CC BY
40
5 декабря 2011 г. 14:45
Y
Оценка относительного отклонения частоты при приеме сигналов наземных цифровых телевизионных вещательных систем
ТЕХНОЛОГИИ
Ключе вые слова: Of DM, подстройка частоты, приема, ц ифровое вещательное телевидение (DVB-Т), сигнальное созвездие
В современных вещательных системах, использующих модуляцию OFDM, остро стоит проблема подстройки частоты приема относительно центральной частоты радиоканала. В статье предлагается алгоритм вычисления значения отклонения частоты по искажениям сигнального созвездия в системе цифрового вещательного телевидения DVB-T.
Безруков В.Н.,
дт.н, профессор, зав кафедрой телевидения им-С.И. Катаева МТУСИ
Власюк И.В.,
К.Т.Н., доцент кафедры телевидения им. СИ. Катаева МТУСИ
Канев С.А., аспирант МТУСИ, kanev.sergey@gmail.com
Цифровая система DVB-Т, принятая для вещания первого мультиплекса в РФ, использует модуляцию OFDM [1,2]. Наравне с высоким пик-фактором, недостатком подобного типа многочастотных систем, с модуляцией OFDM, является повышенные требования к стабильности частоты передатчика и необходимость в строгом соответствии частоты приемника эфирной частоте. Отклонение частоты приема от центральной частоты радиоканала в телевизионных цифровых наземных вещательных системах сопровождается сопутствующими ошибками приема
Влияние эффекта отстройки частоты приема от частоты передатчика на искажения сигнала следует рассматривать с учетом того, что модуляция OFDM является многочастотной и искажения в этом случае возникают на каждой из ортогональных канальных поднесущих. Аналитически полученное выражение, отражающее воздействие на форму группового сигнала во временной области отклонения частоты приемника от центральной частоты радиоканала, имеет следующий вид
Выражение (1) показывоет зависимость формы принятого сигнала 5,при отклонении Дуу частоты приемника от эфирной частоты, где к — текущая гкаднесущая из общего числа поднесущих к^, V*, — расстояние между соседними псднесущими группового сигнала в спектральной области, Г0 — длительность символа, Ак — информация, передаваемая в виде вектора сигнального созвездия, а ^ и уу,-верхняя и нижняя частоты ограничения сигнала в частотной области соответственно. Для более компактной формы представления полученного выражения используется:
-Eii j(í + -^-)(wH -kw, + Дм)) + 7*
EiijU —^-Х wH -kw, + ДИН
Щх)
■1т
ill
— интегральная показательная функция.
Проведенный анализ выражения (1) выявил специфику деформации передаваемого сигнального созвездия символа OFDM, характеризуемого совокупностью значений Ак на всех канальных псднесуших. Вносимые искажения проявляются здесь в вцде поворота сигнального созвездия и размытия отдельных значений в пределах совокупности позиций его векторов. Величина поворота и размытия зависит от величины A W, а также от порядка ОБПФ, используемого при формировании (величину порядка ОБПФ определяет величины Т0 и w,).
Полученные результаты были подтверждены экспериментально на модели передающего
и приемного тракта си пн алое OFDM, сформированных в соответствии со стандартами цифрового телевизионного вещания DVB-Т и DVB-T2. Иллюстрация эффекта влияния отстройки частоты на специфику сигнальных созвездий для различных порядков ОБПФ модуляции OFDM представлена на рис. 1. Отстройка в данном случае составляет значение в 50 1ц — случаи 4, 8, 16 и 32к (соответственно а, б, в и г на рис .1) [3). В качестве первичной модуляции используется 64QAM.
Была также проверена зависимость степени размытия отдельного из совокупности значений векторов сигнального созвездия от порядка модуляции. С этой целью осуществлено моделирование передами и приема сигнала в режиме 8к со смещением частоты приема, равным значению в 50 Гц при модуляции единственной поднесушей группового сигнала. Остальные псднесущие были установлены по уровню ровными нулю, а график строился с накоплением значений. В результате накопления, было получено изображение сигнального созвездия с единым значением угла поворота для всех накопленных значений векторов без размытия..
С учетом изложенного выше, результатов анализа формы сигнальных созвездий и в соответствии со стандартами на системы наземного цифрового вещательного телевидения, разработан алгоритм вычисления отклонения частоты приема от центральной частоты канала. Работа данного алгоритма осуществляется как по сигнальному созвездию, так и по пилот-сигналам. Он является универсальным для всех видов
-bv, + Дм)) -
і -XTJ 2
EH j(t - ~X H't - kw, + Aw)) -
m
FW. 1. Влияний отстройки частоты велтиной 50 іц на атнальные созвездия вещательных систем
T-Comm #6-2010
Y
ТЕХНОЛОГИИ
нии частоты, кратном смещению по частоте между поднесущими.
Предложенным способом можно реализовать блок вычисления отклонения частоты. Время работы данного алгоритма может варьироваться из-за возможности использования как соседних символов, так и символов отстоящ их друг относительно друга по времени, в зависимости от реализации предложенного алгоритма.
Погрешность вычисления отклонения частоты можно оценить априорно. Она зависит от двух основных факторов: размеров матрицы, характеризующей сигнальное созвездие, и шага угла вращения опорной матрицы во время второго этапа. Эти параметры должны выбираться в зависимости от предполагаемого применения алгоритма. Так в абонентских приставках нет необходимости в высокой точности оценки отклонения частоты несущей от частоты приема, поэтому не требуется использование больших значений размера опорной матрицы и молото шага угла вращения. В точном измерительном оборудовании, напротив, требуется большая точность оценки отклонения частоты, которая может быть достигнута ценой увелк^е-ния вычислительной сложности. В проведенном моделировании использовалась матрица, состоящая из 128x128 элементов, и шаг угла вращения в 1 градус При таких значениях параметров максимальная погрешность угла вращения составляет 6Гц Учитывая погрешность формирования матрицы, возникающую при округлении принятых значений векторов сигнального созвездия, на практике указанное значение погрешности может незначительно возрасти. При тех же параметрах алгоритма (размер матрицы и шаг угла поворота опорной матрицы) и большем порядке ОБПФ модуля-
ции О FDM. Диапазон вычисляемых значений ограничивается нелинейностью фильтра приемника и наличием помех от соседних каналов.
На рис. 3 представлены результаты моделирования вычисления отклонения частоты приемника от центральной частоты канала. По оси абсцисс отложены значения самого отклонения, а по оси ординат значения погрешности его вычисления Из рисунка видно, что погрешность укладывается в заранее вычисленные для нее ромеи. Также следует заметить, что ошибку можно предсказать с довольно высокой вероятностью. Погрешность может быть сведена к минимальному значению при работе алгоритма с большим значением размеров матрицы сигнального созвездия и меньшим шагом угла поворота опорной матрицы.
Данный алгоритм может применяться, как в приемниках вещательной системы первого поколения DVB-T, так и быть адоптирован для систем второго поколения DVB-T2.
Литература
1. ETSI EN 300 744 V1.6.1 (2009-01) Digital Video Broodcasiing (DVB); Framirvg structure, chonnd coding and modulation for dig*ol terrestriol télévision.
2. ETSI TR 101 190 Vl.3.1 (2008-10) Digital Video Broodcasiing (DVB); Implementatkxi guidelines for DVB terrestrial services; Transmission aspects.
3. ETSI EN 302 755 VI2Л (201 a 10) Digital Video Broodcasiing (DVB);Frame structure channd coding and modulation for a second génération digital 1er restriai télévision broodcasiing system (DVB-T2).
4 Л Опленпейм, P. Шафер. Цифровая обработка анналов. — Техносфера, 2007. — 856 с
5 Р. Гонсалес, Р-Вудс, С Эю*к. Цифровая обработка изображений в среде MATLAB. — Техносфера, 2006. - 616 с.
Assessment of the relative receiver frequency offset in terrestrial digital television systems
V.N. BeiruHrov, I.V. Vktiyvk, S.A Konev
Key words: orthogonal frequency division mufcpiex (OFDM), frequency offset, receiver, dgital video broadcasing terrestrial (DVB-T), signal constelaion
The problem of receiver frequency adjusfrneri to the central radio channel is considerable in t>e modem digital television systems using OFDM modulation. The frequency offset value cakulaion algorihm based on the deformation of he DVB-T signd constdlrtion is proposed in he article.
References
1. ETSI EN 300 744 V1.6.1 (2009-01) Digital Video Broadcasing (DVB); Framing sfrudure, diannel coding and modulator for digital teneSrial television
2. ETSI TR 101 190 VI .3.1 (2008-10) Digital Video BroadcoSing (DVB); Implementator guidelines for DVB terreshal services; Transmission aspects.
3. ETSI EN 302 755 VI2.1 (2010-10) Digital Video BroadcasJing (DVB);Frame sJrudure channel axing end modulator for a second generation dfcjital termslSal television broodcasSng system (DVB-T2)
4 A Oppengeym, R. Shafer. Ctfrovaya obrabotco signciov — Texnosfcra, 2007 — 856 p
5. R. Gonsdes, R. Vy*k, S. Addrts. Gfravaz ohrobotco izobrazheriy v srede MATLAB. — lexnojferc^ 2006 — 616 p
Развитие проекта в Видео Интернешнл
Группа компаний Тегга*о& сообщает о завершении нового витка развития комплексного CRM-npoeктaf реализованного в группе компаний Видео Интернешнл. Внедрение СРМ-системы Тегга5оЙ, осуществленное в 2008 г., позволило компании значительно трансформировать бизнес, ориентируя его на потребности клиентов и заказчиков.
После двух лет эффективного использования СРМ-системы, Видео Интернешнл расширяет не только функционал программного продукта, но и количество пользователей, в настоящее время с системой работает более 400 пользователей из различных структурных подразделений.
Группа компаний Видео Интернешнл является крупнейшим в Восточной Европе оператором медиа рекламного рынка. Входящие в группу компании обслуживают лидирующие телеканалы на территории России и в странах СНГ, российские федеральные радиостанции, журналы, интернет-ресурсы и др. Имея большой опыт реализации широкого комплекса услуг по размещению рекламы в средствах массовой информации. Видео Интернешнл обладает всеми необходимыми ресурсами, позволяющими обеспечить полный цикл продажи и размещения рекламы
Филиалы комлании-медиаселлера работают в 5 странах и 30 городах, и существует необходимость в ресурсе, объединяющем сотрудников, позволяющем им работать в едином информационном пространстве. CRM-cиcтeмa ТеггаюЙ стала самым подходящим инструментом такой консолидации. В ходе проекта специалистами компании Тегтско& был автоматизирован процесс ведения совместных сделок, настроена логика передачи проектов между селлерами.
"Особо хочется отметить реализацию функционала автоматического перераспределения прею доступа к единой базе, благодаря которому можно гибко установить доступ сотрудников к той или иной информации, хранящейся в системе. Также полезным рабочим инструментарием для нас стал сбор статистики активности пользователей, который позволяет оценить загрузку системы, анализировать работу пользователей в ней. А быстрое и качественное выполнение проекта стало результатом ответственного подхода и высокого профессионализма сотрудников компании ТегтскоЛ", — отмечает Владислав Полоцкий.
T-Comm #6-2010
и
л
