Обработка данных и сигналов в стандарте dvb-t Рандомизация (скремблирование)
Рандомизация данных является первой операцией, выполняемой в стандарте DVB-T. Ее цель - превратить цифровой сигнал в квазислучайный и тем самым решить две важные задачи:
- создание в цифровом сигнале достаточно большого числа перепадов уровня и обеспечение возможности выделения из него тактовых импульсов (такое свойство сигнала называется самосинхронизацией, когда длинные последовательности 0 или 1).
- более равномерное распределение энергетического спектра излучаемого радиосигнала (как известно, спектральная плотность мощности случайного шума постоянна на всех частотах, поэтому превращение сигнала в квазислучайный способствует выравниванию его спектра). Благодаря равномерному спектру повышается эффективность работы передатчика и минимизируется мешающее действие радиосигнала.
Рандомизации предшествует операция адаптации цифрового потока, представляющего собой последовательность транспортных пакетов МРЕG-2 (рис. 8.24). Пакеты, имеющие общую длину 188 байтов (синхробайт и 187 байтов передаваемых данных), объединяются в группы по восемь пакетов.
8.24 Адаптация транспортных пакетов мреg-2
Рандомизация осуществляется путем сложения по модулю 2, т.е. посредством логической операции «исключающее ИЛИ» (ХОR) цифрового потока данных и двоичной псевдослучайной последовательности РRBS (Preudo Random Binary Sequence).
8.25 Структурная схема устройства рандомизации данных
Генератор последовательности построен на базе 15-разрядного регистра сдвига, охваченного цепью обратной связи (рис. 8.25). Первый бит псевдослучайной последовательности складывается с первым битом транспортного потока, следующего за байтом синхронизации. Байты синхронизации транспортных пакетов не должны рандомизироваться. Для упрощения работа генератора РRBS не прекращается во время всех восьми пакетов, но в интервале синхробайтов сложение с псевдослучайной последовательностью не производится (для этого используется сигнал разрешения) и синхробайты остаются нерандомизированными. Таким образом, длительность псевдослучайной последовательности оказывается равной 1503 байтам (187 +188*7 = 1503).
Восстановление исходных данных на приемной стороне осуществляется с помощью такого же генератора (на начало группы указывает инвертированный синхробайт пакета).
Каскадное кодирование
Как правило, при проектировании аппаратуры ориентируются на исправление одиночных и пакетных (групповых) ошибок. Если одиночные ошибки появляются независимо, то пакетные ошибки — коррелированные, поскольку искажают сразу несколько соседних двоичных символов. Например, вследствие действия достаточно длительной импульсной помехи несколько идущих подряд двоичных символов могут стать равными нулю или единице.
Основные причины возникновения ошибок:
• действие шумов различной природы, в основном проявляющееся во входных каскадах приемной аппаратуры;
• индустриальные и атмосферные помехи;
• интерференционные помехи, создаваемые радиопередатчиками, работающими в этой же полосе частот в соседних зонах обслуживания;
• многолучевое распространение радиоволн.
Наличие столь разнообразных канальных искажений требует применения более сложного алгоритма исправления ошибок, нежели применение какого-либо одного корректирующего кода. Поэтому используется каскадное кодирование - сочетание внешнего и внутреннего кодирования в совокупности с внешним и внутренним перемежением и характеризуемое наиболее высокой исправляющей способностью по отношению к одиночным и пакетированным ошибкам. Обеспечивает выигрыш в 6-8 дБ.
При каскадном кодировании используются два последовательно включенных кодека, как правило, различного типа, оптимизированных для исправления ошибок различной структуры, что показана на рис. 1.16.
