Вопрос 16. Система atsc

ATSC (Advanced Television Systems Committee) — это стандарт цифрового телевидения, принятый в США, Канаде, Южной Корее и некоторых других странах. ATSC заменил аналоговый стандарт NTSC и обеспечивает высококачественное цифровое вещание.

1. Основные параметры и особенности системы atsc

Основные характеристики:

• Передача одного или нескольких телевизионных программ в одном 6-МГц эфирном канале.

• Поддержка форматов SDTV и HDTV.

• Использование сжатия видео по стандарту MPEG-2 (а в ATSC 3.0 — HEVC).

• Сжатие аудио по стандарту Dolby AC-3.

• Эффективная защита от шумов и помех.

Физические параметры:

• Ширина канала — 6 МГц.

• Структура передачи — транспортный поток MPEG-2.

• Модуляция — 8VSB (8-level Vestigial Sideband Modulation).

2. Формирование радиосигнала в системе atsc

Процесс формирования включает несколько этапов:

• Компрессия видео и аудио потоков.

• Формирование мультиплексированного транспортного потока (MPEG-2 TS).

• Проведение рандомизации данных для устранения длинных цепочек нулей или единиц.

• Перемежение битов для защиты от ошибок.

• Кодирование по схеме исправления ошибок (Reed-Solomon кодирование).

• Модуляция сигнала методом 8VSB.

Итог: На выходе получается устойчивый к помехам цифровой сигнал, оптимизированный для вещания в эфире.

3. Рандомизация

Рандомизация — это предобработка потока данных для устранения длительных последовательностей одинаковых битов (например, длинных цепочек нулей).

Зачем:

• Для улучшения статистических свойств сигнала.

• Для обеспечения эффективной работы модуляции и передачи.

Как реализуется:

• Используется псевдослучайная последовательность битов для перемешивания исходных данных.

4. Перемежение (Interleaving)

Перемежение — это перераспределение последовательности битов таким образом, чтобы при передаче группы ошибок (например, из-за кратковременных помех) ошибки распределялись равномерно по всему потоку.

Зачем:

• Для повышения эффективности исправления ошибок.

• Снижение вероятности потери целых блоков данных при кратковременных помехах.

Тип: В ATSC используется блочное перемежение на уровне битов.

5. VSB-модуляция

VSB (Vestigial SideBand modulation) — частично подавленная боковая полоса.

В ATSC применяется 8VSB:

• Сигнал имеет 8 уровней амплитуды.

• Кодируется 3 бита информации на каждый символ модуляции.

Преимущества VSB:

• Эффективное использование полосы частот.

• Повышенная устойчивость к помехам по сравнению с обычной амплитудной модуляцией.

• Совместимость с особенностями эфирной передачи в диапазоне 6 МГц.

Особенность:

• Только одна боковая полоса полностью передается, другая — частично, для экономии спектра.

6. Структура данных в сигнале vsb

Структура включает:

• Тренировочные сигналы — для восстановления синхронизации и тактовой частоты на приёмнике.

• Пилот-сигнал — малая постоянная составляющая в спектре несущей частоты для облегчения настройки приёмника.

• Полезные данные — транспортный поток MPEG-2.

• Данные исправления ошибок — коды коррекции ошибок (Reed-Solomon).

Порядок формирования сигнала:

1. Рандомизация.

2. Перемежение.

3. Кодирование ошибок.

4. Модуляция VSB.

5. Добавление пилот-сигнала.