1、DTMB 帧结构,TPV XM-SWD1 2013.03.18,1、复帧： （1）复帧结构为了实现快速稳定的同步，国标DTMB采用了分级帧结构，如下图所示，它具有周期性，并且与自然时间保持同步。数据帧结构的基本单元为信号帧，信号帧由帧头和帧体两部分组成。超帧定义为一组信号帧。分帧定义为一组超帧。帧结构的顶层称为日帧。,DTMB 帧结构 2012-03-18 chuxu,（2）帧信号信号帧是系统帧结构的基本单元，一个信号帧由帧头和帧体两部分时域信号组成。帧头和帧体信号的基带符号率相同（7.56Msps）。 帧头部分由PN序列构成，帧头长度有三种选项。帧体部分包含36个符号的系统信息和3744个符
2、号的数据，共3780个符号。帧体长度是500s （37801/7.56s）。 （3）超帧超帧的时间长度定义为125毫秒，8个超帧为1秒，这样便于与定时系统（例如GPS）校准时间。 超帧中的第一个信号帧定义为首帧，由系统信息的相关信息指示。 （4）分帧一个分帧的时间长度为1分钟，包含480个超帧。 （5）日帧日帧以一个公历自然日为周期进行周期性重复，由1440个分帧构成，时间为24小时。在北京时间00:00:00 AM或其它选定的参考时间，日帧被复位，开始一个新的日帧。,DTMB 帧结构 2012-03-18 chuxu,2、信号帧 （1）信号帧结构数据帧结构的基本单元为信号帧，信号帧由帧头和帧
3、体两部分组成，为适应不同应用，定义了三种可选帧头模式以及相应的信号帧结构。三种帧头模式所对应的信号帧的帧体长度和超帧的长度都保持不变。对于图a)的帧结构，每225个信号帧组成一个超帧（22542001/7.56s=125ms）；对于图b)，每216个信号帧组成一个超帧（21643751/7.56s=125ms）；对于图c)，每200个信号帧组成一个超帧（20047251/7.56s=125ms）。 信号帧包含帧头和帧体两个部分，根据帧头的不同，有三种信号帧结构。 下图为信号帧结构：,DTMB 帧结构 2012-03-18 chuxu,（2）帧头 帧头模式1帧头模式1采用的PN序列定义为循环扩展
4、的8阶m序列，可由一个LFSR实现，经“0”到+1值及“1”到-1值的映射变换为非归零的二进制符号。 长度为420个符号的帧头信号（PN420），由一个前同步、一个PN255序列和一个后同步构成，前同步和后同步定义为PN255序列的循环扩展，其中前同步长度为82个符号，后同步长度为83个符号。LFSR的初始条件确定所产生的PN序列的相位。在一个超帧中共有225个信号帧，每个超帧中各信号帧的帧头采用不同相位的PN信号作为信号帧识别符。 PN420结构如下图：,DTMB 帧结构 2012-03-18 chuxu,产生序列PN255 的LFSR的生成多项式定义为： PN420序列可以用下图所示的LF
5、SR产生。如下图8阶m序列生成结构：基于该LFSR的初始状态，可产生255个不同相位的PN420序列，从序号0到序号254。本标准选用其中的225个PN420序列，从序号0到序号224。在每个超帧开始时LFSR复位到序号0的初始相位。,DTMB 帧结构 2012-03-18 chuxu, 帧头模式2 帧头模式2采用10阶最大长度伪随机二进制序列截短而成，帧头信号的长度为595个符号，是长度为1023的m序列的前595个码片。 该最大长度伪随机二进制序列由10比特LFSR产生。该最大长度伪随机二进制序列的生成多项式为：该10比特LFSR的初始相位为：0000000001，在每个信号帧开始时复位。
6、产生该最大长度伪随机二进制序列的结构如下图所示。 如下图10阶m序列生成结构：由上图产生的伪随机序列的前595码片，经“0”到+1值及“1”到-1值的映射变换为非归零的二进制符号。在一个超帧中共有216个信号帧。每个超帧中各信号帧的帧头采用相同的PN序列。,DTMB 帧结构 2012-03-18 chuxu, 帧头模式3帧头模式3采用的PN序列定义为循环扩展的9阶m序列，可由一个LFSR实现，经“0”到+1 值及“1”到-1值的映射变换为非归零的二进制符号。 长度为945个符号的帧头信号（PN945），由一个前同步、一个PN511序列和一个后同步构成。前同步和后同步定义为PN511序列的循环扩
7、展，前同步和后同步长度均为217个符号。LFSR的初始条件确定所产生的PN序列的相位。在一个超帧中共有200个信号帧。每个超帧中各信号帧的帧头采用不同相位的PN信号作为信号帧识别符。,DTMB 帧结构 2012-03-18 chuxu,产生序列PN511的LFSR的生成多项式定义为：PN945序列可以用下图所示的LFSR产生。 如下图9阶m序列生成结构：基于该LFSR的初始状态，可产生511个不同相位的PN945序列，从序号0到序号510。本标准选用其中的200个PN945序列，从序号0到序号199。在每个超帧开始时LFSR复位到序号0的初始相位。,DTMB 帧结构 2012-03-18 ch
8、uxu,（3）系统信息系统信息为每个信号帧提供必要的解调和解码信息，包括符号星座映射模式、LDPC编码的码率、交织模式信息、帧体信息模式等。本系统中预设了64种不同的系统信息模式，并采用扩频技术传输。这64种系统信息在扩频前可以用6个信息比特（ ）来表示，其中 为 MSB（保留），定义如下：,DTMB 帧结构 2012-03-18 chuxu,：编码调制模式系统信息第30比特定义,DTMB 帧结构 2012-03-18 chuxu,：交织信息系统信息第 4 比特定义：保留该6比特系统信息将采用扩频技术变换为32比特长的系统信息矢量，即用长度为32的Walsh 序列和长度为32的随机序列来映射保
9、护。 通过以下步骤，可以得到64个32比特长的系统信息矢量。将64种系统信息与这64个系统信息矢量一一对应，对于传输的任何一种系统模式，可以得到需要在信道上传输的32比特长的系统信息矢量。,DTMB 帧结构 2012-03-18 chuxu, 产生32个32位长的Walsh矢量，它们分别是3232的Walsh块的各行矢量。基本Walsh块和Walsh 块的系统化产生方法分别如下两个公式。 将上述32个32位长的Walsh矢量取反，连同原有的32个Walsh矢量，共可以得到64个矢量。再将每个矢量经过“+1”到 1 值及“-1”到0值的映射，得到64个二进制矢量。,DTMB 帧结构 2012-0
10、3-18 chuxu, 这64个矢量与一个长度为32的随机序列按位相异或后得到64个系统信息矢量。该随机序列由一个5比特的LFSR产生一个长度为31的5阶最大长度序列后，再后续补一个0而产生。该31位最大长度序列的生成多项式定义为：初始相位为00001，在每个信号帧开始时复位。 可采用如下图所示的LFSR结构产生。 如下图5阶m序列生成结构：,DTMB 帧结构 2012-03-18 chuxu, 将这32比特采用I、Q相同的4QAM调制映射成为32个复符号。 这样经过保护后，每个系统信息矢量长度为32个复符号，在其前面再加4个复符号作为数据帧体模式的指示。这4个复符号在映射前，C=1模式时为“
11、0000”，C=3780模式时为“1111”，这4个比特也采用I、Q相同的4QAM映射为4个复符号。该36个系统信息符号通过复用模块与信道编码后的数据符号复合成帧体数据，其复用结构为：36个系统信息符号连续排列于帧体数据的前36个符号位置。C=1和C=3780两种模式通用的帧体结构如下图： 帧体信息结构如下图所示：,DTMB 帧结构 2012-03-18 chuxu,3、帧体数据处理3744个数据符号复接系统信息后，经帧体数据处理后形成帧体，用C个子载波调制，占用的射频带宽为7.56MHz，时域信号块长度为500s。 C有两种模式：C=1或C=3780； 令X(k)为对应帧体信息的符号； 当C=1时，生成的时域信号可表示为：在C=1模式下，作为可选项，对组帧后形成的基带数据在0.5符号速率位置插入双导频，两个导频的总功率相对数据的总功率为-16dB。插入方式为从日帧的第一个符号（编号为 0）开始，在奇数符号上实部加1、虚部加0，在偶数符号上实部加-1、虚部加0。 在C=3780模式下，相邻的两个子载波间隔为2kHz，对帧体信息符号X(k)进行频域交织得到 X(n),然后按下式进行变换得到时域信号：,DTMB 帧结构 2012-03-18 chuxu,Thank you!,
