DVB-T2 Стандарт наземног о цифрово го телевизи онного вещания второго поколени я

DVB Study Mission)
обеспечение приема на существующие домашние антенны
переход на новый

стандарт не должен требовать изменения инфраструктуры передающей сети
обеспечение, как минимум, 30-50%-ного прироста пропускной способности каналов относительно DVB-T при идентичных условиях передачи
улучшение работы одночастотных сетей (SFN)
реализация возможности сосуществования в одном РЧ-канале услуг, передаваемых с разной степенью помехоустойчивости
повышение гибкости использования полосы и частот
наличие механизма снижения отношения пиковой и средней мощности передаваемого сигнала и др.

цифровой сигнал, модулированный таким образом, чтобы обеспечить совместимость между элементами

оборудования, разработанными различными производителями; это достигается с помощью детального описания обработки сигнала на стороне модулятора, в то время как обработка на стороне приемника остается открытой для различных решений задачи реализации

множество транспортных потоков MPEG-2 (TS) и/или один или множество общих

потоков (GS)
входной препроцессор, не являющийся частью системы T2, может включать в себя сплиттер сервисов или демультиплексор транспортных потоков (TS) для распределения сервисов на входы системы T2, представляющие собой один или множество логических потоков данных
далее они передаются в индивидуальных магистралях физического уровня (PLP)
на выход системы обычно поступает один сигнал для передачи по одному отдельному РЧ каналу
система может опционально генерировать второй набор выходных сигналов для передачи на вторую группу антенн в так называемом режиме передачи MISO
максимальная скорость на входе любого транспортного потока TS, включая нулевые пакеты, должна составлять 100 Мбит/с, максимально достижимая пропускная способность после удаления нулевых пакетов, если оно применяется, составляет более 50 Мбит/с (в канале 8 МГц)

превышает пороговое значение C/N+I,
принятый в Системе метод опережающей коррекции ошибок

(FEC) обеспечивает «квазибезошибочный» (QEF) режим работы.
В DVB-T2 принимается следующее определение QEF: "менее одного неисправленного ошибочного события на час передачи на уровне 5 Мбит/с одного декодера ТВ сервиса", приблизительно соответствующее вероятности появления ошибочных пакетов PER < 10–7 до демультиплексора.

одного или из множества логических потоков данных. По одной магистрали

физического уровня (PLP) передается один логический поток данных.
Модули адаптации режима, по отдельности обрабатывающие содержимое каждой PLP, разбивают входной поток данных на поля данных, которые, после адаптации потока, должны сформировать кадры базовой полосы (BB-кадры).
Модуль адаптации режима включает в себя входной интерфейс, за которым следуют три опциональных подсистемы (синхронизатор входного потока, удаление нулевых пакетов и кодер CRC-8), после которых в завершение он разбивает входной поток данных на поля данных и выполняет вставку заголовка базовой полосы в начале каждого поля данных.
Каждая входная PLP может иметь один из четырех форматов.
Модуль адаптации режима может обрабатывать входные данные в одном или двух режимах, в обычном режиме (NM) или в режиме с повышенной эффективностью (HEM). В режиме HEM могут быть выполнены дополнительные оптимизации конкретного потока для уменьшения накладных расходов сигнализации.
В заголовке базовой полосы сигнализируются тип входного потока и режим обработки.

должен быть привязан к определенному режиму модуляции и защиты FEC,

который должен быть статически конфигурируемым
Для каждой входной PLP возможен один из следующих форматов:
Транспортный поток (TS)
Общий инкапсулированный поток (GSE)
Общий непрерывный поток (GCS) (поток пакетов переменной длины, в котором модулятор не обращает внимания на границы пакетов)
Общий поток пакетов фиксированной длины (GFPS), формат сохранен для совместимости со стандартом DVB-S2, вместо нее будет использоваться поток GSE
0 < DFL < (Kbch – 80) DFL – длина поля данных Kbch – число бит, защищенных кодами БЧХ и LDPC

битовых потоков на выходе мультиплексора передатчиков и на входе демультиплексора

приемников должны быть постоянными во времени, и сквозная задержка также должна быть постоянной
В некоторых входных сигналах транспортных потоков может присутствовать большая доля нулевых пакетов с целью адаптации сервисов VBR в транспортных потоках с постоянной битовой скоростью; в этом случае во избежание излишних накладных расходов передачи нулевые пакеты TS должны быть удалены
Процесс выполняется таким образом, чтобы удаленные нулевые пакеты могли быть повторно вставлены в приемнике в точности на то же самое место, где они находились первоначально, гарантируя таким образом постоянную скорость битового потока и избегая необходимости обновления временных меток (PCR)

indication
SIS/MIS – single/multiple input stream
CCM/ACM – constant/adaptive coding and modulation
NDP

– null packets deletion

GFPS и TS

эффективностью (HEM) для транспортных потоков (TS), (CRC-8 для пользовательских пакетов

не вычисляется, опциональное единичное поле ISSY вставляется в заголовок базовой полосы, UPL не передается)

GSE и GCS

эффективностью (HEM) для потоков GSE, (CRC-8 для пользовательских пакетов не

вычисляется, опциональное единичное поле ISSY вставляется в заголовок базовой полосы, UPL не передается)

из перемежения проверочных бит, за которым следует перемежение со сдвигом

начала столбцов

Схема побитового перемежения для кадров FECFRAME обычной длины и 16QAM

64800 бит для обычного кадра FECFRAME или 16200 бит для

сокращенного кадра FECFRAME), должен быть преобразован в кодированный и модулированный FEC-блок
Для этого входные биты сначала демультиплексируются на параллельные кодовые слова ячеек (cell word), и затем эти слова отображаются на значения созвездий (ηMOD - эффективное число бит на ячейку )

FEC-блока, поступающие от модуля отображения созвездий, поворачиваются в комплексной плоскости,

а мнимая часть циклически задерживается на одну ячейку в пределах FEC-блока
Угол поворота Φ зависит от модуляции
Поворот созвездий должен использоваться только для общих PLP и PLP данных

слове FEC-кода, чтобы обеспечить в приемнике некоррелированный набор канальных искажений

и интерференции на протяжении кодовых слов FEC, и должен дифференциально "поворачивать" последовательность перемежения в каждом из FEC-блоков одного блока временного перемежения

PLP в системе T2 параметры временного перемежения могут быть различными
FEC-блоки,

поступающие от перемежителя ячеек для каждой PLP, должны быть сгруппированы в кадры перемежения
Каждый кадр перемежения должен содержать динамически изменяющееся целое число FEC-блоков
Каждый кадр перемежения либо отображается непосредственно на один T2-кадр, либо распространяется на множество T2-кадров
Каждый кадр перемежения делится на один или множество TI-блоков, где TI-блок соответствует однократному использованию памяти временного перемежителя
Если кадр перемежения делится на множество TI-блоков, он должен отображаться только на один T2-кадр

и отображается в точности на один T2-кадр
каждый кадр перемежения содержит

один TI-блок и отображается на множество T2- кадров (более одного), это дает больший временной разнос для низкоскоростных сервисов передачи данных
каждый кадр перемежения отображается в точности на один T2-кадр, и кадр перемежения делится на множество TI-блоков

для отображения ячеек данных, поступающих от модуля формирования кадров, на

Ndata несущих данных, доступных в каждом символе
Частотные перемежители различаются для всех режимов: 1k, 2k, 4k, 8k, 16k, 32k

магистралям физического уровня (PLP) в пределах T2-кадров
Сигнализация L1 разделена на

три основных сектора: сигнализация P1, сигнализация предобработки L1 и сигнализация постобработки L1
Сигнализация P1, передаваемая в символе P1, предназначена для определения типа передачи и основных параметров передачи
Остальная сигнализация передается в символе(ах) P2, в котором также могут передаваться данные
Сигнализация предобработки L1 позволяет принимать и декодировать сигнализацию постобработки L1, которая, в свою очередь, передает параметры, необходимые приемнику для доступа к магистралям физического уровня

В дальнейшем сигнализация постобработки L1 разбивается на две основные части: конфигурируемую и динамическую, после которых могут следовать опциональные поля расширения

Сигнализация постобработки L1 заканчивается кодом CRC и заполнением (если требуется)

генерируемых временными перемежителями для каждой PLP, и ячеек модулированных данных

сигнализации L1 в массивы активных ячеек OFDM, соответствующие каждому из символов OFDM, составляющих общую кадровую структуру

FEF – Future Extension Frame

которым следуют один или множество символов начального поля P2, за

которыми следует конфигурируемое количество символов данных
В определенных сочетаниях длины БПФ, защитного интервала и расположения пилотных несущих последний символ данных должен быть последним символом кадра
Символы P1 отличаются от обычных символов OFDM, и их вставка выполняется позже
Символ(ы) P2 следуют сразу после символа P1, основное назначение символа(ов) P2 – передача данных сигнализации L1
Длительность T2-кадра определяется выражением TF = LF×Ts+TP1, Ts – общая длительность символа OFDM, TP1 – длительность символа P1, максимальное значение длительности кадра TF должно быть равно 250 мс

генерируемые модулем формирования кадров, в качестве коэффициентов частотной области
выполняет вставку

соответствующей опорной информации, называемой пилотной, которая позволяет приемнику компенсировать искажения канала передачи; при этом он создает основу для передачи сигнала во временной области
выполняет вставку защитных интервалов и, в соответствующих случаях, применяет обработку с уменьшением PAPR для получения полного сигнала T2
Опциональная начальная стадия, называемая режимом MISO, позволяет обрабатывать исходные коэффициенты частотной области с помощью преобразованного кодирования Аламути, позволяющего разделить сигнал T2 между двумя группами передатчиков на одной и той же частоте таким образом, чтобы между двумя группами не возникало взаимных помех

допускаются две модификации переданного сигнала OFDM: метод активного расширения созвездий

и метод резервирования несущих
Могут быть использованы один или оба метода одновременно
Использование методов (или их отсутствие) должно быть указано в сигнализации
Оба метода, в случае использования, применяются к активной части каждого символа OFDM (за исключением P1), и после этого должны быть вставлены защитные интервалы
Метод активного расширения созвездий не должен применяться к пилотным или резервируемым несущим, а также в случае, если используются повёрнутые созвездия

созвездий генерирует сигнал во временной области, который замещает исходный сигнал

во временной области, генерированный с помощью ОБПФ из множества значений частотной области

получить выигрыш в мощности 1,85 дБ, при сохранении величины MER'

в диапазоне от 40 до 45 дБ.

используемые для уменьшения PAPR
Мощность сигнала каждой зарезервированной несущей не должна

превышать 10-кратной средней мощности несущих данных
Пиковые значения сигнала во временной области последовательно удаляются с помощью набора импульсноподобных ядер, образуемых с помощью зарезервированных несущих
Значения зарезервированных несущих определяются итеративной процедурой

включается вставка защитных интервалов, если уменьшение PAPR не применяется
Если уменьшение

PAPR применяется, вставка защитных интервалов должна выполняться после уменьшения PAPR

несущих
Амплитуды и фазы несущих, соответствующих ячейкам данных, изменяются от символа

к символу в соответствии с вышеописанным процессом отображения
Спектральная плотность мощности Pk′(f) каждой несущей на частоте определяется следующим выражением:

Общая спектральная плотность мощности модулированных несущих, соответствующих ячейкам данных, равна сумме спектральных плотностей мощности всех этих несущих
Поскольку длительность символа OFDM больше, чем обратная величина интервала между несущими, основной лепесток спектральной плотности мощности каждой несущей уже, чем удвоенный интервал между несущими

(для 8 МГц каналов в расширенном режиме несущих, при 8K,

16K и 32K)

интервала (для 8 МГц каналов)

сглаживающим окном
Формирование области сглаживания OFDM-символов: область пересечения постфикса первого символа

и префикса первого символа. Область пересечения задает размер окна.

интервале постфикса первого символа умножаем на возрастающее окно:

второго символа складываем результаты перемножений на полуокно:

интервала.
В результате увеличения длительности OFDM символа на величину суффикса и

применения временного окна к области пересечения символов, уменьшается растекание спектра OFDM сигнала и уменьшается отношение мощностей в смежных каналах ACPR (adjacent channel power ratio). Однако, при этом уменьшается длина защитного интервала на величину длины области пересечения символов и происходит размытие сигнального созвездия (уменьшение параметра MER).
Данный метод временного сглаживания описывает рецепт получения OFDM символов на этапе генерации OFDM сигнала с заранее заданным уровнем внеполосных компонент, что занимает меньше вычислительных ресурсов передатчика, чем в случае фильтрации сгенерированного OFDM сигнала.
Данный метод получил свое применение в стандартах WiMax и LTE.

OFDM сигнала: размер Фурье NFFT=1296, количеством несущих N=553, модуляция 16-QAM,

длина защитного интервала TG=1/8* NFFT, количество символов 15

кодирования, более эффективно использующих имеющиеся частотные ресурсы
Дефекты в работе приемных

систем Ka-диапазона, их сильная зависит от погодных условий, в частности, от дождя. Поэтому для трансляций в этом диапазоне часто требуется более высокая помехозащищенность, чем в С- и Ku-диапазонах.
Использование интерактивных спутниковых сетей с адресными услугами, требующих значительного транспортного ресурса

стандартной или высокой четкости, сети для предоставления интерактивных услуг, например,

доступа в Интернет, сети для профессиональных приложений, таких как передача цифрового ТВ от студии к студии, сбор новостей и раздача сигнала на эфирные ретрансляторы
Стандарт удобен для формирования сетей передачи данных и создания IP-магистралей
Большинство эффективных механизмов, заложенных в DVB-S2, несовместимы со старыми стандартами. Потому для выполнения требования совместимости вниз в стандарт введено два режима: один – менее эффективный, совместимый вниз, а другой, реализующий все новые возможности, но не позволяющий использовать приемники стандарта DVB-S

обобщённый непрерывный (GS, GCS),
обобщённый пакетированный с постоянной длиной пакета (GS,

GFPS) и транспортный поток MPEG (TS).

повышенной эффективностью (HEM) для потоков GSE, (CRC-8 для пользовательских пакетов

не вычисляется, опциональное единичное поле ISSY вставляется в заголовок базовой полосы, UPL не передается)

бит заполняется последовательностью 18D2E8216 и используется для синхронизации.
Поле PLSCOD из

64 бит содержит информацию о типе модуляции и кодовой скорости (MODCOD), наличии или отсутствии пилотов, а так же размере выходного блока LDPC кода (TYPE) закодированное кодом Рида-Маллера первого порядка.

кадра FEC-кадра: 0 – длинный кадр (64 800 бит), 1 –

короткий кадр (16 200 бит).
Второй бит поля TYPE определяет конфигурацию пилотов: 0 – пилоты применяются, 1 – пилоты не применяются.

отдельному спутниковому каналу двух транспортных потоков: первый из них (высокого

приоритета, ВП) совместим с приемниками DVB-S и DVB-S2, второй (низкого приоритета, НП) совместим только с приемниками DVB-S2
Обратная совместимость может быть в опциональном порядке реализована в соответствии с двумя подходами:
многоуровневые модуляции, где сигналы DVB-S2 и DVB-S асинхронно объединяются в радиочастотном канале
иерархическая модуляция, где два транспортных потока ВП и НП синхронно объединяются на уровне модулированных символов асимметричного созвездия 8-PSK

до -10 дБ)
Увеличение пропускной способности канала при высоких SNR
Более гибкий

выбор режима
Гибкое распределение потока ТВВЧ

высоких порядков и модуляции π/2-BPSK
Введение промежуточных режимов кодирования и модуляции
Связывание

физических потоков в один логический (transponder bonding) для ТВВЧ
Введение более крутых roll-off (α = 0,15; 0,10 и 0,05)
Увеличение пропускной способности объединением кадров в суперкадр с единственным заголовком
Поддержка GSE-Lite и GSE-HEM

до 1/5
Модуляция QPSK или π/2-BPSK (до 1 бит/символ)
Увеличение помехозащищённости двукратным

повтором бита (в некоторых режимах)

Set1

Set2

56 символов)
0 1 0 1 1 0 1 0 0

0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1

поколения, обслуживающими спутниковую (DVB-S2) и наземные (DVB-T2) эфирные транспортные среды
Прирост

пропускной способности 30%
Спектральная эффективность 1…10,8 бит/с/Гц
VCM, ACM и прочие «фишки» второго поколения DVB

каналов, которые могут обрабатывать и переносить как обычный поток MPEG-2

TS, так и IP с применением GSE-протокола
Размеры кадров базовой полосы (после канального кодирования) – 64800 или 16200 бит
Скорость помехоустойчивого кодирования – 1/2 (заголовки), 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 8/9, 9/10
Модуляция несущих – 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM, 1024-QAM, 4096-QAM
Защитный интервал – 1/64, 1/128

несущим вводятся также граничные пилотные несущие, определяющие «края» в каждом

символе. Такие пилотные несущие вводятся также на границах областей неиспользуемых частот.