Джакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение (4-е издание, 2007) (1143036), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Таким образом, время, затрачиваемое на передачу одного символа ОР17М, состоит из интервала передачи полезноИ информации и защитного интернала: 319 1ЛАВА 13. Аналого-цифровые н цифровые системы ЦТ Цн ал Рис. 13.18. Формирование сигнала ОРОМ Радио- сигнал цнфроа поток ОГ<1М Рис. 13.19. Формирование радиосигнала ОРОМ с помощью обра< ного бы- строго преобразования Фурье ся способ модуляции ОГПМ при небольшом количестве п<ч ущпх, однако применительно к передаче цифрового ТВ сигнала коли и ство несущнх частот на выходе модулятора может состаиптгть несколько тысяч, поэтому при построении модулятора было нпйдгпо оригинальное решение, позволившее избея<ать изготовления такой мшь гокапальной системы передачи.
Дело в топ<, что кюкдю< шч ущая ответственна за соответствующую часть общего спектра гнгпала па выходе модулятора. В радиотехнике известен прием гин г<" и гложного <.игнат«из отдельных гармонических составляющих. Таким приемом является обратное преобразование Фурье.
Сущ<гщ<у<от хорошо отработанные алгоритмы, позволя<ощие испольпш;сп, такие преобразования в минимальное время и с минимальными вычис,ительпыми затратами. На рис. 13.19 показан пример формировании сигнала ОЕЛМ с помощью обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ), которому подвергается входной цифровой поток. По<.че ОВПФ обе части вычисленного преобразования, вещественная и мнимая, пе1зеводятся и аналоговую форму, проходя ЦАП и ФН'1 для удаления высокоча<тготных продуктов, затем поступают в преобразователь частоты., где умноя<аются соответственно иа основной и квадратурный сигпалы— гармоническое колебание частоты 1п.
Это позволяет после сумматора получить спектр сигнала ОРОМ, смещенный ва частоту 1п. Такая <дп рация соответствует преобразованию частоты, необходимому при <«орл<ировап«и радиосигнала для выбранного канала вещания (39~. Следует отметить, что данный способ людуляции имеет еще один 320 с1АСТЫП. Системы шаетного телевидения Поднесутпне ОРОМ Спектр помехи Рис. 13.20. Воздействие помех пре передаче сигнала ОРОМ «резерв» повышения помехоустойчивости. В процессе формирования передаваемого сигнала, содержащего несколько несущих, моясет оказаться так, что следующие друг за другом последовательно во времени символы модулируют соседние по частоте несущие. Это обстоятельство неблагоприятно влияет на устойчивость такой системы передачи к помехам, порзлсающим сразу определенный диапазон частот (рис.
13.20). Один из вариантов способа модуляции ОгьтМ, известный под названием СОРОМ 1Сос)ед Отп йойопа! Ргег1пепсу В)у1з)оп МпИр1ех), предполагает «перемешивание» передаваемых символов во времени таким образом, что следующие друг за другом символы полезной информации на передающей стороне модулируют те несущие, номера которых предписываются специальной заранее определенной последовательностью. Эта последовательность точно выдерживается на передающей стороне и, в обратном порядке — в приемном устройстве. Такая мера позволяет сделать данный способ передачи информации практически нечувствительным к различного рода замираниям, а также помехам, исключающим на короткое время возможность использования какого-либо участка диапазона частот.
В целом, рассмотренный способ модуляции ОЕВМ, безусловно, не лишен недостатков — он достаточно сложен технически, кроме того, при его использовании сложно решается вопрос синхронизации. Однако, как показали испытания, этот способ хорошо подходит для передачи сигнала цифрового телевизионного вещания в различной местности, эффективно использует полосу частот канала связи и в настоящее время успешно применяется для передачи цифрового сигнала в системе европейского цифрового ТВ вещания.
13.2. Цифровое ТВ вещание 13.2.1. Развитие цифрового ТВ вещания Временем начала цифрового ТВ вещания в Европе и, практи- итски сразу, в США, следует считать ноябрь 1998 г. В Европе цифровое ТВ вещание развивалось в соответствии с проектом ВЧВ (Рйи1!а1 ЧЫео Вгоаг)савг1пк). Учитывая разнообразие форм ТВ вещания, часть проекта была посвящена разработке технических репи пни применительно к спутниковому телевидению, она получила назндпиг Гт'у'В-Я (... Бате!11те), часть — к кабельному (ьтУВ-С— 321 ГЛАВА 13. Аналого-цифровые и цифровые системы ЦТ ..СаЫе), а часть — к наземному или эфирному вещанию (РУВТ вЂ” ...Теггеяййа1).
В последние годы в стандарте РУВ-Т начали вещание Швеция, Испания, Дания и Австралия. Кроме того, подготовительные работы велись такясе в Сингапуре, Новой Зеландии и Индии. Стандарт 1ЯВР (1пяейга1еб Яегнгсея Р1811а! Вгоапсяя11п8), разработанный в Японии, является в некотором смысле модификацией европейского стандарта ТВ вещания. В ближайшее время еще 12 стран Европы, а также Сингапур, Новая Зеландия и Индия планируют начать трансляцию ТВ программ в стандарте РУВ-Т В России пробные ТВ передачи в стандарте РУВ были начаты несколько позлсе. Опытное цифровое ТВ вещание было начато в Нижнем Новгороде в 2000 г., в С.-Петербурге в 2001 г.
В США работа над стандартом цифрового ТВ вещания началась в 1987 г., а в 1996 г. Федеральная комиссия США по связи (Ребега! Согппщшсайопя Сошш1яя1оп, РОС) утвердила разработанный стандарт в качестве национального. Он получил название АТБС (Абнапсес) Те1ен1я1оп Буя1етя Сопппйяее), Уже в ноябре 1998 г. 26 станций в 10 регионах США приступили к цифровому ТВ вещанию. Одновременно в стране сохранялось и сохраняется сейчас ш щание в аналоговом стандарте НТБС.
Вместе с тем, согласно стратятпчсскому плану развития ТВ вещания в стране, к 2006 г. все вещательные компании должны полностью перейти на цифровое ТВ вшцаиис, и в том случае, если у 95 % населения будут цифровые ТВ приемники, аналоговое вещание к этому времени должно прекратиться. 16 цифровому вещанию в стандарте АТБС присоединились тания~ Канада, Северная Корея, Тайвань и Аргентина. Таким образом, в настоящее время в мире работшот различные системы цифрового телевидения [39-4Ц. При этом, как ото когда-то было и с аналоговым телевидением, единый для всех стран стандарт на цифровое ТВ вещание пока отсутствует.
13.2.2. Система АТЯС Снстема АТБС, разработанная и внедренная в США, как и другие системы цифрового ТВ вещания, предполагает кодирование аудиовизуальной информации и данных, предназначенных для передачи, по стандарту МРЕО-2, однако транспортный поток, который формируется в кодирующем устройстве, не должен превьппать значения 80 Мбит/с. Поясним принцип построения системы цифрового ТВ вещания АТБС. Как уже было сказано, передаваемые сигналы кодируются по стандарту МРЕС-2, в результате чего формируется транспортный поток (см. я 13.1), который и должен быть передан на приемную сторону. Чтобы по каналам эфирного вещания донести эту ин- <1>ормацию до зрителей, система АТБС регламентирует специальный сзлб ГЫП. Системы цветного телевидения впд модуляции, позволяюшиИ эффективно использовать стандартвыи ТВ канал, а так.ке некоторые меры по обеспечению канального кодирования.
Здесь уместно вспомнить о том, что речь идет о ввплагсльпоИ ТВ системе, где разные «получатели» информации находятся в разных условиях приема. Следовательно, необходимо принять меры для обеспечения дополнительной помехоустойчивости приема сигнала. Для этого используются рассмотренные ранее способы канального кодирования. Разработчики системы АТИС предусмотрели применение для передачи ТВ сигнала многопозиционной амплитудной модуляции с подавленной нижнеИ боковой полосой, что в какой-то степени соответствует принципам построения существующих аналоговых систем ТВ вещания. Такой внд модуляции называется Ъ'ЗВ-АМ (ель и. 13.1 3).
Система ЪгЯВ разработана в нескольких вариантах, в зависимости от вида модулирующего сигнала: 2-ЧЯВ, 4-ЪгБВ, 8-ЧЗВ, 8Т-Ъ'ЯВ, 16-ЪВВ. Количество уровней модулирующего сигнала меняется от двух до шестнадцати, при этом соответственно изменяется и скорость передачи данных, которая определяется как частота следования символов, уллножецпая на логарифм коли ~ества уровней. При использовании восьмипозиционного модулирующего сигнала (способ модуляции 8-ЧБВ), в интервале одного символа передаются три двоичных разряда потока данных. В по;юсе б МГц (ширина частотного ТВ канала в США) система 8-ЧБВ способна передавать поток данных 32,3 Мбит/с. Рассмотрим подробнее процесс преобразования стандартного транспортного потока в радиосигнал, передаваемыИ по ТВ каналу.
Транспортный поток, сформированный в соответствии со стандартом МРЕП-2, подвергается обработке, которая имеет целью, во-первых, осуществить дополнительное кодирование для последующей коррекции ошибок, и, во-вторых., привести структуру передаваемых данных в соответствие с концепцией построения системы АТИС.
Последовательность действий, производимых с сигналом, показана на рнс. 13.21. Вспомним структуру транспортного потока: оп состоит из пакетов размером по 188 байт каждый, в которых содернсится передаваемая информация. После поступления информации в декодер из пакетов исключается 188-И байт синхронизации, так как синхронизация вновь формируемого потока данных впоследствии вводится отдельно. Затем производится так называемая рандомизация данных, т.е. их пе!я мешивание по определенному псевдослучайному закону, которыИ.
однако, впоследствии точно воспроизводится в приемном устройстве. Это делается для того, ~тобы исключить какую-либо периодичность и шмоне данных, которая молкет возникнуть, ваприлгер, из-за вырази ппых статистических свойств сигнала изобра кения. Такая пернодп инн ~ ь может помешать сформировать равномерный спектр персзыи,и лннл> сигнала, создавая в ием выраженные максимумы на ча- 323 ГЛАВА 13. Аналого-цифровые н цифровые системы ЦТ Поток МРЕо-2 Радиосигнал Рис.
13.21. Формирование ра- диосигнала в системе ЛТ5Е стогах, связанных с периодом. Затем к потоку добавляютгя 20 проверочных байтов кода Рида — Соломона. После добавлении п1ншсрочных байтов (теперь их оказывается 187+ 20 = 207) прои ннщнтся псремежение данных, т.е. мера, имеющая целью снизить пкнлгдствия воздействия помех путем «перераспределения» но нрсмшш передаваемых символов, следующих непосредственно друг зн друговь 1!а првемной стороне, естественно, все перечнслсппьн ош р;щпн повторяются в обратном порядке, что позволяет избавиться от так называемых «пакетных» ошибок, когда ряд искаженных помсхоИ символов следуют друг за другом.
Затем вьшолц>юн н гпк называемое треллисное или, как его иногда называют в русскоязычпоИ литературе, решетчатое кодирование (Тге!!!з сот!ш81, представляющее собой разновидность кодирования сверточпым кодом. Такое кодирование необходимо также для последтдощсй коррекции ошибок. Сигналы синхронизации замешиваются в цифровоИ поток путем мультиплексирования. Добавление пилот-сигнала осуществляется для того, чтобы при любом уровне модулирующего сигнала модуляция не была бы чисто балансной, т.е. в спектре сигнала долгкньт присутствовать не только боковые частоты, но и в определенной степени несущая.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
