Глава5 передачасигналовцифровоготелевиденияпоканалам связи

1. Требованияксистемампередачисигналовцифровоготелевиденияпоканаламсвязи

ВаналоговыхтелевизионныхсистемахпоканаламсвязипередаютсяПЦТСисигналызвуковогосопрово>Щения.Методыпередачиэтихсигналов,основанныенаиспользованииамплитуднойичастотноймодуляциинесущихколебаний,хо­рошоизвестны.Вцифровыхтелевизионныхсистемахпоканаламсвязидолженпередаватьсяцифровойсигнал-транспортныйпотокMPEG-2(точнее-транс­портныйпотокDVB).Этотцифровойсигналнеобходимопередаватьввыде­леннойдляданногоканаласвязиполосечастот.Приэтомнеобходиморешатьзадачимодуляциинесущегоколебанияцифровымсигналомизащитыотпо­мех.Методы,используемыеприпередачецифровогосигнала,существенноотличаютсяоттрадиционныхметодовпередачианалоговыхсигналов.

Однимизглавныхтребованийксистемамцифровоготелевиденияявляетсяиспользованиесуществующихканаловтелевизионноговещания.Невыполне­ниеэтоготребованияпривелобыкнеобходимостименятьсложившеесярас­пределениечастотныхдиапазоновпоканалам,заменятьпередающиеипри­емныеантенны,переходитькиспользованиюболееширокополосныхпередат­чиковирадиочастотныхтрактовТВприемников.Какбылопоказановпреды­дущемразделе,скоростьпередачидвоичныхсимволовнавыходекодераMPEG-2основногоуровняосновногопрофилядостигает15Мбит/с.Макси­мальнаяэффективностьиспользованияполосычастотканаласвязиприпере­дачедвоичногосигналаспростойамплитуднойманипуляцией,когдаамплиту­данесущейможетприниматьдвазначения,составляет1(бит/с)/Гц.Следова­тельно,дляпередачисигналацифровоготелевидениянеобходимаполосачас­тотдо15МГц,чтопревышаетширинуполосычастотстандартныхканаловте­левизионноговещания(8МГцвЕвропеи6МГцвСШАиЯпонии).

Поэтомудляпередачисигналовцифровоготелевидения,особенноеслина­допередаватьсигналынесколькихпрограммобь1чнойчеткостиводномканалеилисигналТВЧ,необходимоувеличиватьэффективностьиспользованияполо­сычастотканаласвязи,чтодостигаетсяприменениемболеесложныхметодовмодуляциинесущей.

Другоеважнейшеетребованиексистемецифровоготелевидения-обеспе­

чениевысокойпомехоустойчивости.

Какизвестно,цифроваяинформацияпередаетсяввидедвоичныхсимволов-единицинулей.Издвоичныхсимволовсостояткодовыекомбинации(кодовыеслова),ка>Щаяизкоторыхможетсодержатьинформацию,например,обукве,цифреили,вслучаецифровоготелевизионногосигнала,означенииодного

отсчетаэтогосигнала.Врезультатедействияшумовипомехотдельныедво­ичныесимволымогутбытьпринятысошибкой.Примервозникновенияошибокподдействиемаддитивнойпомехирассматривалсяв§1.1(см.рис.1.3).Ин­тенсивностьошибокхарактеризуетсяихотносительнойчастотойfош[ош/дв.символ],показывающейвероятностьтого,чтопринятыйотдельныйдвоичныйсимволошибочен.Ванглоязычнойтехническойлитературеэтаве­личинаобычноназываетсяBER(BitErrorRate-частотаошибокнабит).

Отметимосновныепричинывозникновенияошибок:

• действиешумовразличнойприроды(тепловойшум,шумгенерации­рекомбинации,фликкер-шуми·т.д.),восновномпроявляющеесявовходныхкаскадахприемнойаппаратуры;

• индустриальныеиатмосферныепомехи,

• помехи,создаваемыерадиопередатчиками,работающимивэтойжеполо-сечастотвсоседнихместностях(интерференция);

• многолучевоераспространениерадиоволн,возникающееиз-заотраженийотзданийисооруженийиотповерхностиземли.

Ошибкимогутбытьодиночныеипакетные(групповые).Одиночныеошибкинезависятдруготдруга.Пакетныеошибкиискажаютсразунесколькососед­нихдвоичныхсимволов.Например,вследствиедействиядостаточнопродол­жительнойимпульснойпомехинесколькоидущихподряддвоичныхсимволовстановятсяравныминулюилиединице.

Традиционнымиспособамиповышенияпомехоустойчивостиявляютсяуве­личениемощностипередатчика,выборантеннысоптимальнымидляданногослучаяпараметрами,уменьшениешумоввприемникахпутемпримененияма­лошумящихполупроводниковыхприборовилиохлаждениявходногокаскадаприемника,рациональноепланированиеиспользованиярадиоканаловнасмежныхтерриториях.Однаковсеэтиметодыимеютограничения,связанныесреальнымитехническимивозможностями,конечнойширинойдоступногодиа­пазонадлинволн,стоимостьюаппаратурыит.д.Вслучаепередачицифровыхсигналовзначительноеповышениепомехоустойчивостиможетбытьдостигнутопутемприменениякодов,исправляющихошибки.Крометого,выбранныйметодмодуляциитакжедолженспособствоватьповышениюпомехоустойчивости.

Вэтойглавеизложеныпервоначальныесведенияометодахпередачи

сигналовцифровоготелевидения.впервуюочередьприменительнокстан­дартамDVB.