調變

信號調變的目的在於利用載波調變的方式，讓資料在規定的頻帶範圍內跨在 載波上傳輸，而接收端則可使用相對應的機制，將調變信號解回原先的資料作處 理。在本節中，我們將針對DVB-T 之信號調變傳輸的處理方式作一簡單的介紹。

2.4.1 OFDM 之信號傳輸處理

OFDM 系統採用的是多重載波（multi-carrier）的調變方式。它主要的觀念 是將較高資料傳輸速率的傳輸資料序列分散至許多不同頻率且彼此正交的子載 波上平行傳輸，使得每個子載波可使用較低的資料傳輸速率來傳送資料。

在傳統的分頻多工（frequency division multiplexing，FDM）系統中，為了避 免載波之間發生互相干擾的現象，每個載波都各別作濾波處理以確保各載波頻道 的頻譜不會重疊。但如此一來頻譜使用並沒有達到很好的效率。假使將所有子載 波的間距均刻意安排使之保持正交性（orthogonality），即使每個子載波的頻譜有 相當程度的重疊，則在接收時所有的資料仍然可以正確地解調而不會互相干擾。

OFDM 所需之調變及解調變可利用離散傅立葉反轉換（inverse discrete Fourier transform，IDFT）及離散傅立葉轉換（discrete Fourier transform，DFT）

來獲得。為了能利用快速傅立葉反轉換（inverse fast Fourier transform，IFFT）以 及快速傅立葉轉換（fast Fourier transform，FFT）達到快速計算之目的，DVB-T 標準採用了2N 系統，例如 2048 個子載波（2k mode）或 8192 個子載波（8k mode）。

2.4.2 訊框架構

DVB-T 標準所定義的傳輸訊號是以訊框（frame）為單位，每一個訊框包含 有 68 個 OFDM 符號。每個符號所佔用時間的長度我們以 TS表示，它包含了兩 個部份：用來傳送資訊之有用部份的時間範圍我們表示為 TU，而用來避免符號 間干擾（inter-symbol interference，ISI）之守護區間（guard interval）時間長度我 們表示為T^△，故TS = TU + T^△。守護區間是資料的有用部份之循環字首（cyclic prefix），它有四種不同長度的選擇：1/4 TU、1/8 TU、1/16 TU及1/32 TU。長度之 設定視應用環境需要而定，長度設定得愈大則可以消除信號殘影之遲延範圍也就 愈大。當然，所需要付出的代價則是較低的傳輸速率。

DVB-T 系統的傳輸模式可分為 2k 模式（2k mode）及 8k 模式（8k mode）

兩種。對2k 模式而言，每一個 OFDM 符號包含有 2048 個子載波，但實際上只 使用了其中 1705 個子載波，其餘靠近頻道兩旁的子載波保留以作為守護頻帶

（guard band）之用。在這 1705 個子載波之中只用到 1512 個子載波來傳送 QPSK、16-QAM 或 64-QAM 訊號，而其餘的 1705－1512＝193 個子載波則用來 傳送嚮導訊號（pilot signal），其中包括有 17 個傳輸參數嚮導訊號（transmission parameter signaling pilot signal，TPS pilot signal），45 個連貫性嚮導訊號（continual pilot），以及 131 個散佈性嚮導訊號（scattered pilot）。同樣地，在 8k 模式中，每 一個OFDM 符號包含有 8192 個子載波，但實際上只使用了其中 6817 個子載波，

而這6817 個子載波之中也只被用到 6048 個子載波來傳送 QAM 或 QPSK 訊號。

其餘的6817－6048＝769 個子載波是被用來傳送嚮導訊號。其中包括有 68 個 TPS 嚮導訊號，177 個連貫性嚮導訊號，以及 524 個散步性嚮導訊號。

在一個OFDM 符號裡頭，TPS 嚮導訊號是用來傳送同步訊號，以及一些與 傳輸有關的參數，如編碼率（1/2，2/3，3/4，5/6，7/8）、星群種類（QPSK，16-QAM，

64-QAM）、守護區間長度（1/4TU，1/8TU，1/16TU，1/32TU）以及傳輸模式（2k，

8k）等訊息。連貫性嚮導訊號被安排在一些特定的子載波上，對於每個 OFDM 符號而言，連貫性嚮導訊號的位置都一樣。至於散佈性嚮導訊號被安排的位置並 不固定，會隨著 OFDM 符號在訊框裡的位置而改變。然而，其位置變化是有週 期性的，在時間軸（或 OFDM 符號）方向的週期為 4，在頻率軸（或子載波）

方向的週期為12，如圖 2-10 所示：

Symbol 67 Symbol 0 Symbol 1 Symbol 2 Symbol 3

If 2K

min =0 K

max =1704 K

max =6816

K If 8K

TPS pilots and continual pilots between Kmin and Kmax are not indicated Boosted pilot

Data

圖 2-10 訊框架構

這些嚮導訊號的位置與值都是已知，故可在接收端中作為同步和通道估測

（channel estimation）之用。

為了相容於世界各國現存電視系統之頻帶規劃，DVB-T 標準中制定了 8MHz、7MHz 及 6MHz 三種不同頻寬的規格。基本上這三種不同頻寬的系統在 訊框架構、子載波數、及通道編碼的設計上並無不同，其差異只在於 TU的長短 不同。在8MHz、7MHz 和 6MHz 通道頻寬的系統中，TU的長度及其對應的頻寬 如表 2-2 所示：

表 2-2 8MHz、7MHz 及 6MHz 通道所對應之 OFDM 系統參數 OFDM parameters for 8MHz Channels

Parameter 8K mode 2K mode Number of carriers K 6817 1705

Duration TU 896µs 224µs

Carrier spacing 1/TU 1116 Hz 4464 Hz Bandwidth 7.61 MHz 7.61 MHz Data Rate 4.98〜31.67 Mbps

OFDM parameters for 7MHz Channels

Parameter 8K mode 2K mode Number of carriers K 6817 1705

Duration TU 1024µs 256µs

Carrier spacing 1/TU 0.976563 kHz 3.90625 kHz Bandwidth 6.66 MHz 6.66 MHz Data Rate 4.354〜27.71 Mbps

OFDM parameters for 6MHz Channels

Parameter 8K mode 2K mode Number of carriers K 6817 1705

Duration TU 1194.667µ 298.6667µs Carrier spacing 1/TU 0.837054 kHz 3.348214 kHz

Bandwidth 5.71 MHz 5.71 MHz Data Rate 3.732〜23.751 Mbps