
- •1 Цифрове подання телевізійного сигналу
- •1.1 Розрахунок швидкості цифрового потоку
- •1.2 Розрахунок потужності цифрового передавача
- •2 Загальні вимоги до способів модуляції
- •2.1 Квадратурна амплітудна модуляція (qam)
- •2.2 Квадратурна фазова маніпуляція (qpsk)
- •2.3 Спосіб частотного ущільнення з ортогональними несучими (ofdm)
- •3. Міжнародний стандарт кодування
- •3.1 Практичне використання видеокомпрессии
- •3.2 Стандарт кодування mpeg-2
- •3.3 Компресія відеоданих
- •3.5 Компенсація руху Точність передбачення при передачі зображень рухомих об'єктів можна збіль-чить за рахунок оцінки вектора руху і компенсації цього руху, яка зменшує помилку передбачення.
- •4 Концепція стандарту dvb – t
- •4.1 Захисний інтервал
- •Малюнок 8.1 - Схема перетворення сигналів і даних в приймачів dvb-t
- •4.2 Принцип ієрархічної передачі
- •4.3 Рандомизация
- •4.4 Зовнішнє кодування і перемеженіє
- •4.5 Внутрішнє кодування
- •4.7 Демультиплексування
- •4.8 Спектр радіосигналу ofdm
- •4.10 Формування даних і структура сигналів
- •4.11 Параметри системи dvb-т
2.2 Квадратурна фазова маніпуляція (qpsk)
QPSK - це дискретна фазова маніпуляція з основним дискретом π / 2. У цьому методі мо-дуляціі всі імпульси вхідний інформаційної послідовності модулятора розбиваються на пари - на двухбітовий символи, і при переході від символу до символу початкова фаза сигналу змінюється на величину φ, яка визначається бітами символу відповідно до алгоритму, наведеному в таблиці 1.
Узагальнена функціональна схема модулятора QPSK наведена на малюнку 4.
Таблиця 1 - Закон фазової маніпуляції методу QPSK
Биты входной последовательности модулятора
|
Изменение фазы Δφ
|
|
Нечетные(первые биты символа) X |
Четные (вторые биты символа) Y
|
|
1 |
1 |
- |
0 |
1 |
3 π /4 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
- |
Малюнок 4-Функціональна схема модулятора QPSK
2.3 Спосіб частотного ущільнення з ортогональними несучими (ofdm)
При використанні модуляції типу OFDM потік даних передається за допомогою великого числа несучих. У цьому випадку високошвидкісний послідовний цифровий потік розділяється на велике число низькошвидкісних потоків, переданих на окремих несучих. Завдяки великому числу несучих тривалість символу в кожному з паралельних потоків виявляється в тисячі разів більше, ніж у вихідному послідовному потоці. Така велика довжина символу забезпечує гарний захист від міжсимвольних спотворень, обумовлених інтерференцією, так як відображення сигналу частіше вражає не весь. А лише частина символу. Спосіб OFDM використовує ортогональні несучі, які розташовані в деякому діапазоні частот, відведеному для передачі даних шляхом модуляції і кратні деякої основній частоті, в даному випадку. На практиці частоти несучих відповідають рівнянням:
,
де - початок інтервалу, в якому проводиться частотне ущільнення;
n - номер несучої, що знаходиться в діапазоні від 0 до (N-1), тобто всього несучих N;
тривалість інтервалу передачі одного символу.
Для виконання умов ортогональності необхідно, щоб частотний рознос між НЕ-сущими був постійний і дорівнює 1 /. Тоді на центральній частоті спектру кожної Модулює-ванної несучої спектральні компоненти спектрів всіх інших несучих проходять через 0 і не заважають демодуляції на прийомі. Взаємні перешкоди від сусідніх несучих будуть рівні ну-лю, незважаючи на те, що їх сусідні бічні смуги взаємно перекриваються. Це дозволяє дуже ефективно, близько до теоретичної межі, використовувати смугу частот ТВ каналу і вдвічі підвищити швидкість передачі порівняно з фільтровим методом (традиційне поділу-ня окремих несучих за допомогою ПФ, де частотний рознос між модульованими НЕ-сущими вибирають такий, щоб їх сусідні бічні смуги перекривалися). Схема, що ілюструє принцип модуляції типу OFDM, наведена на малюнку 5.
Преобразователь
последовательного потока данных в
параллельные потоки
модулятор
Сумматор
модулятор
модулятор
Рисунок 5 - Функціональна схема пристрою модуляції типу OFDM
Спочатку послідовний потік переданих даних розділяється на велике число N паралельних потоків, трансформуючись в паралельну форму. кожен з таких сигналів по-ступає на свій модулятор, в якому одна з ортогональних несучих піддається модуляції-якого типу (QAM - 16, QAM - 64, QPSK). Таким чином, кожна несуча переносить потік даних, зменшений в число разів, яке дорівнює кількості несучих N. Після складання модульованих ортогональних коливань формується результуючий сигнал OFDM. Навіть в умовах порівняно невеликій швидкості потоку даних, що переноситься кожної несучої, можливі міжсимвольні спотворення, боротися з якими дозволяє захисний ін-інтервал перед кожним переданим символом. Причому структура і заповнення захисного інтервалу повинні зберегти ортогональность прийнятих несучих. У захисному інтервалі передається фрагмент корисного сигналу, що і гарантує збереження ортогональності несучих прийнятого сигналу. Спосіб OFDM принципово стійкий до межсимвольной інтерференції, оскільки символ кожного подканала має досить велику тривалість.
При числі несучих в кілька тисяч виникає питання про практичну реалізацію функціональної схеми представленої на малюнку 3. Застосування восьми тисяч синтезаторів НЕ-сущих коливань і восьми тисяч модуляторів зробило б таку схему громіздкою і практичні скі неможливою для реалізації. Але розробки алгоритмів і промисловий випуск інтегральних схем процесорів швидкого перетворення Фур'є дозволили вирішити цю проблему (малюнок 5.1). адже перемножування деяких коефіцієнтів на гармонійні коливання раз-них частот і підсумовування отриманих творів являє собою не що інше, як обчислення зворотного перетворення Фур'є (ОБПФ) - зворотне швидке перетворення Фур'є, коефіцієнтами для обчислення яких є розпаралелених потоки даних. Оскільки всі обчислення виробляються в цифровій формі, то для цього потрібно ЦАП. Демодуляція може бути представлена на базі прямого перетворення Фур'є, де ШПФ - пристрій швидкого перетворення Фур'є. Природно, що на вході повинен стояти АЦП. У більшості швидких алгоритмів Фур'є розмір масиву, яке зазнає перетворенню, кратний цілій степені числа 2. Тому можна використовувати, наприклад, розмір масиву N = 8192 = 8k або N = 2048 = 2k (тут до = 1024). У двох запропонованих в даний час режимах використовуються 6817 і 1705 несуть, але по розмірності масиву швидкого перетворення Фур'є системи модуляції називаються відповідно 8к OFDM і 2к OFDM.
Малюнок 5.1 - Функціональні схеми модуляції і демодуляції типу OFDM за допомогою зворотного і прямого перетворень Фур'є
Режим 2к придатний для мовлення одиночним передавачем і для побудови малих одночастотних мереж з обмеженими відстанями між передавачами. Режим 8к застосовується в тих випадках, коли необхідно побудова великих одночастотних мереж. У каналі зв'язку з шириною смуги 8 МГц система модуляції OFDM займає смугу 7,61 МГц, а рознос несучих дорівнює 4464 Гц (режим 2к) або 1116Гц (режим 8к).
Проведені випробування показали, що режим 8к трохи стійкіше для імпульсних по-хутро, ніж режим 2к. це пояснюється тим, що символ при 8к в чотири рази довше, ніж при 2к.
Інфрачервоний промінь, модульований способом OFDM, організований в кадри. Чотири кад-ра утворюють суперкадр. Кожен кадр складається з 68 символів, кожен символ - з 6817 несу-щих (режим 8к = 8192), з яких частина використовується для синхронізації і управління. Число корисних несучих одно 6048. для режиму 2к = 2048 з 1705 несуть корисними є 1512.