Кривошеев М.И. Международная стандартизация цифрового вещательного телевидения

Подождите немного. Документ загружается.

331

Рис. 6.3. Структурная схема передающей части спутниковой системы DVB-S

6.1. СПУТНИКОВОЕ ТВ ВЕЩАНИЕ

332

ГЛАВА 6. СПУТНИКОВОЕ ЦИФРОВОЕ ТВ ВЕЩАНИЕ И ВИДЕОЖУРНАЛИСТИКА

ников в диапазоне рабочих частот 11 / 12 ГГц. Полоса пропускания рет-

рансляторов равна 24 МГц.

Система С (GI MPEG-2) является цифровой системой непосредственного

спутникового вещания, получившей широкое распространение в США.

В ней применено мультиплексирование цифровых сигналов ТВ и радио-

вещания с использованием формата TDM. Функции системы включают

управление доступом к информации, предоставление платных услуг

по заказу и услуг по передаче данных. Предусмотрены подсистемы, уп-

рощающие навигацию пользователей в ТВ и звуковых программах.

При разработке Рекомендации [6.27] рассматривались следующие

сценарии подхода к созданию единого общемирового стандарта спут-

никовых систем МПТВ на базе объединения спецификаций систем А,

В и С [6.163]:

Сценарий А. Все системы очень похожи на систему DVB-S и должны

адаптироваться, чтобы быть совместимыми с ней. Этот сценарий ока-

зался неприемлемым в связи с существенными различиями систем

А, В и С по целому ряду ключевых и специфических параметров.

Сценарий В. Допускает возможность создания единого стандарта

с включением в него значений параметров, специфических для каж-

дой из систем А, В и С. Исследования фокусируются на изучении

принципов построения интегрального декодера, встроенного в до-

•

Рис. 6.4. Структурная схема подсистемы кодирования и модуляции в системе

DVB-S и сигнальное созвездие QPSK

333

машний спутниковый приемник, и определении функциональных

требований, общих для всех систем. Приемник должен быть универ-

сальным и иметь все или почти все элементы аппаратного и програм-

много обеспечения, необходимые для демодуляции и декодирования

сигналов различных систем. Такой подход особенно важен в тех

случаях, когда планируется одновременное применение нескольких

видов цифровых систем МПТВ.

Сценарий С1. Основан на выделении общих характеристик систем

и различий между ними. В стандарт должны быть введены специфи-

ческие элементы каждой системы с целью обеспечения определен-

ной гибкости при внедрении МПТВ. Эта гибкость предусматривает

возможность изменения каких-либо отдельных систем. Сценарий

признан неперспективным в связи с предположением, что провайде-

ры услуг или вещатели не будут передавать свои сигналы, используя

одновременно более, чем один стандарт.

Сценарий С2. Предусматривается разработка Рекомендаций, вклю-

чающих набор различных систем, по аналогии с другими Рекомен-

дациями МСЭ. Было признано, что этот сценарий будет использо-

ваться лишь при выявлении тех или иных серьезных недостатков

остальных сценариев.

Анализ этих сценариев показал, что в сложившихся условиях единс-

твенным реальным подходом к разработке мирового стандарта МПТВ

является изучение принципов построения универсального декодера,

способного принимать сигналы любой из указанных выше систем,

в соответствии со сценарием В, принятым в качестве основы стратегии

и тактики международных исследований в этой области(рис. 6.5).

В ноябре 1996 года в Сиднее состоялось собрание Целевой группы ЦГ

11 / 3 МСЭ-Р, на котором были приняты проекты новых Рекомендаций

по наземному цифровому ТВ вещанию. В связи с проектом Рекоменда-

ции [6.27], разработанным СРГ 10-11S, было решено подготовить но-

вую Рекомендацию по сопряжению цифровых стандартов спутниково-

го МПТВ и наземного ТВ вещания [6.185]. Председателю группы 11 / 3

S. Baron (США) было предложено включить в заключительный отчет

информацию, отражающую современные точки зрения по проблеме

согласования систем МПТВ с передачей цифровых сигналов вещатель-

ных программ с помощью кабельного телевидения, спутникового и на-

земного ТВ вещания.

Предполагалось, что будет найдена возможность гармонизации раз-

личных технических средств МПТВ, базируясь на применении общих

•

6.1. СПУТНИКОВОЕ ТВ ВЕЩАНИЕ

334

ГЛАВА 6. СПУТНИКОВОЕ ЦИФРОВОЕ ТВ ВЕЩАНИЕ И ВИДЕОЖУРНАЛИСТИКА

методов кодирования сигналов изображения и звукового сопровожде-

ния, мультиплексирования этих сигналов и дополнительных данных,

а также на использовании унифицированного транспортного цифрового

потока. При этом транспортный поток рассматривается как «контей-

нер», обеспечивающий сопряжение цифровых сигналов программ ТВ

вещания с различными средствами их доставки. Эти вопросы в насто-

ящее время изучает РГ 6S.

Еще в 1994 году были обсуждены предложения по новой стратегии

исследований СРГ 10-11S в области спутникового МПТВ, в которой

учитывались перспективы создания интерактивной инфраструктуры

вещания, мультимедиа и других информационных служб [6.28]. Спут-

никовые ТВ приемники должны представлять собой двунаправленные

устройства, связанные с маломощными передатчиками для создания

обратных цифровых каналов, используемых при интерактивном диа-

логе телезрителей с источниками программ и информации. Такие пе-

Рис. 6.5. Эталонная модель спутникового интегрального приемника-декодера

335

редатчики должны входить в состав

радиосистемы абонента (см. главу

1, рис. 1-13). Международная стан-

дартизация интерактивных систем

спутникового ТВ вещания рассмот-

рена в главе 8.

В соответствии с предложениями

по стратегии исследований в период

с апреля 1997 года по март 1998 года

СРГ 10-11S разработала новую Ре-

комендацию МСЭ-Р BO.1294 «Об-

щие функциональные требования

для приема цифровых многопрограм-

мных телевизионных передач со спут-

ников, работающих в частотном диа-

пазоне 11 / 12 ГГц» [6.29]. Проект

этой Рекомендации был рассмотрен

и принят на Ассамблее радиосвязи

в октябре 1997 года в Женеве [6.186].

В ней регламентируются требова-

ния к наиболее массовой компонен-

те — универсальному (интегрально-

му) приемнику-декодеру сигналов

МПТВ, эталонная модель которого

показана на рис. 6.5. Декодер (рис.

6.6), построенный на основе универ-

сальных элементов, должен обеспе-

чивать возможность декодирования

сигналов трех используемых МПТВ

систем А, В и С. Таким образом, уже

на том этапе удалось продвинуться

по пути решения проблемы создания

мирового стандарта спутниковых

систем МПТВ.

Группа докладчиков по вопро-

сам мирового стандарта цифрово-

го спутникового ТВ вещания в 1996 году разработала первый Отчет

по принципам построения интегрального декодера приемника [6.30].

На его базе был подготовлен проект пересмотра Отчета BO.2008 МСЭ- Р

Рис. 6.6. Структурная схема декодера

на универсальных элементах

6.1. СПУТНИКОВОЕ ТВ ВЕЩАНИЕ

336

ГЛАВА 6. СПУТНИКОВОЕ ЦИФРОВОЕ ТВ ВЕЩАНИЕ И ВИДЕОЖУРНАЛИСТИКА

по цифровому спутниковому МПТВ [6.31]. На собрании СРГ 10-11S,

состоявшемся в январе 1998 года в Гонолулу (Гавайи), на основании

вклада России [6.165] c результатами экспериментальной передачи

Рис. 6.7. Схема испытаний спутниковой цифровой системы МПТВ

337

шести программ МПТВ по стандарту DVB-S, схема которой приведена

на рис. 6.7, в этот отчет внесли изменения, уточняющие характерис-

тики системы А [6.166].

В адресах на собрании СРГ 10-11S в Гонолулу (Гавайи) и на собра-

нии этой группы в октябре 1998 года в Женеве, была предложена новая

глобальная модель многофункциональной цифровой системы интерак-

тивного ТВ вещания (см. главу 1), ядром которой является цифровой

многоцелевой поток в канале — контейнер, загружаемый различными

видами информации, включая сигналы МПТВ [6.187, 6.188]. Эта мо-

дель получила международное признание и поддержку и стала основой

стратегии и тактики изучения цифровых систем спутникового интер-

активного вещания.

В 1999 году в соответствии с существовавшим в то время Вопросом

изучения 101 / 11 «Цифровое радиовещание с интеграцией служб (ЦРИС)

в службе спутникового вещания (звук и телевидение)» была принята Ре-

комендация ВО.1408 МСЭ-Р со спецификацией разработанной в Японии

новой спутниковой системы вещания ISDB-S, в которой впервые предус-

матривалась интеграция служб цифрового вещания с разделением полосы

частот канала на сегменты, индивидуальной модуляцией сигналов и за-

щитой от ошибок в каждом из них [6.32] (Приложение 52, фото 25).

Эта система изначально разрабатывалась как средство доставки не-

скольких различных программ мультимедиа, содержащих видеоизобра-

жения от пониженного качества до ТВЧ, звуковые сигналы, текст, гра-

фику, данные. Поскольку система рассчитана на передачу данных ряда

служб с различным качеством, то в ней наиболее отчетливо выражены

технические пути адаптации к разнообразным условиям и возможнос-

тям вещания. Она содержит широкий набор схем модуляции и помехо-

устойчивого кодирования, которые могут гибко выбираться и комбини-

роваться. Это особенно важно для спутниковых систем непосредствен-

ного ТВ вещания в диапазоне 11 / 12 ГГц, охватывающих значительные

географические зоны с изменяющимися климатическими условиями,

в частности, зоны с высоким затуханием сигнала из-за дождя.

В системе ISDB-S предусматриваются возможности:

передачи по одному транспондеру двух цифровых сигналов программ

ТВЧ и различных потоков с интеграцией служб;

применения стандартного внешнего оборудования и спутниковых

приемных антенн, например, диаметром 45 см;

выбора различных методов модуляции сигналов с учетом требований

пользователей к службам (высокая эффективность использования

•

6.1. СПУТНИКОВОЕ ТВ ВЕЩАНИЕ

338

ГЛАВА 6. СПУТНИКОВОЕ ЦИФРОВОЕ ТВ ВЕЩАНИЕ И ВИДЕОЖУРНАЛИСТИКА

Рис. 6.8. Структурная схема передающей части системы ISDB-S

339

частотного спектра или высокая готовность службы — более высокая

по сравнению с существующими аналоговыми системами);

передачи на одной несущей радиосигналов нескольких независимых

друг от друга транспортных потоков данных с различными метода-

ми модуляции;

расширения ресурсов системы.

Структурная схема передающей части системы ISDB-S, отражаю-

щая ее основные особенности, и используемые сигнальные созвездия

показаны соответственно на рис. 6.8 и 6.9 [6.63]. Для обеспечения на-

дежного приема сигналов при различных сочетаниях схем модуляции

и помехоустойчивого кодирования в системе формируются и переда-

ются три группы сигналов:

основной сигнал, содержащий несколько транспортных потоков

MPEG-2, переносящих содержание программ вещания;

сигналы управления конфигурацией передачи и мультиплексиро-

вания (Transmission and Multiplexing Configuration Control, ТМСС),

которые информируют приемник об используемой схеме модуляции,

кодовых скоростях, идентификации транспортных потоков и т. д.;

•

Рис. 6.9. Сигнальные созвездия в системе ISDB-S:

а — 8PSK; б — QPSK; в — BPSK

6.1. СПУТНИКОВОЕ ТВ ВЕЩАНИЕ

340

ГЛАВА 6. СПУТНИКОВОЕ ЦИФРОВОЕ ТВ ВЕЩАНИЕ И ВИДЕОЖУРНАЛИСТИКА

сигнал вспышки, служащий для стабильного восстановления несу-

щей в приемнике при различных условиях приема, в частности, при

низких отношениях несущая / шум.

По основным параметрам тракта адаптации (внешний и внутренний

кодеры, рандомизатор, модуляция QPSK) система совместима с сис-

темой DVB-S. Одной из основных функций системы ISDB-S являет-

ся МПТВ, т. е. передача нескольких сигналов программ ТВ вещания

в одном канале.

В целях предотвращения многостандартности было решено изыс-

кать возможность адаптации и расширения функций декодера системы

ISDB-S и подготовить предварительный проект новой Рекомендации,

объединяющей в сложившихся условиях все существующие по этой

тематике Рекомендации на основе универсального декодера [6.33].

В связи с этим в мае 1999 года была создана группа специальных доклад-

чиков под председательством P. Anderson (США). Результатом работы

группы явился проект новой Рекомендации [6.34] со спецификацией

систем А, В и С по Рекомендации ВО.1294, дополненной параметра-

ми для приема сигналов спутниковой системы ISDB-S с интеграцией

служб (система D). Рекомендация определяет общие функциональные

элементы указанных систем и регламентирует принципы построения

универсального интегрального декодера для приема сигналов всех

указанных систем МПТВ. На основе этого проекта была принята еди-

ная Рекомендация МСЭ-Р ВО.1516 по спутниковым системам МПТВ

(Приложение 39), заменившая Рекомендацию ВО.1294. В соответствии

с этой рекомендацией во многих странах осуществляется спутниковая

передача МПТВ (Приложение 52, фото 40).

В новой 6-й ИК изучениями многопрограммного ТВ вещания зани-

маются РГ 6А (Вопрос изучения 43 / 6 «Цифровое кодирование для мно-

гопрограммного телевидения в сетях подачи и распределения») и РГ 6S

(Вопрос изучения 3 / 6 «Цифровое вещание множества служб и программ

в службе спутникового вещания»).

В рамках Вопроса 3 / 6 изучаются:

оптимальные методы модуляции сигналов и канального кодирова-

ния, скорости передачи данных, параметры передачи для реальных

систем МПТВ (например, коэффициент цифровых ошибок в зависи-

мости от отношения несущая / шум);

требования к параметрам готовности системы и коэффициенту оши-

бок при передаче сигналов МПТВ;

методы исправления и маскирования цифровых ошибок;

•