В 1993 году родился европейский проект DVB (Digital Video Broadcasting – цифровое видео (телевизионное) вещание).
Первым стандартом, прошедшим этот путь к 1994 году, был стандарт DVB-S, который регламентирует цифровое спутниковое вещание.
Первое практическое применение этого европейского стандарта состоялось в 1995 году в Южной Африке и Таиланде. К сегодняшнему дню этот стандарт приняли сотни вещательных организаций разных стран, включая страны Европы, США, Японии. Работы по проекту DVB обеспечили пользователям максимально возможную аппаратную и программную совместимость при разнообразии средств доставки и записи сигналов, - спутниковых, наземных, кабельных и других.
Поясним основные этапы обработки сжатых цифровых ТВ сигналов и цифрового потока данных в передающем устройстве наземном ТВ. На рис 2.1 структурная схема преобразования данных и сигналов в передающем устройстве.
| Групповой транспортный
поток (2)
|
| Рис.2.1 Структурная схема передающего устройства по стандартуDVB-S2.
|
Аналоговые сигналы различного назначения (видео, звука,данных) поступают на вход своих кодеров, где преобразуются раздельно в сжатые цифровые сигналы стандарта MPEG-4 а, потом преобразуется в цифровой поток одной программы. В стандарте MPEG-4 элементарные потоки одной ТВ программы имеют общую временную базу, то есть кодеры информационного сжатия видео-, звуковых данных и данных пользователя работают синхронно от общего синхрогенератора. Поэтому мультиплексирование при формировании программного потока производится синхронным способом. Однако разные ТВ программы имеют независимые временные базы, поэтому формирование транспортного потока производится в два этапа. Сначала синхронным способом формируются транспортные потоки каждой телепрограммы, а потом асинхронным способом производится мультиплексирование транспортных потоков нескольких программ в один транспортный поток [2].
После выхода цифрового потока из мультиплексора образуется групповой транспортный поток. В блоке скремблера осуществляется устранение длинных серий нулей и единиц, что позволяет обеспечить сохранение синхронизации, улучшить электромагнитную совместимость с другими системами (спектр равномерно распределяется в заданной полосе частот). Все системы, удовлетворяющие требованиям DVB, должны использовать общие ключевые элементы. К ним относятся кодирование звука и изображения по методу MPEG, а также коррекция канальных ошибок с помощью блочного и сверточного кодирования.
Другие элементы должны быть подобраны с учетом используемых средств доставки. Таковыми являются метод модуляции и канальное кодирование.
В спутниковых системах связи лучше применять модуляцию QPSK (квадратурную фазовую манипуляцию), а для наземных - модуляция типа OFDM (частотное разделение каналов с ортогональными несущими).
Отработка параметров спутниковых и наземных систем уже завершена, началось массовое изготовление приемников-декодеров DVB и вещание соответствующих программ.
2.3. КАНАЛЬНОЕ КОДИРОВАНИЕ И МОДУЛЯЦИЯ.
При цифровом вещании взаимный обмен телепрограммами между наземными и спутниковыми вещательными службами существенно упрощается, если число цифровых ТВ программ в каждом стандартном по полосе пропускания спутниковом, кабельном и эфирном радиоканале будет одинаковым. Это требование было учтено при разработке международных стандартов на методы модуляции и канального кодирования в цифровых спутниковых и наземных каналах связи — DVB-S, DVB-C и DVB-T [4].
Аппаратура по стандарту DVB-S2 (стандарт спутникового цифрового телевизионного вещания) предназначена для передачи транспортного потока по стандарту MPEG-4, в котором мультиплексирование сигналов нескольких ТВ программ производится на уровне видео- и звукоданных, а полученный групповой (транспортный) поток передается на одной радионесущей. При этом наилучшим образом используется мощность передатчика бортового ретранслятора и достигается максимальное значение отношения сигнал радионесущей/шум.
Целью канального кодирования является согласование параметров транспортного потока МPEG-4 с форматом передачи данных, энергетическими и физическими возможностями спутниковых линий связи. При передаче данных по спутниковым каналам связи в первую очередь сказываются ограничения спутниковых линий по мощности, поэтому такой параметр, как помехоустойчивость системы к шумам и радиопомехам, является основным при разработке системы цифрового телевещания со сжатием. С тем, чтобы получить высокую эффективность по мощности без существенного снижения эффективности по использованию радиоспектра в стандарте DVB-S2, во-первых, применяется 32APSK амплитудная и фазовая манипуляция. Во-вторых, код Боуза-Чоудхури-Хоквингема (БЧХ-коды). Используется схема кодирования, основанная на LDPC. Для упрощения LDPC имеют специальную структуру Irregular Repeat-Accumulate.
Указанный подход используется в стандартах DVB, для чего структурные схемы канальных кодеров спутниковых каналов связи разделяются на две части - систему внешнего и систему внутреннего канального кодирования.
При этом для внешних канальных кодеров используется одна упрощенная структурная схема, а во внутреннем канальном кодере производится специализированная обработка данных, в зависимости от используемого в модеме метода модуляции.
Упрощенная часть структурной схемы канального кодера показана на рис.2.2.
| Кодер
цикловой
синхронации
|
| Система синхронизации модулятора
|
| Рис.2.2 Схема канального кодера
|
| Рис.2.3 Упрощённая схема передачи информации по каналу с шумами.
|
| Поток блоков – ключевых слов
|
