Модулятор і передавач DVB-T

Модулятор може мати один або два транспортні потоки на вході залежно від того, використовується чи ні ієрархічна модуляція. Вони поступають після передкореції помилок FEC (Forward Error Correction). Один з потоків має низький пріоритет, інший - високий. Обидва потоки мають ідентичні FEC, аналогічні DVB-S.

Для синхронізації модулятора використовується синхробайт, що має постійне значення 47_НЕХ. Для передачі тривалих тимчасових міток кожен восьмий синхробайт інвертується і стає В8_НЕХ - Після цього - каскад розсіювання енергії, який синхронізується цими інвертованими синхробайтами як на зраджуючому кінці, так і на приймальному. Потім в кодері Ріда-Соломона в транспортні пакети додають по 16 перевірочних байт для захисту від помилок. Після цього здійснюється зовні перемежовування для розсіювання пакетів помилок. Додатковий захист від помилок вводиться при згортальному кодуванні.

До цієї крапки обидва шляхи HP і LP ідентичні, але можуть мати різні кодові швидкості. Потім потоки поступають на демультиплексор, де розділяються на 2, 4 або 6 підпотоків залежно від типу модуляції: QPSK, 16QAM або 64QAM. Розділені потоки поступають на бітовий перемежовувач, де формуються блоки завдовжки по 126 біт, які потім перемішуються в кожному шляху. У подальшому символьному перемежовувачі блоки знову змішують блок з блоком, і потоки даних розподіляються однорідно по всьому каналу. Адекватний контроль помилок і хороший розподіл по всьому каналу є необхідними умовами для коректної модуляції OFDM. Все разом буде називатись COFDM. Після цього корисні несучі позначаються в залежності від того, використовуються чи ні ієрархічна модуляція, коефіцієнтом α=1, 2 або 4. В результаті цього з’являються дві таблиці, а саме для реальної Re(f) і уявної Im(f) частин. Однак, вони також містять проиіжки, в які потім вставляють пілоти і TSP-несучі в блоки кадрової адаптації. Повні таблиці об’ємом 2048 або 8192 відповідно поступають потім в серце модулятора DVB-T - блок ОБПФ.

Після OFDM сигнал з’являється в тимчасовій області роздільно для дійсної і уявної частин. 2048 або 8192 значень для реальних і уявних частин в тимчасовій області потім запам’ятовуються в буферній організації уздовж лінії по принципу каналу. Дані записуються в один буфер, поки другий буфер читається. Під час прочитування кінець буфера считується першим, внаслідок чого формується захисний інтервал. Потім сигнал в тимчасовій області I/Q фільтрується цифровим фільтром з кінцевою імпульсною характеристикою (FIR-фильтр) для кращого ослаблення плечей.

У підсилювачі потужності сигнал заздалегідь коректуєтся для компенсації нелінійності вихідних каскадів. В той же час проводиться обмеження сигналу для зменшення пік-чинника з метою усунення перевантаження вихідних каскадів передавачу.

Варіанти практичної реалізації приведені на мал. 9.6.

Мал. 9.6

Перший - сигнал перетвориться з цифрової в аналогову форму окремо для IQ і потім поступає на аналоговий модулятор, який забезпечує пряме перетворення на радіочастоту, використовуючи модуляцію на робочій частоті. Інший спосіб - залишити цифровий рівень до IQ модулятора включно і потім після модулятора перетворити в аналогову форму за допомогою ЦАП При цьому потрібний додатковий перетворювач з проміжної частоти в робочу.

На малюнку 9.7 показана структура DVB-T модулятора, серцем якого є блок Зворотного Швидкого Перетворення Фурье (ОБПФ) з подальшим I/Q модулятором. Положення I/Q модулятора в схемі може бути різним залежно від того, як він реалізований на практиці. Модулятору передує канальне кодування для корекції помилок FEC, аналогічне DVB-S.

Мал. 9.7

На вході можливі два транспортні потоки MPEG-2 для ієрархічної модуляції. Ієрархічна модуляція передбачена для передачі тієї ж самої програми з різною швидкістю даних, з різною корекцією помилок і якістю передачі в каналі DVB-T. На рівні високого пріоритету HP передається потік даних з низькою швидкістю, тобто низька якість через більш високу компресію, але дозволяє використовувати покращений захист від помилок і більш стійкіший вид модуляції QPSK. Низький рівень LP використовується для передачі транспортного потоку з більш високою скорістю даних, але з меншим захистом від помилок і тип модуляції високої якості (16КАМ, 64KAM). У приймачі рівень пріоритету HP або LP може бути вибраний залежно від умов прийому. Ієрархічна модуляція придатна також для передачі двох повністю незалежних транспортних потоків. Обидві гілки HP і LP містять ті ж самі канальні кодери, що і в DVB-S.

Розширенням DVB-T є стандарт DVB-H [27], де доданий новий режим 4k. Пояснюється це таким чином [28].

Стандарт DVB-T може забезпечити задовільні характеристики мобільного прийому в режимі 2k, але в режимі 8k при прийомі в русі на великій швидкості виникають пробле- | ми із-за ефекту Доплера. В той же час для стаціонарного прийому короткий захисний інтервал, пов’язаний з режимом 2к, не допускає його використання в одночастотній мережі з великою площею покриття. З цієї причини компромісний режим, що знаходиться між режимами 2к і 8к, дозволив би отримати прийнятні характеристики як для мобільного, так і для стаціонарного прийому. Саме тому введений новий режим 4k.

За визначенням, «Ручні пристрої (скорочено ‘hand-helds’) - це персональні безпровідні пристрої, зазвичай дуже малих розмірів, подібні до мобільних телефонів або Персональних Цифрових Помічників PDA (Personal Digital Assistant), з можливістю прийому аудіовізуальних потоків і сервісних даних, часто з пристосуваннями для двонаправленого голосового зв’язку або за допомогою передачі даних».

Тривалість захисного інтервалу у всіх трьох режимах приведена в таблиці 9.2 [29]:

Таблиця 9.2 - Тривалість захисного інтервалу

	8k	4k	2k
1/4	224 мкс	112 мкс	56 мкс
1/8	112 мкс	56 мкс	28 мкс
	56 мкс	28 мкс	14 мкс
1/32	28 мкс	14 мкс	7 мкс

З таблиці видно, що в режимі 4k величина захисного інтервалу і, отже, розміри осередків в одночастотній мережі знаходяться між відповідними величинами режимів 8k і 2k. У останньому вплив новогу режиму 4k на планування сітки мінімальний, так як режим 4k має подібні характеристики спектральної маски и захисні відносини, як і в системі DVB-Т.

Режим 4k використовується у поєднанні з поглибленим перемеженням (8k перемежовують з 4k і 2k символами) і може надати вплив на допустимі імпульсні перешкоди, оскільки в цьому випадку біти одного символу розповсюджуються через два 4 k символа, забезпечуючи краще тимчасове різноманіття (time diversity - різнорідність).

Таблиця 9.3 - Частотні параметри для сигналу DVB-T/H (канал 8 МГц) [5]

Параметр	2k	4k	8k
Число активних несучих К
Число несучих даних
Елементарний період Т	7/64 мкс	7/64 мкс	7/64 мкс
Корисна частина символу ТU	224 мкс	448 мкс	896 мкс
Рознесення несучих 1/ТU	4464 Гц	2232 Гц	1116 Гц
Рознесення між крайніми несучими Кmin і Kmax=(К-1)/ТU	7,61 МГц	7,61 МГц	7,61 МГц
Примітка: курсивом дані приблизні значення

Мал 9.8

Мал. 9.9

Дата добавления: 2015-09-06