696_Formirovanie_radiosignalov_CHast'_1._UMO_

номинального значения (рис. 41). На звездной диаграмме (рис. 42), черным цветом обозначено номинальное положение комплексной амплитуды одной из несущих (для простоты выбрана QPSK модуляция), синим – фактическое положение. В общем случае они не совпадают из-за нелинейных искажений амплитуды и фазы в усилительном тракте, и из-за внесения шума преобразования в модуляторе. Красным показан вектор сигнала ошибки между номинальным и фактическим значением комплексной амплитуды данной несущей. Суммирование в уравнении на рис. 41 ведется по количеству символов в данном кадре. Усредняя значения MER для каждой несущей, вычисляется интегральное значение MER. На экране прибора это выглядит следующим образом, чем меньше облако из точек (рис. 43 и рис. 44), чем более точно они попадают в центр сектора, тем меньше ошибка каждой отдельной несущей и соответственно меньше среднеквадратичная ошибка по всем несущим. Четыре точки на оси I являются маркерными.

Характеристика боковых полос регламентируется стандартом для двух случаев:

61

•в смежном канале находится передатчик аналогового ТВ. На рис приведен случай, когда рядом с цифровым находится передатчик SEKAM D/K. Здесь принято условие, что мощность пиковая аналогового и общая (RMS) цифрового передатчика равны. Если мощности различны, то вводится коррекция в маске на величину 10*log (P аналог пик /P dvb).

•критический случай – когда в смежном канале находится маломощный передатчик другой службы ( не ТВ и радио) или канал освобожден для приема (рис.45).

Рис. 45 - Характеристика боковых полос.

Таблица 19.

4.4.Структурная схема передающей станции DVB - T.

4.4.1Основные схемы сетей.

Простейшая несинхронная сеть.

Для организации цифрового вещания в режиме многочастотной сети требуется кроме цифрового передатчика наличие спутникового приемника с ASI выходом или другой источник транспортного потока (рис. 46).

Рис. 46 - Несинхронная сеть.

Со спутника принимается сигнал, содержащий пакет программ, спутниковым приемником с цифровым (например ASI) выходом. Далее транспортный поток подается на ASI вход цифрового модулятора. С цифрового модулятора ВЧ сигнал стандарта DVB-T на усилителе мощности усиливается до номинальной мощности и подается на АФУ. Прием программ возможен на цифровой телевизор или обычный аналоговый телевизор с приставкой (SetTopBox). В этом варианте используется минимальное количество различных блоков и минимальна стоимость реализации проекта. Содержание пакета программ изменить (добавить или убрать программу из пакета) нет возможности.

Несинхронная сеть с формированием пакета программ.

В случае потребности изменить состав транспортного потока или надо собрать поток из нескольких источников потребуется использовать ремультиплексор/мультиплексор. Далее по тексту будет использоваться название мультиплексор т.к. в современном оборудовании функция ремультиплексора обязательно имеется в составе мультиплексора (рис. 47)

С нескольких спутниковых приемников транспортный поток поступает на мультиплексор. С помощью мультиплексора возможно изменить содержание транспортного потока. Например, с первого приемника мы получаем транспортный поток, содержащий программы «A1», «B1», «C1». Со второго приемника получаем транспортный поток, содержащий программы «A2», «D2», «E2», «F2», «G2». Мультиплексором возможно из первого транспортного потока удалить программу «A1», «B1» и оставить только «C1», а из второго

63

транспортного потока взять «A2», «D2», «E2», «F2» и удалить «G2». На выходе мультиплексора получим объединенный транспортный поток, содержащий программы «A2», «D2», «E2», «F2», «C1». Далее транспортный поток подается на ASI вход цифрового модулятора. С цифрового модулятора ВЧ сигнал стандарта DVB-T на усилителе мощности усиливается до номинальной мощности и подается на АФУ. Прием программ возможен на цифровой телевизор или обычный аналоговый телевизор с приставкой (SetTopBox).

Рис. 47 - Несинхронная сеть с формированием пакета программ.

Несинхронная сеть с добавлением несимметричного Интернета.

Рис. 48 - Несинхронная сеть с добавлением несимметричного Интернета.

64

С нескольких спутниковых приемников транспортный поток поступает на мультиплексор. Низкочастотный видео сигнал и НЧ стерео звук поступает на MPEG - 2 кодер. Сформированный транспортный поток, содержащий вашу программу, подается на мультиплексор. С помощью мультиплексора, возможно, изменить содержание транспортного потока и добавить свою программу в пакет. Сформированный транспортный поток далее подается на инкапсулятор. В инкапсуляторе в транспортный поток вводится TCP/IP поток. Далее транспортный поток подается на ASI вход цифрового модулятора. С цифрового модулятора ВЧ сигнал стандарта DVB - T на усилителе мощности усиливается до номинальной мощности и подается на АФУ. Прием программ возможен на цифровой телевизор или обычный аналоговый телевизор с приставкой (SetTopBox). Для скоростного интернета требуется установить в компьютер DVB - T карту. Запросы к провайдеру отправляются по GPRS.

Синхронная одночастотная сеть.

Рис. 49 - Схема распределения DVB - T с использованием SFN адаптации.

Рис. 50 - Пример построения одночастотной сети.

На Рис. 49 SFN адаптер формирует мегафрейм состоящий из 8 кадров TS для режима 8К, и 32 кадров для режима 2К, вставляет MIP (megaframe

65

Initialization Packet). Место MIP внутри мегафрейма может быть произвольным. Время длительности мегафрейма зависит только от ширины полосы частот передачи и длительности защитного интервала. Значения длительности мегафреймов приведены ниже в таблице 21.

Таблица 21. Значения длительности мегафреймов.

Система синхронизации обеспечивает синхронность излучения в эфир сигналов передатчиков. Это обеспечивается привязкой излучения к сигналам 1 PPS получаемым из сети GPS.

DVB - T модулятор должен обеспечивать фиксированную задержку обработки сигнала, от входа, до его излучения. Информация, имеющаяся в MIP, может быть использована для прямого управления работой передатчика (например, задержка излучения, уровень мощности передатчика, смещение рабочей частоты и т.д.).

Основное требование к модуляторам – все излучаемы сигналы различных передатчиков должны совпадать с точностью до бита.

Принцип временной синхронизации передатчиков.

Рис. 51 - Принцип временной синхронизации передатчиков. Интервал времени между последним импульсом 1 PPS , который

предшествовал началу мегафрейма M + 1 и временем действительного начала мегафрейма M + 1 (первый бит первого пакета), называется STS (synchronization time stamp). Его величина записывается в MIP мегафрейма.

Максимальная задержка – это время между началом мегафрейма на входе SFN – адаптера и началом его излучения в антенне передатчика. Величина

66

максимальной задержки должна быть больше суммы: «наибольшая задержка в распределительной сети + задержка на обработку сигналов в модуляторе + время прохождения ВЧ сигнала через усилитель мощности + время прохождения сигнала в антенном фидере».

Максимальная задержка, допустимая в сети SFN не должна превышать 1

сек.

Максимальная задержка задается дискретно с шагом 100 нс. Одновременное начало излучения передатчиков в эфир не является

необходимым для сетей SFN. Главное чтобы эти излучения происходили синхронно! Поэтому в каждом передатчике заложена возможность менять время начала излучения сигнала индивидуально. Величина этой задержки обозначается td. Она также изменяется дискретно 100 нс. Использование возможности менять индивидуально начало излучения сигналов передатчиков позволяет варьировать геометрию областей приема.

Описание мегафрейма.

Выходной сигнал SFN адаптера представляет собой MPEG - 2 TS, в котором индивидуальные пакеты организованы в кадры, а кадры в мегафреймы. Каждый мегафрейм содержит только один MIP. Его положение может варьироваться случайным образом от одного мегафрейма к другому мегафрейму. Каждый MIP содержит указатель (pointer) который используется для определения начала следующего мегафрейма.

Рис. 52 – Мегафрейм.

Защитный интервал.

Защитный интервал в OFDM - сигнале необходим для того, чтобы уменьшить до минимума паразитное взаимовлияние (интерференцию) между соседними символами.

68

Рис. 53 – Защитный интервал.

4.4.2 Цифровой телевизионный передатчик.

Модулятор DVB - T/H.

На рис. 54 показана структурная схема модулятора DVB - T Полярис ТВЦ 0.01. Сигналы входных транспортных потоков высокого и низкого приоритетов поступают на входы приемников ASI. Здесь производится восстановление сигнала тактовой частоты ASI потока, компенсация искажений, возникающих

69

при прохождении сигнала через длинный кабель, выполняется декодирование полученных данных декодером 8/10. Каждый приемник имеет два входа: основной и резервный. Декодированные потоки данных поступают в цифровой блок формирования сигнала, реализованный на сложной FPGA матрице. Здесь происходит преобразование полученных данных в OFDM сигнал на промежуточной частоте 36 МГц, который затем переводится в аналоговую форму с помощью цифро - аналогового преобразователя. Затем производится перенос сигнала на рабочую частоту и усиление до мощности 10 мВт. Сигналы 1 PPS и 10 МГц, которые служат для синхронизации одночастотной сети, поступают непосредственно на цифровой блок формирования сигнала. Модуль управления формирует необходимые управляющие сигналы для узлов формирователя и непрерывно следит за их работой. Кроме того, модуль управления обеспечивает дистанционный контроль через интерфейс Ethernet и локальное управление модулятором через жидкокристаллический дисплей и клавиатуру.

Рис. 54 - Структурная схема модулятора DVB - T/H.

На рис. 55 показана схема формирования OFDM сигнала в соответствии с

EТ300744.

Рис. 55 - Схема формирования OFDM сигнала.

70