4.9. Внутреннее перемежение и формирование модуляционных символов
Внутреннее перемежение в системе DVB-T тесно связано с модуляцией несущих колебаний. Оно фактически является частотным перемежением, определяющим перемешивание данных, которые модулируют разные несущие колебания. Это довольно сложный процесс, но именно он является основой принципов модуляции OFDM в системе DVB-T. Внутреннее перемежение складывается из перемежения битов и перемежения цифровых символов данных. Его первым этапом является демультиплексирование входного потока данных. Непосредственно за перемежением следует формирование модуляционных символов.
4.10. Демультиплексирование
Отдельные несущие могут модулироваться с использованием квадратурной фазовой манипуляции (QPSK - Quaternary Phase Shift Keying) или квадратурной амплитудной модуляции (QAM - Quadrature Amplitude Modulation). Сигналы, модулирующие несущую (точнее, синфазное и квадратурное колебания), при таких способах модуляции, являются многоуровневыми, они описываются последовательностями многопозиционных символов, которые называются "модуляционными". В способе QPSK модулирующий сигнал представляет собой последовательность четырехпозиционных символов, выбираемых из алфавита с четырьмя двухразрядными двоичными словами (00, 01, 10, 11), которые определяют фазу модулированного колебания. Для формирования таких символов входной последовательный поток битов надо распределить, или демультиплексировать на два субпотока, в каждом из которых тактовая частота будет в два раза меньше, чем на входе (рис. 14). Для 16-позиционной квадратурной амплитудной модуляции 16-QAM надо формировать модуляционные символы в виде 4-разрядных двоичных слов, определяющих фазу и амплитуду модулированного колебания. В этом случае входной поток надо демультиплексировать соответственно на четыре субпотока. При использовании модуляции 64-QAM модуляционные символы представляют собой 6-разрядные слова, поэтому входной поток демультиплексируется на шесть субпотоков.
Рис.14. Внутреннее перемежение и формирование модуляционных символов (а - QPSK, б - 16-QAM)
Входной поток данных демультиплексируется на v субпотоков (v=2 для QPSK, v=4 для 16-QAM, v=6 для 64-QAM). Поток битов x0, x1, x2, x3,…преобразуется в последовательность слов из v разрядов (рис. 14). При использовании QPSK два последовательно следующих бита x0 и x1 отображаются в слово, представленное в параллельной форме и состоящее из битов b0,0 и b1,0, биты x2 и x3 - в слово из битов b0,1 и b1,1 и т.д. При модуляции 16-QAM выполняется следующая структура отображения последовательного потока входных битов в 4-разрядные слова в параллельной форме: x0 - b0,0, x1 - b2,0, x2 - b1,0, x3 - b3,0, и т.д. При использовании 64-QAM каждые шесть последовательно следующих битов отображаются в 6-разрядное слово аналогичным образом.
4.11. Перемежение битов
Перемежение битов представляет собой блочный процесс, то есть оно осуществляется в пределах фиксированной области данных. Перемежение битов выполняется в пределах последовательности из 126 битов субпотока (рис. 14). Оно осуществляется только над полезными данными, причем в каждом субпотоке (их максимальное количество равно шести) перемежение соответствует своему правилу. В процессе перемежения в каждом субпотоке формируется входной битовый вектор B(e)=(be,0, be,1, …, be,125), преобразуемый в выходной A(e)=(ae,0, ae,1, …, ae,125), элементы которого определяются как ae,w=be,He(w) (здесь He(w) - функция перестановки битов, e=0,1,…,v-1, w=0,1,2,…,125). Функция перестановки определяется различным образом для устройства перемежения каждого субпотока. Например, для субпотока I0 H0(w)=w, перестановка фактически отсутствует, а для субпотока I1 перестановка выполняется в соответствии с функцией H1(w)=(w+63) mod 126.