摘要：“中视一号”ic芯片是基于自定义协议的dmb-t和tds-ofdm多载波调制技术的芯片，可实现高码率单天线hdtv信号的移动接收。对dmb-1系统的主要结构进行了介绍，并将它与现有其它传输标准特别是dvb-t传输标准进行了简要的比较。 关键词：中视一号 数字电视传输 时域同步 1 “中视一号”总体概述 2004年4月30日，由清华大学、复旦大学、凌讯科技等多家单位联合开发的具有完全自主知识产权的高清晰度数字电视地面传输移动接收系统专用芯片——“中视一号”顺利通过了教育部主持的成果鉴定。该芯片将高清晰度数字电视芯片的研究进一步扩展到地面传输信道芯片，使之成为用于dmb-t方案整机和系统的专用芯片。中视一号是基于自定义协议的dmb-t和tds-ofdm多载波调制技术的芯片，在高码率单天线hdtv信号的移动接收方面有所创新。该芯片具有百万门级的规模，使用0.18微米工艺，采用多时钟域技术，共有128个引脚。芯片在仿真、设计、验证、布局布线、测试、封装等方面的整体水平在国际上是领先的（出于工艺水平的考虑，第一批流片是由st公司生产的）。该科研项目已成功地走通了整个设计流程，包括逻辑综合、布图规划、时序收敛、信号完整性、信号串扰处理、时钟网络设计、电源网络设计、分布式参数提取、互联网降价、低功耗技术等，这些都是目前超深亚微米芯片设计中最具有挑战性的技术难题。 大量试验表明，安装“中视一号”芯片的dmb-t高清晰度数字电视整机系统展示了良好的地面移动接收性能，特别是该芯片在载噪比门限和移动性指标方面优于国际同类产品。此外，该芯片在鉴定前已在国内多个电视厂家（长虹、创维、康佳等）得到成功试用，性能指标达到了系统设计要求。“中视一号”的传输和接收速度达到了24mbps，在时速120公司的交通工具上播放，不会发生图像抖动和丢失的现象；而在时速75公司以下的交通工具上播放，收视声像质量极为稳定可靠，标志着国内对地面数字电视广播传输信道专用芯片的研究取得了重大突破。 2 dmb-t系统结构 dmb-t系统结构如图1所示。在总体方案上，dmb-t是对欧盟的dvb-t地面传输标准的继承与发展。其传输系统主要包括数据扰码、内外纠错编码以及交织编码等部分，dmb-t与dvb-t的显著区别在于dmb-t采用时域同步正交频分复用（tds-ofdm），这也是我国数字电视地面传输标准的特色之处。 tds-ofdm调制过程是：输入的mpeg-2 ts码流经过信道编码处理后在频域上形成长度为3780的反傅氏变换（idft）数据块，采用傅氏变换（dft）将idft数据块变换为长度为3780的时域离散样值帧体，即7.56mps个样值，在ofdm的保护间隔插入长度为378的伪随机序列（pn）作为帧头，接着将帧头和帧体结合成时间长度为550的信号帧，再采用具有线性相位延迟特性的fir低通滤波器对信号进行频域整形，最后将基带信号上变频调制到rf载波上。“中视一号”的解调过程与调制过程相反。 在设计dmb-t方案时，将传统的dvb-t系统中的保护间隔由一段pn序列取代，而在idft帧体中没有插入任何导频。这样，pn帧头既可作为训练序列用于同步和信道估计，又在客观上起到了保护间隔的作用。dmb-t的每一帧采用不同的pn头作为帧标志，在发射端对pn头采用bpsk调制以获得可靠的传输效果；在接收端则通过同样的pn序列产生器产生本地pn序列，并与接收信号的pn码帧头进行时域相关运算，从而完成帧同步、频率同步、时间同步、信道传输特性估计等一系列同步运算。 3 时域同步及其它标准之比较 数据扰码仅对mpeg-2 ts码流中的187个8位字节进行编码，对于提高dmb-t传输系统的同步性能是非常重要的。业已指出，tds-ofdm多载波调制是dmb-t协议的核心技术，其基本帧结构中引入了pn码作为帧头，用于完成时域同步，这在目前数字电视地面传输系统中是一个创新。ofdm作为一种可以有效对抗符号间干扰（isi，inter-symbol interference）和信道间干扰（ici：intel-channel interference）的高速传输技术，在高速无线应用环境中，其技术优势尤为明显，因而它非常适合多径环境和衰落信道中的高速数据传输，并且兼容未来第四代（4g）移动通信的速度（10mbps～100mbps）。在ofdm的发展中，基于tds-ofdm的时域同步主要有以下显著特点：（1） pn序列作为保护间隔，用以消除或者至少可以大大减少isi；（2） 由于保持了各信道间的正交性，大大减少了ici；（3） 在实时传输与接收的信道估计中，时域同步较频域同步更快；（4） 时钟同步过程对定时的要求不那么严格，即可果定时错误（时域偏移）较小，使得冲激响应长度小于保护间隔，则各子载波之间的正交性仍可以维持。 此外，时域同步较频域同步简单， 有用数据的传输效率大大提高（见表1）。这是因