和群时延频响，用来校正发射机末级无源系统的线性失真。其中，群时延预校正量不小于300ns，幅度频响的预校正量大于3dB。

3）通过PC机上的工具软件，可以方便的调节线性和非线性预校正特性。

采用基带预矫正技术后改善的发射机输出频谱图如下：

图1.基带预失真带来的效果

2.1.2功率检测技术

在发射机整机控制中最主要的参数是检测输出射频功率，一般通过检波器来实现。但是对于模拟电视和数字电视而言，由于输出射频波形不同，所以检测功率差异很大，不能通用。如下图所示。

图2.数字电视RF输出波形

图3.模拟电视RF输出波形

同方吉兆和鞍山吉兆采用数字采样技术，解决了数字功率精确检测的问题，已经开发出模数通用的功率检测系统可以满足整机精确控制的要求。