Карякин В.Л. Цифровое телевидение (2-е издание, 2013) (2) (1143040), страница 47
Текст из файла (страница 47)
ала — обозначение операции евера.ки. Импульсная харакпнаис гика филыра связана с частотой через преобразование Фурье: О() Го) яе )та(1)Е У""Г(1. При цифроаюй обработке днскрепаых сигпааов импульсная характеристика также являегсл лпскрепюй. Цифровые фщаьтры лслраздсяаогоя на фильтры с конечной импульсной характерисгикой (КИХ) н бесконечной импульсной характеристикой (Ь7гХ).
В случае КНХ'-фильтра значения отсчетов импульсной харакаернстикаа фильтра (се отрезок с наиболсс суацсстксиныын значениями) хранятся в памяти процессора. н соогиощсннс зщя иыхолпого снпцща принимает следующий аааааа: у(П) ж ~> Х(туа)Ь(та - ПЗ) =~ Ь(т)т(та - т). В случае БИХ-фшаьтра операция филырации выпопалсзся рскурсивно. Известно (111). что частотнуао характеристику лаобой линейной динамической системы можно представить а виде опаошсния двух мноа.о тонов по частоте: Цаафровам телсеаалсииса В.Л. Керакаааа, — бй С011011-Пресс 232 Гаева 8.
Информационные теякаогии проектирования устройств, систем и сетей цифрового пжевцаения где а,, ܄— параметры частотной характеристики динамической системы. В дискретном случае Здесь а, . ܄— параметры фильтра. б — витераал дискретизации. Соотношение лля выходного сигнала щш БИХ-фильтра принимает следующий вид: Из привела~нюте выражения следует, что каждый послелуюший выходной отсчет ЬУБХ-фильтра определяется не только входными отсчетами, но зависит така;е и от прсяылу~цих выходных отсчетов.
Из-и рекурсивной прнрочы БИХ- фильтра его импульсная харшгшристнка аппрокснмирустся как бесконечная (реально опа равна ллнтельпошзг входного снп|ала). Усилитель мощности обеспечивает ишй)холимый у)ювень мощносззг в антенне передатчика. В зависимости от вила модулщпги, предъявляются различные ~ребования к линейности усилители и его динамнчеокому диапазону. Использование амилитулиой нли амплитудно-фазовой молуляции требует высокой линейности усилителя и большого линамп юского ди:шатова, по приводит к существенным энергетическим затратам. Испол~аование часзотиой модуляции допускает рабшу усш~итеяейг в нелинейном режиме с высоким коэффициентом полезного действия. Генератор несущей истопя вырабатывает немодулнроввипое высокочастотное колебание, которос поступает на К1-модулятор.
К генератору предьяелякпся требования высокой стабильности частоты. низкого уровня фазовых шумов и возможности перестройки частоты. Приеаптк системы ггифрааага телевидения 1!риемный тракт цифровой системы связи содержи г набор бяоков, большинство из которых выполняют функции, обратные функциям. еыпошшемым в передатчике. Входной сигнал через мавошумлщнй усилитель и тракт преобразования часппза и усиления лосгуласт на 1Д-деиодшялюр, Цифровое телевидение/ В.Л. Каракиж — йй СОЛОН-Пресс 233 Глава 8.
Информашюниме технологии ироектироеанил устройств. систем л сетей цифрового телевидение выходными сигнаяамн которого явлаются кввдратурные составляющие у(г) н Ог), которые поступают на АЦП и затем в процессор цифровой обработки сигнала Процессор выполняет фильтрацию, содержит декодер кгиими и декодер источника. Далее, при необходимости, информация преобразуется в аналоговую форму при помощи ЦАП (например, дзя звукового воспроизведеььня) нли выдается сразу в цифровой приемник информации. Методы и устройства синхронизации, передаваемых и принимаемых сигььалов определяются назначением цифровой системы, видом модуляции и характеристиками радиоканала [3$. Как правило, для синхрониюцни в приемнике имеется система лосстаиоглеиил иесуиьей чистоты и систаью лосстаиоечетт тпктоеой чистоты. Демодуляция с использованием восстановленного несущего колебания называется когереилтой деиодулиь(ькчг.
Когсрентная демодуляция обеспечивает меньший уровень битовых ошибок по сравнению с иекогерептиой демодуляцией, но требует существенного усложнения приемного тракта Таксовая частота может быль восстановлена нз спепиальио передааеемото передатчиком сигнала тактовой частоты либо непосредственно из информационного сипшла. Восстановление из информационного сипела наилучшим способом может бмть осуществлено с использованием функшоь ыаксимального правдоподобна.
8.3 Эффективность цифровой еистемьг передачи ааформвьяин Величиной. характеризующей эффективность цифровой системы передачи информации, является пропускная способиосп. Пропускная способность характеризует колнчеспю информации, которое может быть передано в системах цифрового радио и тслсеьцьеиия а слииицу времени [! 1ь1. Верхняя граница пропускной способности сишемы при заданном опюшенни сигььалlшум н доступьюй полосе перелачн устанаалнааетсл теоремой Шеннона. При исследовании цифровых систем перелечя информации обычно оперируют нс отношением снгнальшум, а итииьиеииеи зиергиьг бита к плотности линеиоппи игути Е /Ф> Энергьш бита ń— энергиа, необходимее лла передачи одного бита информации, равная произвелециьо ьюьциости передатчика ла длитшвность бита.
Верхняя граница пропускной способности систем цифрового телевидения е соответствии с теоремой Шеннона определяется формулой: Цлфровое телевхасиььеь В.л. карелии. — йн сОЯОн-пресс Гяввв ц Инфорыавионные технологии проектирования устройств. систем н сетей цифрового телевидения Здесь )Р— доступная ширина полосы пропускания системы (Гц); С— пропускная способность (бнт/с).
Приведенное соотношение устанавливают верхнюю границу пропускной способности, котла кодер канала обладает непрерывным выходоы, а декодер канала (в приемнике) — непрерывным входом. Это означает, что кодер канала может генерировать любой уровень сигнала из определенного интервала, а декодер канала выносит решения, обрабатывая произвольный уровень сигнала в интервале. Таким образом, теоркиа Шеннона устанавливает верюги) предел нронрекнод сноеобиссти для цифровых систем передачи данных, начинал от кодера канала в передатчике и заканчивая декодером канала в приемнике. Возможно использование любых кодеров/декодеров, модуляторов/демодуляторов и алгоритмов обработки сигнала для канала с адаптивным белым гауссовым шумом, но при условии ненрерывносгии сигиолое кодера и декодера. В реальных системах цифрового телевидения кодер канала выдает дискретные значения уровня сигнала (М возможных уровней), декодер канала в приемнике принимает и обрабатывает также дискретные М - уровневые значения с выхода детекторе демодулятора.
Таким образом, между кодером перцаатчнка и декодером приемника существует канал, иа входе и на выходе которого существует М-уровневый дискретный сигнал. Такой канал назыиастсн Муровггевгвн сгггглгегггричггыи каналом. Данный канал включает все блоки цифровой системы, включав модулятор передатчика и демодулятор приемника.
Так как кююл является днскрстгщм, он характернзуется определенной всроятносп ю ошибки на бит, зависящей от выбранного метода модуляции, Пропускная способность такого канала определяется выражением: 1 ой М+(1-р )1ойз(1-/те)+ Ре 10гят(ре/ (М 1)) где рв- вероатность ошибки на бит (ЗЛЯ), М вЂ” число уровней, Р- скорость передачи (бит/с), т.с. та скорость, с которой информация подается в канал.
Ревлыпщ пропускная способпосп будет меныпе С. Степень приближения к С определяется выбракпым методом копирования канала. Г(яф ровсе телевидение/ ВЛ. Карякин. - Мг СОЛОН-пресс 235 Глава 8. Информационные технологии лрссктирееания устройств, систем и сетей цифрового теяевихенин На практике достигается лишь некоторое приближение к пределу, устанавливаемому теоремой Шеннона. Это происхцяит из-за того, что теорема Шеииоив устаиавливеет величину пропускной способности лля квивла с япдитивиым белым твуссовым шумом.
В радиоканале могут быль замирания, отраженный сигнал в сочетании с аддитивным белым твуссовмм и/умом и лругие виды воздействий ня работу систем цифрового телевиления, которые необходимо принимать во внимание ври проекгировании реальных систем псредячи информации. Применяемые мсгоды каиалыюго кодирования, модуляции, хотя постоянно совершенствуются, позволяют достичь лишь некого!юга приближения к границе Шеннона. Учптыввя тот факт, что в реальных системах не требуется передавать информацию со !005мной достоверностью, квк прая/то, достаточно обеспечить некоторый звдяиный уровень достоверности.
Поэтому при проектировании снегом цифрового телевидения вместо оценки величины пропускной способности, хараюсрнзуюшей достоверную передачу информации, определяется скорость передачи ии4ориа//ии ири задаииад ееротииог/ии оитбли иа бит, Эффективность работы колора канале описывяаюя кодовой скерас//~ью, которяя определяется отношением длины копаного блока ля входе к длине преобразованного кодового блока пя вмхоле кодере. Например, если кодовая скорость рае/ш 1/2, это означяст, что к исхолпой информации добавлена избыточность в обломе, равном обьелзу исхолной информации.
8З Мстодьз оитиыизпцмн эф~рньгх сетей цифрового тедевнзнонного вез!гпмнп При проектн1юванни одночястотных эфирных сетей цифрового телевизионного вещания !11, 12, 16, 27, 112!, как правило, ставится рял зклач, одной из важнейших являетея задача оптимального выбора заппзп/ых интервалов, обеспсчиввкиц~х устойчивую работу сети и пысокую скорость передачи данных прн зядянной илн шшннруемой тополопш размещения передатчиков в юне обслуживания.
Для решения звдячи иеобхоцнмо сформулировать критерии оптцмнзвции н ограничения, т.е. целевую функцию. Целевая е//уихпия, в данлюм случао, содержит критерий опппеизяции— максимальная скорость переда /и ииформяцин и ограничения — энергетические параметры передатчиков, вид модуляции, характер помех, вероятность ошибки на бит на выходе приемников в юие обслуживания с звлвииой или планируемой топологией ркзмепгсния переда/чиков. Эффелпювным инструментом решения сложных, в общем случае многокритериальпьщ оптимизационных сетевых задач !121 является среде цифровое тслееегииие/ В.Л.
Карякин. — ВВ СО/1ОН-Пресс 236 Глава 8. Информационные технологии прсек>ирования устройств. систем в сетей цифрового теаевндеина визуального моделирования У!ава! Кушем буши!агат (УХЕ), являющейся частью программной среды АИЕ Рез!Лп Епг!юптепГ (АИЕ !УЕ), производимой компанией А!>)>1мг! И'иге Яегелгсй. Среда УЕЯ предназначена для моделирования цифровых связных, радио и телевизионных вещательных комплексов, включая рцшюканаа, на системном н сетевом уровне. Это означает, что различные составляющие части системы нли сети представляются в вице блоков, блоки соединяются согласно путям распространения сипшлов.
УЕЯ позволяет прон>водить измерения как интегральных харакщристик (таких, как вероятность ошибки иа бит, чувствительность, динами мский диапазон, искажения, АЧХ и ФЧХ трактов и др.), так л наблюдать параметры сигналов в каждой точке блок-схемы (времениу>о форму, спек>р, сигнальные созвездия, глазковые диаграммы и цр.).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
