Система мобильного мультимедийного вещания равис icon

Система мобильного мультимедийного вещания равис


Смотрите также:
Анализ работы моу сош №26 за 2006/2007 учебный год...
Рынок мобильного контента в России как рекламный ресурс...
Осторожно! Новый вирус на сайте "ВКонтакте"...
Тема урока : Как живут растения и животные?...
Урок повторения, обобщения и систематизация знаний. Тема урока : Иррациональные неравенства...
«Создание мультимедийного информационно-экспозиционного комплекса Музея антропологии и...
Определение требований и принципы построения сетей нцтв 7 Последовательность перевода станций...
Практичная модель для велоспорта и туризма, объем 21 л, вес 780г, эргономичный дизайн...
План-конспект урока с применением мультимедийного учебника «История России XX век. Ч. 2»...
Динамическое планирование поведения робота на основе сети «интеллектуальных» нейронов...
Вработе рассматриваются вопросы моделирования адаптивного поведения мобильного робота с помощью...
Создание мультимедийного ресурса по одному из предметов школьной программы на примере сайта...



Загрузка...
скачать
Система мобильного мультимедийного вещания РАВИС


Дворкович В.П., зам. директора ФГУП ГРЧЦ, д.т.н., проф.

Дворкович А.В., начальник управления ФГУП ГРЧЦ, д.т.н.

Иртюга В.А., руководитель группы ФГУП ГРЧЦ


Введение

Особые достижения 90-х годов прошлого и начала XXI-го века связаны с разработкой стандартов и активным внедрением в большинстве стран мира систем цифрового телерадиовещания. В Российской Федерации предусматривается широкое внедрение европейской системы цифрового телевидения DVB-T (в верхней части диапазона метровых волн и в диапазоне дециметровых волн) и цифрового радиовещания DRM (в диапазонах длинных, средних и коротких волн).

Все используемые стандарты эфирного вещания предусматривают передачу информации без нарушения стандартизованных частотных планов.

Однако до 2000-х годов исследовательские и вещательные организации не озаботились проблемами цифровизации каналов стереофонического звукового радиовещания (диапазон частот 87,5-108 МГц используется для FM-вещания, а в диапазоне частот 66-74 МГц в России и странах СНГ еще применяется разработанная в СССР система УКВ-ЧМ вещания).

Первое в мировой практике предложение по реализации цифрового мультимедийного вещания в ОВЧ диапазоне было изложено в патенте Российской Федерации №2219676 с приоритетом от 08.11.2000 г. [1], в котором в соответствии с описанием предусматривалась возможность трансляции информационного телевидения, содержащего динамические цветные изображения со стереофоническим звуковым сопровождением. Результаты создания модели системы и ее натурных испытаний впервые были изложены в журнале «Broadcasting. Телевидение и радиовещание», 2005, №5 [2].

На прошедшей в марте 2006 года в Женеве объединенной конференции МСЭ-Р на Рабочих группах (РГ) 6М и 6Е 6-й Исследовательской комиссии (ИК) от России был представлен вклад «Повышение эффективности использования ОВЧ-диапазона частот» (документ МСЭ-Р 6Е/336-E, 6М/133-E), в котором была описана система мобильного узкополосного мультимедийного вещания РАВИС [3]. Как указано в документе, эта система позволяет повысить эффективность использования VHF диапазона, в частности, полосы 87,5-108 МГц, предоставляя возможность в одном канале шириной 200 или 250 кГц передавать до 10 программ стереозвука высокого качества или изображение размера CIF (352*288) c соответствующим стереофоническим звуковым сопровождением.

Дальнейшее развитие этой системы отражено во вкладе России, представленном на РГ 6М (документ МСЭ-Р 6М/150-E) [4] на конференции 6-й ИК МСЭ-Р в Сеуле (Южная Корея) в августе 2006 г. В 2008 г. описание системы РАВИС было внесено в Отчет МСЭ-Р BT.2049-2 [5].

На конференции РГ 6А и РГ 6В 6-й ИК МСЭ- Р в октябре-ноябре 2008 г. был представлен вклад России «Эксплуатационные требования к цифровым системам наземного звукового и мультимедийного вещания для мобильного приема в полосах частот I и II ОВЧ диапазона» - Предложения по предварительному проекту новой рекомендации МСЭ-Р BS.[XXXX], описывающей требования к цифровым системам наземного звукового и мультимедийного вещания в ОВЧ диапазоне (документ МСЭ-Р 6A/86-E, 6B/47-E) [6]. На конференции было принято решение либо о коррекции старой рекомендации, либо о разработке новой рекомендации на базе вклада России.


1. Основные характеристики первой модели системы РАВИС


1.1. Канал передачи данных

Работу подвижных систем связи в ОВЧ диапазоне в городских условиях с плотной застройкой определяют несколько характеристик сигнала, к которым относятся: затухание вдоль трассы, распределение амплитуд, многолучевость и спектр задержек, размытие спектра и доплеровский сдвиг, пространственная и частотная корреляция. Одно из наиболее полных обобщений теоретических и экспериментальных исследований содержится в [7].

Напряженность поля ОВЧ диапазона частот в городе при передающей антенне, расположенной выше среднего уровня крыш домов, спадает с увеличением расстояния по степенному закону с показателем от -1,5 до -2. Эти потери связаны не только с поглощением, но и с рассеянием радиосигнала.

При движении в городе наблюдаются два вида замираний:

  • быстрые, определяемые интерференцией лучей в точке приема и имеющие распределение Релея или Райса, например, как указано в [8];

  • медленные, связанные с затенениями от жилых массивов, модулирующие релеевский поток и обладающие логнормальным распределением со стандартным отклонением от 1дБ (в пригородах) до 4,5дБ (в центре города).

При приеме сигнала в движущемся транспорте, особенно на магистралях, где скорость движения достигает 150 км/час и более, возникает размытие спектра и доплеровский сдвиг радиосигналов. При наличии на трассе значительного числа подвижных переотражателей размытие спектра сигналов достигает величин 20-30 Гц и более.

В диапазоне ОВЧ расчетный интегральный масштаб частотной корреляции для многих городских районов современной застройки, согласующийся с экспериментальными данными, составляет 0,8 – 0,9 МГц.

В связи с этим следует полагать, что условия приема сигналов в движущемся транспорте при современной городской застройке и использовании радиоканала с полосой 0,2 – 0,25 МГц будут комфортными лишь в случае, если дискретность частот OFDM будет существенно больше величины размытия спектра сигнала.

Диапазон частот, используемый для вещания РАВИС, позволяет локализовать вещание, то есть на одной и той же частоте в разных городах передавать различные программы. При этом радиус покрытия передатчиком остаётся достаточно большим для обеспечения приема в отдалённых пунктах, где другим способом невозможно осуществить вещание.


1.2. Архитектура системы

На рис.1.1 и рис.1.2 приведены структурные схемы первых макетов передающего и приемного устройств системы в части передачи видеоинформации со стереофоническим звуковым сопровождением. Здесь не приведены дополнительные составляющие структурной схемы, реализующие ряд служебных функций.

В системе РАВИС использованы стандарты аудио и видеокомпрессии AAC и AVC.

Стандарт аудиокомпресии HE-AAC (MPEG-4 Part 3 Audio) позволяет передавать по низкоскоростным каналам как моно, так и стереофонический звуковой сигнал высокого качества [9, 10]. При эффективной реализации этот стандарт обеспечивает передачу монофонического сигнала хорошего качества при скорости потока от 16 кбит/с, стереофонического сигнала высокого качества при скорости потока от 24 кбит/с, стереофонического сигнала CD-качества при скорости потока от 32 кбит/с, многоканального (5.1) сигнала при скорости потока от 128 кбит/с. Стандарт видеокомпрессии AVC (ITU-T Rec. H.264, MPEG-4 Part 10 AVC) является в настоящее время наиболее эффективным из стандартизованных видеокодеков [11]. Применение ряда новых технологий и использование модифицированных старых методов позволило поднять эффективность компрессии на 30 – 50 % по сравнению с MPEG-4 Part 2 Video.





Рис. 1.1. Функциональная схема макета передающего устройства




Рис. 1.2. Функциональная схема макета приемного устройства


Работы по созданию эффективных кодирующих устройств связаны с разработкой алгоритмов быстрой и эффективной обработки информации, реализуемых в рамках построения системы РАВИС [12-15].

Исследования разработанных программных кодеков звука (AAC) и видео (AVC) показали их высокую эффективность – качество воспроизведения звука соответствует качеству FM-вещания при потоке от 24 кбит/с, а CD качеству – при потоке от 32 кбит/с, воспроизведение же цветных динамических изображений соответствует качеству домашнего видеомагнитофона (VHS) при цифровом потоке 320-384 кбит/с. Вместе с видеоинформацией или вместо нее может передаваться несколько стереофонических звуковых программ.

Система канального кодирования и OFDM-модуляции выполняет адаптацию сигналов с выхода транспортного мультиплексора к характеристикам канала наземного вещания. Поток данных подвергается следующим операциям:

  • синхронизации транспортного потока;

  • адаптивному мультиплексированию транспортных потоков и рандомизации распределения энергии;

  • внешнему кодированию (блочный код Рида-Соломона);

  • внешней компоновке;

  • внутреннему кодированию (сверточное кодирование переменной длины);

  • внутренней компоновке (битовый перемежитель и частотный перемежитель);

  • отображению и модуляции;

  • передаче OFDM сигнала.

Подсистема помехоустойчивого канального кодирования в первой модели РАВИС использует вариант скорости свёрточного кода, равный 3/4.

^

1.3. Параметры передачи OFDM.


В модели РАВИС используется OFDM модуляция с применением однородного созвездия 16-QAM, защитный интервал имеет длину 1/8 длины полезной длительности символа.

Передаваемый сигнал организован в виде кадров. Каждый кадр имеет длительность TF и состоит из 136 символов OFDM. Четыре кадра составляют один суперкадр. Каждый символ передается с длительностью TS. Он состоит из двух частей: полезной, длительность которой TU, и защитного интервала с длительностью . Защитный интервал является циклическим продолжением полезной части TU и вводится перед ней. Символы в кадре OFDM пронумерованы от 0 до 135. Все символы содержат информацию о данных и опорную информацию.

Некоторые пилотные несущие передают дополнительную опорную информацию, не зРАВИСящую от полезных данных, и используются для оценки канала и коррекции амплитудных и фазовых искажений. Пилотные ячейки передаются на "усиленном" уровне мощности.

Числовые значения параметров Таблица 1.1

Параметр

Значение

Число несущих К

279

Длительность полезной информации Tu

1092 s

Частотный интервал ΔF = 1/Tu

915,527Гц

Длительность символа TS = Tg + Tu при Tg = Tu/8

1 229 s

Тип модуляции

16-QAM

Коэффициент нормализации

c = z/10


Каждая пилотная ячейка может быть либо постоянной, либо рассеянной пилотной ячейкой. Положение постоянных пилотных ячеек не зРАВИСит от номера символа, в то время как положение рассеянных пилотных ячеек зРАВИСит от номера символа в кадре. Возможно, что некоторая пилотная ячейка одновременно является и постоянной и рассеянной пилотной ячейкой.

^

1.4. Скорость передачи данных, основные параметры


Максимально возможный поток передаваемой информации при ширине канала 250 кГц для защитного интервала, равного 1/8 длительности полезной информации, 16-QAM-созвездия и скорости свёрточного кода, равной ¾, составляет 560 кбит/с. При этом возможно передать до 17 стереофонических звуковых программ CD-качества или видеопрограмму VHS-качества с несколькими стереофоническими звуковыми сопровождениями.


1.5. Результаты моделирования работы системы и результаты ее натурных испытаний

Для испытаний основных характеристик системы была создана модель РАВИС и проведены ее натурные испытания [16-18].

В Таблице 1.2 приведены граничные значения отношения сигнал/шум, являющиеся граничными условиями устойчивой работы системы, для различных моделей канала.


Помехоустойчивость системы Таблица 1.2

Распределение помехи в канале по

Сигнал/шум, дБ

Гауссу

13,5

Гауссу и Райсу

14

Гауссу и Релею

17


На рис.1.3 а), б) и в) приведены формы 16-QAM созвездий при наличии помех в канале. На рис. 1.3 а) шум распределён по Гауссу, б) – по Гауссу и Райсу, в) – по Гауссу и Релею. При этом отношение сигнал/шум соответствует граничному значению для данного типа канала (см. табл. 1.3).




а) б) в)

Рис. 1.3. Формы QAM созвездий при наличии помех


На рис.1.4 а) и б) приведены формы 16-QAM созвездий при сдвиге частоты, равном 25 Гц. При этом на рис. 1.4 а) нет дополнительных помех, кроме ухода частоты, а на рис. 1.4 б) добавляется влияние гауссовой помехи с отношением сигнал/шум 16 дБ.




а) б)

Рис. 1.4. Формы 16-QAM созвездий при сдвиге частот, равном 25 Гц


При натурных испытаниях системы использовался московский передатчик канала «Русское Радио» мощностью менее 200 Вт. Максимально удаленная точка при устойчивом приеме находилась от передатчика на расстоянии 21,5 км.

Приемник системы был размещён в легковой автомашине, прием осуществлялся с помощью штыревой антенны длиной 43 см, расположенной на крыше автомобиля. Трек движения автомобиля фиксировался с помощью установленной в машине системы глобального позиционирования (GPS).

На рис.1.5 приведена форма спектра радиосигнала (на промежуточной частоте 10,7 МГц) для ширины канала 250 кГц.




Рис.1.5. Спектр радиосигнала системы РАВИС


На рис. 1.6 приведен кадр из видеопоследовательности, воспроизводимой на экране приемного устройства для реализованного режима работы системы.




Рис. 1.6. Кадр цветного динамического изображения, передаваемого по системе РАВИС


1.6. Информация об альтернативной системе DRM консорциума

Результатами исследований по созданию системы РАВИС заинтересовались в DRM консорциуме, и его организации начали проводить разработку альтернативной системы DRM+, параметры которой изложены во вкладе DRM в МСЭ-Р (документ МСЭ-Р 6E/413-E, август 2006) и в докладе, прочитанном специалистами ФРГ на Международной конференции «Цифровая обработка сигналов и ее применение» [19, 20]. Следует признать, что системы РАВИС и DRM+ технически мало отличаются друг от друга. Отличием можно считать только использование в DRM+ нестандартной полосы частот в 100 кГц, а также необходимости применения принципа разнесенной передачи.

При всех положительных свойствах системы DRM+, можно посчитать не очень рациональным нестандартную разбивку используемого диапазона частот, поскольку возникнут сложности при ее внедрении, увеличатся частотные потери за счет увеличения числа межсигнальных интервалов. Применение разнесенной передача в больших мегаполисах зачастую оказывается невозможной в связи с тем, что множество передатчиков обычно устанавливаются в одном месте на специальных башнях. Создать же несколько таких сооружений практически невозможно.

Важным отличием РАВИС является возможность передачи динамической видеоинформации, что представляется существенным преимуществом создания новых цифровых систем в ОВЧ диапазоне частот.


^ 2. Совершенствование аудиовизуальной информационной системы РАВИС

2.1.Кодер источника

На вход кодера источника (рис.2.1) поступают потоки аудио и видео данных, а также сопроводительные потоки синхроданных, обеспечивающих передачу дополнительной информации (титры, прогноз погоды, аналог RDS-данных при FM-вещании и т.п.)




Рис. 2.1. Схема кодера источника


Аудиоданные кодируются по стандарту HE-AAC, видеоданные по стандарту AVC. Предусматривается два основных режима работы кодера источника. Первый режим предполагает передачу только аудиопотоков в полосе одного канала (Мультиплексор 1), второй режим предназначен для передачи одного видеопотока и нескольких аудиопотоков (Мультиплексор 2). Количество потоков в каждом из вариантов определяется возможной скоростью передачи информации через канал связи и требуемым качеством сервиса для каждого из элементарных потоков (аудио или видео).


2.2. Передатчик

На вход передатчика поступают данные каналов основного сервиса, надежного речевого доступа и данных надежного доступа (рис.2.2).

Канал основного сервиса предназначен для передачи аудио/видео данных. Возможная скорость передачи информации в этом канале составляет до 900 кбит/с. Канал надежного речевого доступа предназначен для передачи речевой информации, например, для оповещения в чрезвычайных ситуациях, скорость - до 12 кбит/с. Канал данных надежного доступа предназначен для передачи дополнительных данных, скорость - до 5 кбит/с. Канал надежного речевого доступа и канал данных надежного доступа отличает большая помехозащищенность и, соответственно, большая зона охвата и устойчивость приема по сравнению с каналом основного сервиса.

Блок адаптации входного потока играет роль интерфейса и предоставляет возможность подключения к кодеру канала любого входного потока со скоростью, не большей заданной. Кроме того, блок адаптации входного потока формирует элементарные блоки данных (BBFRAME) для дальнейшей обработки кодером канала.




Рис. 2.2. Схема передатчика


Блок рандомизации осуществляет процедуру рассеивания энергии двоичного цифрового потока, превращая длинные последовательности идущих подряд нулей или единиц в псевдослучайную двоичную последовательность. Данная операция обеспечивает энергетический выигрыш при дальнейшем формировании радиосигнала (выигрыш по пик-фактору сигнала).

Блок помехозащитного кодирования включает в себя каскад из двух помехоустойчивых кодеров: БЧХ и LDPC. Выходная длина блока после LDPC кодирования (FECFRAME) для канала основного сервиса составляет 16200 или 64800 бит.

Битовый перемежитель предназначен для ослабления влияния пакетных битовых ошибок. Битовый перемежитель работает в пределах одного FECFRAME.

Блок QAM осуществляет отображение последовательности групп бит (2 - QPSK, 4 - 16-QAM, 6 - 64-QAM) на точки выбранного сигнального созвездия.

Перемежитель ячеек работает в пределах одного FECFRAME и представляет из себя частотный перемежитель обеспечивающий дополнительную устойчивость сигнала к частотным замираниям в канале.

Блоковый перемежитель предназначен для глубокого перемежения одного или нескольких FECFRAME с целью обеспечения временного перемежения для защиты от временных замираний канала.

Работа канала надежного речевого доступа обеспечивается тем же набором блоков, что и работа канала основного сервиса, за исключением временного перемежителя. Кроме того, для повышения помехоустойчивости данного канала используется только QPSK-созвездие. Длина кода LDPC для данного канала составляет 2025 бит (требование обеспечения низкой задержки). Скорость передачи данных в этом канале не превосходит 12 кбит/с.

Канал данных надежного доступа построен аналогично каналу надежного речевого доступа, при этом используется только BPSK-созвездие, а длина кода LDPC составляет 506 бит. Скорость передачи данных в данном канале не превосходит 5 кбит/с.

Мультиплексор потоков формирует из поступающих на его вход QAM-модулированных ячеек OFDM-символы и выводит их в виде заранее известной на стороне приема и передачи последовательности. При этом каждый канал получает свой набор OFDM-символов. Низкоскоростные надежные потоки передаются равномерно распределенными по кадру символами, что позволяет исключить длинные временные перемежители из процесса кодирования этих каналов.

Далее, в мультиплексированный поток OFDM-символов осуществляется ввод служебных несущих и символов, обеспечивающий на стороне приема возможности синхронизации, коррекции канальных искажений и передачи дополнительной информации, в том числе о параметрах модуляции, сигналов коррекции пик-фактора и данных, необходимых для быстрой синхронизации принимаемого сигнала.

Коррекция пик-фактора сигнала обеспечивается схемой, состоящей из двух блоков коррекции (корр.1 и корр.2) и обратного и прямого (в цепи обратной связи) преобразований Фурье. При этом оба блока коррекции пик-фактора не являются обязательными и могут динамически включаться и выключаться при работе передатчика с тем лишь ограничением, что переключение должно происходить на границе OFDM-символа.

На выходе ОБПФ формируется временной дискретизированный сигнал, поступающий на вход блока разделения разнесенной передачи (если режим разнесенной передачи включен) и цифро-аналогового преобразования.

Далее два незРАВИСимых аналоговых сигнала поступают на вход блока переноса спектра промежуточной частоты (ПЧ) и усилителя высокой частоты (УВЧ). Усиленные сигналы поступают на две антенны передатчика.


2.3. Основные параметры системы

Основные параметры системы сведены в Таблицу 2.1.

Таблица 2.1.

Параметр

Значение

Рабочий диапазон частот

I и II полосы частот ОВЧ диапазона

Число несущих

425

Полоса по уровню -40 дБ, кГц

250

Полоса по уровню 0 дБ, кГц

243

Расстояние между несущими, Гц

574

Число пилотных несущих

43 (используются также для работы канала управления)

Длительность полезной части символа, мс

1.742

Защитные интервалы

1/16, 1/8, ¼

Виды модуляции

Основной канал

QPSK, 16-QAM, 64-QAM;

Речевой канал

QPSK

Канал данных

BPSK

Коэффициенты нормализации созвездий

BPSK – 1; QPSK – ; 16-QAM – ;

64-QAM – .

Длина выходного LDPC

Основной канал

16200, 64800/ кодовая скорость: ½; 2/3; ¾

Речевой канал

2025

Канал данных

506

Число символов в кадре

От 32 до 128

Объем информации

Основной канал

до 860 кбит/с

Речевой канал

до 12 кбит/с

Канал данных

до 5 кбит/с);

Канал управления

до 70 бит/символ

Разнесенные передача/прием

По выбору вещателя/потребителя: 1 или 2 антенны


Канал управления обеспечивает передачу следующей информации:

  1. Синхропоследовательность (12 бит);

  2. Номер символа в кадре (8 бит);

  3. Число символов в текущем кадре (8 бит);

  4. Длина защитного интервала (3 бита);

  5. Длина кода LDPC (1 бит);

  6. Кодовая скорость LDPC (3 бита);

  7. Тип модуляционного созвездия (3 бита);

  8. Тип поворота модуляционного созвездия (2 бита);

  9. Флаги использования алгоритмов подавления пик-фактора (2 бита);

  10. Флаг использования канала речевого оповещения (1 бит);

  11. Флаг использования канала надежного оповещения (1 бит).

Итого канал управления должен обеспечить передачу 44 бит.

Предпочтительные аудио/видео форматы при ширине канала 250 кГц при некоторых параметрах системы приведены в Таблице 2.2.

Таблица 2.2

Тип QAM

Скорость LDPC-кода

Защитный интервал – 1/8

Поток, кбит/с

Формат видео, кадров/с

Стереозвук,кбит/с

QPSK

1/2

190

-

6∙32

QCIF, 12.5

24

QPSK

3/4

290

-

8∙32

QVGA, 12.5

32

16-QAM

1/2

380

-

11∙32

CIF, 25

32

16-QAM

3/4

570

-

17∙32

CIF, 25

3∙32

64-QAM

1/2

570

-

17∙32

CIF, 25

3∙32

64-QAM

3/4

860

-

25∙32

CIF, 25

7∙32


2.3. Приемник

На вход приемника поступает радиосигнал диапазона 66-74 МГц или 87,5-108 МГц. Две антенны обеспечивают реализацию метода разнесенного приема. Блок усиления высокой частоты и переноса спектра в низкочастотную область (УВЧ+ПЧ) обеспечивает также цифро-аналоговое преобразование сигнала.

На вход коммутатора разнесенного приема поступает два цифровых потока, каждый из которых представляет собой дискретизированный низкочастотный сигнал. В данном модуле осуществляется адаптивное мультиплексирование двух сигналов, обеспечивающее выигрыш по отношению сигнал/шум относительно приема на одну антенну (без разнесенного приема).




Рис. 3. Схема приемника


Блок OFDM-синхронизации осуществляет синхронизацию сигнала с помощью введенных в состав сигнала пилотных несущих и символов. Работа данного модуля осуществляется как во временной, так и в частотной области. На приведенной упрощенной схеме приемника модуль быстрого преобразования Фурье (БПФ) следует непосредственно за модулем синхронизации, однако это верно лишь для алгоритмов с синхронизацией во временном пространстве (при частотной синхронизации БПФ предшествует блоку OFDM-синхронизации).

Демультиплексор потоков выделяет из синхронизированного потока OFDM-символов три потока, соответствующие каналам основного сервиса, надежного речевого доступа и данных надежного доступа. Каждый из этих потоков переносится отдельным набором символов, то есть каждый OFDM-символ относится ровно к одному из трех перечисленных потоков.

Каждый из трех перечисленных потоков поступает на QAM-детектор. Канал основного сервиса имеет 3 режима детектирования: QPSK, 16-QAM, 64-QAM. Канал надежного речевого доступа детектируется только как QPSK, а канал данных надежного доступа – как BPSK.

На вход декодера канала основного сервиса поступает поток ячеек. Каждая ячейка представляет собой демодулированное значение соответствующей несущей.

Блоковый депермежитель осуществляет перестановку блоков данных и является по сути временным деперемежителем, защищающим сигнал от временных замираний канала.

Депермежитель ячеек работает в пределах одного FECFRAME и выполняет функцию частотного деперемежителя, защищая сигнал от частотных замираний канала.

Битовый деперемежитель работает так же в пределах FECFRAME и служит (вместе с перемежителем на стороне кодера) для ослабления влияния пакетных битовых ошибок.

Блок декодирования БЧХ и LDPC предназначен для устранения ошибок канала и преобразует битовую последовательность FECFRAME в последовательность BBFRAME. При этом в канале основного сервиса допускается две длины FECFRAME: 64800 и 16200 бит, в канале речевого доступа – а 2025 бит, в канале данных надежного доступа – 506 бит.

Блок дерандомизации осуществляет обратное преобразование относительно рандомизатора кодера.

Демультиплексор канала основного сервиса осуществляет выделение потоков видео и аудио в канале основного сервиса на уровне транспортного потока данных.

Аудиокоммутатор предназначен для выбора воспроизводимой звуковой программы.

Декодеры канала надежного речевого доступа и канала данных надежного доступа аналогичны описанному выше декодеру канала основного доступа, за исключением блокового деперемежителя, отсутствующего в данных декодерах, а также длин FECFRAME (2025 и 506 соответственно).


3. Заключение

Учитывая, что

  • во всем мире существует возрастающая потребность в средствах высококачественного наземного звукового и мультимедийного вещания на носимые, автомобильные, переносные и стационарные приемники;

  • имеются ограничения услуг аналогового звукового вещания в ОВЧ диапазоне по выполнению таких требований;

  • переполненность ОВЧ диапазона вызывает общее увеличение уровня помех и ограничивает количество программ, которое возможно передавать;

  • успехи совершенствования кодирования источника (звука и видео), канального кодирования, модуляции и улучшенной цифровой обработки сигналов продемонстрировали техническую реализуемость цифрового звукового и мультимедийного вещания без изменения частотных планов, установленных для аналогового вещания, и современные методы кодирования видео и звука позволяют передавать в стандартном радиочастотном канале видеопрограммы различного разрешения или множество высококачественных звуковых программ;

  • улучшенные системы цифрового звукового и мультимедийного вещания могут обеспечить большую эффективность использования спектра и энергетический КПД, а также лучшее качество работы в условиях многолучевости распространения, чем обычное аналоговое вещание,

  • переход на цифровые системы вещания обеспечит реализацию высокой эффективности использования I и II полос частот ОВЧ диапазона и обеспечит существенно большую надежность сервиса по сравнению с аналоговым вещанием, особенно при мобильном приеме.

В упомянутом выше вкладе РФ (документ МСЭ-Р 6А/86 от 08.10.08), разработанном в ГРЧЦ, впервые был сделан стартовый шаг к выработке единых требований для цифровых систем мультимедийного вещания в ОВЧ диапазоне в рамках одной рекомендации.

В результате обсуждений этого вклада на собраниях РГ 6В и РГ 6А было выработано решение, получившее отражение в отчете Председателя РГ 6А (док. 6А/120 от 08.12.08), в котором имеется раздел, названный «Переход к цифровому вещанию в FM полосах». В нем отмечено следующее:

«В документе 6А/86 от РФ предложен предварительный проект новой рекомендации по эксплуатационным требованиям для цифрового наземного звукового и мультимедийного вещания в ОВЧ диапазоне. Для увеличения эффективности использования спектра и повышения качеств услуг многие страны могут пожелать перейти к цифровому вещанию в FM полосах. В связи с этим было бы полезно установить четкие международные системные требования и указания для вещателей и промышленности. В настоящее время такие рекомендации частично содержаться в нескольких рекомендациях МСЭ-Р (BS.774, ВS.1114, BT.1833). Поэтому было бы целесообразно расширить рекомендацию МСЭ-Р BS.774 или разработать новую рекомендацию, которая будет рассматривать все аспекты перехода на цифровое вещание в FM полосах как с точки зрения РЧ передачи, так и с точки зрения полезной нагрузки (в тесном сотрудничестве с РГ 6В). Основой для изучения этого вопроса может быть вклад РФ (док.6А/86).»

В Таблице 3.1 приведен перечень основных технических характеристик систем звукового и мультимедийного наземного вещания (в частности, системы РАВИС), предназначенных для приема на носимые, автомобильные, переносные и стационарные приемники.

Таблица 3.1

1

Рабочий диапазон частот

I и II полосы частот ОВЧ диапазона

2

Полоса радиочастотного канала

В соответствии с Рекомендациями МСЭ-Р

3

Сдвиг частоты между каналами

В соответствии с Рекомендациями МСЭ-Р

4

Эффективность использования спектра, бит/сек/Гц

Определяется системой

5

Тип мультимедиа (звук, видео, данные) с показателями качества:

скорость передачи, бит/сек; разрешение, частота кадров видео и пр.

Определяется системой

6

Типичная конфигурация звука/видео:

диапазон скоростей передачи звуковых и видео данных, многоязыковая поддержка, стерео/многоканальный звук

Определяется системой

7

Кодирование мономедиа:

звук, видео, формат прочих данных

Определяется системой

8

Гибкая конфигурация сервиса: звук/видео, вспомогательных и служебных данных

Любая комбинация вещания: звука, видео и данных в реальном масштабе времени. Электронная программа передач.

Местное вещание с использованием одночастотных и многочастотных сетей.

9

Условный доступ

Определяется системой

10

Прямое обращение к сервису

Определяется системой

11

Быстрое обнаружение и выбор контента и сервиса

Электронная программа передач, обнаружение и выбор сервиса

12

Стабильный и надежный прием, контроль QoS в различных условиях приема

Переменное QoS и способность к восстановлению при ошибках

Быстрая настройка

13

Топология сети

Сеть SFN для расширения зоны покрытия, местная сеть MFN для обеспечения местного сервиса.

Возможность иерархической передачи.

14

Обеспечение интерактивности

Возможность использования несимметричного подключения обратных каналов

15

Функциональная совместимость с сетями мобильной связи

Поддержка сервиса передачи мультимедийных данных по сети мобильной связи

16

Поддержка эффективных и надежных механизмов доставки (транспорта) сервиса

Вид транспортного протокола

определяется системой



Литература

  1. Дворкович А.В., Дворкович В.П., Зубарев Ю.Б, Соколов А.Ю., Чернов Ю.А. Способ трансляции информационного телевидения // Патент РФ № 2219676, 08.11.2000

  2. Дворкович В.П., Дворкович А.В., Иртюга В.А., Тензина В.В. Новая аудиовизуальная информационная система // Broadcasting. Телевидение и радиовещание, 2005, № 5

  3. ITU-R Document 6E/336-E, 6M/133-E Increase of the Band 8 (VHF) Utilization Efficiency, 3 March 2006

  4. ITU-R Document 6M/150-E Technical Report: Digital Mobile Narrowband Multimedia Broadcasting System AVIS, 14 August 2006

  5. ITU-R Report BT.2049-2. Broadcasting of multimedia and data applications for mobile reception. Appendix 5. Digital Mobile Narrowband Multimedia Broadcasting System AVIS (audiovisual information system).(Doc.6/48-E 22 May 2008).

  6. ITU-R Document 6A/86-E, 6B/47-E. Service requirements for digital terrestrial sound and multimedia broadcasting for mobile reception in VHF bands I and II (Proposal of Preliminary Draft new Recommendation ITU-R BS.[XXXX] on Service Requirements for Digital Terrestrial Sound and Multimedia Broadcasting in VHF Band ). 8 October 2008.

  7. Пономарев Г.А., Куликов А.Н., Тельпуховский Е.Д. Распространение УКВ в городе, Томск, МП «Раско», 1991

  8. ETSI EN 300 744 V1.5.1 (2004-06) – Digital broadcasting systems for television. Sound and data services; Framing structure, cannel coding and modulation for digital terrestrial television. Annex B.

  9. ISO/IEC 14496-2 – Information Technology -- Coding of Audio-Visual Objects -- Part 2: Visual, 2004

  10. ISO/IEC 14496-3 – Information Technology -- Coding of Audio-Visual Objects -- Part 3: Audio, 2005

  11. ITU-T Recommendation H.264 – Advanced Video Coding for Generic Audiovisual Services / ISO/IEC 14496-10 – Information Technology -- Coding of Audio-Visual Objects -- Part 10: Advanced Video Coding, 2005

  12. Дворкович В.П., Мохин Г.Н., Нечепаев В.В., Дворкович А.В. Способ покадрового сжатия изображений // Патент РФ № 2122295, 20.11.1998 (приоритет от 29.04.1994)

  13. Дворкович А.В., Дворкович В.П., Соколов А.Ю. Способ поиска векторов движения деталей в динамических изображениях // Патент РФ № 2182727, 20.07.2000

  14. Дворкович А.В., Дворкович В.П., Мохин Г.Н., Соколов А.Ю. Способ цифровой обработки динамических изображений // Патент РФ № 2182746, 20.05.2002 (приоритет от 20.07.2000)

  15. Дворкович А.В., Дворкович В.П., Зубарев Ю.Б, Соколов А.Ю. Способ анализа векторов движения деталей в динамических изображениях // Патент РФ № 2137194, 10.09.1999 (приоритет от 15.07.1998)

  16. Дворкович В.П., Дворкович А.В., Тензина В.В., Иртюга В.А., Рекубратский В.А. Повышение эффективности использования VHF диапазона частот за счет перехода на цифровое вещание. Труды НИИР, 2007 .

  17. Дворкович В.П. Создание и внедрение систем радиовещания DRM+. Проблемы и перспективы. Телерадиовещание. №3, 2007

  18. Дворкович В.П., Дворкович А.В. Цифровые видеоинформационные системы в России. Современная электроника, 2008, №3

  19. ITU-R Document 6E/413-E, Digital Radio Mondiale (DRM)--Narrowband digital broadcasting with the DRM System in bands I and II, 14 August 2006

  20. Waal A., Heuberger A. DRM+ Современная система цифрового радиовещания для УКВ диапазона. Труды Российского научно-технического общества имени А.С. Попова. Серия: Цифровая обработка сигналов и ее применение. Выпуск: Х-1, Москва, 2008





Скачать 227.5 Kb.
оставить комментарий
Дата11.10.2011
Размер227.5 Kb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх