Система DVB

Из всех вариантов европейской системы ТВ вещания — для спутникового, кабельного и наземного (эфирного) ТВ вещания — наибольшие сложности в практической реализации сопутствовали системе наземного ТВ вещания DVB-T, что и задержало ее внедрение в практику. Именно эту систему следует рассмотреть подробнее, так как благодаря своим оригинальным техническим решениям, позволившим обеспечить помехоустойчивый прием сигнала в различных условиях, система DVB-T в ряде испытаний показала свои преимущества по сравнению с другими системами цифрового ТВ вещания[20].

Рис. 7.4. Алгоритм формирования радиосигнала в ТВ системе DVB-T

Структурная схема обработки сигнала показана на рис. 7.4. Одна из особенностей системы DVB-T — так называемая «иерархическая» передача и прием информации. Это техническое решение связано со специальным выбором способа модуляции и позволяет потребителю принять изображение в таком качестве, какое позволяют условия приема и качество приемника. Транспортный поток, соответствующий стандарту MPEG-2, «расщепляется» на выходе мультиплексора на два независимых потока, отличающихся приоритетом. Поток высшего приоритета кодируется и передается при условии обеспечения высокой помехозащищенности, а поток низкого приоритета – с более низкой помехозащищенностью, но с более высокой скоростью передачи данных. На рисунке его путь обозначен штриховой линией. Рандомизация, а также внешнее и внутреннее перемежение предназначены для защиты от ошибок передачи. Все эти меры позволяют довести частоту ошибок на входе демультиплексора MPEG-2 до значения порядка 10^-11, что соответствует практически безошибочной работе.

Характерной особенностью системы DVB-T является принятый способ модуляции OFDM, предполагающий использование большого числа несущих частот. Это позволяет эффективно бороться с эхосигналами, так как время передачи каждого символа на одной несущей может быть увеличено.

Особенности способа модуляции OFDM были описаны в [20]. Для формирования сигналов большого количества несущих частот используют хорошо отработанные алгоритмы быстрого преобразования Фурье (БПФ).

В большинстве таких алгоритмов размер массива, подвергающегося преобразованию, кратен целой степени числа 2. Поэтому используется размер массива, равный 8192 = 8k. или 2048 = 2k (здесь k = 2¹⁰ = 1024). На практике число несущих оказывается меньше, часть несущих не используется, поскольку между частотными областями, занимаемыми соседними каналами, должен быть оставлен некоторый зазор. В двух существующих в настоящее время режимах используется 6817 и 1705 несущих, однако по размеру массива БПФ системы модуляции называются соответственно 8k OFDM и 2k OFDM. Сигнал, получаемый в системе ТВ вещания при таком способе модуляции, состоит из большого числа модулированных несущих. Количество информации, переносимое одной несущей за время передачи одного символа OFDM, зависит от способа модуляции – это 2 бита для квадратурной фазовой манипуляции, 4 бита для квадратурной амплитудной модуляции 16-QAM и 6 битов для модуляции вида 64-QAM.

Передаваемый сигнал состоит из кадров, каждый из которых содержит 68 символов OFDM. Четыре кадра образуют суперкадр, содержащий целое число пакетов длиной 204 байта (рандомизированных транспортных пакетов MPEG-2, снабженных для защиты от ошибок проверочными байтами кода Рида-Соломона).