CC BY
46
УДК 51.001.57:681.518
Р.С. Пеньков, А.Е. Руденко ОБ ОДНОМ ИЗ СПОСОБОВ ВЫБОРА МЕТОДА МОДУЛЯЦИИ
Рассмотрен выбор метода модуляции цифровой системы передачи информации стандарта DVB-T по предложенному критерию относительной эффективности на основе результатов исследования компьютерной модели цифрового телевизионного приемопередающего оборудования.
Программная модель, цифровое телевидение, критерий относительной эффективности
R.S. Pen'kov, A.E. Rudenko ABOUT ONE WAY OF CHOICE METHOD OF MODULATION
This article is devoted to a choice of modulation method of digital system of DVB-T standard information transfer using the offered criterion of relative efficiency based on the results of computer model of the digital television transmitter/receiver equipment.
Digital television, software model, criterion of relative efficiency
В [1] рассмотрен один из вариантов программной модели цифрового тракта системы радиовещания. Целью настоящей статьи является выбор метода модуляции цифровой системы передачи информации (ЦСПИ) стандарта DVB-T на базе представленной модели с использованием ранее введенного критерия эффективности [2]:
Q = (F / Fo)a- (V / Vo/- (WVo)r, (1)
где V - реальная скорость передачи данных (бит/с), V0 - желаемая скорость, F - реальная ширина полосы пропускания (Гц), F0 - желаемая ширина полосы пропускания, v - реальное отношение сигнал/шум (дБ), а v0 - желаемое отношение сигнал/шум, а, в, у - весовые коэффициенты.
С учетом особенностей проведенных исследований данный критерий использован в модернизированном виде. Частотный диапазон для ЦСПИ, в частности цифрового телевидения, жестко регламентирован и составляет 8 МГц. В стандарте DVB-T интервал между крайними несущими частотами составляет 7,61 МГц, спецификации стандарта не затрагивают изменения ширины частотного диапазона, поэтому в видоизмененной формуле критерия этот параметр отсутствует. Канальная скорость зависит от вида модуляции, относительной скорости внутреннего сверточного кодера, длительности защитного интервала. По стандарту DVB-T регламентировано применение следующих видов модуляции: QPSK (амплитуднофазовая с 2 битами на один модуляционный символ), QAM-16 (амплитудно-квадратурная с 4 битами на один модуляционный символ), QAM-64 (амплитудно-квадратурная с 6 битами на один модуляционный символ). Относительная скорость сверточного кодера может принимать значения: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8. Длительность защитного интервала может иметь величину: 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 периода передачи элементарного сигнала. В зависимости от выбора этих параметров меняется необходимая мощность передающего комплекса. Для обеспечения стабильного и безошибочного приема информации в приемо-передающем тракте необходи-
75
мо выполнить требование по допустимому отношению уровня полезного сигнала к уровню шума. Модернизированный критерий можно представить в следующем виде:
Q = (Ь/ЬоГ • (Сг/Оо)в • (Тр/Tpo)r■ (У/Уо)П, (2)
где Ь - количество бит на один модуляционный символ, Ь0 - минимально возможное количество бит для системы, Сг - относительная скорость сверточного кодера, Сг0 - минимально возможная скорость сверточного кодера, Tp - длительность защитного интервала (с), Tp0 - минимально возможная длительность защитного интервала (с), а, в, У,П - весовые коэффициенты.
Исследование ЦСПИ стандарта ЭУБ-Т производилось на компьютерной модели, описанной в [1], для Гауссовского канала связи, учитывающего лишь ошибки типа трансформации. Исходные данные представлены в таблице, результаты - на диаграмме рисунка.
а = 1,1 в = 1 у = 1 П = 0,83
ь / Ь0 Сг / Сг0 Тг / Тг0 V / Уо
0,33 0,57 0,75 1,00
0,65
0,54
0,76 0,88 0,46
0,42
0,67 0,37
0,86 0,94 0,29
0,26
0,24
0,95 0,97 0,23
1,00 0,23
0,20
1,00 1,00 0,18
0,17
0,16
Диаграмма значений коэффициента О относительной эффективности
Анализ диаграммы позволяет сделать следующие выводы:
- при построении ЦСПИ с приоритетом высоких показателей канальной скорости необходимо использовать модуляцию вида QAM-64, высокое качество приема достигается подбором параметров сверточного кодера и длительности защитного интервала;
- при построении энергетически эффективной системы со средними показателями скорости предлагается сочетание средних скоростей сверточного кодера (2/3,3/4,5/6) с модуляцией вида QAM-16;
- амплитудно-фазовая модуляция с 2 информационными битами на несущую частоту ^РБК) обладает лучшей энергетической эффективностью, но не рекомендуется для передачи основного транспортного потока в связи с низкими скоростными показателями. При построении ЦСПИ иерархического типа, в частности для передачи сигналов в отдаленные пункты приема, модуляция QPSK может быть использована в сочетании с QAM-16 или QAM-64 в качестве потока низкого приоритета. При этом модулированный символ модуляции QAM-16 несет информацию о положении констелляционной точки в квадранте, а символ модуляции QPSK - о положении квадранта в фазовом пространстве.
Таким образом, разработанный способ выбора метода модуляции может быть рекомендован для оптимизации параметров сетей цифрового телерадиовещания стандарта ЭУБ-Т.
ЛИТЕРАТУРА
1. Анализ модели системы передачи сигналов цифрового телевидения / Данилова М. А., Пеньков Р.С., Светлов М.С., Крук Л.К. // Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-22): сб. трудов XXII Междунар. науч. конф. Т.8. Псков: ППИ, 2009. С. 199-201.
2. К вопросу об оценке эффективности методов модуляции при передаче сигналов цифрового телевидения / Данилова М.А., Пеньков Р.С., Светлов М.С., Крук Л.К. // Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-21): сб. трудов XXI Междунар. науч. конф. Т.7. Саратов: СГТУ, 2008. С.239-240.
Пеньков Роман Сергеевич -
магистрант кафедры «Техническая кибернетика и информатика» Саратовского государственного технического университета
Руденко Алексей Евгеньевич -
магистрант кафедры «Техническая кибернетика и информатика» Саратовского государственного технического университета
Статья поступила в редакцию 25.09.09, принята к опубликованию 25.11.09
