Цифровое телевизионное вещание. Системы и стандарты

Содержание

Слайд 2

Система передачи данных

Система передачи данных

Слайд 3

Система передачи данных Источники данных Кодеры источников Мультиплексирование Канальное кодирование Модуляция

Система передачи данных

Источники данных
Кодеры источников
Мультиплексирование
Канальное кодирование
Модуляция
ЦАП, перенос на несущую частоту, усиление

мощности, излучение
Прием, усиление, перенос на ПЧ, АЦП
Демодуляция
Канальное декодирование
Демультиплексирование
Декодеры источников
Отображение данных
Слайд 4

Структура канального кодирования и модуляции Адаптация входного потока Рандомизация (скремблирование) Помехоустойчивое

Структура канального кодирования и модуляции

Адаптация входного потока
Рандомизация (скремблирование)
Помехоустойчивое кодирование (FEC)
Перемежение
Отображение данных

на ячейки модуляции
Модуляция несущей (несущих)
Формирование временного сигнала
Слайд 5

Мультиплексирование данных в цифровом телевидении MPEG-2 TS GSE Пакетная передача данных Неструктурированный поток данных

Мультиплексирование данных в цифровом телевидении

MPEG-2 TS
GSE
Пакетная передача данных
Неструктурированный поток данных

Слайд 6

Мультиплексирование данных в стандарте MPEG-2 International Standard ISO/IEC 13818-1 ITU-T Recommendation H.222.0

Мультиплексирование данных в стандарте MPEG-2

International Standard ISO/IEC 13818-1
ITU-T Recommendation H.222.0

Слайд 7

Кодирование движущихся изображений и связанной с ними звуковой информации: Системная часть

Кодирование движущихся изображений и связанной с ними звуковой информации: Системная часть

Слайд 8

Кодирование движущихся изображений и связанной с ними звуковой информации: Системная часть

Кодирование движущихся изображений и связанной с ними звуковой информации: Системная часть

Основные

функции системного уровня:
Синхронизация нескольких сжатых потоков при декодировании
Перемешивание нескольких сжатых потоков в едином потоке
Инициализация буферизации при запуске декодирования
Непрерывное управление буферизацией
Временная идентификация
Мультиплексирование и сигнализация различных компонент в системном потоке
Слайд 9

Общие сведения Мультиплексированный битовый поток – это либо Транспортный поток, либо

Общие сведения

Мультиплексированный битовый поток – это либо Транспортный поток, либо Программный

поток. Кроме того в стандарте описаны элементарный поток и пакетизированный элементарный поток
Оба типа потоков состоят из PES-пакетов (packetized elementary stream) и пакетов, содержащих другую необходимую информацию
Оба типа потоков поддерживают мультиплексирование сжатых видео и аудио потоков (и других данных) одной программы с общей временной базой
Транспортный поток также поддерживает возможность мультиплексирования сжатых видео и аудио потоков нескольких программ с независимыми временными базами
Программный поток более подходит для сред передачи и хранения «почти без ошибок», а транспортный поток предназначен для сред передачи с ошибками
Мультиплексированный битовый поток построен из двух уровней: внешнего системного и внутреннего уровня компрессии. Системный уровень обеспечивает функции, необходимые для использования одного или нескольких компрессированных потоков данных в системе. Кодирование видео и звука определяется соответствующими стандартами, а кодирование других типов данных не определяется этими стандартами, но поддерживается на системном уровне
Слайд 10

Общие сведения

Общие сведения

Слайд 11

Структура ПЭП пакета

Структура ПЭП пакета

Слайд 12

Структура ПЭП пакета [packet_start_code_prefix, 24 бита] Старт-код начала пакета. Содержит зарезервированное

Структура ПЭП пакета

[packet_start_code_prefix, 24 бита] Старт-код начала пакета. Содержит зарезервированное значение

0b000000000000000000000001 (0x000001).
[stream_id, 8 бит] Идентификатор ES потока, определяющий его тип и номер. Номер потока может принимать любое значение, с учетом зарезервированных, приведенных в [16: 2.5.3.6, table 2-24].
[PES_packet_length, 16 бит] Длина пакета в байтах, начиная с первого бита следующего поля и заканчивая последним битом текущего пакета.
Дополнительные поля заголовка пакета (необязательны).
[stuffing_bytes, переменная длина] Байты стаффинга (0xFF), предназначенные для дополнения пакета до требуемой длины. Допускается использование не более 32 стаффинговых байтов в заголовке пакета.
Слайд 13

Структура ПЭП пакета. Часть 1. Дополнительные поля заголовка пакета. 4.1. Фиксированное

Структура ПЭП пакета. Часть 1. Дополнительные поля заголовка пакета.

4.1. Фиксированное значение

0b10
4.2. [PES_scrambling_control, 2 бита] Поле управления скремблированием ПЭП пакета. Указывает режим скремблирования полезной нагрузки пакета (табл. 2.2). Заголовок пакета при этом не скремблируется
4.3. [PES_priority, 1 бит] Приоритет данных, содержащихся в поле полезной нагрузки ПЭП пакета. Значение 0b1 свидетельствует о высоком приоритете. Данное поле может быть использовано при мультиплексировании
4.4. [data_alignment_indicator, 1 бит] Индикатор выравнивания первого старт-кода полезной нагрузки
4.5. [copyright, 1 бит] Флаг, указывающий, защищено содержимое пакета авторским правом (значение 0b1) или нет (0b0)
4.6. [original_or_copy, 1 бит] Флаг, указывающий на передачу в полезной нагрузке пакета оригинального контента (0b1) или его копии (0b0)
4.7. 6 ФЛАГОВ, указывающих на наличие (значение 0b1) или отсутствие (0b0) «необязательных полей»
4.8. [PES_header_data_length, 8 бит] Длина заголовка пакета (вместе с байтами стаффинга) в байтах
4.9. «Необязательные поля»
Слайд 14

Структура ПЭП пакета. Часть 2. 4.7. Дополнительные поля 4.7.1. [PTS_DTS_flags, 2

Структура ПЭП пакета. Часть 2. 4.7. Дополнительные поля

4.7.1. [PTS_DTS_flags, 2 бита]

2 флага, указывающих на наличие полей, содержащих временные метки PTS (первый бит) и DTS (второй бит). Значение флага 0b01 недопустимо
4.7.2. [ESCR_flag, 1 бит] Флаг, указывающий на наличие полей ESCR (англ. Elementary Stream Clock Reference): ESCR_base и ESCR_extension
4.7.3. [ES_rate_flag, 1 бит] Флаг, указывающий на наличие поля скорости элементарного потока ES_rate
4.7.4. [DSM_trick_mode_flag, 1 бит] Флаг, указывающий на наличие поля trick_mode_control
4.7.5. [additional_copy_info_flag, 1 бит] Флаг, указывающий на наличие поля additional_copy_info с дополнительной информацией об авторских правах
4.7.6. [PES_CRC_flag, 16 бит] Флаг, указывающий на наличие поля PES_CRC, содержащего контрольную сумму полезной нагрузки пакета.
Слайд 15

Структура ПЭП пакета. Часть 3. 4.9 Необязательные поля. 4.9.1. [presentation_time_stamp, 33

Структура ПЭП пакета. Часть 3. 4.9 Необязательные поля.

4.9.1. [presentation_time_stamp, 33 бита]

Поле, содержащее временную метку PTS воспроизведения декодером кадра
4.9.2. [decoding_time_stamp, 33 бита] Поле, содержащее временную метку DTS декодирования декодером кадра
4.9.3. [ESCR_base, 33 бита] Метка времени, определяющая время поступления последнего байта текущего поля на вход эталонного системного декодера STD (англ. System Target Decoder) ПЭП потоков (P-STD). 4.9.4. [ESCR_extension, 9 бит] Поле расширения, используемое для обеспечения обратной совместимости со стандартом MPEG-1
4.9.5. [ES_rate, 22 бита] Обязательное поле, определяющее скорость элементарного потока для текущего и всех последующих пакетов данного потока, пока оно не будет переопределено. Данное значение используется для определения времени поступления пакета на вход P-STD декодера
4.9.6. [DSM_trick_mode, 8 бит] Поле, определяющее режим trick mode видеопотока (см. [16: 2.4.3.7, table 2-9]). Оно определено только для элементарных потоков, содержащих видеоинформацию
4.9.7. [additional_copy_info, 7 бит] Поле с дополнительной информацией об авторских правах
4.9.8. [PES_CRC, 16 бит] Контрольная сумма полезной нагрузки ПЭП пакета. Используется многочлен вида: x16 + x12 + x5 + 1. 4.9.9. Дополнительные поля, в данной работе не рассматриваемые
Слайд 16

Общие сведения (продолжение) Оба типа потоков обеспечивают синтаксис кодирования, который необходим

Общие сведения (продолжение)

Оба типа потоков обеспечивают синтаксис кодирования, который необходим и

достаточен для синхронизации декодирования и воспроизведения видео и аудиоинформации, гарантируя, что буферы данных в декодере не переполняются и не опустошаются
Синтаксис включает временные метки декодирования и воспроизведения (DTS, PTS) кодированных видео и звука, а также временные метки, относящиеся к передаче самого потока данных (SCR, PCR)
Оба типа потока данных – пакетно-ориентированные мультиплексоры
Программный поток позволяет комбинировать один или несколько потоков PES-пакетов с общей временной базой в единый поток
Пакеты программного потока могут иметь переменный и сравнительно большой размер
Транспортный поток объединяет одну или несколько программ с одной или несколькими независимыми временными базами в единый поток
Размер транспортного пакета – 188 байт
Системная спецификация не описывает архитектуру или реализацию кодеров, декодеров, мультиплексоров, демультиплексоров, но налагает функциональные ограничения и ограничения по производительности на них (например, кодер должен обеспечивать заданную минимальную точность системных часов)
Слайд 17

Структура потока

Структура потока

Слайд 18

Транспортный поток Предназначен для передачи или хранения данных в средах, в

Транспортный поток

Предназначен для передачи или хранения данных в средах, в которых

возможны существенные ошибки (битовые ошибки или потери пакетов)
Скорость потока может быть фиксированной или переменной. Скорость определяется значениями и положением PCR (Program Clock Reference)
Транспортный поток может быть построен из элементарных потоков данных, из программных потоков, из транспортных потоков, в свою очередь состоящих из нескольких программ
Транспортный поток построен так, чтобы минимизировать сложность ряда операций:
Получение кодированных данных одной программы, их декодирование и воспроизведение
Извлечение пакетов одной или нескольких программ и создание ТП с этими программами
Извлечение контента одной программы и создание программного потока с этой программой
Создание ТП из программного потока для передачи через среду с потерями и извлечение программного потока
Слайд 19

Транспортный поток

Транспортный поток

Слайд 20

Операции с потоками

Операции с потоками

Слайд 21

Операции с потоками (продолжение)

Операции с потоками (продолжение)

Слайд 22

Временная модель Задержка от входа кодера (захвата данных) до выхода декодера

Временная модель

Задержка от входа кодера (захвата данных) до выхода декодера (их

воспроизведения) постоянна – это сумма времени кодирования, буферизации на кодере, мультиплексирования, передачи или хранения, демультиплексирования, буферизации на декодере, декодирования и воспроизведения
Все кадры видео и отсчеты звука представляются ровно один раз (если обратное не оговорено при кодировании специально), и межкадровые интервалы и скорости записи и воспроизведения звука на декодере и на кодере абсолютно одинаковы
Слайд 23

Логическое строение транспортного потока MPEG-2 при ТВ вещании При трансляции ТВ

Логическое строение транспортного потока MPEG-2 при ТВ вещании

При трансляции ТВ сигнала

несколько сюжетов образуют передачу
Последовательность передач с расписанием составляют программу
Одна или несколько программ укладываются в мультиплекс, доставляются на передающую систему, которая передает мультиплекспакет телезрителям
Система ограничения доступа следит за тем, чтобы конкретный телезритель мог получить доступ только к разрешенному пакету программ
Слайд 24

Физическое строение транспортного потока MPEG-2

Физическое строение транспортного потока MPEG-2

Слайд 25

Физическое строение транспортного потока MPEG-2. Часть 1 [sync_byte, 8 бит] Байт

Физическое строение транспортного потока MPEG-2. Часть 1

[sync_byte, 8 бит] Байт синхронизации,

содержащий фиксированное шестнадцатеричное число 0x47 (0b 0100 0111)
2. [transport_error_indicator, 1 бит] Флаг-указатель ошибки передачи пакета. Значение 0b1 свидетельствует о наличии неисправляемой ошибки, возникшей в процессе его передачи
3. [payload_unit_start_indicator, 1 бит] Флаг-указатель начала структурной единицы (ПЭП пакета или секции таблиц сервисной информации - PSI). Принимает значение 0b1, если поле полезной нагрузки TS пакета начинается с первого бита структурной единицы и 0b0 - в противном случае
4. [transport_priority, 1 бит] Флаг-указатель приоритета данных, содержащихся в поле полезной нагрузки TS пакета. Значение 0b1 свидетельствует о высоком приоритете
5. [PID, 13 бит] Идентификатор пакета (англ. Packet identifier), предназначенный для определения потока данных, к которому принадлежит данный пакет, что позволяет демультиплексору восстанавливать исходные потоки. Всего возможно 8192 значения PID, 16 из которых зарезервированы на системные цели, остальные могут присваиваться потокам произвольно, за исключением случаев, когда его битовая запись содержит в себе битовую запись байта синхронизации.
Слайд 26

Физическое строение транспортного потока MPEG-2. Часть 2 6. [transport_scrambling_control, 2 бита]

Физическое строение транспортного потока MPEG-2. Часть 2

6. [transport_scrambling_control, 2 бита] Указатель

скремблирования – флаг, указывающий режим скремблирования TS пакета
7. [adaptation_field_control, 2 бита] Индикатор наличия или отсутствия полей адаптации 9.1-9.6 в поле полезной нагрузки пакета. Поля адаптации предназначены для передачи управляющей и вспомогательной информации, такой как PSI (англ. Program Specific Information), сигналов синхронизации и проч., а также частных пользовательских данных
8. [continuity_counter, 4 бита] Счетчик непрерывности, предназначенный для определения факта потери пакета при передаче. Он увеличивается на единицу при поступлении каждого последующего пакета с определенным значением PID и обнуляется после поступления 15 пакета. Обнаружив потерю пакета, принимающая сторона может принять меры по его замене, если этого позволяют временные характеристики
9. Поле адаптации, содержащее дополнительные необязательные поля.
Слайд 27

Физическое строение транспортного потока MPEG-2. Часть 3. Поля адаптации 9.1 [adaptation_field_length,

Физическое строение транспортного потока MPEG-2. Часть 3. Поля адаптации

9.1 [adaptation_field_length, 8

бит] Указатель длины поля в байтах
9.2. [discontinuity_indicator, 1 бит] Указатель непрерывности базового системного времени. Значение 0b1 свидетельствует об изменении базы отсчета базового системного времени или о разрыве значения поля continuity_counter
9.3. [random_access_indicator, 1 бит] Указатель случайного доступа
9.4. [elementary_stream_priority_indicator, 1 бит] Указатель приоритета данных элементарного потока. Значение 0b1 свидетельствует о высоком приоритете элементарного потока, составляющего данный транспортный пакет
9.5. Пять флагов, указывающих на наличие (0b1) или отсутствие (0b0) полей 9.6
9.6 Дополнительные поля OPTIONAL_FIELDS
Слайд 28

Физическое строение транспортного потока MPEG-2. Часть 4. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОЛЯ OPTIONAL_FIELDS 9.6.1.

Физическое строение транспортного потока MPEG-2. Часть 4. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОЛЯ OPTIONAL_FIELDS

9.6.1. [PCR_fields,

42 бита] Поле-ссылка на системные программные часы PCR (англ. Program Clock Reference, реже – Master Clock)
9.6.2. [OPCR_fields, 42 бита] Поле-ссылка OPCR (англ. Original Program Clock Reference), являющееся копией PCR исходного SPTS потока. Используется при ремультиплексировании SPTS потоков. Данное поле присутствует при наличии поля PCR_ fields
9.6.3. [splice_countdown, 8 бит] Указатель количества транспортных пакетов с одинаковым значением PID до точки стыковки
9.6.4. [transport_private_data_lenght, 8 бит] Указатель длины поля 9.6.5 в байтах
9.6.5. [transport_private_data, переменная длина] Поле с частными пользовательскими данными
9.6.6. [adaption_field_extension_fields, 8 бит] Указатель длины расширения поля адаптации в байтах
9.6.7. Дополнительные служебные данные
Слайд 29

Протокол Generic Stream Encapsulation ETSI TS 102 606 V1.1.1 (2007-10)

Протокол Generic Stream Encapsulation

ETSI TS 102 606
V1.1.1 (2007-10)

Слайд 30

Протокол GSE Протокол GSE (Generic Stream Encapsulation) позволяет эффективно инкапсулировать пакеты

Протокол GSE

Протокол GSE (Generic Stream Encapsulation) позволяет эффективно инкапсулировать пакеты IP

и другие пакеты сетевого уровня для передачи на «обобщенном» физическом уровне. Такой «обобщенный» физический уровень представляет собой режим транспорта, который позволяет переносить последовательности бит данных или пакеты данных, возможно сгруппированные в кадры данных, но без специальных временных ограничений.
Первое поколение стандартов DVB поддерживало только передачу данных с использованием MPEG-2 TS. MPE (Multi Protocol Encapsulation, ETSI EN 301 192) – стандарт DVB для инкапсуляции аудио/видео и другого контента в пакеты MPEG-2 TS. Второе поколение стандартов DVB сохраняет обратную совместимость для переноса пакетов MPEG-2 TS, а также позволяет передавать произвольные пакеты переменной длины (Generic Streams, GS).
Слайд 31

Протокол GSE Протокол GSE был задуман как уровень адаптации, обеспечивающий функции

Протокол GSE

Протокол GSE был задуман как уровень адаптации, обеспечивающий функции инкапсуляции

и фрагментации для пакетов сетевого уровня. GSE обеспечивает эффективную инкапсуляцию IP датаграмм в пакетах переменной длины, которые затем напрямую упаковываются на физическом уровне в кадры данных.
GSE максимизирует эффективность передачи IP датаграмм, уменьшая размер заголовков в 2-3 раза по сравнению с использованием протокола MPE через MPEG-TS. Это достигается без ущерба для функциональности, обеспечиваемой протоколом, за счет пакетов переменной длины, удобных для IP трафика. Например, в интерактивной системе DVB-S2 размер заголовков уменьшается в среднем примерно с 10% для MPE/MPEG-TS до 2-3% для GSE. Таким образом общая полезная пропускная способность увеличивается примерно на 5-15%. Реальный выигрыш, конечно, зависит от конкретных характеристик системы и трафика.
Слайд 32

Протокол GSE В дополнение к уменьшению размера заголовков GSE обеспечивает более

Протокол GSE

В дополнение к уменьшению размера заголовков GSE обеспечивает более эффективную

работу для интерактивных систем, которые используют передовые методики физического уровня, как, например, ACM - адаптивное кодирование и модуляция. Переменная скорость передачи в канале, присущая ACM, делает формат GSE более удобным, чем MPEG-2 TS. GSE обеспечивает методы гибкой фрагментации и инкапсуляции, которые позволяют использовать «умный» планировщик, оптимизирующий производительность системы как с помощью увеличения общей пропускной способности, таки и уменьшая среднюю задержку пакетов при передаче. В дополнение гибкость GSE приводит к уменьшению потерь пакетов при замираниях, так как позволяет планировщику на передатчике динамически менять параметры передачи (например, тип модуляции, скорость канального кодирования) для определенных пакетов сетевого уровня.
Слайд 33

Протокол GSE GSE также обеспечивает дополнительные возможности, которые увеличивают гибкость и

Протокол GSE

GSE также обеспечивает дополнительные возможности, которые увеличивают гибкость и применимость

протокола. Основные функции/характеристики протокола GSE:
1) Поддерживает инкапсуляцию множества протоколов (IPv4, IPv6, MPEG, ATM, Ethernet, 802.1pQ VLANs и др.).
2) Прозрачен для функций сетевого уровня, включая кодирование IP и сжатие заголовков IP.
3) Поддерживает несколько режимов адресации: 6-байтовый MAC-адрес (включая мультикаст и юникаст), безадресный режим MAC, опциональный режим 3-хбайтного адреса.
4) Механизм передачи в кадрах данных фрагментированных IP датаграмм или других пакетов сетевого уровня для поддержки ACM/VCM.
5) Поддерживает аппаратную фильтрацию.
6) Расширяемость: дополнительные протоколы связи подключаются с помощью уникальных значений типа протокола (например, протоколы безопасности, компрессия IP заголовков и пр.).
7) Низкая сложность протокола в целом.
Слайд 34

Инкапсуляция GSE в стеке протоколов DVB

Инкапсуляция GSE в стеке протоколов DVB

Слайд 35

Формат заголовка GSE

Формат заголовка GSE

Слайд 36

Системы цифрового ТВ вещания ATSC (advanced television systems committee) – 1996,

Системы цифрового ТВ вещания

ATSC (advanced television systems committee) – 1996, принят

в США, Канаде, Мексике
DVB (digital video broadcast) – 1997, принят в Европе, России, Австралии, Новая Зеландия, ЮАР, Египте
ISDB (integrated services digital broadcasting) – 1997, принят в Японии, Бразилии (SBTVD – бразильская версия стандарта ISDB)
DTMB (digital terrestrial multimedia broadcast) – 2006, принят В Китае
Слайд 37

Системы цифрового ТВ вещания

Системы цифрового ТВ вещания

Слайд 38

Семейство стандартов DVB (1) CD версии 12.0, сентябрь 2009 – 167

Семейство стандартов DVB (1)

CD версии 12.0, сентябрь 2009 – 167 документов
Передача

(30)
DVB-S, DVB-S2 (satellite, спутниковое вещание)
DVB-C, DVB-C2 (cable, кабельное вещание)
DVB-T, DVB-T2 (terrestrial, наземное вещание)
DVB-CS (SMATV, satellite master antenna television, система распределения ТВ и звуковых сигналов для домашних хозяйств, расположенных в одном или соседних домах)
DVB-H (handheld, вещание для ручных устройств)
DVB-SH (satellite services for handheld devices)
DVB-MDS (MVDS, multipoint video distribution systems, > 10 ГГц; MMDS, microwave multipoint distribution systems, < 10 ГГц)
DVB-DSNG (digital satellite news gathering and other contribution applications)
Слайд 39

Семейство стандартов DVB (2) Мультиплексирование (17) DVB-SI (service information) DVB-DATA (data

Семейство стандартов DVB (2)

Мультиплексирование (17)
DVB-SI (service information)
DVB-DATA (data broadcasting)
DVB-SSU (system software

update)
DVB-SRM (system renewability messages)
DVB-CMT (XML and classification schemes)
DVB-TVA (carriage and signalling of TV-Anytime information)
DVB-GSE (Generic Stream Encapsulation)
DVB-FF (File Format Specification for the Storage and Playback)
Кодирование источника (5) (DVB-MPEG, use of Video and Audio Coding in Broadcasting applications based on the MPEG-2 TS)
Субтитры (1) (DVB-SUB)
Слайд 40

Семейство стандартов DVB (3) Интерактивность (16) (DVB-NIP, RCC, RCP, RCD, RCL,

Семейство стандартов DVB (3)

Интерактивность (16) (DVB-NIP, RCC, RCP, RCD, RCL, RCG,

RCCS, RCS, RCT, RCGPRS)
Middleware (23) (Multimedia Home Platform, MHP; Globally Executable MHP, GEM; Portable Content Format , PCF)
Content Protection & Copy Management (15) (DVB-CPCM)
Интерфейсы (11) (DVB-PDH, SDH, ATM, HAN, HLN, CI, PI, IRDI)
Использование Интернет-протокола (34) (в том числе DVB-IPTV, DVB-IPDC)
Условный доступ (6) (conditional access)
DVB-CSA (Common Scrambling Algorithm)
DVB-SIM (SimulCrypt)
Измерения (9) (DVB-M)
Слайд 41

Система передачи данных

Система передачи данных

Слайд 42

Стандарт DVB-S (1) Система включает следующие этапы обработки: Адаптация транспортного потока

Стандарт DVB-S (1)

Система включает следующие этапы обработки:
Адаптация транспортного потока и рандомизация

для равномерного распределения энергии
Внешнее кодирование (кодер Рида-Соломона)
Внешнее перемежение
Внутренне кодирование (punctured convolutional code)
Формирование полосы сигнала (baseband shaping) для модуляции
Модуляция
Система оптимизирована для использования одной несущей на транспондер и мультиплексирования с временным разделением (Time Division Multiplex, TDM)
Возможно использование мультиплексирование с частотным разделением (FDM) на множестве несущих
Слайд 43

Стандарт DVB-S (2) Если отношение сигнал/шум и сигнал/помеха принимаемого сигнала выше

Стандарт DVB-S (2)

Если отношение сигнал/шум и сигнал/помеха принимаемого сигнала выше порогового

значения, то помехоустойчивое кодирование (FEC) в системе должно обеспечивать «квазибезошибочный» (QEF) прием, то есть менее одной неисправленной ошибки в час, что соответствует BER = 10-10 – 10-11 на входе демультиплексора ТП MPEG-2
Слайд 44

Стандарт DVB-S (3) Формирование полосы сигнала и модуляция

Стандарт DVB-S (3)

Формирование полосы сигнала и модуляция

Слайд 45

Стандарт DVB-S (4) До модуляции сигналы I и Q должны быть

Стандарт DVB-S (4)

До модуляции сигналы I и Q должны быть отфильтрованы

косинусквадратичным фильтром с параметром спада α = 0,35
Слайд 46

Стандарт DVB-S (5) Полезная скорость передачи в зависимости от полосы транспондера

Стандарт DVB-S (5)

Полезная скорость передачи в зависимости от полосы транспондера RU –

полезная скорость передачи RS – символьная скорость соответствует полосе модулированного сигнала по уровню -3 дБ
Слайд 47

Стандарт DVB-T (1) канальное кодирование и модуляция для цифровых многопрограммных ТВ

Стандарт DVB-T (1) канальное кодирование и модуляция для цифровых многопрограммных ТВ систем

пониженного, стандартного, повышенного и высокого разрешения (LDTV, SDTV, EDTV, HDTV)

Система определяет функциональность блока оборудования, осуществляющего адаптацию ТВ сигнала от выхода транспортного мультиплексора MPEG-2 к характеристикам наземного канала распространения
Система включает следующие этапы обработки:
Адаптация транспортного потока и рандомизация для равномерного распределения энергии
Внешнее кодирование (кодер Рида-Соломона)
Внешнее перемежение
Внутренне кодирование (punctured convolutional code)
Внутренне перемежение
Отображение и модуляция
OFDM

Слайд 48

Стандарт DVB-T (2) Так как система создана для ЦНТВ и должна

Стандарт DVB-T (2)

Так как система создана для ЦНТВ и должна работать

в полосах спектра МВ и ДВМ (VHF/UHF), выделенных для передачи аналогового ТВ, она должна обеспечивать достаточную степень защиты от интерференции (соканальной и соседнего канала), как аналоговых, так и цифровых служб, должна обладать высокой спектральной эффективностью (включая поддержку одночастотных сетей)
Система определена для стандартных в телевидении полос каналов вещания – 6, 7 и 8 МГц. Параметры для всех полос одинаковы, кроме «элементарного периода» Т. Также добавлена «нетрадиционная» полоса 5 МГц
Внешнее кодирование и внешнее перемежение такое же, как в DVB-S и DVB-C
Внутренне кодирование такое же, как в DVB-S
Слайд 49

Стандарт DVB-T (3) Два базовых режима: 2К – более подходит для

Стандарт DVB-T (3)

Два базовых режима:
2К – более подходит для одного передатчика

или малой SFN с ограниченным расстоянием между передатчиками
8К – может использоваться как для одного передатчика, так и для малых и больших SFN
Дополнительный режим 4К (для систем DVB-H)
Слайд 50

Стандарт DVB-T (4)

Стандарт DVB-T (4)

Слайд 51

DVB-T - рандомизация Порождающий полином PRBS: 1 + x14 + x15

DVB-T - рандомизация

Порождающий полином PRBS: 1 + x14 + x15
Инициализация –

каждые 8 ТП
Первый синхробайт группы из 8 ТП инвертируется: 0х47 -> 0xB8 (адаптация)
Синхробайты не рандомизируются
Слайд 52

DVB-T – адаптация, рандомизация, внешнее кодирование, внешняя компоновка а) пакет мультиплексированных

DVB-T – адаптация, рандомизация, внешнее кодирование, внешняя компоновка

а) пакет мультиплексированных данных

MPEG-2
б) рандомизированные байты данных
в) рандомизированные байты данных, дополненные пакетами Рида-Соломона
г) структура данных после внешней компоновки (степень перемешивания I = 12 байт)
Слайд 53

DVB-T – внешнее кодирование и внешнее перемежение Укороченный код Рида-Соломона RS(204,

DVB-T – внешнее кодирование и внешнее перемежение

Укороченный код Рида-Соломона RS(204, 188,

t=8), получен из систематического кода RS(255, 239, t=8)
Сверточное побайтовое перемежение с глубиной I = 12 M = N/I = 17, N = 204
Слайд 54

DVB-T – внешнее перемежение

DVB-T – внешнее перемежение

Слайд 55

DVB-T – внешнее перемежение

DVB-T – внешнее перемежение

Слайд 56

DVB-T – внутреннее кодирование Материнский сверточный код со скоростью 1/2 и

DVB-T – внутреннее кодирование

Материнский сверточный код со скоростью 1/2 и 64

состояниями
Скорости кода: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8
Слайд 57

DVB-T – внутреннее перемежение (1) Демультиплексирование на v бит (2, 4

DVB-T – внутреннее перемежение (1)

Демультиплексирование на v бит (2, 4 или

6)
Битовое перемежение
Размер блока – 126 бит
Перемежение – 12 раз на символ OFDM в режиме 2К и 48 раз в режиме 8К
Функции перемежения разные для 6 перемежителей
Слайд 58

DVB-T – созвездия сигнала и отображение (2) α = 2 α = 4

DVB-T – созвездия сигнала и отображение (2)

α = 2

α = 4

Слайд 59

DVB-T – внутреннее перемежение (2) Символьное перемежение Отображение v-битовых слов на

DVB-T – внутреннее перемежение (2)

Символьное перемежение
Отображение v-битовых слов на полезные несущие

в символе OFDM
Режим 2К – 1512 активных несущих, размер блока – 1512 символов – 12 групп из 126 слов битового перемежителя
Режим 8К – 6048 активных несущих , размер блока – 6048 символов – 48 групп из 126 слов битового перемежителя

Режим 2К

Режим 8К

Слайд 60

DVB-T – созвездия сигнала и отображение (1) Модуляция: QPSK, 16-QAM, 64-QAM,

DVB-T – созвездия сигнала и отображение (1)

Модуляция: QPSK, 16-QAM, 64-QAM, неоднородная

16-QAM (α = 2, α = 4), неоднородная 64-QAM (α = 2, α = 4)
Отображение Грея
Слайд 61

DVB-T – кадровая структура OFDM (1) Длительность кадра - TF В

DVB-T – кадровая структура OFDM (1)

Длительность кадра - TF
В кадре –

68 символов
В суперкадре – 4 кадра
В каждом символе – К несущих
К = 6817 для режима 8К
К = 1705 для режима 2К
Длительность символа TS = TU + Δ
Защитный интервал – циклическое продолжение полезной части символа, вводится перед ней
Все символы содержат данные и опорную информацию
Символы состоят из ячеек, каждая из которых соответствует одной несущей
Кроме полезных данных кадр OFDM содержит рассеянные и повторяющиеся пилотные несущие и несущие ПСП (TPS)
Слайд 62

DVB-T – кадровая структура OFDM (2) Пилотные несущие используются для кадровой,

DVB-T – кадровая структура OFDM (2)

Пилотные несущие используются для кадровой, частотной,

временной синхронизации, для оценки характеристики канала, идентификации режима передачи, для отслеживания фазового шума
Расстояние между соседними несущими – 1/TU
Элементарный период Т – 7/64 мкс (8 МГц), 1/8 мкс (7 МГц), 7/48 мкс (6 МГц)
Слайд 63

DVB-T – кадровая структура OFDM (3) Для канала 8МГц

DVB-T – кадровая структура OFDM (3)

Для канала 8МГц

Слайд 64

DVB-T – кадровая структура OFDM (4) Опорные сигналы Различные ячейки в

DVB-T – кадровая структура OFDM (4)

Опорные сигналы
Различные ячейки в пределах кадра

OFDM модулируются с опорной информацией, переданное значение которой известно приемнику
Ячейки, содержащие опорную информацию, передаются на "усиленном" уровне мощности
Информация в этих ячейках передается в виде рассеянных или повторяющихся пилотных ячеек
Каждая повторяющаяся пилотная ячейка совпадает с рассеянной пилотной ячейкой каждого четвертого символа
Количество несущих, соответствующее передаче полезных данных, остается постоянным от символа к символу: в режиме 2k — 1512 несущих, и в режиме 8k — 6048 несущих
Значение рассеянной или повторяющейся пилотной информации вычисляется из PRBS, которая представляет собой ряды значений, по одному на каждую из переданных несущих
Слайд 65

DVB-T – кадровая структура OFDM (5) Опорные сигналы Рассеянные пилотные несущие:

DVB-T – кадровая структура OFDM (5)

Опорные сигналы
Рассеянные пилотные несущие: {k =

Kmin + 3 x (l mod 4) + 12p | p - неотрицательное целое, k ∈ [Kmin; Kmax]}
Повторяющиеся пилотные несущие: 177 (режим 8К), 45 (режим 2К)
Слайд 66

DVB-T – кадровая структура OFDM (5) Transmission Parameter Signalling (TPS) Несущие

DVB-T – кадровая структура OFDM (5)

Transmission Parameter Signalling (TPS)
Несущие TPS предназначены

для передачи параметров канального кодирования и модуляции
TPS передается параллельно на 17 несущих TPS в режиме 2К и на 68 несущих в режиме 8К
Каждая несущая TPS в одном и том же символе передает один и тот же дифференциально кодированный информационный бит
Несущие TPS передают следующую информацию
модуляцию, включая значение α созвездия QAM
информацию об иерархии
защитный интервал
скорости внутреннего кода
режим передачи (2К или 8К)
номер кадра в суперкадре
Каждый блок TPS (соответствующий одному кадру OFDM) содержит 68 бит (1 бит инициализации, 16 синхронизирующих бит, 37 информационных бит (из них 14 зарезервированы), 14 избыточных бит для защиты от ошибок)
Слайд 67

DVB-T – количество пакетов RS в суперкадре OFDM

DVB-T – количество пакетов RS в суперкадре OFDM

Слайд 68

DVB-T – полезная скорость битового потока (Мбит/сек)

DVB-T – полезная скорость битового потока (Мбит/сек)

Слайд 69

DVB-T – характеристики спектра Теоретический спектр передаваемого сигнала DVB для защитного

DVB-T – характеристики спектра

Теоретический спектр передаваемого сигнала DVB для защитного интервала 1/4

и полосы канала 8МГц
Слайд 70

Стандарт DVB-С (1) Система включает следующие этапы обработки: Адаптация транспортного потока

Стандарт DVB-С (1)

Система включает следующие этапы обработки:
Адаптация транспортного потока и рандомизация

для равномерного распределения энергии
Внешнее кодирование (кодер Рида-Соломона)
Внешнее перемежение
Отображение байт на QAM-символы
Дифференциальное кодирование двух старших бит (созвездие, инвариантное к повороту)
Формирование полосы сигнала (baseband shaping) для модуляции
Модуляция 16, 32, 64, 128, 256 QAM
Слайд 71

Стандарт DVB-С (2)

Стандарт DVB-С (2)

Слайд 72

Стандарт DVB-С (3)

Стандарт DVB-С (3)

Слайд 73

Стандарт DVB-С (4) До модуляции сигналы I и Q должны быть

Стандарт DVB-С (4)

До модуляции сигналы I и Q должны быть отфильтрованы

косинусквадратичным фильтром с параметром спада α = 0,15
- Предыдущая
Отыскание наибольшего и наименьшего значений непрерывной функции на промежутке
Следующая -
Подготовка к ЕГЭ. Вступление и подход к проблеме

Похожие презентации

ошибки и результаты - практическая по приема
Транспорт
Презентация ПРОдетей_Новый Садик Мурино
20150402_9_maja2
1 стр. обложки
Хлеб – наше богатство
Изготовление набора кухонного инвентаря с элементами художественной резьбы
физика
Добро пожаловать в ЕФИН!
Подставки из бусин и пуговиц
Мои любимые занятия. Валиулина Мария
Пространственные концепции
Спектакль - от замысла к воплощению. Образ героя и его характер
Проектная презентация
Моя компания. Резюме и описание фирмы. Услуги. Организационный план. Финансовый план. Риски и гарантии
Мебель - трансформер
Power Industry
Введение История про историю
Порівняльний аналіз витрат при будівництві нової залізничної лінії з використанням самохідного скреперу
Коллаж урок изобразительного искусства в 7 классе
Техническое обслуживание и ремонт системы электропитания автомобиля
Микрорайон Соловьиная роща. Новый квартал
20111217_urok_slovesnosti
викторина ко Дню воды
presentation for Orion 2 слайда
20131027_prezentatsiya_osvobozhdenie_starogo_oskola_ot_nemetsko-fashistskikh_zakhvatchikov
Западный Крым
Өсімдік майының түрлері және сапасына қойылатын талаптар
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть