Режекторная фильтрация сигнала NTSC в приемнике ATSC

Пропускная способность системы ATSC

Ясно, что необходимо жестко согласовывать скорость входных данных S1 с пропускной способностью системы. По выше изложенному, можно сосчитать необходимую скорость данных на входе системы (рис. 15.6)

Ясно, что отправной точкой при расчетах необходимо взять частоту следования символов и что скорость передаваемых данных зависит от используемой модуляции.

С использованием модуляции 8T-VSB:

S1=10,76*828/832*312/313*3*2/3*187/207*188/187=19,39 Мбит/с

Дробь 828/832 учитывает введение синхросигналов сегментов данных, 312/313 – введение синхросегментов полей данных. Восьмиуровневая модуляция на интервале одного символа переносит информацию о трех битах - 3, но только два из них информационные – 2/3, один – проверочный бит сверточного кода. Дробь 187/207 учитывает внутреннее кодирование Рида-Соломона, а 188/187 исключение синхробайта из транспортных пакетов MPEG-2.

При модуляции 16-VSB в расчетах изменится только одна позиция (3 на 4), а 2/3 не будет, т.к. каждый символ несет информацию о 4 битах, а сверточного кодирования нет.

S1=10,76*828/832*312/313*4*187/207*188/187=38,78 Мбит/с

Пропускная способность системы при использовании модуляции 16-VSB в два раза больше за счет меньшей помехоустойчивости.

Как отмечалось выше, сигналы аналоговых и цифровых передатчиков будут сосуществовать в среде распространения радиоволн довольно продолжительное время. Для минимизации влияния цифрового сигнала на аналоговый, его спектру придается шумоподобная форма (за счет рандомизации). Но что делать с обратным влиянием? Система NTSC – устоявшаяся, находится в эксплуатации много лет, и изменять ее характеристики перед самым закрытием нецелесообразно. Для минимизации помех аналогового сигнала на цифровой, в цифровых приемниках устанавливаются режекторные фильтры NTSC.

В спектре сигнала NTSC присутствуют три ярко выраженных составляющих, которые будут вносить в цифровой сигнал наибольшие искажения: f_ни – несущая изображения, f_нз – несущая звукового сопровождения и f_ц – поднесущая цветности. Именно на эти частоты расходуется большая часть мощности аналогового передатчика. Исключив эти три частоты можно добиться заметного уменьшения влияния аналогового сигнала на цифровой.

Гребенчатый фильтр выполняется на линии задержки (рисунок 15.7а)

Рис. 15.7 Гребенчатый фильтр (а), частотная характеристика (б), отзыв на импульсный сигнал (в)

Его частотная характеристика (рисунок 15.7б) имеет нули на частотах, кратных частоте 1/τ. Входной сигнал задерживается на целое количество периодов и складывается в противофазе. Необходимо подобрать длительность задержки так, что бы в ноли частотной характеристики попадали несущие аналогового сигнала. Оптимальное время задержки 12Т, где Т – интервал передачи одного символа: Т=1/F_S. В этом случае несущая изображения попадет в первый, поднесущая цветности в пятый и несущая сигнала звукового сопровождения в шестой ноли частотной характеристики (рисунок 15.8).

Основной параметр системы ATSC – частота следования символов также выбрана из условия наибольшей совместимости между аналоговым и цифровым сигналами. Она равна 684 гармонике строчной частоты. Отсюда расстояние между соседними нолями составляет 57*F_H.

В связи с тем, что составляющие шума некоррелированы, использование гребенчатого фильтра приведет к удвоению мощности шума (см. рис 50в). Одному импульсу на входе фильтра соответствует два на его выходе. Поэтому в цифровых приемниках устанавливаются детекторы сигнала NTSC, которые определяют наличие в принимаемом спектре аналогового сигнала и производят включение или выключение режекторного фильтра.