在今年的56屆IEEE Broadcast年度研討會上，射頻（RF）技術得到了熱烈的討論。其中兩個議題是中國的新數字電視標準和數字同頻轉發技術。
    10多年前，美國聯邦通信委員會（FCC）采納了ATSC地面數字電視標準，1997年歐洲采納了DVB-T標準。如果我們有機會制定新地面DTV標準，它會是什么樣呢？
在IEEE 2006上，清華大學電子工程系Jian Song及其他從事此項目的工程師描述了中國的CDMB-T系統。它與ATSC或基于COFDM的標準（如DVB-T）相當不同。
    此新DTV標準采用先進的前向糾錯技術，能使用多或單載波傳輸模式，具有一種帶已知的PN（偽隨機噪聲）序列的魯棒的幀報頭，而對于多載波實現，則采用TDS-OFDM（時域同步正交頻分復用）。幀同步基于日歷天和分鐘。
    雖然CDMB-T支持從4QAM直到64QAM的調制星座，但傳輸幀報頭始終采用最魯棒的模式——4QAM。此標準的性能是極好的。除了不同的調制方式，它還允許根據有效載荷數據率的不同，選擇不同的編碼速率和數據率。
    在0.4的編碼速率，420個符號的幀報頭PN序列長度，采用多載播（3780個）的條件下，實驗室測試顯示，載噪比僅為1.9dB就能獲得-97dBm的接收靈敏度。
    在此編碼速率，系統有效載荷數據率約為5Mb/s。在此等級的另一端，再次使用多載波，但編碼率為0.8，而幀報頭PN序列長度為945個符號，最大數據率超過28Mb/s，接收機靈敏度降至-79dBm，載噪比為19.8dB。
    這些測量針對8MHz地面電視頻道。盡管此論文沒有提供在6MHz頻道內的性能信息，但假定幀報頭長度不改變，設想有效荷載數據率將低于8MHz數據率的75%是在常理范圍之中的。
    外BCH（Bose，Ray-Chaudhuri，Hocquenghem）編碼和內低密度奇偶檢驗（LDPC編碼）的使用，是CDMB-T性能的一個主要貢獻者。
    CDMB-T包括此論文沒有詳細討論的另一種模式4QAM-NR，它采用4QAM調制和NR（Nordstrom-Robinson）編碼。
    中國已經提出此系統的有關專利申請，而且許多已經授予。3項發明是CDMB-T系統的基礎：TDS-OFDM技術；幀報頭和主體的保護方式；以及與實時同步的一種幀結構，它便利自動蘇醒功能和節能。
    雖然歐盟國家已經決定用DVB-T，而美國決定用ATSC，但看看除中國外有多少個國家采用該標準是有意思的。
    考慮到此標準的性能和靈活性，我認為至少有一些國家回考慮它，尤其是假如專利許可費有競爭力的話。

    數字同頻轉發器
    盡管單頻分配傳輸系統提供最大的靈活性和最佳性能，但它要求通過微波或光纖線路把節目分配到每個站點。數字同頻轉發器（DOCR）看來簡單得多，理由是它們接收主電視臺的開路信號，并在同一頻道將它轉發，從而無需微波或光纖線路。
    不過，兩種因素增加了復雜性。由于不能改變定時，通過DOCR的延遲必須保持最小的水平。即使那樣，如果主發射機對DOCR輸出產生一種在自適應均衡器范圍之外的“前回波”，某些老式ATSC接收機仍可能出現問題。
    第二種復雜因素是DOCR輸出容易干擾接收，因為它與接收信號在同一頻道上。今年研討會的論文提供了這些問題的解決方案。
    Kok-Keong Loo介紹了他與Karim Nasr及其他布魯內爾大學工程和設計學院教師撰寫的論文，該論文描述了同頻轉發器一種回波抵消系統的性能。此回波抵消器在接收到的DTV信號內插入一個訓練序列。一個連接到接收機低噪聲放大器的輸出的頻道估計器用此已知的訓練序列為一個FIR濾波器產生抽頭，此抽頭然后從主電視臺的被放大及提供到天線的信號消除DOCR產生的環回信號。
    雖然此系統針對DVB-T和DVB-H網絡而設計和測試，但它應該能適用于ATSC。在DVB-T系統中，保護間隔長度設為最長處理時間，因此在FIR濾波器上可能存在的抽頭數量也最大。假定使用第5代接收機芯片組，對于ATSC場合這可能不是一個同等程度的問題。

    延遲延長
    該論文有一個表格顯示不同地域延遲以微秒級延長。它們的范圍從農村地區的0.110微秒到典型城市地區的0.932微秒，到情況惡劣城市地區的2.47微秒，最后，最壞的情況是多山地形，有6.22微秒的延遲延長。
    隨著延遲延長增加，需要更多的抽頭處理回波。對于一個8000載波的COFDM系統，最大的處理時間可能長達8微秒，允許在10MHz取樣率使用80個抽頭進行抵消。對于采用2000個載波的COFDM系統，允許的最大延遲約2微秒。即使有此限制，此技術對于除了情況惡劣的城市地區和多山環境外的所有場合也能達到20dB以上的回波抵消。
    依照該論文所述，此系統已進行了模擬試驗，但尚未用硬件實現。
    已經用硬件實現的一種技術是韓國廣播系統公司（KBS）和ETRI開發的均衡的DOCR。此DOCR包含消除RF環回信號的數字信號處理技術。它還校正線性和非線性失真，提高輸出信噪比。
    Young-Woo Suh介紹了他與KBS和ETRI其他工程師撰寫的題為“韓國數字電視網絡中數字同頻轉發器的現場測試結果”的論文。Suh解釋說，由于韓國當前有20個發射站和300多臺模擬電視轉發器，轉發器對于韓國的數字電視實施是必不可少的。
    KBS和ETRI設計的DOCR現在允許2種模式，模式1包含抵消RF耦合信號及校正接收頻道缺損和DOCR大功率放大器內失真（線性和非線性）所需的電路。此模式適合于大功率系統及發射/接收隔離低于70dB的系統。它能發射信噪比大于30dB的信號，而延遲可以長達5.7微秒。它實現較高的功率和較廣的覆蓋，但要求的轉發器比模式2 DOCR的要復雜些，成本也高些。
    模式2 DOCR使用一個低通濾波器降低鄰頻干擾，用一個線性校正器消除放大器失真，但沒有抵消RF環回信號的均衡電路。SNR一般低于20dB，但用一個有256個抽頭的低通濾波器延遲小于3.9微秒。此模式適合于要求低延遲的低功率、小覆蓋區域。它也不那么復雜，因此成本也較低。
    韓國DOCR表現如何？如期待的那樣，在大部分測試中，接收機處理前回波（在主信號到達前的回波）的能力是關鍵，這意味著為充分利用DOCR，需要第五代接收機（它們在與后回波相同的范圍上處理前回波）。
    2005年在韓國水原進行的第二階段測試中，使用了一臺輸出功率20W的發射機，但使用第二代（1999年）DTV接收機時，改善較少。
    用第二代（1999年）DTV接收機，增加DOCR僅僅提供較小的改善——從24個站點中，8個通過DOCR開啟有覆蓋，比DOCR關閉多1個。第五代（2004年）接收機有無DOCR都提供更好的接收。DOCR關閉時，除了4個站點以外，其余都能完全工作。DOCR開啟時，全部站點都有接收信號。
    對于兩種接收機，通過增加DOCR，用天線指向角測量的接收容易性得到了提高。在KwangMyung站點進行的測試期間也注意到類似的提高。
    此測試比較了第三代和DOCR開和關的第四代ATSC調諧器的性能。在此測試中第三代接收機改善較大，在DOCR關閉時26個站點19個能成功接收，DOCR開時26個站點24能成功接收，相比之下，第五代接收機即使DOCR關閉，除了2個站點之外，也都能完全接收，DOCR關閉時26個站點都能接收。
    此研究得出結論，DOCR系統在改善覆蓋方面是有效的，不僅增加成功接收地點的數量，而且顯著提高接收容易度（DOCR開啟時，接收角度增大，從數十度到幾乎360度）。
    如果你同意我的觀點，即用室內天線和便攜式設備提供良好的接收（尤其是在城區），將是成功廣播HDTV必不可少，那么在許多市場，將需要DOCR或分布式發射系統來填補電波傳播的盲區。不過，為老式數字電視接收機設計這