curs13 transmisia semnalelor digitale tv...la bază o mulţime de frecvenţe purtătoare (de ordinul...

Cursul 13

TRANSMISIA SEMNALELOR DIGITALE TV

Cuprins 1. Principii ale modulaţiei digitale utilizate în televiziune

1.1. Modulatorul în cuadratură (modulator I/Q) 1.2. Demodulatorul I/Q

2. Transmisia semnalelor TV digitale 2.1. Transmisia semnalelor digitale TV prin cablu

2.1.1. Transmisia prin cablu fibra optica 3. Transmisia terestră a semnalelor digitale TV

3.1. Particularitati ale modulatie digitale pentru transmisia terestra 3.2. Transmisia semnalelor digitale TV prin radioreleu

Introducere

Transmisia semnalelor de televiziune constituie una din actiunile de importanta si de complexitate prin care se asigura utilitatea informatiilor ce se vehiculeaza prin sistemele TV.

O prima prelucrarea in vederea transmisiei fluxului digital DVB o constituie modularea, proces specific in functie de sistemul de transmisie: local intrastudio, prin cablu, prin satelit sau terestru. Tipurile de modulatie digitala folosite in televiziune sunt: QPSK si QAM, in variantele lor specific.

Sistemele de transmise a semnalelor TV la distant au structuri bine definite care permit vehicularea informatiei TV folosind una sau mai multe purtatatoare de radiofrecventa.

Obiective

Dupa parcurgerea acestei unitati de invatare studentii vor fi in masura: Ø Sa explice principiile de functionare a modulatorului I/Q Ø Sa descrie procedeele de transmisie a semnalelor TV prin

cablu cu accent pe transmisia prin cablu fibra optica Ø Sa deseneze schema de transmisie terestra prin radioreleu Ø Sa prezinte particularitatile transmisiei prin radioreleu

Timpul mediu

de studiu

Timpul mediu de studiu individual este de 2 ore


1. Principii si particularitati ale modulaţiei digitale utilizate în televiziune Tipurile de modulaţie digitala utilizate in televisiune sunt: QPSK -

Quadrature Phase Shift Keying, QAM - Quadrature Amplitude Modulation şi OFDM – Orthogonal Frequency Division Multiplexing.

Modulaţia QPSK este o modulaţie de fază utilizată în televiziunea digitală standard pentru legături terestre în domeniul microundelor (prin radiorelee) şi pentru distribuţia programelor TV prin satelit. Utilizeaza 2 biti pe simbol.

Modulaţia QAM este o modulaţie de fază şi de amplitudine utilizată în transmisiile TV prin cablu şi în cadrul legăturile terestre prin microunde. Modulaţia QAM are două variante mai des utilizate în televiziune 16-QAM şi 64-QAM, variante care diferă doar prin numărul de biţi alocat fiecărui simbol, 4 biti si respectiv 8 biti.

Modulaţia OFDM este cunoscută şi sub forma: modulaţia COFDM – Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing. Acest tip de modulaţie are la bază o mulţime de frecvenţe purtătoare (de ordinul miilor) care au particularitatea de a fi egal decalate (distanţate) în frecvenţă şi fiecare purtatoare de frecventa fiind modulata de tip QPSK sau QAM cu fluxul digital TV. Acest tip de modulaţie este utilizat în televiziunea digitală terestra (DVB-T) şi televiziunea terstră mobilă (DVB-H).

Modulaţia 8VSB – 8 Vestigial Side Band, este o modulaţie în amplitudine cu 8 nivele de amplitudine şi rest de bandă laterală, este un tip de modulaţie parţial utilizată în transmisiile terestre din U.S.A. (ATSC – standard elaborat de Advanced Television Systems Committee).

Componenta principală în cazul modulaţiilor de tip QPSK şi QAM este modulatorul în cuadratură cunoscut sub denumirea de modulator I/Q în care semnificaţia notaţiilor este: I - in phase (în unghi); Q – amplitudine (distanţa faţă de centrul constelaţiei) [1].

Mixerul reprezintă o parte a modulatorului format dintr-un circuit electronic cu rol de multiplicator. La ieşirea mixerului se obţin benzile laterale ale semnalului modulate în amplitudine cu purtătoarea suprimată.

În cazul modulaţiei de amplitudine informaţia este conţinută în amplitudinea purtătoarei. La ieşirea modulatorului de amplitudine, din punct de vedere al spectrului, se regăseşte purtătoarea împreună cu două benzi laterale situate simetric faţă de aceasta. Un mixer poate fi utilizat pentru realizarea unei modulaţii de amplitudine. În cazul particular când semnalul modulator nu are componentă continuă, la ieşire nu se vor regăsi decât benzile laterale fără frecvenţa purtătoare. Această caracteristică este utilă în cazul modulaţiei în cuadratură QAM.


1.1. Modulatorul în cuadratură (modulator I/Q)

În televiziunea color analogică, modulatorul în cuadratură este folosit în sistemele PAL şi NTSC la transmiterea informaţiei de culoare. Schema bloc a unui modulator în cuadratură este prezentată în figura 1.1.

Modulatorul în cuadratură conţine două mixere care primesc semnal de la acelaşi oscilator local, mixerul I primeşte semnal cu faza zero, iar mixerul Q primeşte semnal defazat cu 90°. Semnalele decalate între ele cu 90° sunt în cuadratură şi nu se influenţează între ele, deci sunt independente. În acest fel rezultă două căi independente I şi Q pe care le urmează semnalul. După mixare acestea sunt însumate. Calea Q primeşte un semnal cosinusoidal iar calea I primeşte un semnal sinusoidal.

Frecvenţa oscilatorului este de 70 MHz sau de 36 MHz. Se lucrează astfel

pe o frecvenţă mică urmând ca în sistemul de emisie să realizeze o conversie în banda de bază a emisiei, la frecvenţe de ordinul sutelor de MHz în cazul transmisiei terestre cu acoperire locală, sau a zecilor de GHz în cazul transmisiilor prin radioreleu.

Un modulator I/Q poate realiza o modulaţie pură de amplitudine, o modulaţie pură de fază sau o combinaţie între acestea în funcţie de tipul acestuia. Reprezentarea polară a semnalului de la ieşirea modulatorului este dată în figura 1.2.

Q I

Defazor 900

Sumator

Oscilator

Mixer Q

Fig.1.1 Schema bloc a unui modulator în cuadratură I/Q

Mixer I


Vectorul corespunzător semnalului modulat este caracterizat prin două mărimi, amplitudinea A şi faza φ, a căror valori sunt determinate din reprezentarea polară potrivit relaţiilor:

22qi AAA += (1.1)

2

2

i

q

AA

arctg=ϕ (1.2)

Funcţionarea modulatorului în cuadratură presupune analiza următoarelor

situaţii particulare: • Semnalul poate avea valorile ±1 pe calea I iar pe calea Q valoarea

zero. La ieşirea mixerului semnalul va arăta ca în figura 1.2.b. • Semnalul poate avea valorile ±1 pe calea Q iar pa calea I valoarea

zero. La ieşirea mixerului semnalul va arăta ca în figura 1.3.a. • Pe ambele căi I şi Q semnalul poate avea valoarea ±1. În acest caz sunt

posibile patru combinaţii, câte una în fiecare cadran, numite constelaţii. Diagrama de constelaţii este reprezentată în figura 1.3.b.

Cazul prezentat este cazul particular al modulaţiei digitale de tip QPSK

(Quadrature Phase Shift Keying), situaţie în care este comutată numai faza semnalului purtător φ. Constelaţiile posibile determinate de punctele de reprezentare a poziţiilor purtătoarei fiind la : 45°; 135°; 225° şi 315°. Pentru fiecare combinaţie posibilă sunt necesare două valori, pentru căile I şi Q, rezultă

Fig.1.2 Reprezentarea polară a semnalului de la ieşirea modulatorului. a) pentru I = Q = 1; b) pentru I = 1 şi Q = 0

I

Q

b)

I

Q

Aq

Ai

a)

φ


că putem transmite simultan doi biţi. Deci, un simbol în cazul modulaţiei QPSK are o secvenţă alcătuită din 2 biţi pentru fiecare poziţie din constelaţie.

Deci, fiecare poziţie a constelaţiei poate asigura transmisia unei secvenţe de 2 biţi din fluxul digital de date (din TS – Transport Streams).

În practică, trebuie să se furnizeze celor două căi I şi Q datele conţinute în

fluxul digital de date care trebuie transmis. Împărţirea datelor din flux digital pe cele două căi de intrarea a modulatorului se realizează cu ajutorul unui un circuit de mapare numit „hartă” (în engleză „mapper”). Circuitul de mapare (denumit hartă) foloseşte un tabel cu ajutorul căruia furnizează cele două semnale i(t) şi q(t) intrării modulatorului. În cazul modulatorului QPSK rata de date la ieşirea modulatorului este la jumătate faţă de rata de date a fluxului digital de date de la intrare. Ca urmare banda necesară transmiterii informaţiei se reduce la jumătate.

a) modulaţie QPSK b) modulaţie 16-QAM

Fig.1.4 Reprezentarea constelaţiei în funcţie de tipul modulaţiei

Fig.1.3 Reprezentarea polară a semnalului de la ieşirea modulatorului QPSK a) pentru I = 0 şi Q = 1; b) pentru I = Q = ±1

I

Q

a)

I

Q

b)


Pe baza modulaţie de fază QPSK se poate trece la modulaţiile de ordin superior, obţinute prin modificarea simultană a fazei şi amplitudii, se obţin astfel celelalte tipuri de modulaţii folosite curent în televiziune, modulaţiile de tip 16-QAM şi 64-QAM (fig.1.4).

Aspectul constelaţiei ţine de tipul de modulaţie şi este determinat de poziţiile posibile, în fază (unghi) şi/sau amplitudine (distanţa faţă de centru), care pot fi luate de către purtătoare. În cazul modulatorului purtătoarea este reprezentată de către semnalul generat de oscilator şi care poate avea frecvenţa de 70 MHz sau 36 MHz.

În cazul modulaţiei 16-QAM se pot transmite simultan patru biţi pe simbol iar în cazul 64-QAM se pot transmite simultan şase biţi pe simbol, banda necesară transmiterii informaţiei reducându-se corespunzător acestei creşteri a numărului de biţi ai unui simbol de la ieşirea modulatorului.

În concluzie:

Ø conform cu schema de modulaţie utilizată, fluxurile de date digitale (TS) sunt transmise în secvenţe de 2, 4 sau 6 biţi (şi 3 biţi în cazul modulaţiei 8 VSB);

Ø numărul diferitelor poziţii ale fazei şi/sau amplitudini pe care le poate avea purtătoarea în diagrama de constelaţie într-o secundă defineşte parametrul denumit Rată de Simbol (Symbol Rate);

Ø frecvenţa datelor (Rata de Bit – Bit Rate) a fluxului (TS) de la intrarea modulatorului depinde de: tipul de modulaţie utilizat, Rata de Simbol stabilită, şi mărimea datelor adăugate pentru corecţia erorilor în receptor (FEC – Forward Error Corection).

1.2. Demodulatorul I/Q

La recepţie, pentru a se putea realiza demodularea este necesară refacerea purtătoarei. Pentru aceasta, semnalul de la intrare (semnalul modulat digital – iqmod(t)) este multiplicat de două ori. În acest fel frecvenţa a cărei valoare este egală cu de patru ori fecvenţa purtătoare se poate extrage folosind un filtru trece-bandă plasat la ieşirea circuitului de refacere a purtătoarei.

Schema bloc a demodulatorului este prezentată în figura 1.5. Purtătoarea este aplicată celor două circuite de mixaj. La circuitul de mixaj pentru calea Q purtătoare se aplică printr-un circuit de defazare cu 900.

În vederea obţinerii datelor iniţiale - data(t), după procesul de demodulare, semnalelele i(t) şi q(t) sunt aplicate unui circuit de de mapare.


În figura 1.6 sunt ilustrate formele de undă ale semnalelor în diferite

puncte ale demodulatorului I/Q.

iqmod(t) data(t)

I i(t) Q q(t)

Circuit de demapare

Circuite de refacere a purtătoarei

Defazor 900

Fig.1.5 Schema bloc a demodulatorului I/Q

Fig.1.6 Formele de undă ale demodulatorului I/Q

data(t) i(t) q(t) I(t) Q(t) iqmod(t) i(t) demodulator q(t) demodulator Diagrama de constelaţii


Se observă că semnalele demodulate i(t) şi q(t) au suprapuse semnale care au frecvenţa dublă faţă de semnalul de bază. Această situaţie se rezolvă prin introducerea unor filtre trece-jos până în circuitul de-mapper.

Este foarte important ca tabelele după care lucrează circuitele de mapare (mapper) şi demapare (de-mapper) să fie identice. Foarte des demodularea semnalelor modulate în cuadratură este realizată cu circuite de demodulare care se bazează pe eşantionarea semnalului de bază cu o frecvenţă de patru ori mai mare ca cea a semnalului modulat (o perioadă completă a purtătoarei este eşantionată în patru puncte (fig.1.7).

De asemenea este foarte important ca frecvenţa de eşantionare să fie în sincronism cu purtătoarea. Această metodă defineşte demodularea I/Q cu fs/4.

Detaliu aplicativ

Este bine sa ne reamintin ca interfaţarea între echipamente pentru a asigura transferul informaţiei digitale sub forma pachetelor TS – Transport Streams, este asigurată prin utilizarea a două tipuri de interfeţe: interfeţe paralele şi interfeţe seriale.

Interfaţa paralelă este o interfaţă sincronă cunoscută sub denumirea de SPI – Synchronous Parallel Interface. Acest tip de interfaţă prezintă 11 pini de legătură: 8 pentru semnale de date (Parallel Data Path), 1 pentru semnal de clock, 1 pentru semnal de sincronizare (Psync) şi 1 pentru semnal de validarea a datelor transmise (Dvalid). Conectorul unei interfeţe SPI standard are 25 de pini şi poate asigura o rată variabilă cu maximul de 108 Mbit/s pentru Data Path. Nivelul electric poate fi LVDS – Low Voltage Differential Signal pentru conexiuni externe scurte între diferite componente ale echipamentului sau poate fi un nivel LVTTL – Low Voltage TTL pentru conexiuni scurte dintre echipamente identice.

Interfaţa serială este o interfaţă asincronă cunoscută sub denumirea de

Fig.1.7 Demodulator în cuadratură cu frecvenţa de eşantionare mai mare decât frecvenţa purtătoare


ASI – Asinchronous Serial Interface care asigură o rată constantă a ratei de bit de 270 Mbit/s print-un cablu coaxial cu impedanţa de 75 Ω şi conector standard de tip BNC. Acest tip de interfaţă este utilizată pentru conexiuni între diferite componente ale echipamentului dispuse la distanţe ceva mai mari.

2. Transmisia semnalelor TV digitale

Transmisia semnalelor digitale de televiziune (semnal de imagine, semnal

de sunet însoţitor şi informaţii auxiliare) poate fi efectuată prin console digitale special organizate sau prin canale digitale de radiocomunicaţii cu utilizare generală. Pentru fiecare tip de linie de transmisie se alege metoda de modulaţie şi demodulaţie. Transformarea semnalului în modulator poate fi cu transpunere de spectru a informaţiei video/audio/date în regiunea frecvenţelor înalte, sau fără transpunere, semnalul video TV modulând un semnal de frecvenţă intermediară. Există situaţii cu caracter local în care semnalul TV digital este transmis ca semnal video prin intermediul cablurilor de transmisie şi a interfeţelor de tip paralel sau serial.

Transmisia semnalelor digitale către punctele de utilizare poate fi: 1. Transmisie prin cablu (coaxial sau optic); 2. Transmisie prin satelit; 3. Transmisie cu emisie terestră (prin radioreleu sau cu acoperire

locală). Este bine să avem în vedere că semnalele video de televiziune pot fi

transmise direct ca semnale video atunci când transmisia se face pe distanţe mici, în interiorul studiourilor TV sau între echipamente ce pot fi conectate prin cabluri, de regulă temporar, pentru transmisii în reportaj.

În cazul în care transmisiile trebuie făcute pe distanţe mari, cum este cazul transmisiilor efectuate de către unele servicii specializate de televiziune:

Ø serviciul de televiziune prin cablu DVB-C; Ø serviciu de televiziune prin satelit DVB-S; Ø serviciu de televiziune terestră DVB-T.

transmisiile se fac prin folosirea undelor radio, deci prin utilizarea unor purtătoare de radiofrecvenţă.

Transmisia semnalelor TV obţinute în format digital în cadrul studioului de televiziune poate fi transmis intrastudiou prin cablu paralel pe distanţe scurte de la un aparat la altul pentru diverse prelucrări şi utilizări. În cazul în care este nevoie ca semnalul digital să fie transmis la distanţe mari se foloseşte cablul coaxial sau cablul cu fibră optică. Trebuie reţinut că transmisiile de semnale digitale TV prin cablu coaxial sau optic în cadrul televiziunii prin cablu (CATV – CAble TeleVision) pentru


marele public se face în radiofrecvenţă. În acest caz, semnalele video digitale TV ale tuturor programelor multiplexate într-un flux DVB sunt prelucrate potrivit unor algoritmi specifici stabiliţi prin standarde [2]. Transmisia în radiofrecvenţă presupune modularea digitală de către fluxul digital TV a unei (sau unor) purtătoare cu frecvenţe stabilite în benzilor de frecvenţă alocate transmisiilor de televiziune [1].

În acest capitol se vor face referiri la transmisiile prin cablu optic si la transmisia terestra prin radioreleu. Referiri complete pot fi studiate din lucrarea [1].

2.1. Transmisia prin cablu fibra-optica

Transmisia semnalelor TV digitale prin cablu fibro-optic foloseşte transmisia în banda de bază sau modulaţia, în special modulaţia diferenţială de fază. În figura 1.8 este prezentată schema bloc de transmisie digitală în banda de bază.

Deşi se foloseşte o purtătoare optică cu o frecvenţă foarte mare, procedeul

este considerat în banda de bază, deoarece după fotodetecţie se obţine un semnal electric cu spectrul de frecvenţă plasat în banda de bază a semnalului modulator.

Semnalul digital ak { }1,0∈ , format din impulsuri de curent, modulează radiaţia luminoasă a sursei în aşa fel, încât puterea emisă în canal depinde de curentul de comandă printr-o relaţie liniară. Impulsurile optice emise se propagă prin fibra optică, astfel că puterea recepţionată de fotodiodă este:

( )∑∞

−∞=

−⋅=k

k kTthatp )( (1.1)

în care: T este perioada impulsurilor, iar funcţia de pondere h(t-kT) trebuie să

redea forma impulsului emis ( )∫∞

∞

=− 1dtkTth .

Fig.1.8 Schema bloc a transmisiei prin cablu fibră optică a semnalelor TV digitale


Fotodioda receptoare transformă impulsul optic recepţionat într-un semnal electric, astfel că la ieşirea amplificatorului se obţin impulsuri de curent de forma:

( ) ( )∑ =+−=

nkTtnine tikTthati |)( (1.2)

Ieşirea fotodiodei receptoare este filtrată (integrată) pe durata unei

perioade, ieşirea integratorului fiind compensată cu un prag de decizie X. Dacă ieşirea integratorului depăşeşte pragul X la momentul kT, se decide valoarea 1, în caz contrar se decide valoarea 0.

Datorită limitării benzii de transmisie, determinate de fibra optică, de dispozitivele opto-electronice de la emisie şi de la recepţie şi de circuitele electronice asociate, impulsul detectat se lărgeşte pe durata T a unui simbol. Aceasta constituie cauza producerii fenomenului de interferenţă a simbolurilor, care poate afecta deciziile privind simbolurile recepţionate. Reducerea interferenţei simbolurilor se poate obţine prin utilizarea fibrelor optice cu dispersie redusă şi prin asigurarea formei corespunzătoare a impulsurilor în punctul de decizie [1].

3. Transmisia terestră a semnalelor digitale TV 3.1. Particularitati ale modulatie digitale pentru transmisia terestra Transmisia terestră a semnalelor digitale de televiziune se face în scopul transportului acestora la distanţe mari, din aproape în aproape, prin intermediul staţiilor de radioreleu şi pentru acoperirea unei arii locale cu semnale de televiziune în folosul marelui public, aceasta din urmă fiind o transmisie (emisie) terestră cu acoperire locală.

Transpunerea spectrului fluxului digital video în banda de frecvenţă a canalului de radiofrecvenţă poate fi realizată prin diverse metode din care amintim:

• modularea unei frecvenţe intermediare şi transpunerea spectrului de medie frecvenţă în banda de frecvenţă a canalului de radiofrecvenţă;

• modularea directă a purtătoarei de radiofrecvenţă; În prezent, echipamentele moderne de transmisie cu acoperire locală

utilizează procedeul sintezei digitale a purtătoarelor de radiofrecvenţă, cu frecvenţă intermediară sau cu frecvenţă în banda de emisie.

Modulaţia digitală este o modulaţie de fază multinivel a purtătoarei în care fluxul digital, sub formă binară, este grupat (mapat) în multibiţi, formaţi din m


biţi, care se asociază cu faza purtătoarei după o regulă oarecare. Numărul de niveluri ale parametrului modulat (faza) este egal cu numărul de multibiţi distincţi N = 2m, astfel încât rezultă o modulaţie binară, cuaternară, octală ş.a.m.d. Dacă se iau în consideraţie distorsiunile inter-simbol, influenţa dintre canale, instabilitatea parametrilor aperturii, folosirea schemelor logice, ale căror viteze de lucru sunt direct proporţionale cu frecvenţa de tact a fluxului digital şi cu numărul poziţiilor de fază, se constată oportunitatea folosirii modulaţiei cuaternare de fază. În figura 1.9 este prezentată structura modulatorului cu modulaţie cuaternară de fază.

Fluxul digital de simboluri binare este împărţit în două fluxuri, de exemplu, de simboluri pare FP şi de simboluri impare FI. După o codare liniară, cele două fluxuri modulează faza celor două modulatoare, ale căror frecvenţe purtătoare se află în cuadratură. Alocarea fazelor se face fie după formula:

24ππ k+ , fie după

2πk , în care k = 0, 1, 2, 3.

Problema esenţială a transmisiilor cu modulaţie de fază este refacerea la

recepţie a sincronizării şi sinfazării purtătoarei. Purtătoarea poate fi transmisă pe un canal separat sau se obţine prin prelucrarea semnalului cu modulaţie de fază recepţionat. În ultimul caz, purtătoarea se obţine la recepţie cu fază nedeterminată, egală cu multiplu de 2π/N. Nedeterminarea poate fi evitată dacă se foloseşte modulaţia diferenţială de fază, conform căreia, informaţia multibitului de date este ataşată unui salt al fazei semnalului modulat faţă de valoarea acesteia pe un interval elementar anterior.

Fig.1.9 Structura sistemului cu modulaţie cuaternară de fază


3.2. Transmisia semnalelor digitale TV prin radioreleu

Transmisia digitală prin radioreleu se realizează pe frecvenţe mai mari 10 GHz, în domeniul microundelor. Condiţiile dificile de propagare a undelor radio la aceste frecvenţe nu afectează calitatea transmisiei, datorită posibilităţii de regenerare a semnalelor în mai multe puncte intermediare decât în transmisia analogică. Aparatura liniilor digitale poate fi mai compactă, mai fiabilă şi mai simplă în exploatare decât aparatura liniilor analogice.

În transmisiile digitale în gama (10 ÷ 40) GHz valorile frecvenţei intermediare sunt de regulă de 70 MHz dar pot fi şi mai ridicate pentru satisfacerea unor condiţii relative la banda de frecvenţă, care depinde atât de viteza de transmisie cât şi de metoda de modulaţie. De pildă, frecvenţa intermediară poate fi de 750 MHz pentru 100 Mbit/s şi de 1,7 GHz pentru 200 Mbit/s.

În transmisiile digitale prin radioreleu se poate folosi unul din tipurile de modulaţie QPSK sau QAM alegerea fiind determinată în mare măsură de toleranţa la zgomot. Operaţia de modulare poate fi efectuată fie direct asupra purtătoarei de radiofrecvenţă, fie asupra unei frecvenţe intermediare. În punctele de regenerare se efectuează, de cele mai multe ori, demodularea semnalului digital şi retransmiterea lui, având ca efect diminuarea efectului de acumulare a erorilor de transmisie. Producătorii de echipamente au promovat metoda modulării de către fluxul digital TV a unui semnal de frecvenţă intermediară cu valoarea de 70 MHz.

Pentru o folosire eficientă a spectrului de radiofrecvenţă, este de dorit ca banda de frecvenţă a undei de radioreleu să fie limitată. În acest caz apar distorsiuni ale impulsurilor de cod care vor conduce la apariţia perturbaţiilor inter-simbol în combinaţiile de cod, mărind astfel rata erorilor.

În figura 1.10 este reprezentată schema bloc a unei staţii de emisie de radioreleu de capăt, la nivelul unui studio de televiziune. Prelucrările principale vizează codificarea MPEG a informaţiilor video, audio şi de date suplimentare care pot proveni de la surse digitale sau chiar analogice.

Fluxurile digitale formate din pachete digitale TSP – Transport Stream Packet ale mai multor programe de televiziune sunt multiplexate într-un flux digital TV denumit flux multiplex TS – Transport Stream şi prin intermediul interfeţelor seriale sau paralele sunt transferate blocurilor de modulare digitală pe o frecvenţă intermediară de 70 MHz.

Semnalul TV modulat QPSK sau QAM este convertit în domeniul micrundelor, amplificat şi emis prin intermediul antenei staţiei intermediare de radioreleu.


În staţiile intermediare de radioreleu are loc un proces de recepţie, demodulare refacere a fluxului digital TV apoi acesta este din nou modulat si convertit pentru o emisie mai departe în lanţul de radiorelee. De regulă emisia se face pe o frecvenţă diferită de frecvenţa de recepţie.

Dacă staţia de radioreleu este o staţie terminală se realizează o recepţie de radioreleu şi după procesări specifice se poate asigura o emisie TV în aria terestră de acoperire locală. În procesul de multiplexare intră pachetele specifice programelor TV, notate în reprezentare TSP şi care au lungime fixă de 188 bytes sau 204 bytes dacă au presetat algoritmul de corecţie RS – Reed Solomon. Totodată, în procesul de multiplexare are loc şi introducerea în fluxul digital a unor informaţii suplimenatre ca de exemplu introducerea unei tabele cu numele programelor din conţinutul fluxului digital multiplex TS. Tabela este cunoscută ca tabela NIT – Network Information Table.

Acest parametru impreună cu alţi parametri nou introduşi la multiplexare duc la creşterea ratei fluxului TS. Pentru a menţine rata de transmisie constantă a fluxului TS sunt generate şi introduse pachete cu conţinut nul printr-o procedură denumită „Bit Stuffing”. Pachetele de nul sunt identificate şi eliminate la recepţie.

Fiecare pachet din TS este precedat de un „header” cu dimensiunea standard de 4 bytes (pot fi excepţii) care include: sincronizarea de byte, PID – Program Identifies, care este un număr de identificare a conţinutului informaţiei din pachet (video, audio, date) pentru un anume program TV, şi alte informaţii.

TS FI

70 MHz

TSP1 Video Audio Date

Codor 1 MPEG

Prog

ram

TV

-1

TSP4 Video Audio Date

Codor 1 MPEG

Prog

ram

TV

-4

TSP2

TSP3

MUX

şi

Inter-feţe PDI, SDI

Modulator digital QPSK; QAM

Emiţător microunde

şi Convertor

de frecvenţă

Fig.1.10 Schema staţiei TV de emisie radioreleu de la studioul de producţie


După header urmează biţii de informaţie utilă care formează aşa numitul „payload” cu dimensiunea de 184 bytes respectiv 200 bytes.

Deci, în multiplexor are loc îmbinarea severă a pachetelor de informaţii corespunzătoare celor 4 la 6 programe TV cu alte date şi informaţii (tabela NIT, tabela EIT - Event Information Table, care descrie programele transmise, Teletxt, etc) pentru a asigura un flux digital multiplex TV denumit TS – Transport Stream. Teletextul poate fi adăugat şi la acest nivel al mutiplexorului deoarece informaţiile Tx nu sunt părţi ale informaţiilor video din linia activă TV şi care în anumite sitiaţii nu pot fi codate de către codorul MPEG [1].

Rezumat

Modulatia digitala a unei purtatatoare de radiofrecventa de catre fluxul DVB asigura codificarea informatiei. Urmeaza procesul transpunerii semnalului modulat in banda de emisie pe o singura frecventa purtatoare sau pe un numara mare de frecvente ca in cazul transmisie terestre cu acoperire locala.

Sisietmele TV de transmisie a informatiei au character local, intrastudiou, prin cablu sau prin emisie de RF pentru acoperire locala.

Modulatiile digitale verificate si standardizate pentru televiziune sunt cele QPSK si QAM iar pentru transmsia terestra locala se foloseste si codarea OFDM.

Bibliografie

[1] George Nicolae, Dan Lozneanu, Televiziune. Analog si Digital. Editura Universităţii” Transilvania”, Braşov. 2009. ISBN 978-973-598-636-0, 227 pagini.

[2] Abe Electronica S.P.A.: Broadcast engineer’s handbook. Caravaggio – Italy, 1999

[3] ETSI TR 101 190 V 1.1.1.: Digital Video Broadcasting (DVB); Implementation guidelines for DVB terrestrial services; Transmission aspects. ETSI 1997-12

[4] Mitrofan, Gh.: Televiziunea digitală. Editura Academiei, Bucureşti, 1986


Intrebari: Bifaţi căsuţa potrivită:

Adeva rat Fals

Test de autoevaluare

1. Tipurile de modulaţie digitala utilizate in televisiune sunt: QPSK – modulatie de faza pentru DVB-S; QAM - modulatie de faza si de amplitiudine pentru DVB-C si T; COFDM – este o codare de transmisie locala cu salt in frecventa.

2. Transmisia semnalelor digitaleTV către punctele de utilizare poate fi:

• Transmisie prin cablu (coaxial sau optic); • Transmisie prin satelit; • Transmisie cu emisie terestră (prin

radioreleu sau cu acoperire locală); • Transmisie prin internet.

3.Frecventa oscilatorului din modulatorul digital I/Q poate fi: 36 MHz sau 70 MHz

4.Modulatia digitala in televiziune se poate face prin:

• modularea unei frecvenţe intermediare şi transpunerea spectrului de medie frecvenţă în banda de frecvenţă de transmisie;

• modularea directă a purtătoarei de radiofrecvenţă de emisie generate prin sinteza de frecventa;

4. In schema staţiei TV de emisieprin radioreleu, modulatorul este de tip PSK sau FSK

Răspuns corect: 1 – adevărat; 2 – adevărat; 3 – adevărat; 4 – adevărat; 5 – fals;

curs13 transmisia semnalelor digitale tv...la bază o mulţime de frecvenţe purtătoare (de ordinul...

Documents