CC BY
37
УДК 681.34.32.021
А.П. Аверченко, Б.Д. Женатое
Омский государственный технический университет, г. Омск
ПРЕИМУЩЕСТВА DVB-T2 И ОСОБЕННОСТИ ЕГО ПОСТРОЕНИЯ НА БАЗЕ ОБОРУДОВАНИЯ DVB-T
Россия, постепенно переходит к цифровому телевизионному вещанию. Изначально 25 мая 2004 г. специальным распоряжением правительства Российской Федерации была признана целесообразность внедрения в Российской Федерации европейской системы цифрового телевизионного вещания DVB (Digital Video Broadcasting). Начались работы по внедрению стандарт цифрового телевидения DVB-Т ETSI EN 300 744. Некоторые телерадиокомпании начали разворачивать свои сети цифрового телевидения и реализовывать телевизионные приставки конечным потребителям.
В начале 2011 года вышла новая версия стандарта DVB-T2 ETSI EN 302 755 - второе поколение европейского стандарта эфирного цифрового вещания DVB-T. Стандарт DVB-T2 призван как минимум на 30 % улучшить емкость сетей по сравнению с DVB-T, при той же инфраструктуре сети и частотных ресурсах.
7 июля 2011 г. в Москве на заседании Правительственной комиссии по телерадиовещанию была признана Перспективность внедрения DVB-T2 в России. Однако уже развернутые сети стандарта DVB-T делают модернизацию крайне дорогостоящей - даже для таких экономически развитых стран, как Франция и Германия, т.к. DVB-T и DVB-T2 несовместимы. Карта распределения стандартов представлена на Рисунке 1.
Рис. 1. Мировое распределение стандартов цифрового телевидения
Основные принципы формирования и трансляции сигнала DVB-T и DVB-T2 остались схожими, цифровой сигнал кодируется и преобразуется в OFDM-сигнал. OFDM - это
248
технология модуляции посредством ортогональных несущих, т.е. модулируются множество несущих, расположенных в заданной полосе с фиксированным шагом по частоте. Скорость модуляции отдельных несущих при этом достаточно мала, что позволяет использовать эффективное помехоустойчивое кодирование.
Стандарт DVB-T был предназначен исключительно для передачи пакетов MPEG-2 (в последствии MPEG-4), то стандарт DVB-T2 способен транслировать самые разные по природе и структуре информационные потоки. Система DVB-T2 способна передавать несколько независимых мультимедийных потоков, каждый со своей схемой модуляции, скоростью кодирования и временными интервалами. В целом, общая схема обработки сигналов в системе DVB-T2 существенно усложняется по сравнению с DVB-T (см. Рисунок 2).
Рис. 2. Схема передающей стороны в системе DVB-T2
В качестве механизма защитного кодирования стандарта DVB-T2 использован корректирующий каскадный код. В качестве внешнего кода использован блоковый кодер Боуза-Чоудхури-Хоквингема (БЧХ) (вместо Рида-Соломона в DVB-T), а в качестве внутреннего используется код с проверкой на четность (LDPC) [1].
В DVB-T2 добавлена модуляция 256-QAM, что повышает емкость канала передачи на 33% (относительно максимально возможного значения 64-QAM в DVB-T).
В DVB-T2 - введена схема модуляции с "вращающимся" сигнальным созвездием (Рисунок 3). При этом сформированный модуляционный символ поворачивается в комплексной плоскости на определенный угол, зависящий от числа уровней модуляции [1].
Суть поворота заключается в том, чтобы проекции точек на соответствующие оси (синфазную и квадратурную) были не совпадающими. Хоть при этом и получается, что некоторые из координат оказываются достаточно близко друг к другу, но по другой координате точки всегда можно восстановить первую ее координату.
В DVB-T2 увеличено возможное число номинальных поднесущих - помимо 8К добавлены режимы 1К, 4К, 16К и 32К поднесущих[1]. Что в свою очередь позволяет использовать в OFDM-символе больше поднесущих для передачи данных. Чем больше номинальных поднесущих, тем длительнее может быть OFDM-символ и это позволяет уменьшить защитный интервал по сравнению DVB-T [1].
249
Рис. 3. Созвездие 16-QAM после поворота
В DVB-T была всего одна фиксированная схема распределения пилотных частот, а в DVB-T2 предусмотрено восемь различных схем их распределения. Выбор варианта зависит от числа номинальных поднесущих и размера защитного интервала. Как результат всего 1, 2 и 4 % составляют поднесущие в стандарте DVB-T2, против 8 % в DVB-T.
В DVB-T2 появилась возможность - передача в режиме MISO, т.е. приемник обрабатывает сигнал от двух передающих антенн.
DVB-T2 - не "просто" система транспорта пакетов цифрового видеоконтента. Это - мощный инструмент мультимедийного вещания, в который изначально заложены огромные возможности по расширению функциональности.
При проектировании и создании сетей DVB-T2 совсем не обязательно использовать все возможности стандарта. В некоторых случаях при замене уже существующих систем DVB-T (рассчитанных на один поток), а так же проектирование новых низко емких систем вполне уместно не использовать трансляцию множества мультимедийных потоков. При проектирование сетей с одним передающим центром, к примеру в областях, вообще не имеет смысла реализовывать режим MISO - прием с двух передающих антенн. Также возможно ограничится уже реализованными в стандарте DVB-T режимами QPSK, 16-QAM, 64-QAM, защитными интервалами 1/32, 1/16, 1/8, и 1/4, режимы 4К и 8К, полосами частот 6, 7, 8 МГц. Нагрузка на процессорный модуль, при создании оборудования DVB-T2 возрастает, в основном из-за кодирования БЧХ и поворота сигнального созвездия, но сокращение реализуемых функций позволяет сократить общий объем программы и вписать в объем использовавшийся при создании устройств DVB-T. «Железо» при такой модификации не меняется.
Оборудование, предназначенное для организации сетей DVB-T, можно использовать в сетях DVB-T2 при условии полной замены программного кода, как в модуляторах, так и в каждой телевизионной приставке. Замена программы дешевле покупки нового оборудования, т.к. не тратится значительная часть средств на —железо У.
Библиографический список
1. ETSI EN 300 744 v1.5.1 (2004-11). Цифровые системы (DVB-T) для телевидения радиовещания и передачи данных.
250
2. ETSI EN 302 755 V1.2.1 (2011-02). Цифровые системы (DVB-T2) для телевидения радиовещания и передачи данных.
3. Н.264 (03/2005) Усовершенствованное кодирование изображений для общих аудиовизуальных услуг. Рекомендация МСЭ-Т.
4. Implementation guidelines for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2) // DVB Document A133, February 2009.
5. ETSI EN 301 192 v1.4.1 (2004-06). Цифровое видео радиовещание (DVB) ; DVB спецификация для радиопередачи данных.
6. Варгаузин, В. Принципы цифрового телевидения стандарта ATSC / В. Варгаузин // Теле-Спутник. - 1999. - 9(47). -С. 53-58.
7. Шахнович, И. Конкурирующие стандарты цифрового вещания / И. Шахнович // Электроника. -2002. - №.1. -С.17-19.
