訊框格式與參考訊號

在歐規DVB-T 的標準規格中，傳輸資料是以訊框(Frame)為單位，每一個訊 框是由68 個符元所組成的，順序為 0 到 67，然後每 4 個訊框組成一個超訊框(Super Frame)，如圖 2.1 所示。每一個超訊框所包含的四個訊框，會由 TPS 的資訊給予 0、1、2、3 的順序編號，讓接收端可以依據編號為 0 的訊框作為處理通道解碼

的開頭。

Frame 0 Frame 2 Frame 3

Guard Interval

圖2.1 : 超訊框和訊框關係示意圖

在 OFDM 訊框架構下，一個超訊框包含了整數個里德索羅門封包(204 Bytes)，使得接收端在解碼的時候，變得簡單許多。以 8K 模式，16-QAM，碼率 為

2

3

的條件為例，一個超訊框所包含的RS 封包個數算法如下:

(4 frame/super frame)×(68 OFDM symbol/frame)×(6048 carrier/OFDM symbol)×(4 bit/carrier)×(

2

3

^)÷(8 bit/byte)÷(204 byte/packet) = 2688 (RS packets)

其餘參數狀況條件下的RS 封包數，如表 2.2 所示。

一個超訊框所使用的時間是

(4 frame/super frame)×(68 OFDM symbol/frame)×( 7 μs

48 sampling time)×( 10240 interval/OFDM symbol) = 0.41 sec

去除掉通道編碼所使用的冗員資料量，我們可以求得每秒真正傳送的資料位元率 為

(1 sec) ÷ (0.41 sec/super frame) × (2688RS packets)× (188 byte/packet) × (8 bit/byte)=9.953 Mbps

目前台灣所使用的通道頻寬為6 MHz，在各種參數狀況下所對照的資料位元率列

於表2-3。

位元率算出來後，將所接收到3 秒鐘的訊號，進行解調變和通道解碼，可以得到 大約4 Mbytes 的資料量。

(9.953 Mbps)×(3 sec)÷(8 bit/byte)≅4 Mbytes

表2.2 : 一個超訊框內所包含 RS 封包個數 Modulation Mode Code rate

QPSK 16-QAM 64-QAM

1/2 352 504 756

2/3 336 672 1008

3/4 378 756 1134

5/6 420 840 1260

2K

7/8 441 882 1323

1/2 1008 2016 3024

2/3 1344 2688 4032

3/4 1512 3024 4536

5/6 1680 3360 5040

8K

7/8 1764 3528 5292

表2.3 : 在 6MHz 頻寬中，非階層模式可傳輸的位元率(Mbit/s)[1]

Guard interval Modulation 2/3 9.953 11.059 11.709 12.064 3/4 11.197 12.441 13.173 13.572 5/6 12.441 13.824 14.637 15.080 16-QAM

7/8 13.063 14.515 15.369 15.834 1/2 11.197 12.441 13.173 13.572 2/3 14.929 16.588 17.564 18.096 3/4 16.796 18.662 19.760 20.358 5/6 18.662 20.735 21.955 22.620 64-QAM

7/8 19.595 21.772 23.053 23.751

由於 DVB-T 系統是用廣播(Broadcasting)的方式發送訊號，故在傳送資料 時，並沒有像802.11n 和 802.16e 系統ㄧ樣，會先傳送一段已知的訊號，例如前 置碼(Preamble)、訓練符元(Training Symbol)，而是在子載波中放入已知的訊號，

讓接收端可以隨時接收訊號，利用這些已知的訊號去處理同步的問題和通道估 測，省掉了等待同步訊號的時間。而這些放置在子載波之中的已知訊號，稱之為 嚮導訊號(Pilot Signal)。

嚮導訊號又可以分為兩種，連續性嚮導訊號(Continual Pilots)和散佈性嚮導 訊號(Scattered Pilots)。連續性嚮導訊號對每個符元而言，在子載波的位置都是相 同且固定不變的，如圖 2.2。散佈性嚮導訊號以每四個符元為週期，出現的位置 是相同的，同一個符元每12 個子載波會有一個散佈性嚮導訊號，下一個符元的 散佈性嚮導訊號會向右移3 個位置，如圖 2.3 所示。

圖2.2 : 8K 模式，連續性嚮導訊號位置示意圖

圖2.3 :散佈性嚮導訊號位置示意圖

連續性嚮導訊號和散佈性嚮導訊號主要的調變是根據 PRBS 序列來產生 的，對嚮導訊號而言，PRBS 序列的產生多項式為

x

¹¹

+ + x

²

x

¹,初始值剛開始設 為(1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1)，如圖 2.4。

圖2.4 : PRBS 序列產生器 嚮導訊號的調變方式如下:

, ,

, ,

4 1

Re{ } 2( )

3 2

Im{ } 0

m l k k

m l k

c w

c

= × −

=

Power:

16

[ ] 9

E c c ×

^∗

=

k : 頻率子載波的位置 l : 時間符元的編號(0~67) m : 訊框的編號

對散佈性嚮導訊號而言

min

3 (1mod 4) 12 | is integer, 0, k [

min

;

max

]}

k = K ^{+ × + p p p ≥ ∈ K K}

連續性嚮導訊號k 的位置請參考表 2.4。

表2.4 : 連續性嚮導訊號的子載波索引值[1]

在DVB-T 系統中，還有一種嚮導訊號，主要是用來傳輸訊號參數的資訊，

以 告 知 接 收 端 目 前 或 將 來 發 送 的 訊 號 ， 是 採 取 何 種 的 參 數 設 定 ， 稱 為 TPS(Transmission Parameter Signaling)。為了應付各種不同特性的無線通道環 境，系統所採用的傳輸參數也會有所改變，例如，2K 模式的載波間隔較大，比 較適合用在行動接收下；8K 模式下，一個 OFDM 的符元傳輸的時間比較長，保 護區間也比較大，發射台可以涵蓋的範圍比較廣泛，使得建置成本相較起來比較 便宜。所以，在不同環境下，利用 TPS 挾帶的資訊，接收端得知傳送端是用什 麼參數來傳輸，而能夠隨時改變解調變方式和通道解碼的參數。

TPS 包含了傳送端所使用的傳送參數，故接收端在做完解調變後，首先要把 TPS 訊號分析出來，得知哪一段是訊框的開頭，才能做接下來通道解碼的動作。

TPS 總共有 68 位元，存在於一個訊框內連續 68 個符元中，主要的調變方式採用 DBPSK(Differential Binary Phase Shift Keying)，這 68 個連續的符元分別負責傳送 1 位元的 TPS，一個符元中有 68 個子載波都用來傳送這 1 位元的訊息，其子載 波位置如表2.5 所示。

表2.5 : TPS 的子載波索引值[1]

在實際的情況中，TPS 採用多數決投票(Majority Vote)的方式決定，因為如 果DBPSK 調變要用到 BCH 碼來更正的話，那採用 16-QAM 和 64-QAM 調變的

(包含了 Frame Number、Constellation、Hierarchy、Code Rate、Guard Interval、

Transmission Mode)

- 錯誤更正所需的冗員 (14 bits)

表2.6 為 TPS 訊號 68 位元所代表的參數意義和內容。

表2.6 :傳輸參數訊號資訊和格式

Bit number Format Purpose/Content Apply to s0 _{From PRBS} Initialization

s1~s₁₆ Odd:0011010111101110 Even:1100101000010001

Synchronization word

s17~s₂₂ 010111 (use23 TPS bits) 011111 (use 31 TPS bits)

Length indicator

s23,s₂₄ 0~3 Frame number Current

super frame

s25,s₂₆ QPSK、16-QAM、64-QAM Constellation

s27,s₂₈,s₂₉

α

value Hierarchy

Next super frame

在文檔中 數位電視地面廣播軟體接收機 (頁 16-25)