Преимущества DVB-T2 и особенности его построения на базе оборудования DVB-T

Россия, переходит к цифровому телевизионному вещанию. Изначально 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 2011 года вышла новая версия стандарта DVB-T2 ETSI EN 302 755 — второе поколение европейского стандарта эфирного цифрового вещания DVB-T.

7 июля 2011г. 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.

Основные принципы формирования и трансляции сигнала DVB-T и DVB-T2 остались схожими, цифровой сигнал кодируется и преобразуется в OFDM-сигнал. OFDM — это технология модуляции посредством ортогональных несущих, т. е. модулируются множество несущих, расположенных в заданной полосе с фиксированным шагом по частоте.

Если 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. Общая схема обработки сигналов в системе DVB-T2 существенно усложняется по сравнению с DVB-T (см. Рисунок 1).

Рис. 1. 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, с. 11; 2, с. 34].

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 (см. Рисунок 2). При этом сформированный модуляционный символ поворачивается в комплексной плоскости на определенный угол, зависящий от числа уровней модуляции [2, с. 40].

Рис. 2. Созвездие 16-QAM после поворота

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 [2, с. 58]. 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, с. 27].

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.

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 ёмких 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. Так же 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”.

Литература:

1. ETSI EN 300 744 v1.5.1 (2004–11) Цифровые системы (DVB-T) для телевидения радиовещания и передачи данных.
2. ETSI EN 302 755 V1.2.1 (2011–02) Цифровые системы (DVB-T2) для телевидения радиовещания и передачи данных.