Джакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение (4-е издание, 2007) (1143036), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Этот процесс называется канальным кодированием (см. п. 13.1.2). В транспортный поток включается также программная информация (Ргойгагп Брес!Ис 1п1огша!!оп, РЯ1). Стандарт МРЕС-2 предполагает передачу в составе транспортного потока четырех видов специальных данных, так называемых таблиц, содержащих информацию о передаваемых программах: это таблица соединения программ (Ргобгаш Аязом!!оп ТаЫе, РАТ), таблица плана программ !! гобгагп Мар ТаЫе, РМТ), несущие информацию о том, какие нлгепно программы н под какими номерами передаются в данныИ момент п составе транспортного потока, а также таблица сетевоИ информации (Х< бвог!с 1пЕоггпаг!оп ТаЫе, 1ч1Т) н таблица условного доступа (Сонг!!!гогга1 Ассезз ТаЫе, САТ) ~32, 33).
305 ГЛАВА ГЗ. Аналого-цифровые и цифровые системы В Г 13.1.2. Канальное кодирование Как известно, само по себе представление сигнала в цифровой форме еще не означает повышения помехоустойчивости передачи по сравнению с аналоговым сигналом. В свою очередь, последствия воздействия помех на цифровой сигнал зависят от того, какая его часть поражена помехой.
Ошибка, которая может появиться, например, при передаче старшего разряда кодового слова; может иметь более серьезные последствия для качества передаваемого изображения, чем ошибка при передаче одного элемента изображения в аналоговом телевидении. В процессе передачи информация подвергается кодированию. Существуют разные способы кодирования, предназначенные для решения требуемых задач.
Например, есть способы кодирования для исключения несанкционированного получения информации, существуют и другие задачи кодирования. В гл. 5 речь шла о так называемом «кодировании» источника, т.е. о таком кодировании, которое имеет основной целью сокращение цифрового потока при передаче на основании свойств источника информации. Существует еще и так называемое «канальное кодирование». Оно позволяет, зная статистические свойства помех, закодировать передаваемую информацию таким образом, чтобы отрицательные последствия от действия помех были минимальны.
Канальное кодирование, таким образом, необходимо исключительно для повышения помехоустойчивости передачи информации на приемную сторону. Принцип канального кодирования заключается в использовании специальных кодов, предполагающих добавление к передаваемому сигналу избыточной информации. Простейший пример такого кодирования — добавление к передаваемому кодовому слову дополнительного разряда, позволяющего осуществить так называемую «проверку на четность». Однако эта проверка является достаточно примитивной — она позволяет лишь обнарулсить наличие ошибки в передаваемой кодовой последовательности, но не скорректировать ее. Существуют коды, позволяющие не только обнаруживать ошибки при передаче, но и исправлять их [34] (рис.
13.3). Коды, корректирующие ошибки передачи, применяются последовательно, с учетом их различных свойств и способности корректировать ошибки различного характера. При этом код, применяемый на передающей стороне первым, должен декодироваться на приемной стороне в последнюю очередь. Такой код называется внешним Соответственно код, применяемый на передающей стороне последним и декодируемый в приемном устройстве в первую очередь, называется внугпренним.
Возможная последовательность операций по отношению к передаваемому цифровому ТВ сигналу для коррекции ошибок передачи, показана па рис. 13.4. Применение несколы их канальных кодеков позволяет поныл ить помехозащищенность передачи и, что очень важно, — кор- 20 30Г т1АСТЫ11. Системы цветного телевидения Избыточная информация Помеха Демоду- Канальный Выход лятор декодер Канал передачи Рис. 13.3. Принцип канального кодирования нний Входные ~ Внеш данные ] коде ний Внутренни декодер Рнс. 13.4. Коррекция ошибок в цифровом 1 В сигнале ректировать так называемые «пакетные» ошиГэхв, которые представляют собой гюследовательность большого количества идущих друг за другом ошибочных посылок, Например, благодаря использованию буферной памяти между внешним и внутренним канальнымн кодеками и чередованию направлений записи в память и считывания из нее достигается «перемежение» симво.чов и возможность корр кцни сравнительно большой пакетной ошибки.
Биты передавадмг й информации, которые перед передачей были смежными во времени, в результате такого перемежения удаляются друг от друга, в процессе передачи по каналу с помехами. На приемной стороне также имеется буферная память, осуществляющая «обратное» перемежеиие. Это происходит до поступления сигнала на декодер внешнего кода. В качестве внегцнего кода обычно используется код Рида- Соломона (Веет)-Яо!ошоп-Сог1е, ЕВ), который требует двух проверочных символов на одну исправляемую ошибку [34]. В процессе кодирования кодом Рида-Соломона, используемым для передачи цифрового ТВ сигнала, вл кя.кдый пакет общего транспортного потока длиной 188 байт добавляе г< я 18 проверочных байт.
Получается новый пакет, годер кащий необходимую избыточность и имеющий длину 204 байта. Это позволяет исправить 8 байт, искаэкенных помехой в процессе ш редачи. Такой код в литературе обозначают (204, 188, 8) ]35]. Внутроннее кодирование также часто осуществляют с полющью гнсрттгшых кодов.
Более подробную информацию о помехоустойчивом кодировании, использующем коды Рида — Соломона и сверточные колы, можно найти в ]34, Зб, 37]. 3И7 ГЛАВА 13. Аналого-цнфровые н цифровые системы ГАЕТ 13.1.3. Цифровые способы модуляции Свойства цифрового сигнала, рассмотренные в гл. 5, не позволяют передавать такой сигнал по каналу связи непосредственно, т.е. «в первичноИ полосе частот» из-за слишком высокой скорости передачи, оценнваемоИ в сотни мегабит в секунду.
Кроме того, существующие сети ТВ вещания (спутниковые, кабельные пли наземные), .как правило, построены по принципу частотного уплотнения. Поэтому сигнал, предяазначенный для передачи по такии сетям, должен быть точно ориентирован в принятой системе организации частотных каналов (33). Следует также иметь в виду, что передаваелгый сигнал должен быть энергетически сосредоточен в определенной ограниченной области спектра.
Как правило, несущей (модулнруемой) частотой является гармопическиИ сигнал. Изменяемыми параметрами в таком случае мо:ут быть его амплитуда, частота и фаза. Воли модулнрующий сигнал имеет цифровую природу и изменяется дискретно, прннимая фиксярованные значения, то понятие «модуляция» иногда заменяется понятием «манипуляция». Передаваемый сигнал, таким образом, в результате модуляции мозкно представить в следующей форме: У(1) = (Амплитуда) соз(2х( Частота)1 + (Фаза)].
1Лспользование для передачи сигналов цифрово1о телевидения различных видов модуляции, как известных, так и относительно новых, позволяет одновременно увеличить количество передаваемой информации в единипу времени, сократить используемую полосу частот и повысить помехоустойчивость Т13 свстемы. В цифровом телевидении может применяться амплитудная модуляция (АМ), в иностранной литературе применительно к цифровому сигналу называемая АЯК (Ашр!11пде Я11111 Кеушй); частотная модуляция (ЧМ), ее обозначают также РЯК (Ргег1пепсу ЯЫ11 Кеу1пк), и фазовая модуляция (ФМ), англоязычное обозначение РЯК (РЬвзе ЯЫЙ Кеу1пИ). На рис. 13.5 иллюстрируется принцип работы каждого из при- МЕНЯЕМЫХ ВИДОВ Л1ОДУЛЯЦИИ ДЛЯ ДВУХПОЗИЦИОННОГО МОДУЛИРУЮЩЕГО сигнала, т.е. когда каждое состояние сигнала. передает один бит информации.
На рисунке также даны графики, поясняющие изменение сигнала во времени. Демодуляция рассмотренных сигналов достаточно проста в техническом отношении, и для ее осуществления известно много способов. Качество того или иного способа модуляции при передаче цифровых сигналов оценивается обычно по следующим критериям: ° эффективности использования частотного спектра; ° минимально необходимого отношения сигнал/помеха; ° стойкости к ухудшению условий приелга на отдельных частотах. Эффективность использования частотного спектра увеличивается с увеличением числа состояниИ, которые может принимать сигнал 20' 308 *аАСТЫП.
Системы цветного телевидения Рис. 13.5. Виды модуляции при двух- позиционном модулирующем сигнале при передаче одного символа. Если модулирующим сигналом является сигнал, в котором каждый символ передается не двумя, а ббльшим количеством возможных его значений, то количество информации, передаваемое с каждым символом, возрастает.
Такие значения обычно выбираются равными 4, 16, 32, 64, 128 и т.д., т.е. как ряд 2", где и — число возможных состояний передаваемого или модулирующего сигнала во время передачи одного символа. Эта эффективность оценивается величиной, измеряемой в битах в секунду на один герц (бит/с/Гц). Такая размерность показывает, что в данном случае оценивается скорость потока, приходящаяся на единицу частоты, Чем выше количество информации, переносимое одним символом, тем выше число возможных состояний, которое может принять изменяемый в процессе модуляции параметр модулируемого сигнала (виды модуляции с большим числом таких состояний называют мпогопозиционньыаи), и соответственно тем выше эффективность использования частотного спектра. Однако, чем большее число состояний мо'кет принимать модулирующий сигнал, тем меньше существует отличий в параметрах этих состояний, а значит, демодуляция такого сигнала в условиях помех может стать затруднительной.
Поэтому эффективность использования частотного спектра обычно связана с возможно достилсимым отношением сигнал/помеха, и при выборе этих параметров необходим компромисс. Ухудшение условий приема на отдельных частотах — распрогзцнгнсипое явление„особенно в спутниковом или наземном телевизионном псщапин. Такие ухудшения (замирания) обычно возникают пш таино, нх природа связана с распространением радиоволн. Онн шюннканп обычно на определенных частотах, и в этом смысле широ- 300 ГЛАВА аз. Аналого-цифровые и цифровые системы ЦТ Внв ' Рис. 13.6. Пренцнп амплнтуднон модуляции: а — векторное н б — спектральное представление б1 у кополосные виды модуляции имеют преимущество, так как при затруднении передачи сигнала на определенных частотах спектра потери информации оказываются меньше.
Следует отметить также, что в условиях мобильного приема на частоту принимаемого сигнала оказывает также влияние относительная скорость взаимного перемещения передатчика и приемника. Этот эффект, известный как эффект Доплера, накладывает определенные ограничения на допустимое значение этой скорости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
