1 引言

　　目前，數字電視系統擴大覆蓋范圍的途徑主要有3種：差轉(Distribute Translator)，同頻轉發(On ChannelRepeater，OCR)和單頻網(Single Frequency Network，SFN)組網。

　　1) 差轉方式

　　多頻、異頻差轉器用了很多年，如今，僅僅是在頻率較高的1 GHz以上頻段需要中繼傳輸時，偶爾還會有人用到。所謂差轉器的全稱，應該叫做差頻轉發機，就是將接收到的信號頻譜整體搬移到另外一個頻段上放大發射。在差轉機中由于接收和發射的頻率不同，接收和發射天線之間沒有什么關系，因此，實現起來很容易。

　　2) 單頻組網

　　所謂單頻組網，即在一定的地理區域內若干部發射機同一時間在同一個頻率上發射同樣的信號，以實現對該區域的可靠覆蓋。對于數字電視系統來說，由于它具有強大的抗干擾能力和數字處理能力，單頻網是非常有利的擴大覆蓋的方式。它允許覆蓋區的重疊，將大大改善原有覆蓋邊緣的峭壁效應，提高覆蓋質量，擴大覆蓋范圍。

　　實施單頻網有兩個基本優勢：節約頻譜資源；擴大有效覆蓋范圍，改善覆蓋區內的接收效果。但是，為這些優勢所付出的代價，也是運營商們值得考慮和商榷的問題。首先，系統在單頻網的環境下是否能真正增大覆蓋范圍，改善覆蓋區內的接收效果。其次，單頻網為多點發射，這勢必增加發射地點及發射機等發射設備，而為保障單頻網中各信號發射點發送相同的信號，發射臺必須配備保障信號同步的裝置。

　　，多點覆蓋帶來了類似于電信“蜂窩”覆蓋的問題，各點發射功率的協調、地區信號覆蓋和接收點場強的設計都將發生變化。從全球范圍看，在數字電視單頻網試驗中，上述問題在各地區系統運行和業務運營過程中已有所反映，且影響到覆蓋效果。在實際應用中，使用基于DVB-T的單頻網技術，增大覆蓋與改善覆蓋重疊區的接收效果二者似乎無法兩全。基于COFDM的DVB-T系統在單頻網環境下，一方面由于多個發射點覆蓋，使得一些原本單個發射點無法提供足夠信號強度的地方(盲區)因為收到其他發射點的覆蓋而得以改善；另一方面，在信號較強的重疊覆蓋區，由于C／N門限被抬高而接收效果反而變差。可見，DVB-T系統在使用單頻網技術增大覆蓋范圍和改善重疊區的接收效果上是矛盾的，數目龐大的發射點并不能徹底改善接收效果。

　　3) 同頻轉發

　　目前已有的同頻轉發存在下面3個問題：

　　收發天線的隔離問題；系統的局部自激問題；系統的帶外抑制問題；基于以上原因，把此項技術應用于數字電視盲區的補點也是十分困難的。目前已有的可工作的轉發器大致有直接放大、經中頻處理、解調解碼再調制3種方式。直接放大方式，只能用于小功率、小覆蓋的應用上，其結構簡單、價廉、技術成熟；中頻處理方式電路和結構都較復雜，可用在稍大功率和稍大覆蓋的應用上；解調解碼后再調制方式，避免了回饋自激的可能，故有較好的指標，自然可用于更大的功率和更大的覆蓋應用上，但成本很高。而基帶再調制數字電視轉發技術，對于消除數字廣播電視的盲點問題，是一種全新的技術解決方案，且目前國際上尚沒有采用這種技術方案的產品。

2 總體結構設計

　　基帶再調制數字電視轉發器主要由接收天線、調諧電路、數字基帶解凋器單元、校正單元、再調制單元、放大發射單元等部分組成，其框圖如圖1所示。

　　其中，校正電路、調制電路、功放電路及天線部分都已經比較成熟，特別是在數字電視激勵器日趨成熟的今天，這些單元可以共享。因此RF調諧、基帶解調器的設計成為關鍵。根據現有技術，首先可以將射頻變為中頻，但實踐表明直接獲得的中頻并不理想，需要多級變頻處理，才能得到所需的IF信號，然后再將中頻調制到所需的射頻。而作為直接將射頻變為中頻，再變為基帶，調制到射頻的方法是目前未曾實現的。因此本設計采用了此方案，并選用相應的芯片給予實現。

3 中頻解調為基帶電路設計

　　如圖2所示，此電路結構比較簡單，性能優良。

　　其中關鍵器件是AD6652。AD6652是由雙路12 bit，65 MS／s的高速ADC和4通道寬帶多模式數字下變頻單元(DDC)組成的混合中頻信號(IF)轉基帶接收芯片。其中數字下變頻部分每個通道由一個32 bit頻率變換器(NCO)、兩個固定系數抽取濾波器(CIC)、一個RAM系數濾波器和一個內插半帶濾波器／AGC級聯組成，NCO作為本振，能產生從-fCLK／2至fCLK／2范圍的頻率，其中fCLK是輸入時鐘頻率。此芯片將ADC輸出的信號經混頻器與NCO產生的正余弦信號相乘得到數字I，Q信號，然后經多級抽取濾波器濾波得到較好的I，Q信號。此芯片的組成框圖如圖3所示。

4 實驗驗證

　　基于圖2硬件設計，將高頻頭輸出的模擬36 MHz中頻信號(信號帶寬為8 MHz)送入電路板，此系統輸出直接加到調制單元，將差分數字I，Q信號直接調制到射頻，然后經數字電視激勵器輸出到負載發射機發射出去。經過對實際電路的驗證，此解調器能將輸入中頻直接變成數字基帶，經此電路得到的射頻信號輸出頻譜與接收的信號頻譜完全相同，且性能良好。基帶解調器電路測試方案如圖4所示，驗證頻譜如圖5所示。

5 小結

　　在此設計中關鍵采用了價格低廉的高頻頭實現射頻到中頻的轉換，并采用成本較低的AD6652實現A／D變換及數字下變頻，實現結果表明此設計符合預定目標，有良好的性能和較好的應用前景。