Пренасяне на цифрови телевизонни сигнали чрез кабелни мрежи DVB-C/C2. Кодиране на канала. Функционална схема и QAM модулации.

Пренасянето на цифрови телевизонни сигнали чрез кабелни мрежи DVB-C/C2 поставя определени изисквания към мрежите:

• да позволяват пренасянето на съответния цифров поток с честота на грешките до 10 ^-11;
• да е съвместима със сателитните системи за пренасяне на цифрови телевизионни програми;
• да позволява едновременно предаване на цифрови и аналогови телевизионни програми.

Съвременните кабелни телевизионни мрежи се изграждат с възможности за двупосочно разпространение на телевизионния сигнал чрез прав канал от главната станция до абоната с честотен обхват от 80 - 862 MHz и  обратен канал - от 5 - 65 MHz. Използват се и специалните SR честотни обхвати. Ширината на честотната лента на един канал е 8 MHz.

Структурата на предавателното устройство при DVB-C системи е показана на фиг.15.30

Кодиране на канала - кодирането на източника е същото както при DVB-S системите. Кодирането на канала не включва защита от грешки чрез нагъващо кодиране, защото кабелният канал има по-високи параметри - допустимото отношение сигнал / шум е до 28dB.

При DVB-C системите се използва квадратурна амплитудна модулация от високо ниво - 64 QAM, но се допуска и използването на 16 QAM, 32 QAM или 256 QAM.

В приемното устройство се извършват обратните процеси за възстановяване на видео- и аудио- сигналите за отделните телевизионни програми.

За да могат да бъдат приемани телевизионни програми от сателитни и кабелни системи, най-често приемните устройства се организират с възможности за приемане на високочестотни сигнали от тунер в честотните обхвати от 47 - 862 MHz и от конвертор - от 950 - 2050 MHz.

Функционална схема и QAM модулации - структурата на приемно устройство с изброените по-горе възможности е показана на фиг.15.31

Особености на спътниковите методи на TV-разпръскване. Гранична плътност на потока мощност. Орбити на свързочните изкуствени спътници на Земята. Ъгъл на мястото. Насочване на приемната антена към спътника. Особености на сателитните приемни антени. Видове конвертори, принцип на действие

Особености на спътниковите методи на TV-разпръскване. Гранична плътност на потока мощност. Орбити на свързочните изкуствени спътници на Земята. Ъгъл на мястото. Насочване на приемната антена към спътника. Особености на сателитните приемни антени. Видове конвертори, принцип на действие

Пренасяне на цифрови телевизонни сигнали чрез спътникови системи DVB-S/S2. Кодиране на канала. Функционална схема и приемане на DVB-S/S2

Пренасяне на цифрови телевизонни сигнали чрез спътникови системи DVB-S/S2 - спътниците, които се използват за телевизионно разпръскване, се намират на геостационарна орбитана разстояние около 36000 км от Земята. Използват се следните честотни диапазони:

• обхват C - от 3.4 GHz до 4.8 GHz; 
• обхват K_U - от 10.7 GHz до 12.75 GHz; 
• обхват K_a - от 27 GHz до 40 GHz;

Широчината на честотната лента на спътниковите канали е 27 MHz, 36 MHz, 54 MHz или 72 MHz. За предаване на аналогови програми се използва честотна модулация.

Кодиране на канала - функционалната схема на предавателната и приемна част на DVB-S система е показана на фиг.15.29. На фиг.15.29а са показани MPEG-2 кодер и уплътнители (мултиплексори), кодиране на канала, цифров модулатор и предавател, а на фиг.15.29б - декодиране на канала и MPEG-2 декодер.

В предавателната страна се извършват последователно следните процедури:

• видео- и аудио- сигналите на отделните програми се обработват в MPEG-2 кодиращото устройство, което формира транспортния цифров поток. Последният е сформиран ф пакети (рамки) с дължина 188 байта;
• след кодера, цифровият поток постъпва в блок за скремблиране (изравняване енергията на сигнала);
• следва кодиране на канала за защита от грешки - в системата DVB-S тази защита включва 1. RS-кодиране - добавяне на 16 байта към всеки пакет, което го увеличава на 204 байта; 2. разместване на битовете по закон за случайно разпределение; 3. нагънато кодиране за външна защита от грешки, което се реализира чрез нагъване и пунктиране
• DVB-S системите използват QPSK модулация (съгл. изискванията за по-висока шумоустойчивост), при която се използва междинна носеща честота от 70MHz, след което тя се преобразува в носеща честота в стойности от 13GHz до 15GHz, необходима за излъчване към сателитния транспондер;
• в сателитния транспондер се извършва честотно преобразуване до честоти в K_U - обхват от 10.7 GHz до 12.75 GHz за излъчване към приемните устройства на Земята;

В приемната страна се извършват противоположните процедури:

• честотно преобразуване  на приетия сигнал от конвертора и получаване на междинната носеща честота 70 MHz;
• следва QPSK демодулация;
• канално декодиране за откриване и отстраняване на грешките - депунктиране; нагъващо демодулиране; декодер за разместване на битовете; RS - декодер
• дескремблиране за възстановяване на спектъра;
• MPEG-2 декодиране и възстановяване на видео и аудиосигналите за отделните програми

Транспортният мултиплексор и MPEG-2 кодиращите устройства при DVB-S системите се разполагат обикновено съвместно с предавателната апаратура, но могат и да бъдат отдалечени един от друг, като цифровият поток се предава по оптичен или радиорелеен канал.

Кодиране параметрите на видеосигнала за цифрова телевизия. Цифров телевизионен стандарт MPEG-2. MPEG-4, Функционална схема на кодиращо и декодиращо устройство

Кодиране параметрите на видеосигнала за цифрова телевизия - дискретизацията и квантуването на видеосигнала в цифровата телевизия бива съвместно или разделно.

Съвместно кодиране - Подлага се на обработка видеосигналът в съответната цветна телевизионна система - PAL, NTSC, SECAM

Разделно кодиране - Яркостният сигнал Y и цветоразносните сигнали R-Y, B-Y се преобразуват в цифров вид, след което цифровите потоци се уплътняват. Разделното кодиране позволява цифровият сигнал да бъде подлаган на различни предварителни обработки, което го прави много-по-гъвкаво от съвместното кодиране и това е наложило използването му в MPEG стандарта.

Цифров телевизионен стандарт MPEG-2 предлага различни възможности, като различните категории по приложение формират профилите, а стъпалата на качество - нивата.

Профили - В MPEG-2 съществуват пет профила, в които са дефинирани правилата за структурата, синтаксиса и особеностите на алгоритъма за кодиране на източника:

1. Висок (HP) - най-каачествено системно решение с формат 4:2:2
2. Профил с пространствена мащабируемост (SSP) - висок профил но без времева мащабируемост;
3. Профил с мащабируемост по отношение сигнал / шум (SNRP) - висок профил но само с мащабируемост по отношение сигнал / шум;
4. Главен (MP) - обикновен профил с формат 4:2:0 без мащабируемост;
5. Прост (SP) - опростен профил с формат 4:2:0 без двупосочно предсказване

Използват се няколко вида мащабируемост съобразно нивата на цифровия поток:

• пространствена мащабируемост с две нива на цифровия поток (базов и разширен поток)
• мащабируемост по отношение сигнал / шум - с две нива на цифровия поток с еднаква разделителна способност, но с различно качество на изображението;
• времева мащабируемост с две нива на цифровия поток с различна времева разделителна способност.

Нива - в стандарт MPEG-2 има четири нива, които се характеризират с максималния брой отчети в един кадър и с максимална скорост на цифровия поток след кодиране на източника:

1. Високо (HL) - максимален брой отчети - 1920x1152x25, максимална скорост на цифровия поток - 80 (100) Mbit/s
2. Високо 1440 (H14L) - максимален брой отчети - 1440x1152x25, максимална скорост на цифровия поток - 60 (80) Mbit/s
3. Главно (ML) - максимален брой отчети - 720x576x25, максимална скорост на цифровия поток - 15 (20) Mbit/s
4. Ниско (LL) - максимален брой отчети - 352x288x25, максимална скорост на цифровия поток - 4 Mbit/s

Петте профила и четирите нива в стандарт MPEG-2 се използват в следните 11 комбинации:

1. HP@HL - 1920x1152x25, 100 Mbit/s, за HDTV студио
2. MP@HL - 1920x1152x25, 80 Mbit/s, за HDTV студио
3. HP@H14L - 1440x1152x25, 80 Mbit/s, за HDTV студио
4. SSP@H14L - 1440x1152x25, 60 Mbit/s, за HDTV студио
5. MP@H14L - 720x576x25, 60 Mbit/s, за HDTV пренос
6. HP@ML - 720x576x25, 20 Mbit/s, за ITU-R 601 сигнал
7. SNRP@ML - 720x576x25, 15 Mbit/s, за ITU-R 601 сигнал
8. MP@ML - 720x576x25, 15 Mbit/s, за ITU-R 601 сигнал
9. SP@ML - 720x576x25, 15 Mbit/s, за ITU-R 601 сигнал
10. SNRP@LL - 352x288x25, 4 Mbit/s, за мултимедия
11. MP@LL - 352x288x25, 4 Mbit/s, за мултимедия

MPEG-4. Функционална схема на кодиращо и декодиращо устройство

Профил на  MPEG-4

Пренасяне на цифрови телевизионни сигнали чрез наземни мрежи - DVB-T. Функционална схема и йерархичен режим на модулация.

DVB-T система

За да бъде една система цифрова, е необходимо още на входа й аналоговият сигнал, постъпващ от източника да се цифровизира, през цялата цифрова система да се запази същият и едва при получателя на сигнала той да се преобразува обратно в аналогов (ако това е необходимо).

На фиг. 1.1 е показана функционалната схема на една DVB-T система. Отделните блокове изпълняват различни функции:

Принципи на автоматични регулировки в радиокомуникационните устройства

Принципи на автоматични регулировки в радиокомуникационните устройства

Високочестотни усилватели на мощност. Резонансни усилватели на мощност. Широколентови усилватели на мощност. Високоефективни усилватели на мощност

Високочестотни усилватели на мощност. Резонансни усилватели на мощност. Широколентови усилватели на мощност. Високоефективни усилватели на мощност