Джакония В.Е. Телевидение (4-е изд., 2007) (1143033), страница 124
Текст из файла (страница 124)
В отсутствие сигнала изображения промодулированныИ сигналом дисперсии ЧМ сигнал имеет равномерный энергетический спектр, Совместное действие модулирующего ТВ сигнала и напряжения дисперсии обеспе ггивает нри больших девиациях частоты снижение мощности ЧМ сигнала в полосе 4 кГц по сравнению с немодулированной несущей на 30 .36 дБ для разных размахов сигнала дисперсии. ГЛАВА 19. Спутниковое телевизионное вещание 537 Аналого-цифровые сигналы спутникового телевидения типа МАС (см. гл. 13). Системы цветного ТВ типа МАС являются альтернативными системам с композитной упаковкой (частотным уплотнением) сигналов цветного телевидения применительно к каналам ЧМ в спутниковом вещании.
1хак известно, композитные системы ХТБС, РАЬ и БЕСАМ были разработаны более 40 лет назад. Их технические решения были ориентированы на передачу методом АМ и обеспечение совместимости между системамп черно-белого и цветного телевидения. Это привело к введению цветовой поднесущей в верхнюю часть полосы частот сигнала яркости, так что цветовая информация оказалась совмещеняой' по полосе с высокочастотной информацией о яркости.
Именно присутствие этой цветовой поднесущей создает наиболее существенные ограничения качества сигналов композитных систем, заключающиеся в перекрестных помехах, повышенной восприимчивости к шумам в канале ЧМ и искажениям типа «дифференцивльное усиление» и «дифференциальная фаза». Перекрестные помехи яркость — цветность и цветность — яркость проявляются как ограничение эффективной ширины полосы частот яркостного и цветоразностного сигналов для сравнительно низких значениИ (3,5 и 1 МГц для РА1 и примерно 2,8 и О,б МГц в системе МТБС). При использовании в ЧМ канале систем с частотным уплотнением на сигнал цветности воздействует бблыпая мощность шума, приходящаяся на единицу полосы частот, чем на сигнал яркости, изза треугольного характера распределения шумов по частоте. После демодуляции вследствие этого нарушается равновесие между шумовыми характеристиками канала яркости и цветности и существенно ухудшается субъективное восприятие изображения.
Новая система компонентного кодирования в ее разных модификациях была разработана г учетом этих основных недостатков композитных систем и в соответствии г характеристиками канала ЧМ спутникового вещания. Общим для всех модификаций систем МАС является то, что сигнал яркости и один нз цветоразностных сигналов активной строки раздельно сиеимаются во времени и размещаются последовательно в пределах строки для образования сигнала с временным уплотнением аналоговых компонентов. Два сжатых во времени цветоразностных сигнала передаются в чередующихся строках таким образом, чтобы свести к минилзуму необходимые коэффициенты с>патия всех сигналов и таким образом снизить уровень шумов преобразования во времени.
Прн приеме сигнала МАС яркостные и цветностные составляющие восстанавливаются в декодере МАС посредством декомпрессии в памяти на строку без проявления перекрестных помех и без нарушения равновесия в зашумлении сигналов яркости и цветности каналом ЧМ. В сравнении с композитнымн системами )чТБС, РА), БЕ1~АМ 538 л4АСТЫ з'. Телевизионное вещвние коллпонентные систеллы МАС в нолэинальпой пологе спутникового канала (8,4 МГц до ЧМ) способны передать изобрюкение., близкое по качеству к цифровому стандарту студии 4:2:2. Так, для 02-МАС лз|х = 5,6 МГц: Ьг", = 2.4 МГц. В настоящее время в спутниковых каналах СТВ-12 ГГц в основном применяются систеллы 02-МАС и В-МАС, общим в которых является использование частотноИ модуляции для аналоговоИ и цифровой частей сигналов, что упрощает рвдиотракты ретранслятора спутника и наземного приемника, а различие заключается в способах передачи цифрового потока данных и звука (импульсно-кодовая модуляция, либо адаптивная дельта-модуляция со средней скоростью около 1.,6 Мбит/с).
Поскольку сигналы изображения и цифровых данных последовательно во времени в этих системах частотно модулируют несущую спутникового канала, в них для повышения отношения сигнал/плулл применяют частотные предысквжения и частотную коррекцию, как и в композитных системах. Для рассеяния энергии в спектре излучения также используется известныИ сигнал дисперсии треугольной формы кадровой частоты для видеосигнала и осуществляется скремблирование (перемешивание) цифрового потока в виде псевдослучайной последовательности битовых импульсов. Цифровые сигналы спутникового телевидения.
Современное спутниковое цифровое вещание телевизионных программ применяет для сигналов с высоким уровнем сжатия информации типа МРЕС-2 (см. гл. 13) относительную квадратурную фазовую манипуляцию (ОКФМн), в которой достигается четырехпозиционная фазоввя манипуляция несущей канала. Для этого распараллеленным транспортным потоком манипулируются две несущие, находящиеся в квадратуре (ортогональные). В итоге модулированная несущая канала имеет фазу, представленную двухбитовой комбинацией, за счет чего может быть снижена битовая скорость потока, т.е. сокращена полоса пропускания канала.
Таким образом, в сравнении с аналоговым спутниковым каналом, где одна телевизионная программа занимает транспондер с полосой 27...36 МГц, стандарты МРЕО-2 и ОКФМн позволяют разместить в таком канале четыре программы студийного качества (9 Мбит/с) или 6 — 8 программ бытового качества (типа Б-Ъ'НЯ). В звуковой части стандарт МРЕС-2 попдерживает до пяти полных широкополосных каналов или до семи ллногоязычных комментаторских каналов. В цифровом телевидении, использующем сигналы с высоким уровнем сжатия информации, необходимо применять эффективное обнаружение и исправление ошибок.
Кроме того, для улучшения ЭМС спутниковых каналов ТВ вещания необходимо обеспечивать рассеяние энергии спектральных составляющих в полосе канала согласно рекомендациям Регламента радиосвязи для РСС и ФСС. Для ГЛАВА 19. Спутниковое телевизионное вешание этого транспортный поток цифровых данных подвергается псевдослучайному двоичному скремблированню на передаче так хге, как зто происходит в цифровых потоках данных систем МАС прн заданных значениях ППМ в зовах обслуживания. Обнаружение и исправление ошибок в битах транспортного потока осуществляется с помощью кода Рида — Соломона в пакетах транспортного потока., а также сверточным перемехсением и сверточным кодированием.
Очевидно, что эти меры реализуются за счет введения избыточности в транспортный поток и тем самым уменьшения пропускной способности канала. Степень увеличения избыточности от последних двух мероприятий можно регулировать в зависимости от мощности передатчика, размера антенны и желаемого качества транслируемого изображения. 19.4; Прием сигналов СНТВ Современное состояние спутникового телевизионного вещания характеризуется использованием в транслируемых ТВ программах аналоговых сигналов типа МТЯС, РАБ, БЕКАМ, аналого-цифровых сигналов типа МАС методом ЧМ с номинальноИ полосой радиоспектра ЧМ вЂ” 27 МРц. Цифровое спутниковое ТВ вещание по системе МРЕС-2/ПНП-Я, начатое существенно позже упомянутых выше аналоговых систем для совместимости встроено в существующий частотный план распределения ТВ каналов, принятый ВАКР-СТВ для РСС и ФСС.
Поэтому приемная установка спутникового вещания для аналоговых или цифровых программ будет иметь отличие только в демодуляторе и декодирующем устройстве, которые должны обеспечить на выходе низкочастотные сигналы видео и звука в стандарте наземного вещания (МТЯС, РА1, БЕКАМ). Приемник спутникового ТВ представляет собой комплект устройств для приема ТВ радиосигналов с телекоммуникационных спутников или спутников вещания.
Он состоит из наружного блока, ко- торыИ содерхсит антенну и конвертор ~аскоты, и внутреннего блока, называемого тюиером, а также (при индивидуальном приеме) стандартного ТВ приемника (см. рис, 19.7). При коллективном приеме абонентам догтанляются программы вещания от общей приемной установки с помани,ю наземной системы распределения, кабельноИ либо эфирной (с передатчиком малой мощности). Для приема ТВ со спутников широкое применение нашли простые осесимметричные параболические антенны и антенны с вынесенным облучателем.
Такая антенна состоит из рефлектора в виде фрагмента параболической поверхности н источника излучения (облучателя), размещенного в фокусе рефлектора. Параболическая поверхность обладает тем свойством, что пучок лучей, падающих на рефлектор параллельно его оси, после отражения пересекается в одной точке, называемой' фокусом.
540 ЧАСТЬ 1М. Телевизионное вещание В документах ВАКР-СТВ для НТВ рекомендуется применять параболические антенны диаметром около 0,9 м с усилением около 38,5 дБ на частоте 12 ГГц и шириной диаграммы направленности (ДН) по уровню половинной мощности около 2'. Прави.пьно спроектированная антенна имеет шумовую температуру в пределах 40...80 К в условиях чистой атмосферы. В условиях сильного поглощения электромагнитной волны в атмосфере (свыше 10 дБ) шумовая температура антенны приближается к физической температуре окружающей среды, т.е, к 290 К.
Влияние Солнца на шум антенны велико и непостоянно во времени. Добротность приемной системы (коэффициент добротности С(Т) зависит от диаметра и шумовой температуры антенны, а также от коэффициента шума приемника (конвертора). Если известны значения двух последних параметров, то днаметр антенны, определяющий мощность сигнала на входе приемника, можно определить из таблицы зависимостей Р = р(С(Т;Е) для приема сигналов с вещательных спутников (Р = 0,20...1,23 м при С(Т = 15 ..25 дВ и Г = 1,0...3,0 дБ), приведенной в [88).