Учебное пособие Москва 2012 удк

Рис. 2.3. Обобщенная модель сети наземного цифрового телерадиовещания
Обозначения: 1 – кодеры источников и данных; 2 – кодеры канала со скремблерами и перемежителями; 3 – мультиплексор; 4 – формирователь OFDM-сигнала с модулятором; 5 – РЧ блок с усилителем мощности; 6 – тюнер; 7 - демультиплексор; 8 - канальные декодеры с деперемежителями и дескремблерами; 9 - декодеры источников и данных; 10 - системный контроллер.
Типовой тракт приема вещательных сигналов содержит совокупность блоков, обеспечивающих выполнение операций, обратных тем, которые выполняются в тракте формирования ВС. Поэтому приемная часть любой системы ЦТВ или ЦРВ содержит: тюнер, обеспечивающий выделение сигналов определенного диапазона частот, их уси­ление, преобразование по частоте и демодуляцию суммарного потока; демультиплексор суммарного цифрового потока на ряд компонентных потоков; канальные деперемежитель, декодер, дескремблер; декодер источника и цифро-аналоговый преобразователь или декодер данных; системный контроллер, который взаимодействует с интерфейсом пользователя (на схеме не указан) и управляет приемником в соответствии с командами пользователя и информацией, сопутствующей передаче телевизионных или звуковых программ (или поступающей по каналу FIC в системах T-DAB и DRM).
В зависимости от варианта построения системы, используемого диапазона частот и количества передаваемых в одном блоке телевизионных или звуковых программ меняются методы преобразования, кодирования и модуляции сигналов. Рассматриваемая здесь обобщенная модель сети в следующем разделе будет уточнена в части конкретных систем ЦТВ и ЦРВ, а более полное описание можно найти в соответствующих стандартах и/или в рекомендуемых источниках [2-9].
Модем COFDM в радиовещании и телевидении. Как отмечалось во введении, на современном технологическом уровне наиболее эффективно параллельная передача данных реализуется с использованием ортогональных частотно-разделенных несущих (OFDM). Под технологией COFDM понимается система «кодек канала + модем OFDM», которая рассматривается как сигнально-кодовая конструкция частотно-разнесенных ортогональных (под)несущих с их фазовой (или амплитудно-фазовой) модуляцией и неравной защитой. Таким образом, объединяется мультиплексирование с ортогональным частотным разделением с процессами оптимизации многоуровневого кодирования и иерархической модуляции с целью достижения наилучших характеристик передачи. В результате многоуровневого кодирования биты, которые вероятнее всего подвержены искажениям при модуляции, получают при передаче более высокую степень защиты в соответствии с выбранным профилем неравной защиты от ошибок (UEP).
OFDM-сигнал состоит из K модулированных поднесущих. Интервал времени T_S, в течение которого осуществляется передача одного символа с помощью каждой из K поднесущих, образует OFDM-символ. Общая длительность OFDM-символа складывается из двух частей: T_S = T_U + T_G, где T_U – представляет собой “полезную” (ортогональную) часть символа, во время которой передается полезная информа­ция и осуществляется обработка (интегрирование) сигнала, а T_G – защитный интервал (ЗИ), представляющий со­бой копию (циклическое повторение) части полезного интервала. Основное назначение защитного интервала состоит в обеспечении уверенного (без МСИ) разделения канальных символов при радиоприеме в канале с памятью. Линейная независимость (ортогональность) поднесущих обеспечивается их расположением на частотной оси с интервалом, кратным f =1/T_U, а ширина спектра сигнала с К ортогональными поднесущими оценивается приближенным соотношением ∆F  K / T_U. Через R_дост обозначим величину доступной скорости цифрового потока, определяющей объем услуги цифрового вещания. Другими словами, это суммарная скорость передачи цифровых данных без учета увеличения скорости за счет избыточного кодирования канала.
На рис. 2.4 в координатах «время-частота» представлен сигнал OFDM: во временной области - это последовательность модулированных символов, разделенных защитными интервалами, а в частотной области суперпозицией каждого символа является функция sin x/x, полученная с помощью прямого преобразования Фурье [4-9].