Системы радиосвязи и сети телерадиовещания.-5

11. СИСТЕМЫ ЦИФРОВОГО СПУТНИКОВОГО

ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ DVB-S И СИСТЕМЫ

ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ЦИФРОВОГО СПУТНИКОВОГО

ТВ-ВЕЩАНИЯ DVB-S2

Методы модуляции и канального кодирования DVB-S используются для пер-

вичного и вторичного распределения спутникового цифрового многопрограммного ТВ/ТВЧ в полосах системы стационарной спутниковой связи (FSS — Fixed Satellite Service) и системы спутникового вещания (BSS — Broadcast Satellite Service). Система предназначена для обеспечения сервиса «непосредственно-на-дом» (Direct To Home — DTH) с использованием потребительского интегрированного приемника-декодера (IRD — Integrated Receiver Decoder), а также для систем коллективного приема (SMATV — Satellite Master Antenna Television) и головных станций кабельного телевидения с возможностью повторной модуляции.

Таблица 11. 1. Максимальная скорость битового потока при ширине полосы

телевизионного канала 8 МГц

DVB-S, принятый еще 1994 году, определяет структуру транспортных пакетов,

канальное кодирование и схемы модуляции при передаче по спутниковым каналам сетей непосредственного вещания (DTH). Стандарт DVB-DSNG, появившийся на три года позже,

выполняет те же задачи для профессиональных сетей, то есть для сетей передачи сигнала на пункты ретрансляции и спутниковых сетей сбора новостей. Второй стандарт отличается от первого, в основном тем, что рассчитан на более слабые передатчики, не вводящие спутниковый ретранслятор в режим насыщения и поэтому допускающие использование более высоких уровней модуляции – 8PSK и 16QAM.

Cистема высокоскоростного цифрового спутникового ТВ-вещания DVB-S2

DVB-S2 призван покрыть обе эти области, а также должен решить ряд задач, с которыми имеющиеся стандарты справляются плохо.

Схемы модуляции и способы помехозащитного кодирования

Новый стандарт предусматривает четыре возможных схемы модуляции (рис 11.2).

Рис. 11.2. Четыре схемы модуляции, применяемых в стандарте DVB-S2: QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK

Первые две, QPSK и 8PSK, предназначены для использования в вещательных сетях.

Передатчики транспондеров работают там в режиме, близкому к насыщению, что не позволяет модулировать несущую по амплитуде. Более скоростные схемы модуляции, 16 APSK и 32 APSK, ориентированы на профессиональные сети, где часто используются более слабые наземные передатчики, не вводящие бортовые ретрансляторы в нелинейный режим работы, а на приемной стороне устанавливаются профессиональные конвертеры (LNB),

позволяющие с высокой точностью оценить фазу принимаемого сигнала. Эти схемы модуляции можно использовать и в системах вещания, но этом случае каналообразующее оборудование должно поддерживать сложные варианты предыскажений, а на приемной стороне должен быть обеспечен более высокий уровень отношения сигнал/шум.

Практическая часть индивидуального задания

Рис. 11.3. Структура DVB-S2 в Simulink MATLAB 2015b

Структура модема и кодека DVB-S2 состоит из следующих модулей:

1.Bernoulli sequence generator - Первыйблокотвечает за генерациюсбалансированных, с точки зрения вероятностиинцидентов, случайной двоичнойпоследовательности. ПоследовательностьБернуллираспределениенулей и единицвероятностямири (р-1) соответственно. В этой модели, р =0,5в

результатеравной вероятностьюпроисходитза0 и 1.Выходной сигнал этогокадрана основетого же размеракак пакетMPEG-TS, который содержит 188байта по8 бит, то есть 1504бит.

2.BBFRAME buffering/unbuffering. С выхода генератора пакеты буферизуется,

создавая базовый диапазон кадра (BBFRAME). Размер этогокадразависит от скоростикодирования,чтобыВСНбыл равен размерам входного сигнала, на входе кодера.Информационные биты(DFL) может быть рассчитана по формуле:

DataField = KBCH– 80

ГдеKBCHявляется размервнешнеговходаFECкодерBCH, иразмер заголовка равен

80BBFrame. СтруктураBBFRAMEпоказанона рисунке 4.

3.BCH encoder/decoder - Одним из DVB-S2 достижений является прямое исправление ошибок, которые развернуты, чтобы уменьшить BER в передаче используется исправление ошибок BCH. Выход BBFrame буферизации блока на стороне отправителя, являются кадры бит, где BCH исправление ошибок с исправлением власти т будет применяться к ним. Для каждого из 11 скорости кодирования представлены в стандартных значений Kbch и нМПБ определяются в том числе Т-коррекции ошибок параметра. В таблицах 1 и 2 эти значения приведены для нормальных и коротких кадров, соответственно.

4.LDPCencoder/coder – Кодирование с проверкой четности. Отношение в скорости показывает, на сколько бит информации сколько приходиться бит с проверкой четности. Например ¼ имеет высокую степень проверки четности, и малую скорость, а 9/10 высокую скорость, но слабую проверку на четность. На стороне приемника, LDPC-декодер проверяет принятую последовательность до проверки четности

Ход работы

Вид модуляции QPSK 1/4

Рис. 11.4. Созвездие при Eb/N0 = 0.5 и Eb/N0 = 3.5

Вид модуляции QPSK ¾

Рис. 11.5. Созвездие при Eb/N0 = 0,5 и Eb/N0 = 5

Вид модуляции - 8PSK

Рис. 11.6. Созвездие Eb/N0 = 0,5 и Eb/N0 = 12

Вид модуляции - 8PSK9/10

Рис. 11.7. Созвездие при Eb/N0 = 0.5 и Eb/N0 = 6

Рис.11.8. График зависимости BER от Eb/N0

В ходе работы был изучен алгоритм стандарта DVB-S2, создан его рабочий макет,

позволяющий увидеть получаемые созвездия, увидеть разность появляющихся ошибок при передаче на разных скоростях. Стандарт DVB-S2 являлся промежуточным звеном между DVB-S и DVB-C2, и не был реализован в полной мере, по сравнению с форматом

DVB-S.

12. СИСТЕМЫ ЦИФРОВОГО КАБЕЛЬНОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО

ВЕЩАНИЯ DVB-C И СИСТЕМЫ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО

ЦИФРОВОГО КАБЕЛЬНОГО ТВ-ВЕЩАНИЯ DVB-С2

DVB-C – стандарт цифрового телевизионного вещания, который производится по кабелю. В основе стандартов DVB-C лежит стандарт кодирования движущихся изображений и звукового сопровождения MPEG-2.

Cистема цифрового кабельного телевизионного вещания DVB-C.

DVB-C не используется сверточное кодирование, но применяется многопозиционная QAM-

модуляция — от 16-QAM до 256-QAM.

Рис. 12.1. Структурная схема системы цифрового кабельного телевидения DVB-C

В качестве входных сигналов на головной станции используются транспортные пакеты

MPEG-2, поступающие через входной интерфейс на модуль, и рандомизирующий поток поступающих данных. Схема рандомизатора/дерандомизатора аналогична используемой в стандарте DVB-T.

Вслед за процессом рандомизации распределения энергии выполняется систематическое сокращенное кодирование Рида–Соломона каждого рандомизированного транспортного пакета MPEG-2, при t = 8, что обеспечивает возможность корректировки 8 ошибочных