Основні теоретичні відомості про аналогове телевізійне мовлення
Вид модуляції й ширина спектра радіосигналів цифрового телевізійного мовлення. Діапазон хвиль для ефірного мовлення. Полярність модуляції. Особливості побудови, функціонування та тип модуляції систем супутникового та цифрового кабельного телебачення.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 04.03.2016 |
Размер файла | 381,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Вступ
Метою курсової роботи є поглиблення мною системи знань в галузі телерадіомовлення, особливо приділивши увагу порівнянню типів модуляції у аналоговому та цифровому телевізійному мовленню. Для порівняння було вибрано найбільш актуальні стандарти каналового та цифрового телевізійного мовлення для України, а саме SECAM та DVB-T2 відповідно.
В Україні понад 60% населення зараз дивиться з ефіру тільки 4-5 телепрограм «старого» аналогового телебачення у поганій якості в той час коли весь світ активно переходить до нового, цифрового телебачення. Англія, Німеччина, Франція, США, Швеція та багато інших провідних країн світу вже відключили аналогове ефірне телебачення. Україна також стоїть на шляху відключення аналового телевізійного мовлення.
Трансляція цифрового сигналу потребує певної підготовки. По-перше, це стандартизація принципів мовлення. По-друге, установка нового устаткування, що буде передавати цифровий сигнал до ефіру. І, по-третє, необхідність переконати населення змінити звичайні телеприймачі налаштувалася на нові, здатні приймати цифровий сигнал, чи, в у крайньому випадку, докупити спеціальні пристрої прийому і декодування сигналу. Це слід грошей, і всі споживачі готові їх заплатити. Але є переваги, які однозначно здатні "схилити чашу терезів" на користь цифрового телебачення. Це - вища якість аудіо- і відеосигналу, висока перешкодозахищеність трансляції і, нарешті, зробити телебачення інтерактивним. "Цифра" дозволить дивиться програму брати участь у голосуваннях, вибирати кращі моменти, записувати бажані передачі й, більше, дивитися ті передачі, які хочеться. Але, найголовніше, цифрове телебачення спроможне розв'язати проблему "перенаселеності" телеефіру. Замість аналогового телеканалу у тій частотною смузі можна транслювати чотири цифрових.
Оскільки переваги цифрового телебачення безсумнівні, то воно поступово витісняє аналогове телевізійне мовлення і його технологічна база активно розвиваються, оптимізується та доповнюється. Спираючись на це, можна сказати, що будь які дослідження в цій галузі є корисними для суспільства в цілому, оскільки вони напряму можуть покращити їхній рівень життя, надавши більш повний спектр послуг користувачам телемереж.
1. Основні теоретичні відомості про аналогове телевізійне мовлення
1.1 Діапазон хвиль для ефірного мовлення
Діапазон хвиль для ефірного мовлення. У телевізійному мовленні використовують ультракороткі хвилі: метрові й дециметрові. У межах п'яти частотних діапазонів розміщено радіоканали з номінальною шириною смуги частот в 8 МГц:
Метрові хвилі:
I діапазон 48,5...66 МГц
ІI діапазон 76...100 МГц
III діапазон 174...230 МГц
Дециметрові хвилі:
IV діапазон 470...582 Мгц
V діапазон 582...960 Мгц
У теперішній час повністю освоєний метровий діапазон й освоюється дециметровий. Вибір нижньої границі I-го діапазону визначається тим, що для виділення повного колірного телевізійного сигналу з радіосигналу зображення необхідно, щоб несуча в кілька разів перевищувала максимальну частоту спектра відеосигналу, яка дорівнює 6 МГц. Крім того, діапазон приблизно до 40 МГц зайнятий для радіомовлення, радіозв'язку й інших цілей.
У піддіапазоні II крім телевізійних програм, розміщуються радіомовні станції з полярною модуляцією (66 - 74 МГц) і радіомовні станції FM - діапазону (88 - 108 Мгц) для стереомовлення за стандартом з пілот-сиг-налом.
Верхня границя V-го діапазону обмежена довжинами хвиль, на яких починає позначатися значне поглинання випромінювання в атмосфері й вплив її неоднорідностей дощу, туману й т.д. Тому діапазон хвиль СВЧ 30...3 см (1...10 ГГц) використовується для передачі ТВ сигналів тільки по радіорелейних і космічних системах зв'язку.
1.2 Зона обслуговування ТВ мовлення
Зона обслуговування ТВ мовлення визначається границями зони впевненого прийому радіосигналів, у межах яких сигнал не залежить від часу доби, року й інших факторів. Ці границі фіксуються по медіанному (середньостатистичному за часом і місцем) значенню напруженості поля випромінювання радіосигналу зображення.
Мінімальні медіанні значення напруженості поля (дБ відносно 1 мкВ/м) випромінювання радіосигналу зображення на висоті 10 м від поверхні
землі, що визначають зону обслуговування телевізійним мовленням (при відповідних значеннях підсилення приймальних телевізійних антен):
· 50 дБ при підсиленні антени 4 дБ - у першому частотному діапазоні (48,5 - 66,0) МГц;
· 52 дБ при підсиленні антени 4,5 дБ - у другому частотному діапазоні (76-100) МГц;
· 55 дБ при підсиленні антени 8 дБ - у третьому частотному діапазоні (174-230) МГц;
· 68 дБ при підсиленні антени 10 дБ - у п'ятому частотному діапазоні (582-790) Мгц.
Для того, щоб зони впевненого прийому радіосигналів зображення й звукового супроводу були приблизно однакові, номінальна потужність каналу зображення (в залежності від стандарту кольорового ТБ) вибирається в 5..20 разів більше потужності каналу звукового супроводу ТВ передавача.
Ефективне значення напруженості поля, мкВ/м, у зоні впевненого прийому може бути оцінене по формулі Б.А. Введенського
де h1, h2 - висоти передавальної й приймальної антен, м;
r - відстань між антенами, км;
Р - потужність радіопередавача, кВт;
- довжина хвилі його випромінювання, м;
G - коефіцієнт підсилення передавальної антени (для турнікетної приблизно дорівнює числу її поверхів).
Через те, що УКВ при поширенні мають дуже малу рефракцію в атмосфері, радіус дії телевізійного радіопередавача приблизно обмежений відстанню прямої видимості, км:
Тому збільшення потужності випромінювання передавача дозволяє збільшити напруженість поля в зоні прямої видимості, але майже не розширює зону обслуговування ТВ мовленням. Ця зона може бути збільшена за допомогою радіорелейних, кабельних і космічних ліній зв'язку (з ретрансляцією радіосигналів передавальними станціями).
1.3 Телевізійні стандарти в системах аналового телевізійного мовлення
Стандарт телевізійного мовлення - система кодування відеосигналу для його ефірної передачі. Вже в епоху чорно-білого телебачення виникло кілька різних стандартів розкладання зображення, що відрізнялися числом рядків, частотою кадрів та іншими параметрами. Перехід до кольорового телебачення помножив число систем, так як на різні стандарти розкладання накладалися стандарти кодування кольору.
До основних аналогових телевізійних стандартів належать NTSC, PAL та SECAM. Ці стандарти несумісні один із одним. Основні технічні характеристики цих стандартів:
NTSC
Перший кольоровий широкомовний стандарт. Прийнятий у США в 1953 році. Прийнятий у багатьох країнах Американського континенту а також у деяких країнах Азії та уЯпонії.
Табл. 1. Характеристика NTSC
PAL
Стандарт PAL (Phase Alternating Line) був розроблений на початку 60-х років 20 століття і використовується у більшості країн Європи. PAL використовує ширшу смугу пропускання і, як наслідок, забезпечує ліпшу якість зображення і звуку.
Табл.2. Характеристика PAL
SECAM
Стандарт SECAM (Sequential Couleur Avec Memoire or Sequential Colour with Memory) був розроблений на початку 60-х років 20 століття і використовується, в основному, у Франції та СНД. SECAM використовує таку саму смугу пропускання, що й PAL, але передає колірну інформацію окремо.
Табл. 3. Характеристика SECAM
Як і усі аналогові телевізійні стандарти, SECAM є адаптованим і сумісним із старішим монохромним (чорно-білим) телемовленням. В адаптованих стандартах кольорового телемовлення додатковий сигнал колірності передається у високочастотній області спектру монохромного телесигналу. Як відомо із фізіології зору людини, відчуття кольору складається із трьох основних складових: червоного (R), зеленого (G) і синього (B) кольорів. Таку колірну модель позначають абревіатурою RGB. Із різних причин замість трьох сигналів основних кольорів передаються монохромний сигнал Y (яскравість) і різноколірні R-Y (Red-Y) і B-Y (Blue-Y). У системі SECAM використовують колірну модель YDbDr (різновид моделі YUV).
Сигнал колірності у стандарті SECAM передається у частотній модуляції (ЧМ), по одній колірній складовій у одному телевізійному рядку почергово. Як відсутні рядки використовують попередній сигнал R-Y або B-Y відповідно, отримуючи його із пам'яті. У аналогових телеприймачах для реалізації пам'яті використовують лінію затримки, що являє собою сталевий або скляний стрижень.
У світі використовується кілька модифікацій стандарту SECAM. Усі вони відрізняються лише методом кодування монохромного відеосигналу, кодування звуку і шириною спектру.
Табл. 4. Модифікації SECAM
1.4 Вид модуляції й ширина спектра радіосигналів телевізійного мовлення
Відповідно до ГОСТ 7845-92[6] (система мовного ТВ SECAM D/K, що використовується в Україні) радіосигнал зображення формується за допомогою амплітудної модуляції (АМ) несучої зображення повним колірним (що складається з суми сигналів яскравості й колірності) ТВ сигналом з частковим придушенням нижньої бічної смуги частот, а радіосигнал звукового супроводу - за допомогою частотної модуляції несучої звуку сигналом звукового супроводу.
При цьому номінальна смуга частот радіоканалу зображення становить 7,625 МГц (ослаблення складових 1,25 й 6,375 МГц щодо несучої - на 20 дБ), а звукового супроводу 0,25 МГц; розніс несучих частот звуку й зображення 6,5 МГц (несуча частота зображення fн.и менше несучої частоти звуку fн.зв); номінальна ширина смуги частот радіоканалу ТВ мовлення 8 МГц (рис.2). Сигнал яскравості формується частотною модуляцією колірних піднесучих з порядковим чередуванням. При формуванні повного колірного відеосигналу для зменшення перехресних спотворень «яскравість-колірність» повинно бути виканона послаблення спектральних складових сигналу яскравості в полосі частот сигнала колірності в залежності від амплітуди.
Різні види модуляції радіосигналів ТВ мовлення полегшують їхній поділ у телевізійних приймачах. Складові спектра кожної бічної смуги - нижньої та верхньої містять всю інформацію про сигнал, що передається, тому придушення нижньої бічної смуги спектра радіосигналу зображення усуває надмірність інформації й дає можливість скоротити смугу частот, що займає ТВ канал з 12 МГц до 8 МГц.
У результаті в тому самому діапазоні вдається розмістити більше число каналів. Однак практично для зменшення квадратурних спотворень ТВ сигналу, що виникають у лінійному амплітудному детекторі приймача при придушенні однієї бічної смуги, залишають непридушеною невелику частину спектра нижньої бічної смуги шириною 0,75 МГц (рис.2, рис 3,а). У цьому випадку великі деталі будуть передаватися без градаційних спотворень. При цьому трохи ускладнюється формування АЧХ радіоканалу зображення ТВ приймача. Вона повинна відповідати кривій рис.3,б, з кососиметричним схилом, так званим схилом Найквіста; зокрема, рівень напруги несучої частоти зображення повинен послаблятися на 6 дБ (в 2 рази), а складової 0,75 МГц нижньої бічний - на 20 дБ (у порівнянні з рівнем опорної частоти спектра 1,5 МГц верхньої бічної). У цьому випадку після детектування радіосигналу зображення сумарна номінальна напруга, що утвориться на навантаженні детектора від симетричних частот складових нижньої (-0,75…0 МГц) та верхньої (0…0,75 МГц) бічних смуг, на будь-якій частоті спектра в межах 0...6 МГц завжди буде дорівнювати одиниці (у відносних величинах). Це означає, що форма результуючої АЧХ тракту передачі радіосигналу зображення від модулятора передавача до навантаження детектора приймача (характеристика вірності) буде рівномірною в заданій смузі частот 6 МГц.
1.5 Полярність модуляції
Полярність модуляції радіосигналу зображення. Радіосигнал зображення може мати позитивну або негативну полярність залежно від полярності ТВ сигналу, що модулює несучу (рис.4). У більшості країн прийнята негативна полярність модуляції, при якій максимальна амплітуда несучої частоти відповідає рівню сигналу синхронізації, а мінімальна - рівню білого. У цьому випадку:
а) передавач випромінює в середньому істотно меншу потужність, тому що по статистиці у мовленні переважають світлі сцени й тому обвідна АМ несучої зображення притискається до часової вісі (рис.4,а);
б) імпульсні перешкоди частіше проявляються у вигляді темних крапок і візуально менш помітні;
в) підвищується завадостійкість системи синхронізації завдяки тому, що при передачі сигналу синхронізації передавач випромінює максимальну (пікову) потужність;
г) полегшується побудова систем автоматичного регулювання підсилення (АРП) приймачів; в якості опорного сигналу АРП використовується сигнал синхронізації розгорток приймачів, тому що він не залежить від змісту зображення. Опорний сигнал при негативній полярності відповідає максимальному розмаху несучої, і тому для його виділення можна використати прості пристрої.
У телевізійному мовленні не допускается 100 %-ной модуляції.
Для чорно-білого телебачення остатковий рівень непромодульованої несучої составляет 15 %, а для кольорового мовлення - 7 %.
2. Загальні відомості про цифрове ефірне телевізійне мовлення
Цифровем телебачення (англ. Digital Television, DTV) -- галузь телевізійної техніки, в якій передача, обробка та зберігання телевізійного сигналу відбувається у цифровій формі.
2.1 Порівняння з аналоговим
Цифрове ТБ відрізняється від аналогового головним чином за характером переданих даних, які транслюються в цифровому вигляді. Схема процесів, що протікають виглядає приблизно так: відео і аудіо спочатку кодуються обраним кодеком, потім упаковуються в потік даних певного типу, який передається у вигляді електромагнітних хвиль або у вигляді електричного сигналу по кабелю. Після цього хвилі або сигнал приймаються за допомогою спеціального пристрою, дешифруються і передаються в точності такими, якими були відправлені, на екран. Таким чином, у той час як аналоговий сигнал може втратити якість під час передачі даних через різного роду перешкоди, цифровий проектує їх абсолютно без спотворень. Трансляція цифрового сигналу потребує певної підготовки. По-перше, це стандартизація принципів мовлення. По-друге, установка нового устаткування, що буде передавати цифровий сигнал до ефіру. І, по-третє, необхідність переконати населення змінити звичайні телеприймачі налаштувалася на нові, здатні приймати цифровий сигнал, чи, в у крайньому випадку, докупити спеціальні устрою прийому і декодування сигналу. Це слід грошей, і всі споживачі готові їх заплатити. Але є переваги, які однозначно здатні "схилити чашу терезів" на користь цифрового телебачення. Це - вища якість аудіо- і відеосигналу, висока перешкодозахищеність трансляції і, нарешті, зробити телебачення інтерактивним. "Цифра" дозволить дивиться програму брати участь у голосуваннях, вибирати кращі моменти, записувати бажані передачі й, більше, дивитися ті передачі, які хочеться.
Але, найголовніше, цифрове телебачення спроможне розв'язати проблему "перенаселеності" телеефіру. Замість аналогового телеканалу у тій частотною смузі можна транслювати чотири цифрових. Ще одну проблему, яку вирішує цифрове телебачення, - прийом на рухомому автомобілі. Користувачам портативних телевізорів добре відомий ефект багатопроменевого прийому, коли зображення двоїться і треба підбирати найкраще становище антени у просторі. У движущемся автомобілі таке становище знайти, крім того, неможливо. Для цифрового телебачення ефект багатопроменевого прийому мало впливає на якість зображення.
2.1.1 Переваги в порівнянні з аналоговим телебаченням
· Підвищення завадостійкості трактів передачі і запису телевізійних сигналів.
· Зменшення потужності передавачів.
· Істотне збільшення числа ТВ-програм, що передаються в тому ж частотному діапазоні.
· Підвищення якості зображення і звуку в ТВ-приймачах.
· Створення ТВ-систем з новими стандартами розкладання зображення (телебачення високої чіткості).
· Створення інтерактивних ТВ-систем, при користуванні якими глядач отримує можливість впливати на передану програму (наприклад, відео за запитом).
· Функція «На початок передачі».
· Архів ТВ-передач і запис ТВ-передач.
· Передача в ТВ-сигналі різної додаткової інформації.
· Вибір мови (більш звичайних двох) і субтитрів.
· Розширення функціональних можливостей студійної апаратури.
2.1.2 Недоліки в порівнянні з аналоговим телебаченням
· Завмирання і розсипання картинки на «квадратики» при недостатньому рівні сигналу, дані або приймаються якісно на 100% або відновлюються, або приймаються погано з неможливістю відновлення.
2.2 Основні стандарти та способи трансляції цифрового телебачення
Нині існують три стандарти цифрового телебачення:
- ATSC (Advanced Television Systems Committee) - американський;
- ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting) - японський (планується використання цього стандарту у Бразилії);
- DVB (Digital Video Broadcasting) - європейський.
Базуючись на засобах доставки сигналу споживачеві, цифрове телебачення поділяється чотирма виду: супутникове, ефірний, кабельне і крізь Інтернет (по ІР-сетям). Вони, у тому чи іншою мірою, поширені у багатьох країнах, і в кожного виду є свої переваги та недоліки.
Спутниковое телемовлення має велику зону покриття, доступність в віддалених куточках ще більшу пропускну спроможність (один супутник може обслуговувати безліч каналів мовлення, до того ж, виконувати й інші корисні функції). З недоліків може бути високу вартість реалізації.
Ефірний мовлення вимагає менших витрат за устаткування. Сигнал на навколишню територію передають спеціальні ретрансляційні станції (вежі). Вихідний сигнал вони мають тих самих супутників. Недоліком ефірного мовлення є низька перешкодозахищеність сигналу. До того ж, більшість ретрансляційного устаткування призначено для аналогового мовлення нездатна передавати цифровий сигнал.
Кабельное телебачення забезпечує високу якість передачі, нетребовательно до формату (його тип залежить від передавального устаткування, а чи не від самої кабелю), але й дорого.
Телевещание через Інтернет (по IP-сетям) з'явилося нещодавно (проти іншими форматами). Він із початку призначено для цифрового мовлення, але високі вимоги до устаткуванню і пропускній здатності мережі поки що ще дозволяють працювати з трансляцією у належній ролі.
У європейському стандарті ці види враховані, тому виділяються наземне DVB-T (Terrestrial), супутникове DVB-S (Satellite) і кабельне DVB-C (Cable) мовлення, і навіть мовлення для портативних пристроїв DVB-H (Handheld). Американський ATSC і японський ISDB стандарти - суто наземні, і не поділяються на види.
2.3 Порівняльна характеристика стандартів цифрового телебачення DVB-T і DVB-T2
До 2009 року, всупереч початковим планам, ні в одній з країн світу не відбувся тотальний перехід на мережі цифрового ТБ-мовлення, хоча ряд країн (США, Великобританія та ін.) впритул наблизилися до цього. Однак у світі вже продано близько 244 млн. ТВ-приймачів різних типів стандарту DVB (C, S та T). Серед них 107 млн. - стандарту DVB-S і 94 млн. - стандарту DVB-T. У зв'язку з настільки масовими продажами ціни на приймальні пристрої продовжують неухильно падати, вже зараз DVB-T-приймачі коштують дешевше 30 євро. З іншого боку, в найближчі роки (до 2012 р.) практично всі хоч трохи розвинені країни планують припинити аналогове мовлення. В тому числі це означає і вивільнення частотного ресурсу для систем цифрового ТБ. Враховуючи все це, консорціум DVB до середини 2008 року випустив новий стандарт наземного цифрового мовлення - DVB-T2. Поки що цей документ має статус попереднього стандарту, однак ряд виробників почав випуск відповідного обладнання, а у Великобританії ВВС приступила до експериментальних трансляцій DVB-T2 в червні 2008 року (передавач розміщувався на південно-заході Лондона). У березні 2009 року в Туріні успішно пройшов "фестиваль підключень", в якому взяли участь шість виробників передавального (модулюючого) обладнання DVB-T2 і п'ять виробників приймального.
Зазначимо, що DVB-T2 - це стандарт другого покоління. Перший стандарт другого покоління консорціум DVB випустив у 2003 році - стандарт цифрового супутникового мовлення DVB-S2. Але ми його розглядати не будемо, оскільки практично всі закладені в DVB-S2 ідеї були втілені в стандарті DVB-T2. Крім того, ми будемо аналізувати DVB-T2 в порівнянні з його попередником DVB-T, який описаний багаторазово і досить докладно, тому основні принципи формування і трансляції сигналу DVB-T залишаться за рамками нашого розгляду. Нагадаємо лише, що стандарт DVB-T передбачає трансляцію кодованого цифрового ТБ-сигналу (у форматі кодування MPEG-2, а згодом - у більш досконалих форматах наприклад, MPEG-4). Для передачі цифровий сигнал кодується та перетворюється в OFDM-сигнал. OFDM(англ. Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) - це технологія модуляції за допомогою ортогональних несучих, тобто модулюються безліч (DVB-T-близько 8 тис.) несучих, розташованих в заданій смузі з фіксованим кроком по частоті. Вхідний потік даних поділяється на кілька паралельних підпотоків, кожен з яких передається з меншою швидкістю ніж початковий вхідний. Кожен підпотік передається на окремій підчастоті і модулюється, наприклад, квадратурно-амплітудною модуляцією. Окрім того, кожен промодульований цифровий підпотік є ортогональним один до одного. Це виключає взаємні завади між піж потоками та дозволяє використовувати частотний спектр максимально щільно без потреби додаткового простору між підчастотами. Швидкість модуляції окремої несучої при цьому досить мала, що дозволяє використовувати ефективне завадостійке кодування і вживати заходів для боротьби з міжсимвольною інтерференцією (вводити спеціальні захисні інтервали на кожен OFDM-символ). Це актуально при мовлення в умовах складного рельєфу та міської забудови, коли відбувається переотражение і багатопроменеве поширення сигналу, виникають зони завмирання і т.п. Сама OFDM-модуляція реалізується за допомогою алгоритму зворотного швидкого перетворення Фур'є (на передавальній стороні) у цифровій формі. Основні параметри OFDM-сигналу - відношення тривалості захисного інтервалу до загальної тривалості символу, кількість номінальних піднесучих, тип модуляції піднесучої (інформаційна ємність одного маніпуляційного символу, в нашому випадку залежить від числа можливих положень значень амплітуди і фази сигналу). Стандарт DVB-T2 покликаний як мінімум на 30% поліпшити ємність мереж ЦТБ в порівнянні з DVB-T, при тій же інфраструктурі мережі і частотних ресурсів. Однак на практиці виграш виявляється не нижче 50%. DVB-Т2 принципово відрізняється як архітектурою системного рівня (МАС-рівня - Media Access Control), так і особливостями фізичного рівня.
На системному рівні принципова відмінність нового стандарту - це концепція магістральних потоків фізичний рівень (Physical Layer Pipe - PLP). Якщо стандарт DVB-T був призначений виключно для передачі пакетів MPEG-2, то мережа DVB-T2 здатна транслювати різні за природою і структурою інформаційні потоки (рис.1). Система DVB-T2 здатна передавати кілька незалежних мультимедійних потоків, кожен зі своєю схемою модуляції, швидкість кодування і тимчасовими інтервалами. Виникає відносно складна кадрова структура як на логічному, так і на фізичному рівні - нічого подібного в DVB-T не було. Відповідно, в системі DVB-T2 з'являється нова функція - попередня обробка вхідних потоків (рис.2). В цілому, загальна схема обробки сигналів в системі DVB-2T істотно ускладнюється.
У стандарті розрізняються три основних типи потоків - транспортний потік (Transport Stream - TS), узагальнений инкапсулированный потік (Generic Encapsulated Stream - GSE) і узагальнений безперервний потік (Generic Continuous Stream - GCS). Кожен потік являє собою послідовність користувальницьких пакетів (UP - User Packet). Транспортний потік - це послідовність пакетів фіксованої
довжини (пакети MPEG-2, 188 байт, перший байт завжди синхробайт зі значенням 4716 ). Потік GSE характеризується пакетами змінної або фіксованої довжини, яка вказується в заголовках цих пакетів. Потік GCS являє собою безперервний потік бітів. Реально - це або послідовність пакетів без зазначення їх довжини, або пакети максимально можливої довжини 64 Кбіт. Пакети кожного магістрального потоку об'єднуються в потокові (Baseband) кадри (ВВ-кадри) - окремо для кожного потоку (рис.4). ВВ-кадр містить ВВ-заголовок (80 біт), поле даних і поле вирівнювання. В останньому можна передавати дані внутриканальной сигналізації. В заголовку пакету міститься інформація про тип транспортного потоку, розмірі інтерфейсу пакета (при необхідності) і всього поля даних, наявності режимів видалення порожніх пакетів та додаткових синхропакетов, використовується постійна/змінна модуляція і т.п. Розмір поля даних і вирівнювального поля визначається параметрами згорткового кодера (у сумі не більше 53770 біт).
Стандарт DVB-T2 орієнтований на передачу телевізійних потоків, в яких найчастіше використовуються порожні пакети (для вирівнювання швидкості потоку), різного роду затримки і т.п. для збереження постійної швидкості потоку. Тому в DVB-T2 передбачені кошти видалення цієї надлишкової інформації, але з можливістю її відновлення на приймальному кінці. Крім того, опціонально передбачений і механізм згорткового кодування CRC-8 на рівні користувача пакетов. Сформований ВВ-кадр скремблюється (рандомізуєтся шляхом перемноження на псевдовипадкову послідовність) і піддається коригую чому кодуванню.
Механізм захисного кодування - ще одна принципова особливість стандарту DVB-T2. В якості корегуючого коду використовується каскадний код. В якості зовнішнього коду в ньому застосований блоковий кодер Боуза-Чоудхурі-Хоквингема (БЧХ, ВСН). В якості внутрішнього-низько код з перевіркою на парність (LDPC). В залежності від швидкості кодування LDPC, розмір вхідного блоку даних для БЧХ-кодера може розрізнятися (табл.1.), однак вихідний розмір кодового слова після LDPC завжди становить 64800 біт (рис.5).Перед модуляцією (крім BPSK і QPSK) кодові слова піддаються побитному перемежуванню і розподіляються по модуляційним символів (див. рис.3).
В DVB-T2 додано модуляцію 256-QAM (8 біт на символ), що підвищує ємність каналу передачі на 33% (щодо схеми 64-QAM в DVB-T). Зазвичай перехід від 64-QAM до 256-QAM вимагає збільшення співвідношення сигнал/шум на піднесе на 4-5 дБ. Однак завдяки застосуванню коригувальних кодів BCH-LDPC, ефективність яких набагато вище традиційних кодів виправлення помилок (в т.ч. Ріда-Соломона), DVB-T2 швидкість кодування може бути набагато вище і загальна пропускна здатність каналу суттєво виросте. Ще одне нововведення DVB-T2 - введення схеми модуляції з "обертається" сигнальним знаком (рис.6). Ця процедура означає, що сформований модуляційний символ повертається в комплексній площині на певний кут, що залежить від числа рівнів модуляції (29° для QPSK, 16,8° - для 16-QAM, 8,6° для 64-QAM і arctg(1/16) для 256-QAM). Більше того, перед початком обертання квадратурна (Q) координата кожного маніпуляційного символу циклічно зсувається в рамках одного кодового слова (тобто береться з попереднього символу цього слова, Q-компонента першого символу стає рівною Q-компоненті останнього).
В чому суть повороту сигнального сузір'я? В квадратурних каналах передаються проекції точки сигналу на відповідні осі (синфазную і квадратурную). При звичайному сигнальному сузір'ї кілька точок розташовані на декількох загальних ортогональних лініях, і їх проекції співпадають. Після повороту сигнального сузір'я (див. рис.6) у кожної точки - унікальні Q - I-координати. Деякі з координат виявляються досить близько одна до одної, але по одній координаті точки завжди можна відновити іншу її координату. А механізм зсуву Q-координати призводить до того, що початкові координати сигнальної точки виявляються в різних модуляційних символів (тобто свідомо на різних піднесучих), що істотно знижує ймовірність їх одночасній деградації як із-за випадкових імпульсних заавад, так і внаслідок селективних загасань у каналі. Відзначено, що застосування такої техніки забезпечує операційне посилення 7,6 дБ. Після формування модуляційних символів відбувається їх перемежування в межах кодового слова.
Всі розглянуті досі процедури виконуються паралельно для окремих магістральних потоків. В результаті для кожного PLP формується послідовність модуляційних символів. З них необхідно сформувати OFDM-символи. Але якщо в DVB-T ця процедура була абсолютно прозорою, то в DVB-T2, із-за можливості транслювати декілька мультимедійних потоків, необхідно сформувати досить складну кадрову структуру. Кадр фізичного рівня DVB-T2 (Т2-кадр) починається з преамбули Р1. Це OFDM-символ з модуляцією DBPSK, двома захисними інтервалами з двох сторін (в сумі 1/2 тривалості символу). Він служить для синхронізації, ідентифікації потоку DVB-T2, а також містить 7 інформаційних біт з початковою інформацією про Т2-кадрі, а саме кількість номінальних піднесучих в OFDM (1К-32К) і формат передачі наступної за Р1 преамбули Р2 (режими MISO або SISO). Вся інша інформація про Т2-кадрі (довжина, модуляція, швидкість кодування тощо) передається в преамбулі Р2, яка може займати кілька OFDM-символу. Далі слід поле даних (інформаційні OFDM-символи). Замикає Т2-кадр спеціальний завершальний OFDM-символ. В залежності від параметрів OFDM, в Т2-кадрі може бути від 60 до 2098 OFDM-символів при смузі передачі 8 МГц.
Максимальна тривалість Т2-кадру - 250 мс. Т2-кадри об'єднані в суперкадр. Крім Т2-кадрів в суперкадр входять поля, зарезервовані для подальшого використання (FEF - Future Extension Frames). Вони можуть чергуватися у довільному порядку.
Максимальна тривалість суперкадра - 128 с. Якщо у суперкадрі немає FEF, його максимальна тривалість Т SF = 64 c, що відповідає 256 Т2-кадрів по 250 мс. Розподілом потоків з кадрів займається спеціальний диспетчер ще на стадії формування ВВ-кадрів. Вже тоді, задовго до формування OFDM-символів, створюється сигнальна інформація. Стандарт DVB-T2 надзвичайно гнучкий з точки зору мультиплексування безлічі потоків у єдиний трансляційний сигнал. Мабуть, розробники хотіли передбачити не тільки все, що вони тільки могли уявити, але й те, що вони навіть уявити поки не могли. Формування OFDM-кадрів нерозривно пов'язане з розподілом фрагментів різних магістральних потоків як всередині Т2-кадру, так і в рамках суперкадра. З цієї точки зору стандарт виділяє три типи потоків PLP - загальний, а також потоки даних типу 1 і 2. Загальний PLP - це інформація, загальна для групи з декількох PLP (наприклад, таблиці програм і сервісів PSI/SI для декількох транспортних потоків). Потоки PLP типу 1 в Т2-кадрі не поділяються на фрагменти - іншими словами, в кожному Т2-кадрі може бути тільки один фрагмент кожного PLP типу 1. Нарешті, потоки типу 2 можуть у межах Т2-кадру розділятися на кілька фрагментів (від 2 до 6480), наступних в кадрі поперемінно.
Потоки можуть відображатися на Т2-кадри за певними правилами. Наприклад, потік N передається в групах по три суміжних Т2-кадру, наступних через інтервал в один кадр. Більше того, перед розподілом по Т2-кадрів в рамках кожного PLP можливе тимчасове перемежування. Для цього кодові слова потоку PLP після формування модуляційних символів та їх перестановки групуються у т.зв. Інтерлівінгові кадри, що містять динамічно змінюється ціле число кодових слів. Интерливинговый кадр складається з одного або декількох инетрливинговых блоків.
Перемежування символів відбувається в межах всього интерлівінгового блоку. Процедура розбиття на интерлівінгові блоки і кадри виконується на рівні магістральних потоків, з урахуванням їх специфіки. Інтерлівінгові кадри відображаються на кадри фізичного рівня (Т2-кадри) - один в один або один интерлівінговий кадр в кілька Т2-кадрів. Зазначимо, що плюс до всіх перерахованих видів перемежування - на рівні біт в кодових словах, модуляційних символів, тимчасового інтерлівінга, - використовується ще і частотний інтерлівінг, тобто перестановка піднесучих в межах OFDM-символу.У стандарті DVB-T2 зміни торкнулися і структури OFDM-символу. Збільшено можливе число номінальних піднесучих - крім 8К (8Ч1024) додані режими 16К і 32К піднесучих (а також 1К і 4К). Оскільки зі збільшенням кількості піднесучих для OFDM-сигналів спектральна характеристика стає більш крутою, можна розширити використовуваний частотний діапазон, не виходячи за межі дозволеної спектральної маски. Це дозволяє використовувати в OFDM-символі більше піднесучих для передачі даних. Такий режим можна використовувати при 8К, 16К і 32К піднесучих. Ефект від розширеного режиму становить від 1,4% (8К) до 2,1% (32К).
Чим більше номінальних піднесучих, тим триваліший може бути OFDM-символ. Це, в свою чергу, дозволяє зменшити захисний інтервал до 1/128 (проти 1/32 в DVB-T). Використання такого захисного інтервалу при 32К номінальних піднесучих еквівалентно захисного інтервалу 1/32 при 8К піднесучих. Однак пропускна здатність при цьому зростає досить істотно. Всього в DVB-T2 дозволено використовувати сім відносних довжин захисних інтервалів - 1/128, 1/32, 1/16, 19/256, 1/8, 19/128 і 1/4.У DVB-T2, можливо, і більш гнучкий розподіл пілотних під-несучих.
Замість однієї фіксованої схеми розподілу-ділення пілотних частот в DVB-T, DVB-T2 передбачено вісім різних схем їх розподілу. Вибір варіанту залежить від числа номінальних піднесучих і розміру захисного інтервалу.
В результаті якщо в DVB-T розподілені пілотні поднесущие становили 8% всіх піднесучих, то в DVB-T2 цей показник може становити також 1, 2 і ще одна принципово нова можливість - передача в режимі MISO з використанням схеми Аламоуті, тобто приймач обробляє сигнал від двох передавальних антен.
2.4 Тенденції розвитку стандарту DVB-T2
Вводяться і додаткові частотні смуги - 10 МГц і 1,712 МГц (остання - для мобільних сервісів).В цілому, всі ці нововведення дозволяють створити дуже гнучку і в той же час надзвичайно ефективну систему трансляції мультимедійних потоків. При цьому максимальна швидкість вхідного транспортного потоку після попередньої обробки (наприклад, видалення нульових пакетів) може перевершувати 50 Мбіт/с (табл.3).Розуміється, зовсім не обов'язково використовувати всі можливості стандарту. У тому числі - і трансляцію безлічі мультимедійних потоків.
Однак у поєднанні з новими видами кодування відеосигналу (такими як MPEG-4) ця технологія є суттєвим кроком вперед. І що важливо з точки зору мереж широкосмугового доступу, стандарт DVB-T2 - це вже не "просто" система транспорту пакетів цифрового відеоконтенту. Це - потужний інструмент мультимедійного мовлення, який спочатку закладені величезні можливості по розширенню функціональності. Звичайно, в силу своєї однонаправленості він не може розглядатися як конкурент традиційним мережевих технологій, але своє місце в наступаючу епоху технологій широкосмугового бездротового зв'язку четвертого покоління (4G) він, безумовно, займе. І, можливо, буде при цьому не тільки вузькоспеціалізованим засобом доставки телевізійного контенту.
Вводяться і додаткові частотні смуги - 10 МГц і 1,712 МГц (остання - для мобільних сервісів).В цілому, всі ці нововведення дозволяють створити дуже гнучку і в той же час надзвичайно ефективну систему трансляції мультимедійних потоків. При цьому максимальна швидкість вхідного транспортного потоку після попередньої обробки (наприклад, видалення нульових пакетів) може перевершувати 50 Мбіт/с. Розуміється, зовсім не обов'язково використовувати всі можливості стандарту. У тому числі - і трансляцію безлічі мультимедійних потоків.
Однак у поєднанні з новими видами кодування відеосигналу (такими як MPEG-4) ця технологія є суттєвим кроком вперед. І що важливо з точки зору мереж широкосмугового доступу, стандарт DVB-T2 - це вже не "просто" система транспорту пакетів цифрового відеоконтенту. Це - потужний інструмент мультимедійного мовлення, який спочатку закладені величезні можливості по розширенню функціональності. Звичайно, в силу своєї однонаправленості він не може розглядатися як конкурент традиційним мережевих технологій, але своє місце в наступаючу епоху технологій широкосмугового бездротового зв'язку четвертого покоління (4G) він, безумовно, займе. І, можливо, буде при цьому не тільки вузькоспеціалізованим засобом доставки телевізійного контенту.
2.5 Особливості побудови,функціонування та тип модуляції систем цифрового кабельного телебачення стандарту DVB-C
Кабельні канали телевізійного мовлення знаходяться в найбільш сприятливих умовах з точки зору забезпечення завадостійкості, так як вони захищені від впливу атмосферних та індустріальних завад, і в них є можливість підтримувати високі значення відношення сигнал/шум (не менше 30дБ) за рахунок використання проміжних підсилювачів. Тому в кабельному телебаченні, як правило, не використовується внутрішні кодування за допомогою згорточки кодів. Основна задача в кабельному мовленні - забезпечити найбільш ефективне використання смуги частот, щоб передавати по існуючим кабельним мережам максимальну кількість телевізійних програм.
З цією метою в кабельних мережах у відповідності до стандарту DVB-C використовується багатопозиційна квадратурна амплітудна маніпуляція (КАМн). В даний час застосовується 16-, 32- та 64-позиційна КАМн (QAM). В перспективі передбачається застосування 256-позиційної КАМн. Швидкості передачі двійкових символів, отримувані при різних кількостях позицій КАМн, наведені в таблиці. Повна швидкість передачі канальних символів (другий стовпчик) приблизно однакова для трьох варіантів КАМн. Повна швидкість передачі двійкових символів (третій стовпчик) отримується перемноженням швидкості передачі канальних символів на число бітів в символі і виявляється вищою за швидкість передачі корисних даних за рахунок введення додаткових байтів при завадостійкому кодуванні Ріда-Соломона.
Співставляючи данні останнього стовпчика таблиці швидкостями передачі двійкових символів, необхідними для передачі телевізійних програм з різними рівнями якості зображення, можливо оцінити, скільки програм з тією чи іншою якістю зображення можна передати в одному каналі кабельного телебачення.
В передаючій частині системи кабельного цифрового телебачення виконуються наступні операції:
- Перетворення аналогових телевізійного сигналу і сигналів звукового супроводження в цифрову форму.
- Стиснення цифрових телевізійного сигналу і сигналу звукового супроводження у відповідності до стандарту MPEG-2 і формування відповідних елементарних потоків.
- Формування транспортного потоку у відповідності до стандарту DVB. В транспортний потік входять елементарні потоки декількох телевізійних програм і різні дані. Транспортні пакети об'єднуться по 8. В першому пакеті кожної вісімки синхрогрупа інвертується, тобто замість шістнадцяткового числа 0х47 передається 0хВ8. Це необхідно для циклової синхронізації в приймачі.
- Скремблювання для захисту передаваємої програми від несанкціонованого доступу і для отримання більш рівномірного розподілення потужності по ширині смуги каналу зв'язку. Скремблювання не зачіпає синхрогрупи транспортних пакетів, щоб їх можна було розпізнати в приймачі.
- Кодування з використанням кодів Ріда-Соломона. При цьому довжина транспортних пакетів зростає з 188 до 204.
- Перемеження для захисту від пакетних помилок.
- Перетворення передаваємих байтів в символи КАМн. Наприклад, при використанні 64-позиційної 64-КАМн кожні 3 байти перетворюються в 4 шестибітові символи.
- Диференційне кодування двох старших бітів для підвищення завадостійкості.
- Перетворення символів в імпульси напруги, які подаються потім на модулятори квадратурних складових I та Q. Щоб обмежити спектр промодульованого сигналу, фронти і зрізи імпульсів згладжуються ФНЧ.
- Модуляція на проміжній частоті.
- Перенос модульованого сигнала на несучу частоту каналу і підсилення потужності.
В приймачі мають виконуватися відповідні обернені операції. Структурна схема приймального тракту кабельного цифрового телебачення показана на рис.1.1.
Вхідний сигнал з кабельної лінії потупає на тюнер, в якому, як в звичайному телевізорі, виділяється потрібний канал, і сигнал цього каналу переноситься на проміжну частоту. Потім в перетворювачі частоти виконується додаткове пониження частоти. Для цього використовується несуча частота, відновлена в демодуляторі КАМн чи в самому блоці перетворення частоти. Смуга частот сигнала після пониження частоти зазвичай складає 3...11 МГц.
Далі сигнал проходить керуємий підсилювач, коефіцієнт підсилення якого визначається сигналом АРП з демодулятора. Розмах сигналу при цьому узгоджується з діапазоном вхідних напруг АЦП. Для прийому сигналів 16-КАМн, 32-КАМн та 64-КАМн достатньо АЦП, який має 8 двійкових розрядів, а для прийому 256-КАМн необхідно 9 двійкових розрядів. Дискретизація виконується з частотою канальних символів, тобто коло 7 МГц. Тактові імпульси ТІ формуються в демодуляторі.
Поступаючий на демодулятор цифровий сигнал перетворюється в сигнал квадратурних складових I і Q, по яким відновлюються канальні символи. Потім з цих символів формуються байти вихідного потоку даних. Наприклад, у випадку 64-КАМн з 4 шестибітових канальних символів формуються 3 вихідних байти. В демодуляторі відновлюються частота несучої (перенесена в діапазон ПЧ) і тактові імпульси канальних символів,які використовуються, як в самому демодуляторі, так і в попередніх блоках.
Потім потік даних поступає в блок корекції помилок (Коректор помилок), в якому відбувається деперемеження і декодування кода Ріда-Соломона. В результаті відновлюються розміри транспортних пакетів (по 188 байтів) і вихідний порядок слідування байтів в пакетах.
Далі потік даних поступає на дескремблер. Дескрембльований транспортний потік приходить на демультиплексор (ДМП), в якому із транспортного потоку вибираються пакети, які відносяться до обраної програми, і формуються елементарні потоки відео, звукового супроводження і даних. Управління дескремблером і демультиплексором здійснює контролер. Демультиплексор обирає з транспортного потоку пакети з таблицями програм (РАТ) і передає їх на контролер, який забезпечує відображення інформації про програми в транспортному потоці на екрані. По командам користувача обирається одна з програм, і дані о РІD пакетів, що відносяться до цієї програми, передаються в демультиплексор, щоб у подальшому обирати ці пакети. Допоміжні дані до обраної програми (субтітри і т.і.) поступають з демультиплексора на контролер, який передає їх далі на блок відтворення додаткової інформації.
Контролер пов'язаний також з системою умовного доступу (СУД), яка включає засоби, що забезпечують доступ користувачів до платних програм, за які він заплатив. Дані для дескремблювання програм передаються у відповідних пакетах транспортного потоку. Для дескремблювання безкоштовних програм і пакетів з інформацією загального користування додаткові дані не потребуються.
Елементарні потоки відео і звуку з демультиплексора поступають на відповідні декодери MPEG-2. На виходах декодера відео формуються сигнал яскравості та кольороворізницеві сигнали в цифровій формі у відповідності до Рекомендації 601. Ці сигнали поступають на ЦАП (блок ЦАП містить 3 ЦАП), де перетворюються в аналогову форму та виводяться на роз`єми задньої панелі ресиверу.
18 лютого 2008 року було оголошено, що протягом 2008 року буде розроблено друге покоління стандарту DVB-С стандарт DVB-C2. Всі пропозиції, включаючи програми моделювання і патенти, повинні були бути надані до 16 червня 2008 року.
Результати Дослідження Процесу DVB-C2 ясно дали зрозуміти, що технології вже дозволяють нам випустити цифрове телебачення стандарту DVB-C2 і поліпшити його настільки, що подальші поліпшення не виправдають введення навіть третього покоління стандарту цифрового кабельного мовлення. (DVB-C2 CfT)
За допомогою сучасних програм моделювання та методів кодування стандарт DVB-C2 повинен було запропонувано на 30% більш ефективне використання спектру мовлення при тих же самих умовах, то і у його попередника, і, як наслідок, збільшення пропускної спроможності на 60% у порівнянні з мережами HFC.
Остаточні специфікації стандарту DVB-C2 були затверджені у квітні 2009 року Радою Директорів DVB.
Стандарт DVB-C2 дозволяє підтримувати пропускну здатність каналу 83.1 мегабіт/с при полосы частот 8 МГц з використанням модуляції 4096-QAM; подальші поліпшення дозволять підтримувати пропускну здатність каналу до 97 мегабіт/с і 110.8 мегабіт/с на канал з використанням модуляції 16384-QAM і 65536-AQAM відповідно.
Якщо в DVB-C максимально можна використовувати 256 QAM, то в DVB-C2 додаються розмірності 1024 і 4096 QAM.. На рис. 12 вказані рівні відношення сигнал/шум, необхідні для прийому, квазисвободного від помилок. Ці рівні лежать в межах приблизно від 10 до 35 дБ, причому спектр допустимих модуляцій і схем кодування дозволяє підбирати їх під потрібний сигнал /шум з кроком близько 2 дБ.
Основною відмінністю DVB-C2 від DVB-C є застосування OFDM замість однієї QAM-модульованої несучої. Завдяки добре відомою, перевіреної на практиці стійкості до різних видів канальних спотворень (наприклад, багатопроменевим відбиттям або вузькосмуговим перешкодам), OFDM застосовується більшістю сучасних одно - і двонаправлених технологій передачі. Що стосується сімейства DVB, то OFDM спочатку було використано в ефірному стандарті першого покоління DVB-T, а потім його параметри розширили і удосконалили у стандарті DVB-T2. Набір COFM-параметрів, використаний у новому ефірному стандарті, цілком відповідає і вимогам передачі в кабелі, тому він був перенесений також і в DVB-C2. Завдяки спільності COFDM-параметрів та значної кількості інших загальних блоків, створення чіпів, що поєднують функціональність ефірного та кабельного стандартів, не призведе до істотної надмірності порівняно з одностандартными чіпами.
У результаті DVB-C2 підтримує запозичений в DVB-T2 режим 4К з тривалістю корисного OFDM-символу 448 мкс і двома варіантами захисних інтервалів -- 1/64 і 1/128. Більш того, DVB-C2 використовуються ті ж схеми розподілу пілот-сигналів, що дозволяє застосовувати в обох систем єдиний блок оцінки якості каналу.
У той же час, на відміну від ефірного стандарту, DVB-C2 не повинен підкорятися жорсткої частотної сітці. Так як кабельна мережа являє собою закриту екрановану середу, то немає необхідності координувати використання її спектра з ефірними присвоєннями. Навпаки, можна гнучко адаптувати смугу каналу під свої конкретні потреби. Застосування OFDM замість однієї модульованої несучої як раз і є ключовим чинником, що забезпечує цю можливість. Ширина каналу визначається виділенням йому певної кількості OFDM-піднесучих. А характеристики вхідного фільтра і системний годинник залишаються практично незмінними. Такий підхід дозволяє розширити смугу переданого сигналу для розміщення в ньому більшої кількості послуг. Щоб не ускладнювати і не здорожувати абонентське обладнання, передбачається сегментований прийом таких каналів. Цей підхід використовується в японській системі ефірного телебачення ISDB-T. Приймач зі стандартною смугою пропускання може витягти з широкого пакету тільки ту частину, яка містить прийняту в даний момент послугу, а смуга, займана цією частиною, ніколи не перевищує 8 МГц.
Кожен кадр C2 починається з преамбули, що складається з одного або більше OFDM-символу і виконує дві основні функції. З одного боку, вона забезпечує надійну тимчасову і частотну синхронізацію OFDM-сигналу і самої структури. Для цієї мети в преамбулу вводиться особлива послідовність пілот-сигналів, модулююча кожну шосту OFDM-піднесучу символів преамбули. З іншого боку, преамбула містить сигналізацію 1-го рівня (L1), необхідну для декодування потоків даних і міститься в них корисної інформації. Преамбула складається з циклічно переданих блоків сигналізації L1, повторюваних у кожній смузі 7,61 МГц широкого каналу. Фіксоване розташування блоків L1 і їх повторення з кроком 7,61 МГц забезпечують їх прийом при налаштуванні тюнера на будь-8 МГц із займаного кадром діапазону. Як показано на рис. 3, при переході до частот-ному поданням сигналу (тобто після прямого перетворення Фур'є) приймач має можливість розмістити отримані ним поднесущие в потрібному порядку і відновити всю міститься в преамбулі інформацію. Причому навіть втрата кількох піднесучих помітно не вплине на роботу системи, так як сигналізація передається в дуже стійкому режимі. В відміну від блоків сигналізації L1, шари не повинні вписуватися в жорстку частотну сітку і можуть бути розташовані всередині потоку абсолютно довільно. Єдина вимога -- щоб ні один шар по ширині не перевищував 7,61 МГц. Саме тому сигналізації L1 повинна бути доступна при налаштуванні на будь-частотний сегмент вхідного потоку.
Така схема дозволяє точно підлаштувати відводиться шару смугу під швидкість переданого в ньому потоку. Наприклад, супутникові потоки з дуже різними бітовими швидкостями можуть бути перенесені в потік DVB-C2 без необхідності забивати зайве місце стафинговими бітами або ремультиплексировать транспортний потік MPEG-2 TS. Шар може формуватися до тих пір, поки не будуть заповнені всі поднесущие OFDM-сигналу. Розміщення та ширина кожного шару можуть змінюватися від кадру до кадру, але це не тягне за собою необхідності перебудовувати приймач. Сигналізація в блоках L1 містить не тільки початкову та кінцеву частоту шарів, переданих в кадрі, але також і оптимальну частоту настройки для приймання цього шару. Тобто передавач може змінювати параметри шарів від кадру до кадру в рамках заданої йому смуги прийому.
2.6 Загальні відомості про системи супутникового телебачення стандарту DVB-S
Супутникова (SAT) TV мовлення було і залишається самим швидким, надійним і економічним способом подачі TV сигналу високої якості в будь-яку точку великого простору.
Всі мовні штучні супутники Землі (ШСЗ) розміщуються на так званій геостаціонарній орбіті (ГО) - круговій орбіті заввишки ~36000 км в площині екватора. Перебуваючи на ГО, супутник нерухомий відносно поверхні Землі, т.к. обертається з тією ж кутовою швидкістю, що і Земля. Зона видимості геостаціонарній ШСЗ - близько однієї третини земної поверхні.
Для SAT мовлення виділені спеціальні ділянки радіочастотного спектру в сантиметровому діапазоні хвиль, де допускається підвищена щільність потоку потужності з ШСЗ. Найбільш освоєний ділянку Ku-діапазону з частотами 11,7...12,5 ГГц. Передавальна потужність ШСЗ в даній точці прийому прийнято характеризувати еквівалентної ізотропної випромінюваною потужністю (Р ЕІВП), що представляє собою твір вихідної потужності передавача ШСЗ на коефіцієнт підсилення передавальної антени в цьому напрямку. ЕІВП зазвичай виражається в дБВт (dBW) і зазвичай становить 45...60 dBW. У сусідніх діапазонах 10,7...11,7 ГГц і 12,5...12,75 ГГц віщають супутники так званої фіксованої супутникової служби з типовими значеннями ЭИИМ 38...52 dBW.
...Подобные документы
Розрахунок швидкості цифрового потоку та потужності передавача. Вимоги до способів модуляції. Квадратурна амплітудна та фазова модуляція. Спосіб частотного ущільнення з ортогональними несучими. Стандарт кодування з інформаційним стисненням MPEG-2.
курсовая работа [213,4 K], добавлен 23.08.2014Математичні моделі, параметри та енергетичні характеристики амплітудно-модульованих (АМ) сигналів. Осцилограми модулюючого сигналу при різних значеннях коефіцієнта модуляції. Спектральна діаграма АМ-сигналу при однотональній та багатотональній модуляції.
реферат [158,8 K], добавлен 08.01.2011Розробка структурної схеми системи цифрового зв’язку для заданого виду модуляції та способу приймання повідомлення. Пропускна здатність двійкового каналу. Аналіз результатів та рекомендації щодо їх покращення з метою підвищення рівня завадостійкості.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.08.2012Вивчення параметрів частотно-модульованих сигналів (девіація, коефіцієнт модуляції). Аналіз ширини спектру частотно-модульованого коливання в залежності від коефіцієнта модуляції. Використання частотних демодуляторів у техніці зв’язку, розрахунок схеми.
дипломная работа [763,9 K], добавлен 23.01.2010Аналіз статистичних характеристик і параметрів переданого повідомлення. Характеристики і параметри сигналів широко-імпульсної модуляції. Врахування перешкод в лінії зв’язку. Розрахунок характеристик приймача. Вибір схем модулятора і демодулятора.
курсовая работа [173,3 K], добавлен 22.11.2009Розробка структурних схем мереж проводового мовлення. Розглянуто вузол проводового мовлення триланкової мережі з централізованим живленням розподільчої мережі. Розробка структурних схем опорної підсилювальної станції та трансформаторної підстанції.
курсовая работа [41,6 K], добавлен 08.08.2013Перший досвід передачі мови і музики по радіо методом амплітудної модуляції. Умови розповсюдження волневого діапазону і характер зміни цих умов від дня до ночі. Найбільш використовуваний діапазон у випадках аварії, терміновості та забезпечення безпеки.
презентация [4,1 M], добавлен 13.05.2014Супутникове телебачення як система передачі телевізійного сигналу від передавального центру до споживача через штучний супутник Землі. Схема облаштування житлової квартири. Перелік обладнання та матеріалів, що використовуються в ній. План телебачення.
контрольная работа [49,8 K], добавлен 05.02.2015Історія та апаратна база супутникового телебачення. План квартири та орієнтація її відносно сторін світу. Використовування штучних супутників землі для передачі телевізійних програм. Планування економічного бюджету плану супутникового телебачення.
научная работа [23,5 K], добавлен 05.02.2015Формирование современной инфраструктуры связи и телекоммуникаций в Российской Федерации. Направления развития цифрового, кабельного и мобильного телевидения. Наземные и спутниковые сети цифрового телерадиовещания. СЦТВ с микроволновым распределением.
контрольная работа [230,9 K], добавлен 09.05.2014Загальна характеристика цифрового телебачення. Структурна схема зовнішнього кодера. Облік часової надмірності. Внутрішнє пересортування і формування модуляційних символів. Принцип роботи блоку обробки цифрового сигналу. Формування модуляційних символів.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 07.05.2012Загальна характеристика синхронного цифрового обладнання, основні методи перетворення та інформаційна структура, короткий опис апаратури мереж та основні аспекти архітектури. План побудови транспортної мережі на основі синхронного цифрового обладнання.
курсовая работа [677,0 K], добавлен 07.05.2009Порівняльна характеристика супутникових антен та конверторів. Схема облаштування житлової квартири та розробка плану підключення антени. Оцінка загальної вартості встановлення супутникового телебачення для квартири, при підключенні трьох телевізорів.
контрольная работа [8,6 M], добавлен 05.02.2015Аналіз спектральних характеристик сигналів, які утворюються у первинних перетворювачах повідомлень. Основні види модуляції, використання їх комбінації. Математичні моделі, основні характеристики та параметри сигналів із кутовою модуляцією, їх потужність.
реферат [311,6 K], добавлен 10.01.2011Загальні відомості про системи передачі інформації. Процедури кодування та модуляції. Використання аналогово-цифрових перетворювачів. Умови передачі різних видів сигналів. Розрахунок джерела повідомлення. Параметри вхідних та вихідних сигналів кодера.
курсовая работа [571,5 K], добавлен 12.12.2010Вимірювання напруги. Принцип роботи цифрового вольтметру. Структурна схема цифрового вольтметра. Основні параметри цифрового вольтметра. Схема ЦВ з час-імпульс перетворенням та часові діаграми напруг. Метод час-імпульсного перетворення.
контрольная работа [84,9 K], добавлен 26.01.2007Построение графиков амплитудного и фазового спектров периодического сигнала. Расчет рекурсивного цифрового фильтра, цифрового спектра сигнала с помощью дискретного преобразования Фурье. Оценка спектральной плотности мощности входного и выходного сигнала.
контрольная работа [434,7 K], добавлен 10.05.2013Факторы, сдерживающие развитие цифрового телевидения в разных странах. Перспективы дальнейшего развития цифрового радиовещания. Организация наземного, спутникового и кабельного телевизионного вещания. Компенсация помех многолучевого распространения.
курсовая работа [46,6 K], добавлен 06.12.2013Принцип роботи радіомаяка VOR-4000. Схема розміщення апаратури радіомаяка. Основні технічні характеристики радіомаяка VOR-4000: точність вимірювання азимута; частота модуляції та сигналу розпізнавання. Функціональна схема одного комплекту радіомаяка.
реферат [188,1 K], добавлен 26.02.2011Аналіз чинників, що впливають на рівень внутрішньо-системних завад систем мобільного зв’язку. Переваги технології цифрового діаграмоутворення. Закордонні концепції побудови систем мобільного зв’язку. Завадозахищеність телекомунікаційних магістралей.
реферат [9,4 M], добавлен 11.08.2009