Самостоятельная работа по дисциплине
«Системы и сети связи с подвижными объектами».
Тема: Оценка эффективности LDPC-кодов стандарта DTMB. ч1
студентка 319 группы
Основной целью данной работы является сравнение эффективности кодирования LDPC кодов китайского стандарта телевидения и других стандартов, используемых в современном мире .
Задачи, решаемые на начальном этапе:
1. Знакомство со стандартами систем цифрового телевизионного вещания;
2. Характеристика стандарта DTMB ;
3. Извлечение и распаковка проверочных матриц Н из стандарта DTMB gb -20600-2006;
4. Извлечение генераторных матриц G ;
5. Проверка правильности извлечения матриц по правилу G × H T º 0;
Уже довольно продолжительное время мы живем в эпоху цифровых технологий. Телевещание плавно переходит от аналогового к цифровому, и хотелось бы по подробней знать процесс формирования и в частности стандарты цифрового вещания и приема. В этом и заключается актуальность моей работы.
Как сохранить местные каналы в телевизоре?
Преимущества цифрового телевидения по сравнению с аналоговым телевидением очевидны.
· Повышение помехоустойчивости в передаче и записи телевизионного сигнала.
· Существенное увеличение числа телевизионных программ, передаваемых в том же частотном диапазоне.
· Создание телевизионных систем высокой чёткости.
· Повышение качества изображения и звука в телевизионных приёмниках.
· Уменьшение мощности передатчиков.
· Архивирование и запись телевизионных программ .
· Передача в телевизионном радиосигнале различной дополнительной информации, в том числе телепрограммы (EPG)
· Возможность выбора языка вещания (звуковой дорожки) и субтитров.
· Расширение функциональных возможностей используемой аппаратуры
Основным недостатком можно считать з амирания и рассыпания принимаемой картинки на «квадратики» при недостаточном уровне сигнала, данные либо принимаются качественно на 100% , либо принимаются плохо и картинки не видно вообще или с «квадратиками».
Принципиальной особенностью разработки стандартов является учет технологических особенностей различных участков телевизионного канала, жестких международных норм на параметры каналов передачи телевизионных сигналов, принципов планирования сетей вещания. Цифровое сжатие сигналов динамических изображений и звукового сопровождения телевидения в сочетании с цифровым канальным кодированием и модуляцией позволяют существенно повысить эффективность использования частотного ресурса по сравнению с аналоговыми телевизионными системами
1. Основные стандарты в цифровом телевидении.
DVB — европейский стандарт цифрового телевидения. Сейчас действует на нашей территории.
ATSC — американский стандарт цифрового телевидения.
ISDB — японский стандарт цифрового телевидения.
DTMB — китайский стандарт цифрового телевидения.
Китайские телевизоры/Doffler 55AU60-T2 Честный обзор
Рисунок 1 — Стандарты цифрового эфирного телевизионного вещания
Таблица 1. Стандарты наземного цифрового телевизионного вещания.
Европейский стандарт цифрового телевидения DVB-Т.
Это стандарт европейского цифрового телевизионного вещания, который был ориентирован на пер е ход к телевидению высокой четкости. Он входит в группу европейских телевизионных стандартов DVB.
Основные технические характеристики стандарта:
· Диапазон рабочих частот – 470–862 МГц.
· Выходная мощность передатчиков – 10…10 000 Вт.
· Ошибки BER — 10 -11 …-10 -13
Главным преимуществом стандарта DVB-T2 (T2) по сравнению с DVB-T1 (T1) является то, что на одной несущей передатчика можно будет передавать три программы телевидения высокой четкости и дополнительные независимые каналы физического уровня PLP. Таким образом, количество передаваемых каналов увеличится. Мощность передатчиков снизится в 5–8 раз. Увеличивается QAM до 256. Полоса приема телевизоров останется прежней – 8 МГц.
Американский стандарт цифрового телевидения ATSK.
Основной технической задачей цифрового телевидения ATSC была передача HDTV-программы с заданной помехоустойчивостью в наземном радиоканале с ограниченной полосой частот 6 МГц. В стандарте ATSC в качестве критерия качества видеоизображения вводится понятие ≪ порога видимости ≫ (ПВ), определяемое пороговым значением отношения сигнал/шум на входе приемника. Так, для системы эфирного вещания 8-VSB теоретическим порогом определена величина С/Ш = 14 ,9 дБ, что примерно на 20 дБ ниже величины ПВ для аналогового телевидения.
Японский стандарт цифрового телевидения ISDB-T.
В системе ISDB-T используется принцип многочастотной модуляции с передачей цифрового потока на OFDM несущих в нескольких полосах частот (так называемая частотно сегментированная передача — BST-OFDM). Система ISDB-T может быть использована в каналах ТВ-вещания UHF-диапазона с полосами B = 6 , 7 или 8 МГц. Оригинальным свойством системы является разделение каждого канала вещания на сегменты, в каждом из которых передаются BST-OFDM-кадры, содержащие заданное число транспортных пакетов стандарта MPEG-2, зависящее от вида модуляции несущих, скорости сверточного кода и используемых режимов работы.
Китайский стандарт цифрового телевидения DTMB .
Стандарт цифрового вещания DTMB обеспечивает возможность эфирной передачи мультимедийных данных и воспроизведения ТВ-сигналов на малоразмерных приемниках. Говоря о качестве китайского DTMB-стандарта, можно с уверенностью заявить, что он имеет технические преимущества перед другими стандартами наземного цифрового телевидения США, Европы, Японии. Китайский DTMB-стандарт называется системой D, и является четвертым по международным стандартам. Этот стандарт введен позже, чем три предыдущие, но с использованием новейших технологий, чтобы обеспечить значительное превосходство уровня производительности. DTMB-стандарт отличается от других тремя преимуществами:
— более стабильной работой системы,
— большой информационной емкостью,
— большим охватом территории.
Это доказано независимо от испытательной лаборатории, будь то на Кубе, в Перу или других странах.
Система DTMB обеспечивает цифровое вещание программ ТВЧ (не поддерживается при мобильном приеме), телевидения стандартной четкости (стандарты кодирования источников контента MPEG-2, MPEG-4/ H.264 и др.), а также мультимедийное вещание, фиксированный или мобильный прием сигналов как внутри помещений, так и вне их (скорость передачи от 4,813 до 32,486 Мбит/с). Возможна работа в многочастотной и одночастотной сетях, в каналах, смежных с каналами аналогового ТВ-вещания, а так же в каналах с полосами частот 6 и 7 МГц.
Здесь предварительная коррекция ошибок осуществляется с использованием внешнего кодера BCH, формирующего укороченный код из кода BCH (1023 , 1013) , и внутреннего кодера LDPC с тремя возможными скоростями: 2/5 — LDPC (7488 , 3048) ; 3/5 — LDPC (7488 , 4572) ; 4/5 — LDPC (7488 , 6096) . Основные параметры обработки сигналов в системе приведены в таблице 2. Основные результаты испытаний системы DTMB показали, что технологии канального кодирования, используемые в системе DTMB, обеспечивают коэффициент ошибок в цифровом сигнале на приеме менее 1х10 -12 .
Таблица 2. Основные параметры системы DTMB.
2. Извлечение и распаковка матриц G и H стандарта DTMB .
Перейдем непосредственно к тому, чем я занимаюсь при подготовке дипломного проектирования. Извлечение матриц из стандарта GB -20600-2006 – это одна из основных задач, выполняемых в ходе работы. Как уже было сказано выше, в стандарте используется внутренний LDPC-код с тремя возможными скоростями.
Что же в принципе из себя представляют коды LDPC ? Это — линейные блоковые систематические коды, задаваемые с помощью порождающей матрицы и с итеративным декодированием. Проверка четности — простой метод для обнаружения ошибок в передаваемом пакете данных. С ее помощью нельзя восстановить данные. Можно только обнаружить одиночную ошибку.
Поэтому при кодировании и декодировании LDPC для определения разряда, в котором произошла ошибка, используют специальные проверочные матрицы, позволяющие найти синдромы ошибок в любом разряде кодового слова. Когда в проверяющей матрице LDPC количество единиц мало, это позволяет эффективнее организовать процесс хранения матрицы в декодере.
LDPC-коды более предпочтительны в ка налах с меньшими вероятностями ош ибок. С развитием методов передачи информации каналы передачи улучшаются, что дает хорошую перспективу для развития LDPC-кодов.
В ходе проделанной работы с помощью среды MATLAB было извлечено и распаковано 6 матриц стандарта DTMB : 3 проверочных матрицы H и 3 генераторных G .
В стандартной форме генераторная матрица G принимает вид:
I – это единичная матрица размером b ´ b , где b = 127, 0 ≤ i ≤ ( k − 1) , 0 ≤ j ≤ ( c − 1),
i – количество строк в матрице, j – количество столбцов
1) LDPC ( 7493,3048): k =24 , c =35, b =127, скорость кодирования 2/5;
2) LDPC ( 7493,4572): k =36 , c =23, b =127, скорость кодирования 3/5;
3) LDPC ( 7493,6096): k =48 , c =11, b =127, скорость кодирования 4/5.
В стандарте GB20600-2006 генераторная матрица представлена в следующем виде:
LDPC(7493, 3048) Gi,j=G[i][j]
G[ 0][ 0] : 44DB4147E6075A92E878EB68C44DD51F
G[ 0][ 1] : 5DCE86622D846BF272215A792AF31A3E
G[ 0][ 2] : 46FF69A29D3DF1D4842461B239256C26
G[ 0][ 3] : 5B08E84D7F8CF21F635110B336F35E68
G[ 0][ 4] : 146E63996295F4FB4D20C152E02FDFB5
G[ 0][ 5] : 2D50534737BF9622761D1AA8F2F79375
G[ 0][ 6] : 6B950681A1ED864F3D9F039B5912E996
G[ 0][ 7] : 1E255600F55C1019EB29FB0D0E64A790
G[ 0][ 8] : 0FC54A167377330271E132DA4084DC17
G[ 0][ 9] : 531C85189E7CD79C4A03AF0062C97B66
G[ 0][10] : 74BA0C55A448EB03E6B92BE48318D494
здесь каждая ячейка матрицы состоит из 32 символов, записанных в 16-СС. Для извлечения и распаковки такой матрицы каждое число в ячейке необходимо было перевести в 2-СС и осуществить циклический сдвиг вправо на 1 бит 127 раз.
Посмотрим одну из полученных матриц с помощью представления на графике:
Рисунок 2. a ) LDPC ( 7493,4572) ; б) увеличенный масштаб для более наглядного наблюдения.
В стандартной форме проверочная матрица H имеет вид:
1) LDPC ( 7493,3048): c =35 , t = 5 8;
2) LDPC ( 7493,4572): c =23 , t = 5 8;
3) LDPC ( 7493,6096): c =11 , t = 5 8,
где c и t – общее количество строк и столбцов в стандарте GB -20600-2006 для матрицы Н соответственно.
Так же для наглядного представления проверочной матрицы, которую необходимо было распаковать, приведу пример из стандарта GB20600-2006:
A[ 0][32] = 67 A[ 0][33] = 41 A[ 0][34] = 21 A[ 0][35] = 74
A[ 0][43] = 3 A[ 0][51] = 13 A[ 0][53] = 117 A[ 1][ 1] = 1
A[ 1][33] = 67 A[ 1][34] = 41 A[ 1][35] = 21 A[ 1][47] = 29
A[ 1][51] = 92 A[ 1][55] = 23 A[ 1][58] = 79 A[ 2][ 1] = 32
A[ 2][ 2] = 1 A[ 2][34] = 67 A[ 2][35] = 41 A[ 2][45] = 3
A[ 2][50] = 34 A[ 2][55] = 117 A[ 2][57] = 68 A[ 3][ 1] = 104
A[ 3][ 2] = 32 A[ 3][ 3] = 1 A[ 3][35] = 67 A[ 3][42] = 115
A[ 3][52] = 84 A[ 3][55] = 28 A[ 3][58] = 68 A[ 4][ 2] = 104
После распаковки матрицы Н бал получен следующий результат:
Рисунок 3. LDPC ( 7493,4572) проверочная матрица Н; R = 0,6.
В правильности полученных результатов удалось убедиться с помощью правила G × H T º 0.
Цели и задачи на 2 часть самостоятельной работы:
1. Декодирование LDPC кодов стандарта DTMB ;
2. Моделирование кодов из стандарта DTMB в среде MATLAB ;
3. Построение графиков для BPSK .
Источник: omoled.ru
Цифровое наземное мультимедийное вещание
DTMB (Цифровое наземное мультимедийное вещание ) — это стандарт цифрового телевидения для мобильных и фиксированных устройств, разработанный в Китайской Народной Республике. Он используется там и в обоих их особых административных регионах (Гонконг и Макао ), а также в Камбодже, Коморских островах, Куба, Восточный Тимор, Лаос и Пакистан. В Пакистане, в рамках проекта Экономического коридора Китай-Пакистан, ZTE Corporation обеспечит Пакистанская телевизионная корпорация сотрудничество по нескольким технологиям цифрового наземного телевидения, обучение персонала и создание контента, включая партнерство с китайскими транснациональными компаниями в различных областях, включая телевизоры и телевизионные приставки как форму «международного сотрудничества».
Обзор
Ранее известный как DMB-T / H (Digital Multimedia Broadcast-Terrestrial / Handheld ), DTMB представляет собой слияние стандартных ds ADTB-T (разработан Шанхайским университетом Цзяо Тонг ), DMB-T (разработан Университетом Цинхуа ) и TiMi (Наземная интерактивная мультисервисная инфраструктура); последний — стандарт, предложенный Академией радиовещания в 2002 году.
Сначала ни у Шанхайского университета Цзяо Тонг, ни у Цинхуа не было достаточно политической силы, чтобы сделать их собственную технологию уникальным стандартом, поэтому окончательное решение был выбран двойной стандарт, объединенный со стандартом TIMI 3, отвечая на потребность в обратной совместимости.
DTMB был создан в 2004 году и, наконец, стал официальным стандартом DTT в 2006 году.
DTMB в Китае
- испытание 2005 года
- 18.08.2006 официальное принятие как стандарт DTT
- 2008 г. переключение с аналогового на цифровое
- Аналоговое отключение в 2015-2018 гг.
- В 2020 году наземное цифровое телевидение Китайской Народной Республики будет полностью переведено на определение.
Канал DTMB доступен в Китае
- Национальный :
- CCTV-1, 2, 4, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, CGTN Английский
- Провинции:
Главный канал провинциального телевидения в каждой провинции
- Канал высокой четкости:
- Различный
- Городской или местный канал:
- Различный
DTMB в Гонконге
- 18.08.2006 официальное принятие в качестве стандарта DTT
- 31.12.2007 переключение аналогового на цифровое
- 30.11.2020 аналоговое отключение
DTMB в Макао
- 18.08.2006 официальное принятие в качестве стандарта DTT
- 15.07.2008 аналогово-цифровое переключение
DTMB в других местах
- DTMB началось в Лаосе в 2007 году.
- Камбоджа приняла стандарт DTMB в 2012 году.
- Коморские Острова выбрали DTMB в 2013 году.
- Куба приняла DTMB в 2013 году.
- В 2017 году Пакистан и ZTE подписала контракт на развертывание DTMB-вещания в стране к 2020 году.
- Восточный Тимор принял DTMB, и работа по его внедрению началась в 2019 году.
По сравнению с CMMB
Страны и территории, использующие системы вещания DTMB
DTT. Страны, использующие DTMB, показаны фиолетовым цветом.
Азия
- Камбоджа
- Китай
- , включая его SAR :
- Гонконг
- Макао
Карибский бассейн
- Куба
Африка
- Коморские Острова
Описание
Помимо основных функций традиционной телевизионной службы, DTMB позволяет использовать дополнительные службы с использованием новых система телевизионного вещания. Система DTMB совместима со стационарным приемом (в помещении и на улице) и мобильным цифровым наземным телевидением.
- Мобильный прием : совместим с цифровым телевещанием со стандартной четкостью (SD ), цифровым аудиовещанием, мультимедийным вещанием и службой широковещания данных.
- Фиксированный прием : дополнительно к предыдущим службам, также поддерживает цифровое вещание высокой четкости (HDTV ).
Модуляция
Стандарт DTMB использует множество передовых технологий для улучшения их характеристик, например, псевдослучайный шум (PN) в качестве защитного интервала, который обеспечивает более быструю систему синхронизации и более точную оценку канала, Проверка четности с низкой плотностью (LDPC) для исправления ошибок, модуляция Синхронизация во временной области — мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (), который позволяет комбинировать вещание в SD, HD и мультимедийных услугах и т. д.
Эта система обеспечивает гибкость предлагаемых услуг для поддержки комбинации одночастотных сетей (SFN) и многочастотные сети (MFN). Различные режимы и параметры можно выбирать в зависимости от типа услуги и сетевого окружения.
Последовательность псевдослучайного шаблона определяется во временной области, а информация дискретного преобразования Фурье (ДПФ) определяется в частотной области. Два кадра мультиплексируются во временной области, в результате получается (TDS).
Функциональная схема
Эта система передачи выполняет преобразование входного сигнала в выходные данные сигнала наземного ТВ.
Данные проходят через кодер, процесс защиты от ошибок FEC (прямое исправление ошибок), через процесс отображения совокупности, а затем перемежение обрабатывает информацию для создания блоков данных. Блок данных и информация TPS мультиплексируются и проходят через процессор данных для формирования структуры тела. Он объединяет информацию от тела и головы для формирования кадра, который проходит через фильтр SRRC (квадратный корень с приподнятым косинусом), чтобы стать сигналом в полосе пропускания канала 8 МГц. Наконец, сигнал модулируется, чтобы поместить его в соответствующую полосу частот.
Характеристики
- Скорость передачи данных: от 4,813 Мбит / с до 32,486 Мбит / с
- Комбинация SD, HD и мультимедийных услуг
- Гибкость услуг
- Временная и частотная область обработки данных
- Вещание от 6 до 15 каналов SD и 1 или 2 каналов HD
- Качество приема такое же, как у проводного вещания
См. Также
- CMMB
- Таблица сравнения систем OFDM
- СМИ Китая
- Телекоммуникации в Китае
- Телекоммуникационная промышленность в Китае
- Цифровое телевидение в Китае (КНР)
- Технические стандарты в Гонконге
- Цифровое наземное телевидение
- Стандарты ATSC — Стандарт Комитета по передовым телевизионным системам
- DVB-T — Цифровое видеовещание — Наземное
- ISDB-T International — Международное цифровое вещание с интегрированными услугами
Ссылки
- ^http://www.cpec.gov.pk/project-details/41
- ^http://www.digitaltvnews.net/?p=29171
- ^ Статус DTV. Источник 30 мая 2012 г.
- ^«Правительство отключит услуги аналогового телевидения в конце ноября 2020 г.». Проверено 30 мая 2019 г.
- ^http://annx.asianews.network/content/media-laos-moves-forward-digitalisation-desITE-challenges-56706
- ^http://www.chinadaily.com.cn/ m / beijing / zhongguancun / 2012-11 / 29 / content_15974934.htm
- ^https://en.indian-ocean-times.com/Comoros-choose-the-Chinese-standard-for-the-deployment-of- цифровое наземное телевидение в июне 2015 года_a3752.html
- ^https://advanced-television.com/2013/03/22/cuba-adopts-chinese-tv-standard/
- ^https: // www.zte.com.cn / global / about / news / 0515ma
- ^http://tl.chineseembassy.org/eng/xwdt/t1674432.htm
- ^CNTV английскийАрхивировано 2013 г. -03-22 в Wayback Machine. Получено 21 марта 2013 г.
Дополнительная литература
- (2007). Мобильное ТВ: DVB-H, DMB, системы 3G и мультимедийные приложения. Focal Press Media Technology Professional Series. Focal Press. ISBN 978-0-240-80946-5.
Внешние ссылки
- http://en.dtvstatus.net/
- https://web.archive.org/ web / 20100915102819 / http: //www.altera.com/support/refdesigns/sys-sol/broadcast/ref-dmb-t.html
- Спектр IEEE: есть ли в Китае лучший стандарт цифрового телевидения на планете?
- (на китайском языке) Информационная страница стандарта Администрации стандартизации сайта КНР
- (на китайском языке) Официальное сообщение о намерении утвердить стандарт 1 августа, 2007 г. сделано Администрацией по стандартизации КНР
- (на китайском языке) Отчет ChineseNewsNet
- (на китайском языке) Отчет C | Net China
- Гонконгский технический стандарт для цифрового наземного телевизионного вещания
- MING-T, Конвергенция мультистандартных интегрированных сетей для глобальных мобильных и вещательных технологий
- (на испанском языке) Венесуэла начинает испытания DTMB
Источник: alphapedia.ru
Технология DTMB
В 2006 г. в Китае создали свою собственную версию стандарта цифрового наземного телевизионного вещания. DTMB — это другое название китайского стандарта GB20600-2006, который определяет структуру кадров, кодирование и модуляцию каналов для системы цифрового наземного телевизионного вещания в ОВЧ/УВЧ-диапазонах по каналам с полосой пропускания 8 МГц.
В DTMB предусмотрены варианты с одной или несколькими несущими для контента стандартного (SD) и высокого разрешения (HD). Для одной или 3780 несущих используются схемы модуляции 4QAM, 16QAM и 64QAM. Различные методы, особенно мощный метод прямой коррекции ошибок, делают этот стандарт хорошим выбором для наземной передачи телевизионного контента.
Стандарт DTMB содержит две технологии (ADTB-T и DMB-T), которые были разработаны как прямые конкуренты друг другу, но впоследствии получили признание в качестве единого стандарта цифрового наземного телевизионного вещания.
ADTB-T — это стандарт с одной несущей, который был разработан в Университете Цзяотун. В свою очередь, DMB-T — это сценарий развертывания, разработанный в Университете Цинхуа, который представляет собой многочастотный метод, основанный на OFDM. Позже DMB-T был расширен для включения компонента портативных устройств и получил название DMB-T/H.
Источник: www.rohde-schwarz.com