CC BY
234
16 декабря 2011 r. 9:57
Т-Comm #9-2010
(Технология информационного общества)
Особенности построения одночастотных сетей в новом стандарте цифрового вещания ОУВ-Т2
Одночастопищя сеть fSFN) — сеть передающих станций, в которай вещание осуществляется на одной частоте. Данная технология позволяет использовать множество передатчиков, работающих на одной частоте и покрывающих смежные области. При этом использование одного частотного канала происходит без существенного взаимного влияния передатчиков друг на друга из-за технологических особенностей системы ОУВ-Т. Проведен сравнительный анализ двух систем наземного цифрового телевизионного вещания - РУ'В-Т и ОУВ-Т2. даны пояснительные рисунки принципов построения одночастотных сетей.
Коржимш К.О.. МТУСИ
В 2009 г. консорциум DVB выпустил новый стандарт наземного эфирного цифрового телевидения, который называется DVB-T2. Эта спецификация позволяет получить более высокую полезную скорость передачи в стандартной полосе эфирного ТВ вешания в среднем на 30...60 %. по сравнению с предшественником DVB-Т. Величина выигрыша зависит от конкретных режимов модуляции и варианта построения вещательной сети. Максимальный такой выигрыш будет достигнут в одночастотных сетях.
Модификация DVB-T2 является идеальным решением. предоставляющим высокий уровень устойчивости сигнала и обеспечивающая необходимое увеличение пропускной способности, при сохранении существующей инфраструктуры антенн. У DVB-T2 имеется несколько существенных отличий от DVB-Т. Например. для инкапсуляции видеопотока может применяться не только транспортный поток MPEG-2, но и транспортный поток общего назначения (GTS - generic transport stream). В GTS используется переменный размер пакета вместо фиксированного, применяемого в MPEG-2. Это позволяет снизить объем передаваемой служебной информации и сделать адаптацию транспортного потока (ТП) к сети более гибкой. Кроме ТП. могут также передаваться любые другие цифровые потоки. Таким образом, по сравнению с DVB-Т. отсутствует привязка к какой-либо структуре данных на транспортном уровне. Использование помехозащитного кода с низкой плотностью проверок на четность (LDPC - Low density Parity Check Codes) вместе с новыми размерностями быстрого преобразования Фурье (FFT - Past Fourier transform) и защитными интерватами, а также с новыми режимами распределения патот-сигналов позволяют адаптивно оптимизировать параметры в зависимости от характеристик конкретного канала.
Пакеты Т2-М1 (DVB-T2 Modulator Interface) . которые описывают транспортный уровень, имеются только на выходе модулятора, но не излучаются в эфир. Дзя случаев, когда несколько репитеров принимают DVB-Т2 сигнал с основного передатчика и ретранслируют его в общую вторую сеть, а именно одночастотную сеть (SFN), они вешают с синхронизированных во временной области ретрансляторов. Этот случай изображен на рис.1.
Us!}'
Рис. 1. SFN с ретрансляцией от основного передатчика
Существует 2 типа ретрансляторов:
- регенеративные ретрансляторы, т.е. происходит демодуляция DVB-T2 сигнала, заново модулируется принятый транспортный поток в форму восстановленного DVB-T2 сигнала для последующей передачи в эфир;
- ретрансляторы со сдвигом, т.е. они сдвигают частоту. амплитуду, осуществляют временную задержку и передают принятый DVB-T2 сигнал в эфир без полной псрсмодуляции.
В этой ситуации ретрансляторы не имеют доступа к содержимому T2-MI пакетов, которые передавались в эфир с основного передатчика на физическом уровне DVB-T2. Поскольку физический уровень сигнала определяется основным передатчиком, только по синхронизации данных на ретрансляторе можно определить время излучения сигнала. Расчет времени осуществляется путем обработки специального пакета транспортного потока (TS) - T2-MIP (DVB-T2 Modulator Information Packet), который содержится в излучаемом в эфир сигнале DVB-T2. Напомним, что T2-MIP - это совместимый с MPEG-2 TS-пакст, состоящий из 4 байт заголовка и 184 байтов данных. Этот пакет TS декодируется в демодуляторе каждого ретранслятора для извлечения требуемого времени распространения текущего суперкадра сигнала DVB-T2.. Основываясь на этой информации. и на знании о времени прихода текущего принятого супсркадра, каждый ретранслятор вычисляет то необходимое время задержки супсркадра. по истечении которого суперкадр будет передан в эфир в требуемое время.
Т-Comm #9-2010
(Технологии информационного общества)
Эта версия спецификации Т2-М1 определяет только пакет Т2-М1Р. идущий в транспортном потоке, который аналогичен пакету, использующемуся в сетях РУВ-Т. Среди существующих спецификаций нет эквивалента для таких механизмов синхронизации сетей для обеспечения сервиса в таких сетях, как например С Я П.
На рис.2 изображена схема построения таких сетей. Отметим также, что вставка Т2-М1Р осуществляется в шлюз Т2. и эта часть определяет структуру кадра и суперкадра Т2. и. следовательно, временную взаимосвязь пакетов транспортного потока ТС с физическим уровнем модуляции.
м
Enc f—► MUX •
К
Шлюз
DVB TS Т2
Вставка Т2-МІ ^
Т2-МІР
Rx
Выделение T2-MIP Модулятор
Восстановление мивапвита T2 -MI (акпочя расчет времени)
Rx
Выделение
T2-MIP
I----------------•
Информация о таймингах
Рис. 2. Общая архитектура эфирного распределения T2-MIP в SFN подсети
При этом условии предполагается, что приемник и ретранслирующая станция будут разбивать входящий DVB-T2 сигнал на составляющие части так. чтобы он мог быть максимально похож на эквивалент T2-MI сигнала на модуляторе ретранслятора. Это необходимо для того, чтобы каждый ретранслятор излучат в эфир мак-симатьно идентичный сигнал на каждой станции в одночастотной сети.
Для одночастотных сетей введен новый режим MISO (multiple input single output - много входов - один выход), который позволяет достичь до 60% выигрыша в полосе пропускания. Нынешний опыт эксплуатации одночастотных сетей показал, что даже при сложении синхронизированных сигналов. результирующий спектр COFDM подвержен искажениям (в форме "провалов" огибающей несущих COFDM). В результате, для компенсации этих "провалов", то есть сохранения требуемого отношения S/N (сигнал-шум), необходима более высокая мощность передатчиков. Режим MISO позволяет избежать этих недостатков. Передатчики в одночастотной сети в режиме MISO излучают не в точности один и тот же сигнал. Благодаря этому при сложении сигналов с разных передатчиков отсутствуют зна-
чительные провалы огибающей, и к тому же. не требуется увеличение мощности передатчиков.
Дополнительная стадия обработки, известная как обработка \IISO. позволяет начальным коэффициентам в частотной области быть обработанными модифицированным кодированием А1атоиП, которое делит сигнал Т2 между двумя группами передатчиков на одной частоте таким образом, что эти две группы не интерферируют друг с другом. Все символы сигнала 1>\'В-Т2 могут быть подвергнуты \lISO обработке на уровне ячеек. Предполагается, что все 1)\ В-Т2 приемники могут принимать такие обработанные сигналы. Обработка VIIЯО состоит из взятия входной ячейки данных и получения двух ячеек данных на выходе, каждая из которых направляется на 2 группы передатчиков. Измененное кодирование АЦнтюиН используется для того, чтобы произвести два набора ячеек данных, за исключением того, что кодирование не поддерживает символ преамбулы Р! и для сигнала произведена соответствующая обработка пилотов. Новый алгоритм обработки сигнала значительно улучшает перекрытие (покрытие) диапазона частот в одночастотных сетях небольшого размера.
