зміст

Вихідні дані …………………………………………………………………………………………………..3

Введення ……………………………………………………………………...………………………………4

1 Цифрове подання телевізійного сигналу ………………………………………………………………..7

1.1 Розрахунок швидкості цифрового потоку …………………………………………………………….9

1.2 Розрахунок потужності цифрового передавача ………………………………………………………9

2 Загальні вимоги до способів модуляції ………………………………………………………………...11

2.1 Квадратурна амплітудна модуляція (QAM) …………………………………………………………11

2.2 Квадратурна фазова маніпуляція (QPSK) ……………………………………………………………12

2.3 Спосіб частотного ущільнення з ортогональними несучими (OFDM) …………………………...13

3. МІЖНАРОДНИЙ СТАНДАРТ КОДУВАННЯ З ІНФОРМАЦІЙНИМ СТИСНЕННЯМ

MPEG-2…………………………………………………………………………………………………………16

3.1 Практичне використання видеокомпрессии …………………………………………………………16

3.2 Стандарт кодування MPEG-2…………………………………………………………………………..17

3.3 Компресія відеоданих…………………………………………………………………………………. 19

3.4 кодованого кадри ………………………………………………………………………………………20

3.5 Компенсація руху……………………………………………………………………………………… 21

4 Концепція стандарту DVB - T …………………………………………………………………………..22

4.1 Захисний інтервал …………………………………………………….………………………………..23

4.2 Принцип ієрархічної передачі ……………………………………….………………………………..25

4.3 Рандомизация ……………………………………………………….………………………………….26

4.4 Зовнішнє кодування і перемеженіє ………………………………..………………………………….26

4.5 Внутрішнє кодування …………………………………….…………………………………………….26

4.6 Внутрішнє перемеженіє і формування модуляційних символів …………………………………..27

4.7 Демультиплексування …………………………………………………………………………………27

4.8 Спектр радіосигналу OFDM…………………………….……………………………………………. 27

4.9 Багатопроменевий прийом ……………………………………………………………………………27

4.10 Формування даних і структура сигналів …………………………………………………………..28

4.11 Параметри системи DVB-Т …………………………………………………………………………29

висновок …………………………………………………………………………………………………….30

Список літератури …………………………………………………………………………………………31

вихідні дані

Варіант 11:

1. Коефіцієнт формату ................................................................... Кф = 16:9;

2. Число відтворюваних кадрів в секунду .......................................... n = 35;

3. Число рядків ..............................................................……............. Z = 965;

4. Кількість рівнів квантування ........................................................ M = 512;

5. Коефіцієнт стиснення ............................................................................ ;

6. Швидкість внутрішнього коду .................................................................... 1/2;

7. Спосіб модуляції несучих ................................................................... QAM-64;

8.Висота підвісу передавальної антени ............................................ ;

9. Висота підвісу приймальні антени ...................................................... ;

10. Якість зображення ................................................................................. ;

11. Номер радіоканалу ................................................................................ ;

;

Введення

На сьогоднішній день у світі більше 1,6 мільярда телевізорів, телефонних ліній - 800 мільйонів, тобто приблизно в два рази менше, а в країнах, що розвиваються співвідношення телеві Зоров і телефонних ліній становить навіть 10:1. Абонентів мобільного зв'язку, хоча вона і швид-ро розвивається, вже близько 400млн. Отже, телебачення є домінуючою со-дової у інформатизації світової спільноти.

У першому десятилітті двадцять першого століття аналогове телебачення з усіма притаманними йому спотвореннями стане частиною історії, оскільки наземні, супутникові та кабельні сис-теми передачі, по яких відбувається доставка ТВ програм телеглядачам, поступово пере-ходять у цифрові методи.

Досвід, накопичений у ТВ мовленні, показав, що телебачення, переходячи в цифрову еру, здатне надати ряд нових можливостей при збереженні економічної ефективності.

1. Передача ТВ сигналу у двійковій формі по лінії зв'язку з перешкодами дозволяє значно збільшити стійкість передачі;

2. Передача ТВ сигналу у двійковій формі за многозвенной лінії зв'язку дозволяє вироб-водити багаторазову регенерацію і скремблирование цифрового сигналу в проміжних пунктах, здійснювати цифрову корекцію спотворень і придушення флуктуа-ційних і періодичних перешкод в проміжних пунктах і таким чином запобігання-обертає накопичення перешкод вздовж всієї лінії. Тому якість зображення в цифро-вої ТБ системі практично повністю визначається якістю сигналу, створеного на ТБ центрі, і майже не залежить від складності та протяжності ліній зв'язку. Іншими словами, цифрова ТБ система забезпечує прозору передачу відеосигналів. У даному випадку під прозорістю розуміється незмінність сигналів джерела, коли зберігаються первинну якість відеоматеріалу і його здатність до слушних обробці;

3. Цифрові системи відкривають широкі можливості обробки ТВ сигналу в цифровій формі для усунення в ньому статистичної та фізіологічної надмірності перед передачею по каналу зв'язку, тобто забезпечують високий ступінь стиснення відеоінформації (з 216 Мбіт / с до 1,5 - 15 Мбіт / с), що дозволяє вже зараз передавати в стандартному радіоканалі зі смугою пропускання 8 МГц сигнали трьох-чотирьох ТВ програм в наземному ТБ мовленні і до 10 програм через один стовбур супутникового каналу зв'язку або одну програму телебачення високої чіткості (ТВЧ), а також великі потоки даних при збереженні високої якості передачі. Відповідно, зменшуються питомі витрати на телеканал з оренди супутникового сегменту.

4. Допускаються більш широка уніфікація апаратури ТВ та інших стовбурів ліній зв'язку з метою створення однотипних комутуючих, коригувальних та інших пристроїв;

5. Забезпечується гнучкість передачі, яка дозволяє плавно змінювати швидкість пере-дачі цифрової інформації в каналі зв'язку при відповідній зміні якості декодованого зображення, адаптованість до вимог конкретного споживача-ля;

6. Порівняно легко реалізуються операції з ущільнення ТВ каналу додатковою інформацією. Спрощується апаратура для передачі одночасно з відеосигналом сигналів звукового супроводу, звукового мовлення, контрольних частот, сигналів точного часу, сигналів телеігор, телегазета і ряду інших видів інформації. Таким чином, забезпечується можливість введення служб мовлення, розваг, освітньої-ня, побутового обслуговування.

7. Можливість регенерації цифрового сигналу дозволяє без втрати якості широко консервувати ТВ програми, здійснювати їх тиражування. Зберігання інформації у двійковому коді може бути необмежено довгим і допускає багаторазові звернення до записів. У разі необхідності зберігається інформація легко регенерується, що особливо важливо для створення фондових і архівних матеріалів. Інтеграція локальної пам'яті домашнього комп'ютерного комплексу (магнітні диски, що записуються оптичні диски) в систему цифрового телебачення означає можливість автоматичного запису програм, призначених для конкретного глядача.

13. Цифрові модулятори РТПС у поєднанні з оптимізацією їх режимів за допомогою мікрокомп'ютерів забезпечують підвищення ККД станцій, якість передачі сигналів, полегшують обслуговування.

14. Повне проникнення цифрової техніки у ТВ тракт від камери до монтажних апаратних здешевлює виробництво ТВ програм. Цифрова техніка пропонує більш ефективну і менш дорогу автоматизацію ТБ мовлення.

15. Цифрове телебачення дозволяє ТБ мовним компаніям вступити в прямий контакт з глядачами, пропонуючи послуги, наприклад, за виключною демонстрації різних подій та заходів. При цьому реклама, заснована на вивченні пристрастей і смаків глядачів, може стати цільовий.

16. Нарешті, цифрові технології дозволяють додати телебаченню інтерактивний ха-рактер. Інтерактивна реклама, послуги з продажу товарів, ТБ гри будуть, мабуть, першими проявами інтерактивності, за якими повинні послідувати освітньої та інші програми.

     Структурна схема цифрової телевізійної системи показана на малюнку 1.

Малюнок 1 - структурна схема цифрової телевізійної системи

Коротко розглянемо призначення основних частин схеми.

Джерело аналогових ТБ сигналів формує яркостний сигнал Е і цветоразностниє сигнали, які надходять на АЦП, де перетворюються на цифрову форму. У кодере відео здійснюється ефективне кодування відеоінформації з метою зменшення ня швидкості передачі двійкових символів в каналі зв'язку (ця операція є найбільш важливою, тому що без ефективного кодування неможливо забезпечити передачу сигналів цифро-вого ТБ по стандартних каналах зв'язку).

Сигнали звукового супроводу також перетворяться в цифрову форму. Звукова ін-формація стискається в кодере звуку. Кодовані дані зображення і звуку, а також раз-особиста додаткова інформація об'єднуються в мультиплексорі в єдиний потік даних. У кодере каналу виконується ще одне кодування переданих даних, має метою підвищення завадостійкості. Отриманими в результаті цифровим сигналом модулюють несучу використовуваного каналу зв'язку. У приймальні частини системи здійснюється демодуляція прийнятого ВЧ сигналу і декодування канального кодування. Потім у Демультиплексор потік даних розділяється на дані зображення, звуку та додаткову інформацію. Після цього виконується декодування даних. У результаті на виході декодера зображення виходять яркостний і цветоразностниє сигнали в цифровій формі, які перетворюються в аналогову форму в ЦАП і подаються на монітор. На виході декодера звуку виходять сигнали звукового супроводу, також преутворені в аналогову форму. Ці сигнали надходять на підсилювач звукової частоти і далі на динаміки.

Перші системи цифрового телебачення були створені і випробувані ще двадцять років тому, проте, функціональні та конструктивні особливості цих систем не дозволяли вико-ти їх у практичних цілях.

1 Цифрове подання телевізійного сигналу

Першою операцією процесу цифрового кодування аналогового сигналу є його дис-кретізація, яка являє собою заміну безперервного аналогового сигналу U (t) після-послідовності відліків цього сигналу. Найбільш поширеною формою дискретизації є рівномірна дискретизація з постійним періодом, в основі якої лежить теорема Найквіста - Котельникова. Відповідно до цієї теореми будь-який безперервний сигнал U (t), що має обмежений спектр частот, може бути представлений значеннями цього сигналу U (tn), взяті в дискретні моменти часу (відліки) tn = nT, де n = 1,2,3 .... 4 ; Т - період або інтервал дискретизації, вибраний з умови теореми Котельникова малюнок 2.1-2.4. Тут fв - верх-няя гранична частота спектру вихідного сигналу U (t).

Рисунок 2.1 Непрерывный сигнал

U(tn)

Риунок 2.2 Отсчеты данного сигнала

Рисунок 2.3 Квантование сигнала

Рисунок 2.4 - Кодирование сигнала

Аналітичне вираження теореми Найквіста - Котельникова, яка каже можливість заміни брервного сигналу U (t) послідовністю дискретних значень U (tn) має наступний вигляд:

Верхня гранична частота (згідно теоремі Н. - Котельникова) ТВ сигналу знаходиться за формулою:

де коефіцієнт формату;

         n - число відтворюваних рядків в одну секунду;

         z - число рядків.

  Знайдемо частоту дискретизації. У системах цифрового телебачення з імпульсно-кодовою модуляцією (ІКМ) частоту дискретизації вибирають кілька вище мінімально допус-Тімою, обумовленою теоремою Найквіста-Котельникова. Пов'язано це з умовою відсутності перекриття побічних спектрів в спектрі дискретизованого сигналу, що забезпечує га-гарантованого вихідне якість сигналу при його зворотному перетворенні в аналогову форму за допомогою низькочастотної фільтрації. отже:

K=1.1

1.1 Розрахунок швидкості цифрового потоку

Швидкість цифрового потоку для цифрових відеосигналів визначається виразом:

,

де s - довжина кодового слова, визначальна число біт, з допомогою яких можна записати у двійковій формі будь-який номер рівня квантування до m включно, знаходиться з співвідносячи-шення:

,

де m - число рівнів квантування (за умовою воно дорівнює 512), звідси знаходимо s = 9.

За міжнародними стандартами цифрового перетворення ТБ сигналів (МСЕ-Р Вт 601-5) рекомендується здійснювати роздільне кодування яркостного Е і цветоразностних Е і Е сигналів.

Тоді швидкість передачі цифрового потоку для цифрових компонентних відеосигналів розраховується за наступним виразом:

,

тут - частота дискретизації для сигналу яскравості, Гц;

0,5 - для цветоразностних сигналів, Гц.

Остаточно швидкість цифрового потоку визначається:

= .

Таким чином, при реалізації цифрових способів кодування ТБ зображень, осно-ванних на класичній ІКМ, необхідно оперувати з високою швидкістю цифрового пото-ка, що досягає декількох сотень, півтора і вище тисяч (у разі ТВЧ) Мбіт / с. І це пик-дає багато проблем як при передачі відеоданих, так і при їх обробці, наприклад, записи.