Учебники / Цифровое телевизионное вещание под редакцией Г. В. Мамчев, 2014

Рис. 4.52. Огибающая спектра мощности радиосигнала в случае расширенного режима модуляции COFDM

Average Power Ratio). Например, для определенных символов OFDM фазы

несущих могут сложиться, что дает кратковременный пик излучаемой

мощности.

Высокое значение пик-фактора ОFDМ-модулированного сигнала, с

одной стороны, снижает КПД передатчика по мощности, тем самым уве­

личивает долю расходов на передачу радиосигналов из-за достаточно вы­

сокой стоимости электроэнергии. С другой стороны, значительный уро­

вень пик-фактора требует использования усилителей мощности (УМ) ра­

диопередатчиков с широким линейным динамическим диапазоном. Увели­ чение динамического диапазона линейного УМ для передачи OFDM-

сигналов с высоким значением РAPR влечет за собой уменьшение эффек­

тивности радиопередатчиков. Кроме того, если произвольные всплески от­

дельных несущих возникают достаточно часто, это приводит к амплитуд­

ному ограничению сигнала в усилителе, и, как следствие возникновению

комбинационных частот, провоцирующих паразитные внутриполосные и

внеполосные излучения. Кроме того, возникают нелинейные искажения

передаваемого сигнала, что ухудшает, а в некоторых случаях, делает не­

возможным демодуляцию сигнала на приемной стороне.

Для снижения отношения пиковой и средней мощности OFDM- модулированного сигнала в среднем на 20%, что существенно уменьшает расходы на электропитание, в системе предусмотрено использо­

вание двух технологий [44]:

•резервирование тона TR (Топе Reservation). В этом случае 1... 3% не­

сущих остаются в резерве, не перенося никаких данных, но могут ис-

пользоваться передатчиком для введения сигналов, размазывающих пи­

ки. В действительности несущие не передают противофазные сигналы, чтобы компенсировать пики, а используется алгоритм подбора фаз и амплитуд зарезервированных несущих таким образом, чтобы компенси­ ровать высокое значение РARP;

•активное расширение сигнального созвездия АСЕ (Active Constellation Extension). При этом часть крайних точек сигнального созвездия отводится дальше от центра таким образом, что это уменьшает пики ОFDМ-модулированных сигналов. Так как изменения касаются только крайних точек созвездия, уводимых в область, свободную от других то­ чек, это не оказывает существенного влияния на способность приемни­

ка декодировать принимаемые данные.

Способ резервирования тона TR предпочтительнее применять для сигнальных созвездий с большим количеством векторов (QAМ­ модуляция поднесущих). Однако его использование приводит к сниже­ нию пропускной способности радиоканала, поскольку предполагается,

что с помощью части несущих будут передаваться специальные коррек­

тирующие сигналы.

Технология АСЕ имеет преимущество для сигнальных созвездий с

малым количеством векторов (QРSК-модуляция несущих). Однако ее

нельзя использовать в случае поворота сигнального созвездия. Причем

применение способа АСЕ приводит к снижению отношения сигнал/шум на

входе приемного устройства. В ряде случае стандарт предусматривает од­ новременное использование в системе DVB-T2 двух способов снижения

пик-фактора.

Рассмотренные схемы улучшения энергетических показателей радио­

передатчиков позволяют создавать одночастотные сети цифрового телеви­

зионного вещания в проблемных районах, таких как территория с город­

ской застройкой или местность с гористым рельефом.

Формирование защитного интервала: циклический префикс встав­

ляется перед модуляционными символами, чтобы выделить полезный сигнал при наличии эхо-сигналов в канале передачи. Допускаются за­

щитные интервалы длиной от 1/128 до 1/4 от длительности модуляцион­

ного символа.

Чем больше используется номинальных несущих, тем длительнее может быть модуляционный символ. Это, в свою очередь, позволяет

уменьшить защитный интервал до значения 1/128 (против 1/32 в системе DVB-T). Использование такого защитного интервала при размерности бы­ строго преобразования Фурье 32k номинальных несущих эквивалентно защитному интервалу 1/32 при 8k несущих. Однако пропускная способ­ ность системы DVВ-T2 при этом возрастает весьма существенно. Всего в DVB-T2 стандартом разрешено использовать семь относительных длин

защитных интервалов - 1/128, 1/32, 1/16, 19/256, 1/8, 19/128 и 1/4.

кабельный или наземный каналы, предоставление интернет-сервисов

через вещательный канал, интерактивное телевидение.

•Прямой и обратный каналы связи для интерактивных сервисов в стан­

дартах DVB-RCS (Retum Channel via Satellite - обратный канал через спутник) и DVB-RCT (Retum Channel Terrestrial - наземный обратный

канал).

•Широкополосный доступ вИнтернет.

•Система оповещения о чрезвычайных ситуациях (Адресное обращение

кнаселению служб МЧС России и гражданской обороны). Данная услу­ га функционирует только в России.

•Доступ граждан к госуслугам.

Ввыше приведенном списке представлены все цифровые сервисы и услуги системы DVB-T2, многие из которых являются интерактивными.

4.6.6. Сравнительная оценка систем DVB-Т и DVB-Т2

Для оценки потенциальных возможностей двух систем (DVB-Т и DVB-Т2) в табл. 4.6 приведены основные параметры их функционирова­

ния, позволяющие, в первую очередь, оценить пропускную способность

эфирных радиоканалов.

Из анализа приведенных в табл. 4.6 параметров следует, что система DVB-T2 по сравнению с системой DVB-T в большей степени адаптивна к

задачам, решаемым операторами эфирного вещания, а именно: покрытие

определенной территории максимальным количеством телепрограмм,

цифровое вещание на территории со сложным рельефом местности, веща­ ние на движущиеся объекты, где скорость передачи информации не явля­

ется основным требованием.

Сочетание новой технологии канального кодирования, используемой в системе DVB-Т2, и стандарта видеокомпрессии Н.264 существенно по­

вышает привлекательность цифрового телевидения для операторов много­ программного эфирного телевизионного вещания, так как это позволяет

значительно увеличить количество передаваемых программ в одном час­

тотном канале шириной 8 МГц. Причем характеристики системы DVB-Т2

отвечают требованиям наземного цифрового вещания в формате телевиде­

ния высокой четкости.

В сочетании с улучшенной коррекцией ошибок кодирования стандарт DVB-Т2 позволяет увеличить производительность одночастотных сетей

SFN дО 30%.

Для повышения гибкости и надежности в критических условиях

приема стандарт DVB-T2 предоставляет также ряд новых возможностей:

- вращение созвездия, которое обеспечивается в различных видах мо­ дуляции, чтобы обеспечивать получение наивысшей кодовой скорости сиг­

налов в сложных каналах передачи данных;

системы DVB-H в каналах наземного телевизионного вещания передаются параллельно сигналам DVB-T.

Необходимость создания «ручной» версии Н стандарта DVB-T дЛЯ малогабаритных терминалов вызвана тем, что при использовании их в транспортной сети DVB-T возникает ряд специфических проблем [45]. Во­ первых, для мобильных устройств крайне важное значение имеет величина потребляемой от аккумуляторных батарей мощности. Поэтому желатель­ но, чтобы при приеме цифрового сигнала была возможность периодически отключать питание мобильного приемника. Во-вторых, так как мобильный приемник по определению все время находится в движении, необходимо

максимально упростить процесс его перехода от одной ячейки одночас­

тотной сети SFN к другой (nроцедура Handover - перенастройка на рабо­ ту с новой сотой). В третьих, несмотря на принципиальную возможность

приема программ DVB-T на приемники, установленные на подвижных

объектах, для этой системы существуют достаточно жесткие ограничения по их максимальной скорости (приблизительно до 300 км/час). Поэтому

технологию DVB-Т проблематично использовать в качестве транспортной среды для передачи на землю сигналов с вертолетов и самолетов. Наконец, мобильные устройства в процессе работы подвергаются значительно б6льшему, чем стационарные приемники, воздействию различных радио­ помех. Следовательно, они должны обеспечить повышенную надежность приема в сложной электромагнитной обстановке.

С технической точки зрения мобильное телевидение на первый взгляд

мало чем отличается от обычного цифрового. Радиопередатчик излучает

модулированный сигнал, а мобильный приемник принимает его, декодиру­ ет и отображает видеоконтент на экране. Но в случае с мобильным телеви­ дением было бы просто неразумно ограничиться такой простой схемой, поскольку эта область радиовещания обладает огромным потенциалом в смысле платных услуг. Функционирование системы целесообразно

комбинировать с технологиями мобильной телефонии. А поскольку сото­ вый телефон уже подключен к определенной сети сотовой связи, то ин­ формация о нем, а точнее о его владельце, в полной мере содержится в ба­

зе данных оператора сети сотовой связи. Кроме того, эта же сеть одновре­ менно является каналом обратной связи, который может служить средст­ вом как авторизации абонента, так и реализации интерактивных услуг.

Обобщенная функциональная схема системы мобильного телевидения

DVB-H дЛЯ абонентов сотовых сетей представлена на рис. 4.53. Вещатель,

располагающий передающими средствами и контентом, осуществляет

трансляцию пакета программ в эфир. Абонент (телезритель) может либо получать этот пакет бесплатно, и в этом случае ему необходимо только со­ ответствующее приемное устройство, либо за плату. В последнем случае необходимо участие в процессе вещания оператора сети сотовой связи, а также наличие в приемном терминале абонентских элементов системы ус-

зом, создается виртуальное nеремежение контрольных бит, требующее

минимальных ресурсов приемного устройства для восстановления их по­

следовательности. Именно такой метод помехозащитного кодирования по­

лучил название МРЕ-РЕС.

При использовании МРЕ-РЕС кодирования незащищенными остаются служебные таблицы, передаваемые при трансляции телевизионных про­ грамм. Но с учетом того, что их содержание в большинстве случаев до­

вольно статично, то после нескольких циклов передачи приемнику удается

получить нужную информацию даже в сложных условиях.

Столбцы 1-191

Рис. 4.56. Таблица проверочных данных