Promotion

Focust

Standard introduction

Overview of the advantages of Chinese standards

The late development advantages of Chinese DTMB standard are obvious. The most important advantages of DTMB are that it possesses the complete independent intellectual property rights and is owned by the state. At the same time, China's first generation of the DTMB standard has already possesses the characteristics of high spectrum efficiency, large coverage, good mobile performance, and fast signal acquisition.
With the advanced modulation technology of time domain synchronous orthogonal frequency division multiplexing (TDS-OFDM), Chinese DTMB standard is a C-OFDM system completely different from DVB-T and ISDB-T; at the same time, due to its independent innovation on the signal frame structure, forward error correction technology, China's DTMB possess better performance than the other three standards. The technical advantages of DTMB are mainly embodied in nine aspects as follows:
1) OFDM time domain synchronization technique
In the OFDM system, the synchronization setting is the most important part, and it is also the biggest bright spot in the DTMB system. In the C-OFDM of European DVB-T, the system synchronization is achieved by inserting pilot frequency in the frequency domain OFDM symbol, that is, using frequency synchronization technology. However,Chinese TDS-OFDM fills PN sequence in the guard intervals of traditional OFDM as the frame header. Since the content of the frame header is known and can be removed at the receiving end, it is equivalent to the guard interval with zero padding from the anti-intersymbol interference (ISI) point of view. At the same time, the PN sequence also can be regarded as a synchronization sequence for synchronization. In addition, at the receiving end, channel estimation can be done for PN sequence to estimate the time domain impulse response of a radio channel.
2) The new definition of OFDM guard interval
The guard interval is used for anti-multipath interference, and its length is generally greater than the time delay of multipath signals. C-OFDM has a guard interval filled with a cyclic prefix, while the DTMB defines the PN sequence as the OFDM symbol of the guard interval (TDS-OFDM for short) innovatively, and the PN sequence filled in the guard interval has the following important functions:
(1) as the guard interval of OFDM modulation. The PN sequence is known at the receiver end, which can be removed in further, thus it is theoretically equivalent to the guard interval with zero padding.
(2) system synchronization. As the synchronization sequence,the PN sequence is used to realize the system frame synchronization, frequency synchronization, time synchronization, etc.
(3) channel estimation and phase noise tracking. At the receiving end,through the correlation calculation,the PN sequence can be used to estimate the channel impulse response in time domain of the radio channel as well as suppress the phase noise.
In short, because the TDS-OFDM places the PN sequence in the guard interval both as a frame synchronization and a guard interval of OFDM. Therefore, the guard interval effect of TDS-OFDM is better than that of C-OFDM.
3) Hierarchical frame structure synchronized with the absolute time
With a unique hierarchical frame structure synchronized with the absolute time, Chinese DTMB standard could provide a second synchronous clock corresponding to the TS stream for single frequency network, which is convenient for single frequency networking. It can be used for timing reception in combination with the broadcast schedule with the calendar day as a period; it is convenient for expanding system function in future, such as the bidirectional interaction and the positioning functions; and it’s also helpful for the power save control of portable receiver. This is an important feature meeting the application requirements for the future digital TV broadcasting system, which can be designed in the physical layer, making the system more secure and reliable.
4) High spectral efficiency
The time guard interval in China's TDS-OFDM is also used for the transmission of channel estimation signal, while about 10% of subcarriers in European DVB-T C-OFDM are used to transmit the pilot signal for synchronization and channel estimation, with a guard interval for cyclic prefix. Therefore, the spectrum efficiency of DTMB system is increased by about 10% than the DVB-T system.
5) Strong anti-multipath interference ability
Compared with the ATSC single carrier system, DTMB system has the ability of anti-multipath interference, and the size of anti-multipath depends on its length of guard interval. Due to the characteristics of known time guard interval of Chinese DTMB standard, the PN sequence signal can be directly calculated and removed at the receiving end in the case of a given channel characteristics. After removing the PN sequence,the OFDM signal is equivalent to the OFDM signal for which the time guard interval is filled with zero, and the OFDM filled with zero in the guard interval is equivalent to the OFDM for which  the guard interval is the periodic extension under the same channel conditions. At the same time, in the case of the multipath delay exceeding the time guard interval, Chinese standard DTMB can still work. TDS-OFDM can also jointly process the PN sequences of several OFDM frames, therefore the delay length of anti-multi path interference is not limited by the guard interval length, but the traditional OFDM guard interval must be longer than the multipath delay.
6) Good channel estimation performance
In the AWGN channel, TDS-OFDM channel estimation performance is better than C-OFDM. The reason is that the PN sequences for channel estimation of TDS-OFDM has a spreading gain of about 20dB, meanwhile, it doesn’t have the unique interpolation error for channel estimation of C-OFDM.
7) Suitable for mobile reception
The mobile reception generates Doppler effect and occlusion interference, thus the transmission channel has the time-varying characteristics, that is,the time variable characteristics. However, the signal processing of all OFDM systems are based on the assumption of invariant channel characteristics, namely in one time slot of OFDM symbol, assuming that the channel is constant, and the change of the channel should be considered to happen between the OFDM symbols.
The channel estimation of TDS-OFDM only depends on the current symbol of OFDM, however the channel estimation of C-OFDM needs 4 consecutive OFDM symbols. So, the channel variation caused by 4 OFDM symbols needs to be considered for the C-OFDM in the mobile receiving. Therefore, DTMB system is more suitable for mobile reception, and its mobile characteristic is superior to the DVB-T system. The test results show that, the mobile reception performance of high-definition television using DTMB system is in a leading position in the world.
8) Fast system synchronization
TDS-OFDM adopts the PN sequence for synchronization only in the time domain, and the synchronization time is about 1 ms, equivalent to the time interval of adjacent PN sequence. This advantage has been verified in the broadcasting tests. However, the realization of C-OFDM synchronization technology is complex, and the synchronization time is tens of milliseconds.
9) Easy to establish a single frequency network
DVB-T requires the MPEG stream layer synchronizing with the single frequency network, and its realization technology is complex. The frame structure of DTMB is measured in the unit of integral seconds, allowing synchronization in the physical layer with the single frequency network with simple equipment and low networking cost. 
At the same time, the DTMB standard has a comparative advantage in terms of performance-to-price ratio of system equipment, etc.