КОМПЛЕКС ЦИФРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИГНАЛОВ ПО АНАЛОГОВЫМ РАДИОРЕЛЕЙНЫМ ЛИНИЯМ

April 28, 2012 by admin Комментировать »

Ксензенко П. Я., Попов К. С., Севрук А. А. АОЗТ «РОКС» Киев – 03148, Украина Тел.: (8044) 4072077; e-mail: pks@roks.com.ua Липатов А. А. Войсковая часть А0375 а/я 103, г. Киев, 01015, Украина Тел.: (8044) 2904173

Аннотация – Рассмотрены характеристики комплекса оборудования (далее – Комплекса) для передачи нескольких телевизионных программ по аналоговой радиорелейной линии (РРЛ) с полосой пропускания 24 МГц.

I.  Введение

Рис. 2. Структурная схема БФПЦП.

Задача повышения эффективности использования действующих аналоговых телевизионных радиорелейных систем передачи весьма актуальна. Один из вариантов продления жизни аналоговых РРЛ – передача по ним двух и более телевизионных каналов в цифровом формате. Применение цифровых методов модуляции и помехоустойчивого кодирования помимо увеличения информационной емкости ствола РРЛ и возможности интеграции РРЛ с системами передачи данных, позволяет увеличить количество пролетов РРЛ за счет регенерации цифрового сигнала.

II.    Общая характеристика и структура комплекса

Как показано на рис.1, сигналы «Аудио» и «Видео» передаваемых телевизионных каналов посту

Рис. 1 Структурная схема Комплекса (вариант 1). Fig. 1 Block diagram of the Complex (variant 1)

Передача телевизионного сигнала в цифровом формате по аналоговой РРЛ может быть осуществлена в соответствии со схемой (рис. 1): пают на вход блока формирования пакета цифровых программ (БФПЦП) [1]. Сформированный в БФПЦП цифровой сигнал в стандарте DVB-S на частоте 70 МГц поступает на вход передающего оборудования типовой аналоговой радиорелейной станции (РРС). Пройдя один или несколько пролетов, сигнал с выхода приемника РРС поступает на вход повышающего преобразователя, обеспечивающего перенос спектра сигнала с частоты 70 МГц в L-диапазон для сопряжения приемного тракта РРС со стандартными приемниками DVB-S. Эти приемники осуществляют восстановление исходных аналоговых телевизионных сигналов.

Основным элементом комплекса является БФПЦП. Его структурная схема представлена на рис. 2:

Fig. 2. Block diagram of BDPSP

БФПЦП реализует весь комплекс функций по формированию группового цифрового телевизионного сигнала:

•      преобразование каждого аналогового видео- (до 4-х) и аудио- (до 8-и) сигнала в цифровой формат MPEG-2;

•      объединение (мультиплексирование) отдельных потоков в единый транспортный поток;

•      помехоустойчивое кодирование и цифровую модуляцию транспортного потока в соответствии со стандартом DVB-S [2] либо DVB-С [3].

За счет применения элементной базы высокой степени интеграции удалось снизить габариты изделия (блок выполнен в стандартном 19” корпусе типоразмера 1U), энергопотребление и стоимость.

БФПЦП также может использоваться в качестве регенератора цифрового сигнала. В этом случае кодеры MPEG-2 заменяются специализированным приемником DVB-S, способным обрабатывать до 4-х цифровых программ.

Основные технические характеристики БФПЦП представлены в табл. 1:

Таблица 1 Table 1

Входы MPEG2 кодера

•   Композитного сигнала

•   S-video

•2 входа звука

Формат выходного видеосигнала (точек х линий)

•   D1 (720×576)

•   HD1 (352x 576)

•   SIF (352×288)

•   QSIF (176x 144)

Макс. скорость видео на выходе кодера MPEG-2

15 Мбит/с

Формат звукового сопровождения

•Стерео

•2 независимых канала • Моно

Метод компрессии звука

MPEG2, layers 1&2

Частота дискретизации звука

• 32 кГц •44,1 кГц •48 кГц

Модуляция

QPSK, QAM16, QAM32

Скорость выходного потока

3,75 – 30 Мбод

Выходная частота

70 МГц

Мощность выходного сигнала

До 1 мВт (регулируется)

III. Результаты испытаний комплекса

Испытания Комплекса были проведены весной 2004 г. на ОРТПЦ в Одессе и Донецке. Четыре телевизионные программы в формате DVB-S передавались в радиорелейном стволе 6-пролетной РРЛ. Основные параметры сигнала и результаты испытаний представлены в таблице 2:

Таблица 2 Table 2

Вид модуляции

QPSK

Полоса сигнала по уровню -10 дБ, МГц

22,86

Символьная скорость потока, Мбод

17,14

Коэффициент сверточного кодирования (FEC)

5/6

Информационная скорость потока, Мбит/с

26

Вероятность ошибки на входе декодера Витерби

5×10′3

Вероятность ошибки на входе декодера MPEG2

10′11

Результаты испытаний в целом были признаны заказчиками приемлемыми. При этом были выявлены следующие особенности работы Комплекса:

•       при использовании QPSK модуляции в полосе частот ствола РРЛ (24 МГц) можно обеспечить информационную скорость передачи до 26 Мбит/с (3-4 цифровых телевизионных канала);

•       невозможность использования высокопозиционных видов модуляции типа QAM вследствие влияния нелинейности приемопередающего тракта РРЛ, а также ограничителей на входах передатчиков;

•       необходимость введения регулировки и контроля параметров трактов РРЛ, критичных для цифровых методов модуляции (в частности, группового времени задержки);

IV.   Перспективы развития комплекса

Для преодоления указанных выше недостатков разрабатывается альтернативный вариант построения системы, структура которого представлена на рис. 3.

Рис. 3. Структурная схема РРЛ (вариант 2).

Fig. 3. Block diagram ofRRL (variant 2)

При таком построении системы БФПЦП формирует групповой цифровой сигнал в соответствии со стандартом DVB-С. Благодаря применению модуляции QAM полоса сигнала составляет 7,2 МГц, т.е. соответствует стандартному аналоговому телевизионному сигналу. Выход QAM-модулятора реализуется на частоте 4,5 МГц. Сформированный таким образом сигнал подается на видеовход частотного модулятора РРЛ. На приемной стороне цифровой сигнал с видеовыхода ЧМ-демодулятора поступает на повышающий преобразователь, обеспечивающий перенос спектра сигнала с 4,5 МГц на одну из частот в диапазоне 46…860 МГц для сопряжения приемного тракта РРС со стандартными приемниками DVB-C.

Ожидается, что высокая линейность видеотракта и стабильность его параметров на протяжении всей линии позволят:

•       повысить информационную емкость линии за счет использования высоко-позиционной модуляции (QAM64);

•       увеличить количество пролетов без регенерации (при прохождении QAM64 сигнала через линейный видеотракт РРЛ с дальнейшей передачей по нелинейному радиочастотному тракту ЧМ сигнала);

•       упростить эксплуатацию системы за счет исключения необходимости настройки РРЛ перед вводом Комплекса в эксплуатацию.

I.    Заключение

Результаты испытаний показали, что предложенные решения по повышению эффективности телевизионных аналоговых РРЛ являются перспективными и будут востребованы отечественными потребителями. Этому способствуют:

•       возможность увеличения информационной емкости РРЛ в 3-4 раза без введения дополнительных стволов;

•       сравнительно низкая стоимость цифрового оборудования (на порядок ниже зарубежных аналогов);

•       отсутствие необходимости в существенной модернизации действующего оборудования.

Отметим, что имеет место заинтересованность в данном оборудовании ряда национальных телерадиокомпаний, а также концерна PPT.

VI. Список литературы

[1]    Нарытник Т. Н., Ксензенко П. Я., Попов К. С., Севрук А. А. Телекоммуникационная система распределения цифрового телевидения и данных. – 13-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». Материалы конф. Севастополь: Вебер, 2003, стр. 43-46.

[2]    ETSI Standart EN 300 421 V1.1.2 (1997-08) “Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite service.

[3]    ETSI Standart EN 300 429 V1.1.2 (1997-08) “Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for cable systems”.

THE COMPLEX OF EQIPMENT FOR DIGITAL TV TRANSMISSION THROUGH THE ANALOGOUS RADIO RELAY LINK

Ksonzenko P. Ya., Popov K. S., Sevruk A. A.

ROKS Co.

Kiev – 03148, Ukraine phone: (8044) 4072077; e-mail: pks@roks.com.ua Lipatov A. A.

Military Department A0375 subscriber box 103, Kiev – 01015, Ukraine phone: (8044) 2904173

Abstract – Characteristics of the Complex of equipment for several TV programs transmission through the analogous radio relay link (RRL) are considered.

I.  Introduction

Increasing of efficiency of the analogous RRL is a very actual problem. Transmission of TV signals in digital form is one of the ways of analogous radio relay stations’ (RRS) life prolongation. This solution increases the RRL’s capacity, makes the

integration with data transmission systems possible. The usage of digital modulation techniques and antinoise coding allows increasing the distance of RRL (due to regeneration of digital signal by the repeater stations).

II.  Main part

The structure of the Complex of equipment for digital TV signal transmission through the analogous RRL (ARRL) is shown in Fig. 1. Transmitting and receiving equipment of the ARRS (RF-to-IF part) remains unchanged. The main part of the Complex is the Block for Digital TV Programs Set Producing (BDPSP). The Block performs analog-to-digital conversion and MPEG2 compression of several TV signals, multiplexing them into a single Transport Stream, modulation (QPSK, QAM) and antinoise coding according to DVB-S/C standard (see Fig. 2). Technical characteristics of BDPSP are shown in Table 1.

Table 1.

MPEG2 Encoder’s Inputs

• Composite

• S-video

• 2 Audio Inputs

Format of Output Video (pix x lines)

. D1 (720 x 576)

• HD1 (352×576)

• SIF (352×288)

• QSIF (176×144)

Max. MPEG-2 Encoder Output Bit Rate

15 Mbps

Audio Encoding Mode

• Stereo

• Dual Channel

• Single Channel

Audio Compression Method

MPEG2, layers 1&2

Audio Encoder Sampling Rate

.32 kHz .44,1 kHz .48 kHz

Modulation

QPSK, QAM16, QAM32

Output Symbol Rate

3,75 – 30 Msps

Output Frequency

70 MHz

Output Power

Up to 1 mW

Professional DVB-S receivers are used for analogous TV signal reconstruction.

The Complex has already been tested. Four TV programs (26Mbps usable bit rate, QPSK modulation, 22MHz bandwidth) passed through 8 GHz ARRL more than 100 km long with 6 repeater stations. The results are very satisfactory (see Table 2).

Some perspectives of ARRL evolution concerned with subsequent FM-modulation (currently used in ARRL) of QAM-64 carrier before transmission are also discussed.

III.  Conclusion

The results of tests show that the offered solutions are perspective and claimed by the domestic consumer. The next features promote this:

•       the Complex increases the informational capacity of RRL in 3-4 times without rolling out of additional trunks;

•     comparatively low cost of digital equipment;

•       transmitting and receiving equipment of currently operating ARRL do not require significant modifications.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты