Какая модуляция цифрового ТВ

Содержание

Как известно, для передачи прямоугольных импульсов без искажений требуется теоретически бесконечно большая полоса частот. Однако реальные каналы связи могут обеспечить лишь ограниченную полосу частот, поэтому необходимо согласовывать передаваемые сигналы с параметрами каналов. Такое согласование выполняется благодаря кодированию исходных данных за счет обеспечения специальной формы импульсов, переносящих данные, например, путем сглаживания прямоугольной формы спектральной плотности импульса по косинусоидальному закону, а также с помощью различных видов модуляции.

Если сообщения передаются двоичными символами, то скорость передачи данных не может превышать значения 2AFK бит/с или 2 бит/с на 1 Гц полосы пропускания канала связи AFK. Предел удельной скорости передачи данных с помощью двоичных символов, равный 2 (6ит/с)/Гц, называется также «барьером Найквиста» [8]. Теоретически «барьер Найквиста» может быть преодолен за счет повышения отношения сигнал-шум в канале связи до очень большого значения, что практически невозможно. Поэтому для повышения удельной скорости передачи данных (преодоления «барьера Найквиста») необходимо перейти к многопозиционной (комбинированной) модуляции, при которой каждая электрическая посылка несет более 1 бита информации.

Т2 тюнер в форме стика для приема эфирного цифрового телевидения.

К способам многопозиционной модуляции, используемым в системах цифрового телевидения, относятся: квадратурная амплитудная модуляция (QAM), квадратурная фазовая манипуляция или четырехпозиционная фазовая манипуляция (QPSK), частотное уплотнение с ортогональными несущими (OFDM — Orthogonal Frequency Division Multiplexing) и восьмиуровневая амплитудная модуляция с частично подавленной несущей и боковой полосой частот (8-VSB — Vestigial Side Band).

При выборе метода модуляции очень важно учитывать характеристики канала передачи. Для каналов спутниковой и кабельной цифровых систем телевидения в качестве оптимальных (обеспечивающих заданное качество при минимальной сложности ТВ приемников) были выбраны способы модуляции одной несущей.

Причем в системах цифрового спутникового ТВ вещания, использующих каналы связи с полосой 27 МГц для непосредственного ТВ вещания и 30, 33, 36, 40, 46, 54 и 72 МГц для фиксированных служб спутниковой связи, целесообразно применять модуляцию типа QPSK. При этом обеспечиваются достаточно выгодное соотношение мощности и полосы пропускания бортового оборудования искусственного спутника Земли (ИСЗ), возможность работы в условиях характерной для транспондеров нелинейности, обусловленной амплитудной и фазовой характеристиками бортового усилителя, и простота реализации декодеров, встроенных в спутниковые приемники. В противоположность наземным вещательным и кабельным каналам на спутниковый канал линейные помехи оказывают меньшее влияние. Модуляция типа QPSK применяется совместно со схемой опережающей коррекции ошибок FEC, основанной на взаимодействии алгоритмов кода коррекции ошибок Рида-Соломона и сверточного кода.

При этом сверточный код должен иметь гибкую структуру для работы при разных кодовых скоростях, равных 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8. (Знаменатель численного значения кодовой скорости соответствует общему количеству битов кодовой комбинации, а числитель — числу информационных битов, следовательно, по значению кодовой скорости можно оценить число проверочных символов, добавляемых в каждую кодовую комбинацию). В приемных устройствах в этом случае используются последовательная демодуляция и мягкое декодирование Витерби. Применение QPSK-модуляции позволяет обеспечить устойчивый прием при соотношении сигнал-шум на входе спутникового ТВ приемника до 6 дБ.

Модуляция телевизионного сигнала, суммиронание, схема, принцип работы.

Для цифровых кабельных ТВ систем, не имеющих ограничений по мощности, позволяющих регулировать отношение сигнал-шум и использующих каналы связи с полосой пропускания 8 МГц, предложено применить модуляцию типа QAM. За счет применения в кабельных цифровых ТВ системах модуляции типа QAM отсутствует необходимость во внутреннем коде системы опережающего исправления ошибок.

Каналы связи наземного телевидения со стандартными полосами частот 6-8 МГц значительно отличаются от каналов спутникового и кабельного телевидения. Практически в любом канале связи наземного телевидения возникают помехи из-за многолучевого приема, обусловленного рельефом местности, и отражений, вызванных как статическими объектами, например зданиями, так и динамическими объектами, самолетами.

Каналы связи наземного телевидения отличает высокий уровень промышленных помех. Из-за переполнения частотного диапазона, в котором возможно наземное вещание, велика вероятность интерференционных помех за счет взаимодействия с сигналами совмещенных и соседних каналов. При выборе способа модуляции в наземном цифровом телевидении следует учитывать способность работы в условиях приема на комнатные антенны и антенны, портативных ТВ приемников, а также возможность функционирования в одночастотных сетях.

При этом прием сигналов цифрового телевидения в мобильных условиях рассматривается не как обязательное требование, а как желательная возможность. Способность работы в условиях быстроменяющихся характеристик канала связи также не является абсолютным условием. В данном случае примером одночастотной сети может служить сеть радиопередатчиков малой мощности, располагающихся в зонах плохого приема сигнала основного передатчика и работающих на той же самой частоте, что и основной. Из всех известных способов модуляции сформулированным выше требованиям отвечают два вида многопозиционной модуляции: 8-VSB и OFDM [9].

Источник: www.studwood.net

Спутниковая связь и цифровое телевидение

Спутниковая связь — один из видов радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными.

Спутниковые ретрансляторы могут быть нерегенеративными и регенеративными. Нерегенеративный спутник, приняв сигнал от одной земной станции, переносит его на другую частоту, усиливает и передает другой земной станции. Спутник может использовать несколько независимых каналов, осуществляющих эти операции, каждый из которых работает с определенной частью спектра (эти каналы обработки называются транспондерами).

Еще по теме: Wifire TV lite не работает

Регенеративный спутник производит демодуляцию принятого сигнала и заново модулирует его. Благодаря этому исправление ошибок производится дважды: на спутнике и на принимающей земной станции.

Орбиты, на которых размещаются спутниковые ретрансляторы, подразделяют на три класса:

экваториальные,
наклонные,
полярные.

Важной разновидностью экваториальной орбиты является геостационарная орбита, на которой спутник вращается с угловой скоростью, равной угловой скорости Земли, в направлении, совпадающем с направлением вращения Земли. Очевидным преимуществом геостационарной орбиты является то, что приемник в зоне обслуживания «видит» спутник постоянно.

Наклонная орбита позволяет решить эти проблемы, однако, из-за перемещения спутника относительно наземного наблюдателя необходимо запускать не меньше трех спутников на одну орбиту, чтобы обеспечить круглосуточный доступ к связи.

Полярная орбита — предельный случай наклонной (с наклонением 90º).

При использовании наклонных орбит земные станции оборудуются системами слежения, осуществляющими наведение антенны на спутник. Станции, работающие со спутниками, находящимися на геостационарной орбите, как правило, также оборудуются такими системами, чтобы компенсировать отклонение от идеальной геостационарной орбиты. Исключение составляют небольшие антенны, используемые для приема спутникового телевидения: их диаграмма направленности достаточно широкая, поэтому они не чувствуют колебаний спутника возле идеальной точки.

Для передачи цифровых данных по спутниковому каналу связи они должны быть сначала преобразованы в радиосигнал, занимающий определенный частотный диапазон. Для этого применяется модуляция (цифровая модуляция называется также манипуляцией). Наиболее распространенными видами цифровой модуляции для приложений спутниковой связи являются фазовая манипуляция и квадратурная амплитудная модуляция. Из-за низкой мощности сигнала возникает необходимость в системах исправления ошибок. Для этого применяются различные схемы помехоустойчивого кодирования, чаще всего различные варианты сверточных кодов (иногда в сочетании с кодами Рида-Соломона), а также турбо-коды.

Для надежного функционирования канала спутниковой связи необходимо правильно подобрать технические характеристики ЗССС. С этой целью производится энергетический расчет радиолинии, в котором учитываются характеристики транспондера, координаты ЗССС, объем предполагаемого трафика.

В зависимости от стоящих перед ЗССС задачами, их можно условно разделить на несколько типов:

Центральные ЗССС. Применяются на узловых центрах космической связи (ЦКС) и служат для формирования сети спутниковой связи с использованием транспондеров спутника, находящегося в определенной орбитальной позиции.
Абонентские ЗССС. Служат для формирования дуплексного канала связи в интересах конечного пользователя (индивидуального или корпоративного).
VSAT терминал. Должен обеспечить один канал связи через один транспондер под управлением центральной станции сети.
Приемная станция спутникового телевидения. Должна обеспечить прием ТВ программ с одного или нескольких спутников.
Передвижная станция. Должна обеспечить дуплексный канал связи с ЦЗССС или абонентской ЗССС на заданной территории, которая может быть ограничена зоной покрытия конкретного спутника. А также, способна работать с любым спутником в заданном частотном диапазоне.

Основными компонентами ЗССС являются:

антенная система, формирующая узконаправленный луч в сторону спутника и принимающая сигнал со спутника;
усилитель мощности;
преобразователь частоты в диапазон спутниковых частот (преобразование вверх, up-converter);
малошумящий усилитель (преобразователь частоты вниз, down-converter);
канальное оборудование (модулятор, демодулятор, модем).

Оборудование для спутниковой связи

Антенные системы
Усилители мощности
Модемы
Компоненты радиочастотного тракта
Передача радиосигналов через ВОЛС

Цифровое телевидение

Цифровое телевидение (от англ. Digital Television, DTV) — технология передачи телевизионного изображения и звука при помощи кодирования видеосигнала и сигнала звука с использованием цифровых каналов. Основой современного цифрового телевидения является стандарт сжатия данных MPEG.

Первый этап истории цифрового телевидения характеризуется использованием цифровой техники в отдельных частях ТВ систем при сохранении аналоговых каналов связи. На данном этапе всё студийное оборудование переводится на цифровой сигнал, обработку и хранение которого, в пределах телецентра, осуществляют цифровыми средствами. На выходе из телецентра телевизионный сигнал преобразуется в аналоговую форму и передаётся по обычным каналам связи.

Второй этап развития цифрового телевидения — создание гибридных аналого-цифровых ТВ систем с параметрами, отличающимися от принятых в обычных стандартах телевидения. Можно выделить два основных направления изменения телевизионного стандарта: переход от одновременной передачи яркостного и цветоразностных сигналов к последовательной их передаче и увеличение количества строк в кадре и элементов изображения в строке. Реализация второго направления связана с необходимостью сжатия спектра ТВ сигналов для обеспечения возможности их передачи по каналам связи с приемлемой полосой частот.

Третий этап развития цифрового телевидения — создание полностью цифровых телевизионных систем.

В Европе в 1993 году, когда стало ясно, что за цифровыми телевизионными системами будущее, был принят проект DVB (Digital Video Broadcasting — Цифровое Видео Вещание), основанный на MPEG-2. В настоящее время системы цифрового телевидения быстро развиваются во многих странах. При этом в первую очередь решается задача значительного увеличения количества передаваемых программ телевидения обычного разрешения, так как это даёт быстрый коммерческий эффект.

Международные стандарты цифрового телевидения принимаются в первую очередь Международной организацией по стандартизации (ISO — International Organization for Standartization), объединяющей национальные комитеты по стандартизации более 100 стран мира. В составе этой организации формируются группы, занимающиеся проблемами и стандартизацией отдельных отраслей техники. Одной из групп, занимающейся стандартами цифрового вещания, является группа — MPEG (Motion Picture Expert Group).

Еще по теме: Как настроить ТВ бокс

В настоящее время существуют следующие основные стандарты:

DVB — европейский стандарт цифрового телевидения.
ATSC — американский стандарт цифрового телевидения.
ISDB — японский стандарт цифрового телевидения.

По способам передачи и доставки сигнала до абонента различают:

Эфирное наземное телевидение
Спутниковое телевидение
Кабельное телевидение

Цифровое телевидение по сравнению с аналоговым телевидением имеет следующие преимущества:

Повышение помехоустойчивости трактов передачи и записи телевизионных сигналов.
Уменьшение мощности передатчиков.
Существенное увеличение числа ТВ-программ, передаваемых в том же частотном диапазоне.
Повышение качества изображения и звука в ТВ-приёмниках.
Создание ТВ-систем с новыми стандартами разложения изображения (телевидение высокой чёткости).
Создание интерактивных ТВ-систем, при пользовании которыми зритель получает возможность воздействовать на передаваемую программу (например, видео по запросу).
Функция «В начало передачи».
Архив ТВ-передач и запись ТВ-передач.
Передача в ТВ-сигнале различной дополнительной информации.
Выбор языка (более обычных двух) и субтитров.
Расширение функциональных возможностей студийной аппаратуры.

3 декабря 2009 года постановлением Правительства Российской Федерации №985 утверждена федеральная целевая программа (ФЦП) «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009 -2015 годы». Программа направлена на формирование единого информационно пространства на территории Российской Федерации. Это значит, что жители даже самых отдаленных и малонаселенных уголков нашей Родины смогут бесплатно смотреть до 20 телеканалов в хорошем «цифровом» качестве.

C 2012 года во всех вновь создаваемых эфирных наземных сетях цифровое телевизионное вещание будет осуществляться только в стандарте DVB-T2. Для регионов, в которых сети уже построены и осуществляется вещание в стандарте DVB-T, будет разработан план перевода построенных сетей на стандарт DVB-T2.

DVB-T2 (англ. Digital Video Broadcasting — Second Generation Terrestrial) — второе поколение стандарта DVB-T, европейского стандарта эфирного наземного цифрового телевидения. DVB-T2 призван увеличить на 30—50% ёмкость сетей эфирного наземного цифрового телевидения по сравнению с DVB-T при той же инфраструктуре сети и частотных ресурсах.

DVB-T2 является последним в семействе стандартов DVB эфирного наземного цифрового телевидения, так как физически невозможно реализовать более высокую скорость передачи информации в единице спектра.

Цифровое спутниковое телевидение транслируется в стандартах DVB-S, DVB-S2.

В цифровом спутниковом телевидении используются стандарты сжатия видео MPEG-2 и MPEG-4.

Компания Трилайн Системс предлагает полный спектр оборудования для строительства головных станций цифрового телевидения, студийных аппаратных комплексов, а также комплекс работ любой сложности: от разработки схемных решений, разработки проекта до полной сдачи объекта в эксплуатацию.

Источник: 3lsystems.ru