Построение и эксплуатация цифровых телевизионных сетей

Лекция 17

1.- Какие виды шумов вы знаете?

а. Белый шум, нестационарный шум, Радиоэлектронный шум, квазистационарый шум,Джонсоновский шум, шум квантования, шум округления

2.- Как и где используются Шумы Найквиста?

в. В исследовании устойчивости систем с обратной связью (замкнутых систем)

3.- Что называется Броуновским движением?

в. Тепловое движение микроскопических взвешенных частиц (броуновские частицы) твёрдого вещества (пылинки, крупинки взвеси, частички пыльцы растения и так далее), находящейся в жидкой или газообразной среде.

4.- Что такое диффузия?

а. Это самопроизвольное проникновение и перемешивание частиц двух соприкасающихся газов, жидкостей и твердых тел

5.- В чем различие между диффузией и броуновским движением?

б. В том, что молекулы в газах движутся по прямой, пока не столкнутся с другими молекулами, после чего, не меняют направление движения

6.- Что такое точность измерений?

а. Это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению величины, т.е. близостью к нулю погрешностей измерения

7.- Какие виды погрешности вы знаете?

б. Методическая, инструментальная, абсолютная, относительная, погрешность оператора, динамические, статистические

8.- В чем заключается Дробовый эффект?

а. Небольшие беспорядочные отклонения анодного тока электровакуумных и полупроводниковых приборов от его среднего значения, вызванные неравномерностью эмиссии (испускания) электронов с катода или неравномерностью диффузии носителей тока в полупроводниках

9.- Дайте определение помехе.

а. Физические однородные процессы с входным или промежуточным сигналом и вызывающие появление погрешности

Учебное пособие

Новосибирск - 2009

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………

В.1 Обзор существующих методов доставки цифровых телевизионных программ к потребителю…………………..

В.2 Регулярные сигналы и их аналитическое описание…..

1 ЦИФРОВЫЕ ФИЛЬТРЫ………………………………………………………

1.1 Явление Гиббса…………………………………………………………..

1.1.1 Сущность явления Гиббса…………………………………………..

1.1.2 Параметры эффекта………………………………………………….

1.1.3 Последствия для практики………………………………………….

1.2 Весовые функции…………………………………………………………

1.2.1 Нейтрализация явления Гиббса в частотной области……………..

1.2.2 Основные весовые функции………………………………………….

1.3 Типы фильтров…………………………………………………………….

1.4 Разностное уравнение……………………………………………………...

1.5 Нерекурсивные фильтры…………………………………………………..

1.5.1 Методика расчетов НЦФ……………………………………………..

1.5.2 Идеальные частотные фильтры………………………………………

1.5.3 Конечные приближения идеальных фильтров………………………

1.5.3.1 Применение весовых функций………………………………

1.5.3.2 Весовая функция Кайзера……………………………………

1.6 Рекурсивные фильтры…………………………………………………......

1.6.1 Принципы рекурсивной фильтрации……………………………….

1.6.2 Режекторные и селекторные фильтры………………………………

1.6.2.1 Комплексная z-плоскость. ………………………………….

1.6.3 Билинейное Z-преобразование………………………………………

1.6.4 Типы рекурсивных частотных фильтров……………………………

1.7 Импульсная характеристика фильтров…………………………………

1.8 Передаточные функции фильтров………………………………………

1.9 Частотные характеристики фильтров……………………………………

1.10 Частотный анализ цифровых фильтров…………………………………

1.10.1 Расчёт фильтров по частотной характеристике……………………

1.11 Фильтрация случайных сигналов……………………………………….

1.12 Структурные схемы цифровых фильтров………………………………

1.13 Фильтры Чебышева………………………………………………………

1.14 Фильтры Баттерворта……………………………………………………..

1.15 Фильтры Бесселя………………………………………………………….

2 АНАЛОГО-ЦИФРОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ………………………………..

2.1 Цифровая обработка звуковых сигналов……………………….………….

2.2 Основы аналого-цифрового преобразования………………….…………..

2.2.1Основные понятия и определения……………………………………

2.3 Структура и алгоритм работы ЦАП…………………………….………….

2.4 Структура и алгоритм работы АЦП…………………………….…………

2.4.1 Параллельные АЦП……………………………………………………

2.4.2 АЦП с поразрядным уравновешиванием……………………………

2.4.3 АЦП с плавающей точкой……………………………………………

3 ЗВУК……………………………………………………………………..……….

3.1 Аудиосигнал…………………………………………………………..……

3.1.1 Звуковые волны………………………………………………………

3.1.2 Звук как электрический сигнал………………………………………

3.1.3 Фаза…………………………………………………………..……….

3.1.4 Сложение синусоидальных волн…………………………..……….

3.2 Звуковая система……………………………………………………..……

3.2.1 Назначение звуковой системы…………………………..………….

3.2.2 Модель звуковой системы…………………………………..……….

3.2.3 Входные датчики…………………………………………..……….

3.2.4 Выходные датчики…………………………………………..……….

3.2.5 Простейшая звуковая система……………………………..…………

3.3 Амплитудно-частотная характеристика……………………………..……

3.3.1 Способы записи АЧХ в спецификации звуковых устройств……….

3.3.2 Октавные соотношения и измерения………………………..……….

3.3.3 АЧХ реальных устройств воспроизведения звука…………..………

3.3.4 Диапазон частот голоса и инструментов……………………..……..

3.3.5 Влияние акустических факторов……………………………..………

3.4 Единицы измерения, параметры звуковых сигналов………………..……

3.4.1 Децибел…………………………………………..……………………

3.4.2 Относительная мощность электрических сигналов дБm…………..

3.4.3 Децибелы и уровень звука………………………..………………….

3.4.4 RMS -- среднеквадратичное значение…………..…………………..

3.4.5 Громкость, уровень сигнала и коэффициент усиления …………….

3.4.6 Громкость …………………………………………..………………….

3.5 Динамический диапазон…………………………………..………………

3.5.1 Запас динамического диапазона………………..……………………

3.5.2 Выбор динамического диапазона для реальной звуковой системы..

3.6 Цифровой звук…………………………………………..…………………

3.6.1 Частота дискретизации. ………………………..……………………

3.6.2 Разрядность. ………………………..……………………..…………

3.6.3 Дизеринг………………………..……………………..………………

3.6.4 Нойс шейпинг………………………..…………………….. …………

3.6.5 Джиттер………………………..……………………..………………

3.7 Методы и стандарты передачи речи по трактам связи, применяемые в современном оборудовании (7 кГц) ………..……………………..…………..

3.7.1 Импульсно-кодовая модуляция (PCM — Pulse-Code Modulation)…

3.7.2 m-Law и A-Law кодирование…………..……………………..………

3.7.3 Помехоустойчивость методов ИКМ………………………………….

3.7.4 Методы эффективного кодирования речи…………………………

3.7.5 Кодирование речи в стандарте CDMA……………………………….

3.7.6 Речевые кодеки для IP-телефонии……………………………………

3.7.7 Оценка качества кодирования речи…………………………………

3.8 Основные понятия цифровой звукозаписи………………………………..

3.8.1 Натуральное цифровое представление данных……………………..

3.8.2 Кодирование РСМ…………………………………………………….

3.8.3 Стандартный формат оцифровки звука……………………………..

3.8.4 Параметры дискретизации……………………………………………

3.8.5 Качество компакт-диска………………………………………………

3.8.6 Объем звукозаписей…………………………………………………..

3.8.7 Формат WAV………………………………………………………….

3.9 Формат MP3……………………………………………………………….

3.9.1 Сжатие звуковых данных…………………………………………..

3.9.2 Сжатие с потерей информации……………………………………...

3.9.3 Ориентация на человека……………………………………………..

3.9.4 Кратко об истории и характеристиках стандартов MPEG………..

3.9.5 Что такое CBR и VBR? ……………………………………………..

3.9.6 Каковы отличия режимов CBR, VBR и ABR? ……………………

3.9.7 Методы оценки сложности сигнала………………………………

3.9.8 Какие методы кодирования стерео информации используются в алгоритмах MPEG (и других)? ……………………………………………………

3.9.9 Какие параметры предпочтительны при кодировании MP3? ……

3.9.10 Какие альтернативные MPEG-1 Layer III (MP3) алгоритмы компрессии существуют? …………………………………………………………

3.10 OGGVorbis…………………………………………………………………

3.11 WMA……………………………………………………………………….

3.12 FLAC……………………………………………………………………….

3.13 AAC…………………………………………………………………………

4ВИДЕОСИГНАЛЫ………………………………………………………..………

4.1 Общие положения алгоритмов сжатия изображений……………………..

4.1.1 Классы изображений…………………………………………………..

4.1.2 Классы приложений…………………………………………………

4.1.3 Требования приложений к алгоритмам компрессии………………..

4.1.4 Критерии сравнения алгоритмов…………………………………….

4.2 Алгоритмы сжатия………………………………………………………….

4.3 Вейвлет-преобразования……………………………………………………

4.3.1 Вейвлеты, вейвлет-преобразования, виды и свойства……………..

4.3.2 Непрерывное прямое и обратное вейвлет-преобразования

4.3.3 Ортогональные вейвлеты …………………………………..

4.4 Формат сжатия изображений JPEG……………………………………….

4.5 JPEG2000…………………………………………………………………….

4.5.1 Общая характеристика стандарта и основные принципы сжатия…

4.5.2 Информационные потери в jpeg2000 на разных этапах обработки

4.5.3 Практическая реализация……………………………………………

4.5.4 Специализированные конверторы и просмотрщики……………..

4.5.5 Основные задачи для развития и усовершенствования стандарта jpeg2000……………………………………………………………………..

4.6 Видеостандарт MPEG………………………………………………………

4.6.1 Общее описание….……………………………………………………

4.6.2 Предварительная обработка………………………………………….

4.6.3 Преобразование макроблоков I-изображений………………………

4.6.4 Преобразование макроблоков Р-изображений……………………..

4.6.5 Преобразование макроблоков В-изображений……………………..

4.6.6 Разделы макроблоков………………………………………………..

4.7 MPEG-1……………………………………………………………………..

4.8 MPEG-2……………………………………………………………………..

4.8.1 Стандарт кодирования MPEG-2……………………………………..

4.8.2 Компрессия видеоданных……………………………………………

4.8.3 Кодируемые кадры…………………………………………………..

4.8.4 Компенсация движения…………………………………………….

4.8.5 Дискретно-косинусное преобразование……………………………

4.8.6 Профессиональный профиль стандарта MPEG-2

4.9 Стандарт MPEG-4……………………………………………………………

4.9.1 Особенности стандарта MPEG-4……………………………………

4.9.2 Основные функции в MPEG-4………………………………………

4.9.3 Главные функции в MPEG-4 версия 2………………………………

4.9.4 Расширения MPEG-4 за пределы версии 2…………………………

4.9.5 Профайлы в MPEG-4…………………………………………………

4.9.6 Верификационное тестирование: проверка работы MPEG……….

4.9.6.1 Видео……………………………………………………………

4.9.6.2 Звук……………………………………………………………..

4.9.7 Промышленный форум MPEG-4……………………………………

4.9.8 Детальное техническое описание MPEG-4 DMIF и систем………

4.9.8.1 DMIF……………………………………………………………..

4.9.8.2 Демультиплексирование, синхронизация и описание потоков данных…………………………………………………………………….

4.9.8.3 Улучшенная модель синхронизации (FlexTime) …………….

4.9.8.4 Описание синтаксиса……………………………………………

4.9.8.5 Двоичный формат описания сцены BIFS (Binary Format for Scene description) …………………………………………………………………..

4.9.8.6 Взаимодействие с пользователем………………………………

4.9.8.7 IPR идентификация и защита…………………………………

4.9.8.8 Информация содержимого объекта……………………………

4.9.8.9 Формат файлов MPEG-4………………………………………..

4.9.8.10. MPEG-J………………………………………………………..

4.9.9 Детальное техническое описание визуальной секции MPEG-4……

4.9.10. Подробное техническое описание MPEG-4 аудио………………..

4.9.11 Плюсы и минусы MPEG-4…………………………………………..

4.10 Стандарт HDTV…………………………………………………………

5.Принципы построения и особенности внедрения систем цифрового ТВ вещания

5.1 Глобальная модель систем цифрового вещания

5.2 Определение и классификация систем доставки

5.3 Система цифрового телевизионного вещания DVB

6.Описание формата DVB-S2

7. Система цифровогоо наземного ТВ вещания DVB-T

7.1 Основные схемы сетей DVB-T

8. Мультиплексирование в системах цифрового ТВ вещания

8.1 Уровни мультиплексирования

8.2 Статистическое мультиплексирование

8.3 Структура PES-пакета

8.4 Структура транспортных пакетов

8.5Передача сервисной информации в системах цифрового ТВ вещания

8.5.1 Место сервисной информации

8.5.2 Таблицы сервисной информации

8.5.3 Использование таблиц сервисной информации

8.5.4 Передача таблиц сервисной информации

8.6 Синхронизация в системах цифрового ТВ вещания

8.6.1 Принцип постоянной задержки

8.6.2 Метки времени

8.6.3 Подстройка системных часов

8.6.4 Метки декодирования и предъявления

8.7 Коммутация транспортных потоков MPEG-2…………………..

8.7.1 Обобщенная модель коммутатора цифровых потоков……

8.7.2 Работа буфера декодера……………………………………….

9.Организация многочастотных и одночастотных цифровых радиовещательных сетей………………………………………………..

9.1Типы сетей наземного цифрового вещания

9.2 Модели канала

Литература………………………………………………………………….