20. Помехоустойчивое кодирование информации при передаче сигналов цифрового телевизионного вещания. Меры, принимаемые в стандарте dvb-t для повышения помехоустойчивости передачи сигнала.

В цифровых вещательных телевизионных системах по радиоканалам передается цифровой сигнал – транспортный поток MPEG-2 (точнее – транспортный поток системы DVB-T). Этот цифровой сигнал необходимо передавать в выделенной для данного радиоканала полосе частот. При этом решаются задачи модуляции несущего колебания цифровым сигналом и защиты его от помех. Как известно, цифровая информация передается в виде двоичных символов – единиц и нулей. Из двоичных символов состоят кодовые комбинации (кодовые слова), каждая из которых в случае цифрового телевизионного сигнала содержит информацию, например, о значении одного отсчета этого сигнала. В результате действия шумов и помех отдельные двоичные символы могут быть приняты с ошибкой. Это объясняется тем, что само по себе преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму еще не гарантирует высокой помехозащищенности передаваемой информации. При этом надо иметь в виду, что проявление ошибок в цифровой телевизионной системе существенно отличается от заметности флуктуационного шума в аналоговой системе. Ошибка в одном двоичном разряде может изменить значение отсчета изображения многократно, если она произошла в старшем разряде кодового слова. При использовании различных методов сокращения избыточности телевизионного сигнала одиночная ошибка может привести к искажению, например, участка строки или даже группы строк. Интенсивность ошибок характеризуется их относительной частотой f_ош [ош./двоич. символ], показывающей вероятность того, что принятый отдельный двоичный символ ошибочен, эта величина обычно называется BER (Bit Error Rate – частота ошибок на 1 бит). Вероятность ошибки в одном разряде может составлять 10^–4…10^–5. Это означает, что при скоростях цифрового потока данных, равных нескольким десяткам мегабит в секунду, каждую секунду будут происходить сотни ошибок. Качество такого изображения будет неудовлетворительным. На практике даже несколько белых или черных точек на изображении могут оказаться заметными. Ошибки при приеме двоичных символов классифицируются как одиночные и пакетные (групповые). Одиночные ошибки обычно не зависят друг от друга. Пакетные ошибки искажают сразу несколько соседних двоичных символов. Например, вследствие воздействия достаточно продолжительной импульсной помехи несколько идущих подряд двоичных символов становятся равными нулю или единице.

Традиционными способами повышения помехоустойчивости цифровых телевизионных систем, обеспечивающих наземное вещание, являются:

• увеличение мощности радиопередатчика;

• выбор антенно-фидерных устройств с оптимальными для конкретного случая параметрами;

• уменьшение уровня шумов в телевизионных приемниках путем применения малошумящей элементной базы;

• рациональное планирование использования радиоканалов на смежных территориях.

В случае передачи цифровых сигналов значительное повышение помехоустойчивости может быть достигнуто применением кодов, исправляющих ошибки. В цифровых телевизионных системах одновременно с помехоустойчивым кодированием дополнительно выполняется операция перемешивания данных цифрового потока, которая преобразует пакетные ошибки в совокупность одиночных ошибок. Данное преобразование имеет большое практическое значение, так как исправление одиночных ошибок – значительно более простая техническая задача по сравнению с исправлением пакетных ошибок. Одновременно выполняемые операции перемешивания данных и помехоустойчивое кодирование очень часто называются канальным кодированием, которое реализуется непосредственно перед передачей цифровой информации по радиоканалу и, как правило, совмещается с модуляцией.