Получите образец ТУ или ГОСТа за 3 минуты

Получите ТУ или ГОСТ на почту за 4 минуты

ГОСТ Р 52593-2006 Система кабельного цифрового телевизионного вещания. Методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТР

52593-

2006

СИСТЕМА КАБЕЛЬНОГО ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ

Методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции

Издание официальное

S

<4

I

С|Ш№Ц1ЧИ1+П|Ш

тт

ГОСТ Р 52593—2006

Предисловие

Цели и принципы стандартизации е Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0—2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио» (ФГУП НИИР)

2 ВНЕСЕН Министерством информационных технологий и связи Российской Федерации

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2006 г. № 263-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений Рекомендаций Международного союза электросвязи (МСЭ-Т): J.110 (04.97), J.83 (1997) и Европейского Института по стандартизации в области телекоммуникаций (ETSI): EN 300429 (1998)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ, 2007

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ Р 52593—2006

Содержание

1 Область применения……………………………………..1

2 Нормативные ссылки……………………………………..1

3 Термины и определения……………………………………1

4 Обозначения и сокращения………………………………….2

5 Система кабельного цифрового телевизионного вещания…………………..3

5.1 Определение системы…………………………………..3

5.2 Структурная схема…………………………………….3

6 Кодирование для защиты от ошибок……………………………..6

6.1 Адаптация транспортного потока к каналу передачи и его рандомизация…………6

6.2 Внешнее кодирование…………………………………..7

6.3 Сверточное перемежение и цикловая синхронизация…………………..6

7 Формирование спектра и модуляция……………………………..6

7.1 Отображение байтов в символы……………………………..8

7.2 Дифференциальное кодирование…………………………….9

7.3 Квадратурные диаграммы сигналов и формирование спектра………………10

Приложение А (обязательное) Амплитудно-частотная характеристика фильтра основной полосы. 13 Библиография…………………………………………14

in

ГОСТ Р 52593—2006

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СИСТЕМА КАБЕЛЬНОГО ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ

Методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции

Digital video cable broadcasting system.

Methods of channel coding, framing structure and modulation

Дата введения — 2007—01—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на цифровые многопрограммные распределительные системы кабельного телевидения, предназначенные для передачи абонентам сигналов вещательных телевизионных программ и других независимых данных, и устанавливает:

• основные принципы построения многопрограммной системы кабельного цифрового телевизионного вещания;

• структуру цикловой синхронизации, методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции для системы кабельного цифрового телевизионного вещания.

2 Нормативные ссылки

8 настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52023—2003 Сети распределительные систем кабельного телевидения. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений и испытаний

ГОСТ Р 52210—2004 Телевидение вещательное цифровое. Термины и определения ГОСТ Р 52592—2006 Тракт передачи сигналов цифрового вещательного телевидения. Звенья тракта и измерительные сигналы. Общие требования

ГОСТ 17657—79 Передача данных. Термины и определения

ГОСТ 21879—86 Телевидение вещательное. Термины и определения

ГОСТ 22670—77 Сеть связи цифровая интегральная. Термины и определения

ГОСТ 24402—88 Телеобработка данных и вычислительные сети. Термины и определения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов а информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулирование и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателе «Национальные стандарты*, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, а котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

8 настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 17657, ГОСТ 21879. ГОСТ 22670. ГОСТ 24402. ГОСТ Р 52023, ГОСТ Р 52210, а также следующие термины ссоответстеующими определениями в соответствии с [1] и [2]:

Издание официальное

1

ГОСТ Р 52593—2006

3.1 генератор псевдослучайной последовательности двоичных чисел (pseudo random binary sequence generator): Оборудование, которое при вводе инициализирующего слова данных генерирует определенную псевдослучайную двоичную последовательность.

3.2 делеремежение (deinterleaving): Метод перестановки символов в принимаемой последовательности с целью восстановления исходной структуры цифрового сигнала, подвергнутого перемеже-нию (операция, обратная перемежению).

3.3 корректирующий код (error-correcting code): Код, позволяющий исправлять ошибки.

3.4 кортежи (m-tuple): Короткие последовательности битов, равные экачности модулирующего

кода.

3.5 неравномерность АЧХ (in-band ripple): Разность между максимальным и минимальным вносимым затуханием в рабочей полосе пропускания формирующего фильтра.

3.6 перемежение (interleaving): Метод перестановки символов в передаваемой последовательности для изменения распределения ошибок при обработке сигнала на приеме.

3.7 псевдослучайная двоичная последовательность (pseudo random binary sequence): Определенная последовательность двоичных чисел, корреляционные свойства которой близки к корреляционным свойствам ограниченного по уровню шума.

3.8 радиоканал системы кабельного распределения (radiochannelofcable distribution system): Полоса частот, отводимая для передачи радиосигнала транспортного потока цифрового вещательного телевидения по кабельной сети.

3.9 радиосигнал системы кабельного распределения (cable distribution system radio frequency signal): Сигнал несущей, модулированный цифровым сигналом транспортного потока цифрового вещательного телевидения.

3.10 самый старший (двоичный) разряд (most significant bit): Бит кодового слова, который имеет наибольший двоичный вес (наибольшее значение двоичного номера в кодовом слове, в настоящем стандарте — это самый левый разряд двоичного номера).

3.11 сверточное перемежение (convolutional interleaving): Способ перемежения. при котором данные считываются в двухмерную матрицу и каждый ряд матрицы задерживается по времени в соответствии с его позицией в матрице. При считывании блоков данных из матрицы происходит изменение их порядка.

3.12 система кабельного телевидения (cable television system): Система кабельного распределения. обслуживающая абонентов большого района или города и обеспечивающая прием радиосигналов телевизионного и звукового вещания, поступающих от центральной головной станции по кабельной сети.

4 Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения: а — коэффициент скругления спектра;

X— примитивный элемент поля Галуа, являющийся корнем порождающего многочлена кода Рида-Соломона;

Ак. Вк — старшие разряды кортежа:

ASI (Asynchronous Serial Interface) — асинхронный последовательный интерфейс:

Ь0…..Ь7 — биты в кодируемых последовательностях:

£>0…..bj — биты в последовательностях кортежей:

DVB (Digital Video Broadcasting) — цифровое телевизионное вещание;

DVB-C (Digital Video Broadcasting by Cable) — кабельная система цифрового ТВ вещания;

/— текущая частота модулирующего сигнала в основной полосе:

fN (Nyquist frequency) — частота Найквиста;

g(x) — порождающий многочлен кода Рида-Соломона;

G(X) — порождающий многочлен рандомизатора;

H(f) — амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) формирующего фильтра восновной полосе; НЕХ (hexadecimal) — индекс шестнадцатиричной системы счисления;

I.Q — квадратурные сигналы;

— глубина перемежения;

/ — текущий индекс;

к — число информационных символов в блоке кода Рида-Соломона;

2

ГОСТ Р 52593—2006

LSB (Least Significant Bit) — самый младший (двоичный) разряд; m — число битов в символе при модуляции M-QAM;

М — число точек сигнального созвездия модуляции M-QAM (значащих позиций);

MPEG-2 (Moving Picture Experts Group) — обобщенное название группы стандартов ИСО/МЭК13818 в области кодирования.обработки и транспортирования сигналов изображения и звука; MSB(MostSignificantBit) — наибольшийэначащийбит.тоесть самый старший (двоичный) разряд; л — длина блока кода Рида-Соломона; лр — номер транспортного пакета в группе из восьми пакетов; q — длина последовательности из младших битов кортежа;

гт — неравномерность АЧХ на частоте Найквиста и в полосе прозрачности формирующего фильтра;

RS(n, к, t – 8) — полином кода Рида-Соломона при заданных значениях л и к\

SPI (Synchronous Parallel Interface) — синхронный параллельный интерфейс;

STB (Set-Top Box) — цифровая абонентская приставка; t — число ошибок, исправляемых кодом Рида-Соломона;

V — байты в кодируемых последовательностях;

X — формальная переменная порождающего многочлена, используемая для указания положения разрядов скремблера, охваченных логической обратной связью;

х — формальная переменная порождающего многочлена, используемая для указания положения элементов поля Галуа в последовательности данных, кодируемых кодом Рида-Соломона;

Z — обозначения кортежей в кодируемых последовательностях;

АЧХ (AFC) — амплитудно-частотная характеристика:

QAM (Quadrature Amplitude Modulation) — квадратурная амплитудная модуляция;

M-QAM (Quadrature Amplitude Modulation) — квадратурная амплитудная модуляция с числом значащих позиций, равным М;

НЗБ (MSB) — наибольший значащий бит;

ПСП (PRBS) — псевдослучайная (двоичная) последовательность;

ПЧ (IF) — промежуточная частота;

РЧ (RF) — радиочастота:

ТВ — телевизионный;

ТП (TS) — транспортный лоток.

5 Система кабельного цифрового телевизионного вещания

5.1 Определение системы

Система кабельного цифрового телевизионного вещания — это совокупность технических характеристик. параметров и соответствующих им функциональных блоков оборудования, определяющих способы мультиплексирования, помехоустойчивого кодирования и модуляции, применяемых длясогпасования (адаптации) транспортных потоков данных MPEG-2 с каналами кабельной распределительной сети [3].

Эта система может сопрягаться с другими цифровыми системами наземного и спутникового многопрограммного телевидения и использоваться для распределения программ абонентам. Система основана на квадратурной амплитудной модуляции (QAM) с 16-. 32-. 64-. 128- или 256-эначащими позициями (3). [4].

Настоящий стандарт определяет способ преобразования цифровых сигналов данных MPEG-2 основной полосы частот, поступающих с выхода транспортного мультиплексора MPEG-2. в модулированный сигнал, пригодный для передачи по каналам кабельной распределительной сети, а также способ обратного преобразования сигналов на приемной стороне.

5.2 Структурная схема

5.2.1 Структурная схема системы кабельного цифрового телевизионного вещания, включающая оборудование головной станции, линейной сети и абонентского приемника-декодера показана на рисунке 1.

з

ГЪловная станция системы кабельною цифрового тцюоиамонного вещания

дмим

Блок

сопрщщи

Пакты

воя имей

полоо»

иниргор-

Смпргми

ГГ^ЫЯ

хт

садкРЦяа-

цмтнрт-

/ *

СвЛОИЭНШ

АОМШТОР

ДОШЫХ

{204,1В8)

Оирточный

гиря-

ПДОбр**>>

«ОрМфу-

-L*

MuqjHuy

витать

Whoeem-

Л

Диффнрвн-

цтпьный

ПЦИЙ

фильтра

ВДУЛ

и

/=12вй*тов

рмртш

тт>

оснсяной

ингерфсйс-

юртми

полос*

пеРЧ

.t ,.Lt. J .1

См I цжпк мршцд т активы*

инидойчжпог

Линейная сеть системы кабельного цифрового тепевгоионного па.це>«п

Рисунок 1

ГОСТ Р 52593—2006

ГОСТ Р 52593—2006

5.2.2 В передающем оборудовании головной станции цифровой кабельной системы для согласования транспортного потока с каналом в линейной сети должны выполняться следующие преобразования:

• сопряжение в основной полосе:

• инвертирование синхроимпульса цикла и рандомизация данных:

• кодирование с помощью кода Рида-Соломона:

• сверточное перемежение:

• преобразование байтов в m-разрядные кортежи;

• дифференциальное кодирование;

• формирование спектра в основной полосе частот с помощью формирующего фильтра;

• квадратурная амплитудная модуляция.

5.2.3 Система кабельного цифрового телевизионного вещания должна быть разграничена следующими интерфейсами, приведенными в таблице 1.

Таблица 1

Местоположение

Интерфейс

Тип сигнала о точке интерфейса

Головная станция

ВХОД

Мультиплексированный транспортный поток MPEG-2 и такты (По ГОСТ Р S2592)

От мультиплексоре MPEG-2

выход

ПЧ

К РЧ устройствам

Приемник-декодер

Выход

Мультиплексированный транспортный поток MPEG-2 и такты (По ГОСТ Р 52592)

К демультиплексору MPEG-2

Вход

Подлежит определению

От РЧ устройств(абонентские устройства)

5.2.4 Входными сигналами на головной станции являются транспортные пакеты MPEG-2 и такты, получаемые через интерфейс типа SPI или ASI в основной полосе от: спутниковой линии, технологических линий, локальных программных источников и т. п.

5.2.5 Тактовая частота из интерфейса и внешний сигнал выбора кодовой скорости используются для генерации всех необходимых тактовых и несущей частот. Подачу тактовых сигналов и синхронизацию на передаче следует проводить с использованием соответствующих управляемых генераторов.

5.2.6 Вустройстве формирования синхроимпульса цикла и рандомизации осуществляется инвертирование байта синхронизации каждого восьмого транспортного пакета, а также проводится 15-разряд-ное скремблирование транспортного потока.

5.2.7 Рандомизированные пакеты данных кодируются во внешнем RS-кодере, подвергаются внешнему сверточному перемежекию и поступают на преобразователь данных в m-раэрядные кортежи. Защиту от пакетированных ошибок проводят за счет перемежения символов на выходе кодера Рида-Соломона.

5.2.8 В системе кабельного цифрового телевизионного вещания применяется квадратурная амплитудная модуляция с числом значащих позиций М от 16 до 256. Вариант с М – 64 является обязательным.

5.2.9 Преобразователь байтов в кортежи осуществляет формирование битовых структур, удовлетворяющих условию последующего получения символов квадратурной амплитудной модуляции QAM. С целью получения сигнального созвездия, не зависящего от вращения несущей, к двум старшим разрядам каждого символа QAM следует применять дифференциальное кодирование.

5.2.10 Для формирования спектра сигналов в квадратурных каналах /и Q осуществляется согласованная фильтрация по Найквисту. Сигналами /и Q модулируются квадратурные несущие, затем сигнал QAM переносится по спектру в полосу рабочего кабельного канала, для сопряжения с которым служит физический интерфейс.

5.2.11 На приеме в соответствующем порядке выполняются обратные операции по демодуляции и декодированию сигнала в цифровом приемнике-декодере (цифровой приставке).

5

ГОСТ Р 52593—2006

6 Кодирование для защиты от ошибок

6.1 Адаптация транспортного потока к каналу передачи и его рандомизация

6.1.1 Входящий поток битое данных должен быть организован в виде транспортных пакетов фиксированной длины по 188 байт. Каждый транспортный пакет должен содержать 1 байт слова синхронизации (его значение — 01000111. или 47НЕХ) и 187 байт мультиплексированных данных [3].

6.1.2 Байты данных должны следовать старшим разрядом вперед. Процесс обработки данных на передающей стороне начинается со старшего разряда байта синхронизации, то есть с бита со значением «0».

6.1.3 Дисперсия (рассеивание) энергии и близкая к случайной статистика переходов между битами потока данных должны обеспечиваться путем рандомизации входного системного потока MPEG-2. Для рандомизации должен использоваться аддитивный 15-разрядный скремблер, структурная схема которого показана на рисунке 2. Для осуществления обратной функции дескремблирования в приемнике должно использоваться аналогичное устройство.

6.1.4 Генератор двоичной псевдослучайной последовательности (ПСП) рандомизатора должен иметь порождающий многочлен вида:

G(X) = 1 ♦ Xй ♦ X15. <1>

6.1.5 Работа генератора ПСП должна инициализироваться в начале каждого восьмого транспорт

ного пакета путем загрузки в регистр скремблера фиксированной последовательности «100101010000000». Чтобы обеспечить выделение сигнала инициализации в дескремблере, значение байта синхронизации в первом (лр = 1) транспортном пакете в группе из восьми транспортных пакетов (пр = 1…..8) должно быть инвертировано, то есть преобразовано из 47НЕХ в 88НЕХ.

Послвровгепьносп» инициал иавдии скремблере

1 001 01 01 0000000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

00000011…

©

Вижу*

рш/рштрош—Ы

дерияшивфяннных

ДИМ*

ВжжмжодиыхГ

рмисямироинньос

данные

Вход данных (сначала MS8): ДкжчнаяПСП;

10111000

Ixxxxxxxxl

fOQQOQQllj

Рисунок 2

6.1.6 Байты синхронизации не должны скремблироваться. Поэтому первый бит с выхода генератора ПСП должен соответствовать во времени первому, то есть старшему (MSB) биту первого байта, следующего за инвертированным синхробайтом (В8НЕХ). Для поддержки процесса синхронизации во время передачи синхробайгов последующих семи пакетов генератор ПСП должен продолжать рабо

6

ГОСТ Р 52593—2006

тать, но его выход должен быть блокирован, оставляя эти байты нерандомизированными. Таким образом, период ПСП составляет 1503 байт. Структура исходного и рандомизированных транспортных пакетов в последовательности цикла показана на рисунках За}. 36) соответственно.

6.1.7 Процесс рандомизации должен быть активен и тогда, когда входной поток отсутствует, или когда он не соответствует формату транспортного потока MPEG-2 (1 синхробайт + 187 байт пакета). Это необходимо для предотвращения появления немодулированной несущей на выходе передатчика.

Sync

1&йг

Дшны*-107Шг

*)

П*имПСЛ»1«ДМ*т

Денные 107 Шг

8упо2

Данные

18Гба#г

8)па6

Данные

1Й7бв*Г

Денные

W«e#r

чГ-

8уг*1

Synci

8)

здшг

8vnc1 иг* Sync л»

Денные *107 ЙяЯт

RS<2D4.100,1-6}

■)

-#■

-0-

sw*i или Syne

203 Шт

Synel

ШШвуПСЛр

203 Шт

4

*-

#-

Обозначения:

Sync — нескремблированный синхроимпульс {1 байт).

Sync 1 — нескремблированный инвертированный синхроимпульс (1 байт). пр « 1; Sync л — нескремблированный синхроимпульс (1 байт). лр * 2. 3…..8

Рисунок 3

6.2 внешнее кодирование

6.2.1 Для внешнего кодирования должен использоваться укороченный код Рида-Соломона RS(204.188. t – 8). полученный из первоначального систематического кода Рида-Соломона RS(255,239. t = 8). Укорочение кода должно обеспечиваться добавлением 51 байта (все со значением «0») перед информационными байтами на входе кодера RS(255. 239. t = 8). После кодирования все эти нулевые байты должны быть исключены.

6.2.2 внешнее кодирование должно быть применено к каждому входящему рандомизированному транспортному пакету [см.рисунокЗб)]сполучениемврезультатепакетасвведенкымибайтами защиты от ошибок, как показано на рисунке За).

6.2.3 Кодирование Рида-Соломона необходимо применять к всему транспортному пакету, включая байт синхронизации как неинвертированный (значение 47НЕХ), так и инвертированный (значение В8нех).

6.2.4 Для задания кода Рида-Соломона должны использоваться порождающий многочлен

д(х) = (х + Х°Кх ♦ >.1Мх + Х2)…(х ♦ а15) (2)

и порождающий многочлен конечного поля Галуа

р(х) = Xе + х4 ♦ х3 + х2 ♦ 1. (3)

где X = 02нех — примитивный элемент поля Галуа, являющийся корнем порождающего многочлена;

х — формальная переменная, используемая для указания положения элементов поля в последовательности кодируемых данных.

7

ГОСТ Р 52593—2006

6.3 Сверточное перемежение и цикловая синхронизация

6.3.1 Операцию внешнего перемежения следует проводить после внешнего кодирования в сверточном побайтовом перемежителе структуры Форни с глубиной перемежения /d = 12. Структурная схема внешнего перемежения показана на рисунке 4.

Перемежитель должен быть составлен из /d – 12 ветвей, циклически подключаемых коммутатором в цепь прохождения входного потока байтов. Каждая из ветвей образована регистрами сдвига типа FIFO с глубиной (Мх/) ячеек, где М = 17 = N//d. N – 204 — длина кадра с защитой от ошибок. /d = 12 — глубина перемежения.; — индекс ветви. Ячейки регистра сдвига имеют емкость в 1 байт, а входные и выходные переключатели синхронизированы. Задержки в ветвях деперемежителя выбраны так. чтобы во всех положениях 12-лозиционного коммутатора суммарная задержка леремежителя/депе-ремежителя была равна 17 ж 11 байт.

6.3.2 Результатом перемежения должны быть сформированные перемеженные кадры, структура которых показана на рисунке Зг).

Перемеженные кадры составлены из байтов перекрывающихся пакетов с байтами защиты от ошибок и для их разграничения используются инвертированные или неинвертированные синхронизирующие байты лакетое MPEG-2 (это сохраняет периодичность в 204 байт). Практически байты синхронизации пакетов не перемежаются, они должны всегда проходить через перемежитель по ветви с нулевой задержкой, как показано на структурной схеме, приведенной на рисунке 4.

6.3.3 Для деперемежения данных в приемнике должна использоваться схема деперемежителя. аналогичная перемежителю, но индексы ветвей которой должны быть полностью обратны (тоесть ветви с индексом } – 0 должна соответствовать самая большая задержка).

6.3.4 Синхронизация деперемежителя в приемнике должна выполняться направлением первого идентифицированного синхронизирующего байта в ветвь с нулевой («0») задержкой.

Рисунок 4

7 Формирование спектра и модуляция

7.1 Отображение байтов в символы

7.1.1 Преобразование непрерывной последовательности байтов с выхода сверточного перемежителя в короткие последовательности битов (кортежи) необходимо для последующей модуляции несущей. Каждый из кортежей должен соответствовать символу QAM. т. е. определенной точке на квадратурной диаграмме модулированного сигнала [3]. (4).

7.1.2 Длина кортежа в битах должна быть равна т – tog 2{М). где М — число позиций модулированного сигнала M-QAM. При этом отображение байтов в кортежи должно осуществляться циклически и для одного цикла выражаться следующей формулой

8

ГОСТ Р 52593—2006

8к-п т, (4)

где к — число преобразуемых байтов по 8 бит каждый, п — число кортежей длины т бит.

7.1.3 Для различных вариантов модуляции M-QAM соответствующие значения коэффициентов преобразования байтов в символы должны соответствовать приведенным в таблице 2.

Таблица 2

Модуляция

т

Л

к

6к * п т

16-QAM

4

2

1

8

32-ОАМ

5

8

5

40

64-ОАМ

6

4

3

24

12S-OAM

7

8

7

56

256-QAM

6

1

1

8

Минимальный цикл преобразования в /(=1 байт соответствует видам модуляции 16-QAM и 256-QAM. При модуляции 256-QAM байты и кортежи совпадают.

Процесс преобразования с использованием модуляции 64-QAM показан на рисунке 5. 6 начале преобразования старший значащий разряд (MSB) кортежа 65 должен соответствовать старшему разряду из последовательности байтов 67 и далее в том же порядке. При т< 8 каждый байт входит более чем в один кортеж.

Бейт е выходе перамшргптв

6-8итовыв ствол*

{Хфтаиы)

1 Ствол Z I CtmaorZ* 1 1 GnieonZ + 2 I OwonZ + 8

ErttV_i Байту» 1_I_BeffV+a

Ь7 Ьв Ь6 Ь4 ЬЗ Ь2

И ш

Ь7 Ьб Ьб Ь4

Й Ь2 Ы ЬО

Ь7 t£

fa£ Ь4 ЬЗ Ь2 М Ы>

MSB

LSB

Ч *>4 *8 Ч *1 Ч

Ч Й4 и* 8* ft,

fi* й4 fi* й* ft, *

Рисунок S

7.2 Дифференциальное кодирование

7.2.1 Для устранения потерь информации из-за скачков фазы несущей в цифровой кабельной системе должно применяться дифференциальное кодирование двух старших разрядов кортежа (А* и Sk). При этом обеспечивается однозначность выделения требуемого квадранта на квадратурной диаграмме в соответствии с данными таблицы 3.

Таблица 3

Квадрант

Значения деух старших разрядов кортежа

Фазовый сдвиг

1

00

0

2

10

♦ п/2

3

11

♦ R

4

01

♦ 3*/2

7.2.2 Менее значащие q- т — 2 битов кортежа (q – 2, 3.4. 5.8 для 16-. 32-. 64-. 128-. 256-QAM соответственно) определяют номер точки, повторяясь в каждом квадранте, и не подвержены искажениям из-за случайных фазовых сдвигов на значение, кратное s/2.

9

ГОСТ Р 52593—2006

7.2.3 Закон дифференциального кодирования старших разрядов должен определяться следующими логическими формулами:

/*=<Л © Вк )(Ак Ф © Вк )(Д, © Q* _ t). (5J

0*=<Л © Вк )(В* ФО*_,) + (Л ФбкКВ» ©Л,-,). (6>

где Ак и Вк — старшие разряды кортежа;

/к и Qk – старшие разряды кортежа после дифференциального кодирования; индекс к относится к текущему такту преобразования, а индекс к — 1 — к предшествующему такту.

7.2.4 Структурная схема устройств, связанных с дифференциальным кодированием и отображением байтов в символы М-ОАМ. показана на рисунке 6.

Отсооргочюю
гсрсдооггсля

Гфеобрйво*
ваталь
байтов
авэртям
Кодер относительного иоде

Влос

шиВца—ши fWiTji 8 СИМвОГЫ

M-QAM

Q

Рисунок 6

7.3 Квадратурные диаграммы сигналов и формирование спектра

7.3.1 В системе кабельного цифрового телевизионного вещания должна применяться квадратурная амплитудная модуляция М-ОАМсчислом значащих позиций М, равным 16.32.64.126 или 256. Вариант модуляциисА# = 64 является обязательным, варианты модуляции сМ – 16.32,128.256 допускаются опционно [3].

7.3.2 Квадратурные диаграммы сигналов (сигнальные созвездия), отображающие полную совокупность сигналов, передаваемых в цифровой распределительной системе кабельного телевидения, показаны на рисунке 7 для модуляции 16-. 32- и 64-QAM, на рисунке 8 — для модуляции 128- и 256-QAM. На рисунках 7 и 8 около каждой точки сигнальных созвездий указаны значения битов соответствующих кортежей.

7.3.3 Квадратурные сигналы /(сигнал синфаэен с несущей) и О (сигнал находится в квадратуре к несущей) с выхода блока отображения байтов в кортежи перед модуляцией и после демодуляции в приемнике должны подвергаться согласованной фильтрации для формирования полного спектра системы с коэффициентом скругления а = 0.15.

7.3.4 Амплитудно-частотные характеристики формирующих фильтров H{f) в передатчике и в приемнике в области скругления спектра (1 — a)/N й |/|£ (1 +a)/N должны соответствовать корню квадратному из полной характеристики спектра системы и выражаться формулой;

т

(7)

где f — текущая частота модулирующего сигнала в основной полосе; fN — частота Найквиста; а — коэффициент скругления спектра.

7.3.5 Неравномерность АЧХ гт формирующих фильтров (7) в полосе прозрачности и на частоте Найквиста не должна превышать 0.4 дБ.

Ю

ГОСТ Р 52593—2006

32-ОАМ

10

16-QAM

10111

1(Ю’1

00110

00010

Q

lkQ, = ‘С

о

о

о

о

1А = со

■А-к»

1,0* «ю

101′

1001

0010

ООП

10010

юю*

10001

ооюо

00101

00*11

о

о

о

о

о

0

0

0

о

0

1010

1000

0000

0001

1040

10100

10000

00000

00001

00011

О

о

о

0 1

о

0

0

0

о

9 1

1101

1100

0100

0110

■4011

1‘001

11 ООП

010!»

опоо

ото

О

о

о

О

о

о

о

о

о

о

11*1

1110

0101

0111

11111

‘1101

11100

01DD1

01101

01010

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

IA –11

»А – 01

•А * 1′

l,Ok-D1

1*010

11110

01011

011*1

О

О

О

О

64-QAM

•А =

Q

IA .00

101*100

101110

100110

100100

ОО’ОСС

001001

001101

сото

О

О

о

о

о

о

О

0

101101

101111

100111

100101

001010

0010*1

001111

сото

о

о

о

о

о

о

о

о

101001

101011

Ю0П11

100001

000010

0000*1

000111

000110

о

о

о

о

о

о

о

о

101000

1С1010

100010

100000

ооээсс

0Э0С01

000101

!ШЮ0

о

о

о

о

о

о

о

0

1

1101ОЭ

110101

11СС01

1’ССОО

010000

010010

ОПОЮ

011000

О

О

о

о

о

О

О

0

110110

110П1

110011

1*0010

010001

0100*1

011011

011001

О

О

о

о

о

о

О

о

•11110

111111

тон

*11010

0ЮЮ1

01011*

011111

01*101

О

О

е

0

о

О

0

0

1*1100

111101

111001

*11000

010100

01040

011110

отоо

О

0

о

0

0

0

О

0

•А* 11 U°k * 01

fkOk — два старших разряда в каждой квадранте Рисунок 7

11

ГОСТ Р 52593—2006

12A-QAM

О

11010

11011

01011

01010

‘А = ю 11

• о

о

о

о

А

= 00

Сдвиг фази на г,гг

11000

11001

010D1

D1000

9-

• о

о

О

О

10000

10001

10101

10100

11100

11101

7-

о

о

о

о

о

о

100*0

10011

10111

10110

1*110

11111

5-

о

о

о

о

о

о

ооою

00011

оош

оопо

ото

01111

3-

о

о

о

о

о

о

ссооэ

СС001

00101

00100

01100

01101

1-

• О

О

0

о

о

0

II

о

I

1

3

I

S

7

9

I ►

1! I

Сдвиг фазы ка ~

•А

= 01

С aw фазы ни Эл-‘2

256-QAM

О

0000

0001

0101

01С0

0100

0101

‘А

0001

ос

0000

эк=10 15-

• о

о

о

о

о

о

о

о

щн1 фалы на тЛ

0010

сои

от

0110

ООН

от

сои

оою

13-

• О

О

о

О

о

о

0

о

1010

1111

11*0

1*10

а

*111′

1011

*010

11-

• О

о I

о

О

о

о !

О

о

i^1000

1001

1101

1100

F]iioo

1101

1001

‘ОСЮ

9-

• о

о

о

о

о

о

о

о

1000

1001

1101

1100

1100

1101

1001

*000

7-

• О

о

о

О

о

о

О

о

1010

1011

1111

то

1*10

*111

1011

*0Ю

6-

0

о

о

0

о

о

0

ф

0010

00

ООН ,

от

0*10

0110

С011

оою

3-

■ 0

о J

о

0

о

о J

0

о

ю[оэоо

0001

0101

01СС

31(0100

0101

0001

осхю

1-

• 0

0

о

о

О

о

О

о

А = 11

1

1

3

5

7

1

9

I

II

I

13

I *

15 I

Сдои- Фазы ни п

*0* = 01 Сдоиг фазы на Зл-‘2

Рисунок 8

12

Приложение А (обязательное)

ГОСТ Р 52593—2006

Амплитудно-частотная характеристика фильтра основной полосы

Амплитудно-частотная характеристика формирующих фильтров Найквиста в передатчике и в приемнике (7)е основной полосе сигнала системы кабельного цифрового телевизионного вещания должна соответствовать шаблону. приведенному на рисунке А.1. Соответствие шаблону рассматривается как минимальное требование при воплощении формирующего фильтра. Шаблон учитывает не только возможные конструктивные ограничения цифрового фильтра. но также и искажения, возникающие при аналоговой обработке сигналов в системе (например при цифроанвлоговом преобразовании; при аналоговой фильтрации и т. п.).

Значение неравномерности АЧХ гт формирующего фильтра (7) в полосе прозрачности фильтра до (1 — «)/N » 0.85?n и на частоте Найквиста не должно быть более 0.4 дБ. Глубина подавления в полосе задерживания фильтра (7) должна быть не менее 43 дБ.

Формирующий фильтр должен иметь линейную фазочастотную характеристику с неравномерностью группового времени задержки а полоседо частоты найкаиста не более 0.1 Г§. где 7S — длительность символа модулирующего сигнала.

Примечание — Значения неравномерности АЧХ в полосе пропускания и глубины подавления а полосе задерживания, приведенные в настоящем приложении, являются ориентировочными и могут быть впоследствии уточнены.

H(f)i

0 дБ

-3.01 дБ

Неравномерность А*-Х гп < 0 4 ав

Частота /

Глубина подаплоия в голосе задерживания не менее 43 дБ

O.SSI’m /ц 1.15/n

Рисунок А.1

13

ГОСТ Р 52593—2006

Библиография

(1) Словарь ЕСВ Тесл. 3274 — Рал Э EBU. Oecember 1998

[2} Англо-русский толковый словарь-справочник

[3] Европейский стандарт связи ЕН 300 429.1998

(European Standard Telecommunications senes EN 300 429 V1.2.1 (1998-04))

(4) Рекомендация МСЭ-T J.63 (1997)

(ITU-T Recommendation J.83 (1997))

Применение цифровой техники в телерадиовещании

Невдяев Л.М. Телекоммуникационные технологии / Под. ред. Ю.М.Горностаееа W М.: МЦНТИ. ООО «Мобильные коммуникации». 2002—592 с.

Цифровое видеоеещвние. Методы канального кодирования. мультиплексирования и модуляции в цифровых системах кабельного телевидения

(Digital Video 8roadcastmg (DV8); Framing structure, channel coding and modulation for cable systems)

Цифровые многопрограммные системы кабельного распределения служб телевидения, звука и денных.

Digital Multi-Programme Systems for Television Sound and Data Services for Cable Distribution

14

ГОСТ Р 52593—2006

УДК 621.397.611:006.354 ОКС 33.170 Э07

Ключевые слова: цифровое телевизионное вещание, система кабельного цифрового телевизионного вещания, корректирующее кодирование, мультиплексирование, модуляция, технические требования

15

Редактор В.Н. Копы сое Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор Р.А. Меитова Компьютерная верстка П.А. Кругов oil

Сдано в набор 30.11.2006. Подписано а печать 21 12.2006. Формат 60>84Бумага офсетная. Гарнитура Ариал. Печать офсетная. Уел. печ. л. 2.32. Уч.-иэл л.170. Тираж 174 экэ. Эая. 909. С 3556.

ФГУП «Стаидартинформ». 123996 Москва, Гранатный пер.. 4. info@goslmlo ги Набрано во ФГУП «Стаидартинформ» на ПЭВМ.

Отпечатано е филиале ФГУП «Стаидартинформ» — тип. «Московский печатник». 10S062 Москва. Ляпин пер.. 6.

Николай Иванов

Эксперт по стандартизации и метрологии! Разрешительная и нормативная документация.

Оцените автора
Все-ГОСТЫ РУ
Добавить комментарий

ГОСТ Р 52593-2006 Система кабельного цифрового телевизионного вещания. Методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТР

52593-

2006

СИСТЕМА КАБЕЛЬНОГО ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ

Методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции

Издание официальное

S

<4

I

С|Ш№Ц1ЧИ1+П|Ш

тт

ГОСТ Р 52593—2006

Предисловие

Цели и принципы стандартизации е Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0—2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио» (ФГУП НИИР)

2 ВНЕСЕН Министерством информационных технологий и связи Российской Федерации

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2006 г. № 263-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений Рекомендаций Международного союза электросвязи (МСЭ-Т): J.110 (04.97), J.83 (1997) и Европейского Института по стандартизации в области телекоммуникаций (ETSI): EN 300429 (1998)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ, 2007

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ Р 52593—2006

Содержание

1 Область применения……………………………………..1

2 Нормативные ссылки……………………………………..1

3 Термины и определения……………………………………1

4 Обозначения и сокращения………………………………….2

5 Система кабельного цифрового телевизионного вещания…………………..3

5.1 Определение системы…………………………………..3

5.2 Структурная схема…………………………………….3

6 Кодирование для защиты от ошибок……………………………..6

6.1 Адаптация транспортного потока к каналу передачи и его рандомизация…………6

6.2 Внешнее кодирование…………………………………..7

6.3 Сверточное перемежение и цикловая синхронизация…………………..6

7 Формирование спектра и модуляция……………………………..6

7.1 Отображение байтов в символы……………………………..8

7.2 Дифференциальное кодирование…………………………….9

7.3 Квадратурные диаграммы сигналов и формирование спектра………………10

Приложение А (обязательное) Амплитудно-частотная характеристика фильтра основной полосы. 13 Библиография…………………………………………14

in

ГОСТ Р 52593—2006

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СИСТЕМА КАБЕЛЬНОГО ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ

Методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции

Digital video cable broadcasting system.

Methods of channel coding, framing structure and modulation

Дата введения — 2007—01—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на цифровые многопрограммные распределительные системы кабельного телевидения, предназначенные для передачи абонентам сигналов вещательных телевизионных программ и других независимых данных, и устанавливает:

• основные принципы построения многопрограммной системы кабельного цифрового телевизионного вещания;

• структуру цикловой синхронизации, методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции для системы кабельного цифрового телевизионного вещания.

2 Нормативные ссылки

8 настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52023—2003 Сети распределительные систем кабельного телевидения. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений и испытаний

ГОСТ Р 52210—2004 Телевидение вещательное цифровое. Термины и определения ГОСТ Р 52592—2006 Тракт передачи сигналов цифрового вещательного телевидения. Звенья тракта и измерительные сигналы. Общие требования

ГОСТ 17657—79 Передача данных. Термины и определения

ГОСТ 21879—86 Телевидение вещательное. Термины и определения

ГОСТ 22670—77 Сеть связи цифровая интегральная. Термины и определения

ГОСТ 24402—88 Телеобработка данных и вычислительные сети. Термины и определения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов а информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулирование и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателе «Национальные стандарты*, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, а котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

8 настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 17657, ГОСТ 21879. ГОСТ 22670. ГОСТ 24402. ГОСТ Р 52023, ГОСТ Р 52210, а также следующие термины ссоответстеующими определениями в соответствии с [1] и [2]:

Издание официальное

1

ГОСТ Р 52593—2006

3.1 генератор псевдослучайной последовательности двоичных чисел (pseudo random binary sequence generator): Оборудование, которое при вводе инициализирующего слова данных генерирует определенную псевдослучайную двоичную последовательность.

3.2 делеремежение (deinterleaving): Метод перестановки символов в принимаемой последовательности с целью восстановления исходной структуры цифрового сигнала, подвергнутого перемеже-нию (операция, обратная перемежению).

3.3 корректирующий код (error-correcting code): Код, позволяющий исправлять ошибки.

3.4 кортежи (m-tuple): Короткие последовательности битов, равные экачности модулирующего

кода.

3.5 неравномерность АЧХ (in-band ripple): Разность между максимальным и минимальным вносимым затуханием в рабочей полосе пропускания формирующего фильтра.

3.6 перемежение (interleaving): Метод перестановки символов в передаваемой последовательности для изменения распределения ошибок при обработке сигнала на приеме.

3.7 псевдослучайная двоичная последовательность (pseudo random binary sequence): Определенная последовательность двоичных чисел, корреляционные свойства которой близки к корреляционным свойствам ограниченного по уровню шума.

3.8 радиоканал системы кабельного распределения (radiochannelofcable distribution system): Полоса частот, отводимая для передачи радиосигнала транспортного потока цифрового вещательного телевидения по кабельной сети.

3.9 радиосигнал системы кабельного распределения (cable distribution system radio frequency signal): Сигнал несущей, модулированный цифровым сигналом транспортного потока цифрового вещательного телевидения.

3.10 самый старший (двоичный) разряд (most significant bit): Бит кодового слова, который имеет наибольший двоичный вес (наибольшее значение двоичного номера в кодовом слове, в настоящем стандарте — это самый левый разряд двоичного номера).

3.11 сверточное перемежение (convolutional interleaving): Способ перемежения. при котором данные считываются в двухмерную матрицу и каждый ряд матрицы задерживается по времени в соответствии с его позицией в матрице. При считывании блоков данных из матрицы происходит изменение их порядка.

3.12 система кабельного телевидения (cable television system): Система кабельного распределения. обслуживающая абонентов большого района или города и обеспечивающая прием радиосигналов телевизионного и звукового вещания, поступающих от центральной головной станции по кабельной сети.

4 Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения: а — коэффициент скругления спектра;

X— примитивный элемент поля Галуа, являющийся корнем порождающего многочлена кода Рида-Соломона;

Ак. Вк — старшие разряды кортежа:

ASI (Asynchronous Serial Interface) — асинхронный последовательный интерфейс:

Ь0…..Ь7 — биты в кодируемых последовательностях:

£>0…..bj — биты в последовательностях кортежей:

DVB (Digital Video Broadcasting) — цифровое телевизионное вещание;

DVB-C (Digital Video Broadcasting by Cable) — кабельная система цифрового ТВ вещания;

/— текущая частота модулирующего сигнала в основной полосе:

fN (Nyquist frequency) — частота Найквиста;

g(x) — порождающий многочлен кода Рида-Соломона;

G(X) — порождающий многочлен рандомизатора;

H(f) — амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) формирующего фильтра восновной полосе; НЕХ (hexadecimal) — индекс шестнадцатиричной системы счисления;

I.Q — квадратурные сигналы;

— глубина перемежения;

/ — текущий индекс;

к — число информационных символов в блоке кода Рида-Соломона;

2

ГОСТ Р 52593—2006

LSB (Least Significant Bit) — самый младший (двоичный) разряд; m — число битов в символе при модуляции M-QAM;

М — число точек сигнального созвездия модуляции M-QAM (значащих позиций);

MPEG-2 (Moving Picture Experts Group) — обобщенное название группы стандартов ИСО/МЭК13818 в области кодирования.обработки и транспортирования сигналов изображения и звука; MSB(MostSignificantBit) — наибольшийэначащийбит.тоесть самый старший (двоичный) разряд; л — длина блока кода Рида-Соломона; лр — номер транспортного пакета в группе из восьми пакетов; q — длина последовательности из младших битов кортежа;

гт — неравномерность АЧХ на частоте Найквиста и в полосе прозрачности формирующего фильтра;

RS(n, к, t – 8) — полином кода Рида-Соломона при заданных значениях л и к\

SPI (Synchronous Parallel Interface) — синхронный параллельный интерфейс;

STB (Set-Top Box) — цифровая абонентская приставка; t — число ошибок, исправляемых кодом Рида-Соломона;

V — байты в кодируемых последовательностях;

X — формальная переменная порождающего многочлена, используемая для указания положения разрядов скремблера, охваченных логической обратной связью;

х — формальная переменная порождающего многочлена, используемая для указания положения элементов поля Галуа в последовательности данных, кодируемых кодом Рида-Соломона;

Z — обозначения кортежей в кодируемых последовательностях;

АЧХ (AFC) — амплитудно-частотная характеристика:

QAM (Quadrature Amplitude Modulation) — квадратурная амплитудная модуляция;

M-QAM (Quadrature Amplitude Modulation) — квадратурная амплитудная модуляция с числом значащих позиций, равным М;

НЗБ (MSB) — наибольший значащий бит;

ПСП (PRBS) — псевдослучайная (двоичная) последовательность;

ПЧ (IF) — промежуточная частота;

РЧ (RF) — радиочастота:

ТВ — телевизионный;

ТП (TS) — транспортный лоток.

5 Система кабельного цифрового телевизионного вещания

5.1 Определение системы

Система кабельного цифрового телевизионного вещания — это совокупность технических характеристик. параметров и соответствующих им функциональных блоков оборудования, определяющих способы мультиплексирования, помехоустойчивого кодирования и модуляции, применяемых длясогпасования (адаптации) транспортных потоков данных MPEG-2 с каналами кабельной распределительной сети [3].

Эта система может сопрягаться с другими цифровыми системами наземного и спутникового многопрограммного телевидения и использоваться для распределения программ абонентам. Система основана на квадратурной амплитудной модуляции (QAM) с 16-. 32-. 64-. 128- или 256-эначащими позициями (3). [4].

Настоящий стандарт определяет способ преобразования цифровых сигналов данных MPEG-2 основной полосы частот, поступающих с выхода транспортного мультиплексора MPEG-2. в модулированный сигнал, пригодный для передачи по каналам кабельной распределительной сети, а также способ обратного преобразования сигналов на приемной стороне.

5.2 Структурная схема

5.2.1 Структурная схема системы кабельного цифрового телевизионного вещания, включающая оборудование головной станции, линейной сети и абонентского приемника-декодера показана на рисунке 1.

з

ГЪловная станция системы кабельною цифрового тцюоиамонного вещания

дмим

Блок

сопрщщи

Пакты

воя имей

полоо»

иниргор-

Смпргми

ГГ^ЫЯ

хт

садкРЦяа-

цмтнрт-

/ *

СвЛОИЭНШ

АОМШТОР

ДОШЫХ

{204,1В8)

Оирточный

гиря-

ПДОбр**>>

«ОрМфу-

-L*

MuqjHuy

витать

Whoeem-

Л

Диффнрвн-

цтпьный

ПЦИЙ

фильтра

ВДУЛ

и

/=12вй*тов

рмртш

тт>

оснсяной

ингерфсйс-

юртми

полос*

пеРЧ

.t ,.Lt. J .1

См I цжпк мршцд т активы*

инидойчжпог

Линейная сеть системы кабельного цифрового тепевгоионного па.це>«п

Рисунок 1

ГОСТ Р 52593—2006

ГОСТ Р 52593—2006

5.2.2 В передающем оборудовании головной станции цифровой кабельной системы для согласования транспортного потока с каналом в линейной сети должны выполняться следующие преобразования:

• сопряжение в основной полосе:

• инвертирование синхроимпульса цикла и рандомизация данных:

• кодирование с помощью кода Рида-Соломона:

• сверточное перемежение:

• преобразование байтов в m-разрядные кортежи;

• дифференциальное кодирование;

• формирование спектра в основной полосе частот с помощью формирующего фильтра;

• квадратурная амплитудная модуляция.

5.2.3 Система кабельного цифрового телевизионного вещания должна быть разграничена следующими интерфейсами, приведенными в таблице 1.

Таблица 1

Местоположение

Интерфейс

Тип сигнала о точке интерфейса

Головная станция

ВХОД

Мультиплексированный транспортный поток MPEG-2 и такты (По ГОСТ Р S2592)

От мультиплексоре MPEG-2

выход

ПЧ

К РЧ устройствам

Приемник-декодер

Выход

Мультиплексированный транспортный поток MPEG-2 и такты (По ГОСТ Р 52592)

К демультиплексору MPEG-2

Вход

Подлежит определению

От РЧ устройств(абонентские устройства)

5.2.4 Входными сигналами на головной станции являются транспортные пакеты MPEG-2 и такты, получаемые через интерфейс типа SPI или ASI в основной полосе от: спутниковой линии, технологических линий, локальных программных источников и т. п.

5.2.5 Тактовая частота из интерфейса и внешний сигнал выбора кодовой скорости используются для генерации всех необходимых тактовых и несущей частот. Подачу тактовых сигналов и синхронизацию на передаче следует проводить с использованием соответствующих управляемых генераторов.

5.2.6 Вустройстве формирования синхроимпульса цикла и рандомизации осуществляется инвертирование байта синхронизации каждого восьмого транспортного пакета, а также проводится 15-разряд-ное скремблирование транспортного потока.

5.2.7 Рандомизированные пакеты данных кодируются во внешнем RS-кодере, подвергаются внешнему сверточному перемежекию и поступают на преобразователь данных в m-раэрядные кортежи. Защиту от пакетированных ошибок проводят за счет перемежения символов на выходе кодера Рида-Соломона.

5.2.8 В системе кабельного цифрового телевизионного вещания применяется квадратурная амплитудная модуляция с числом значащих позиций М от 16 до 256. Вариант с М – 64 является обязательным.

5.2.9 Преобразователь байтов в кортежи осуществляет формирование битовых структур, удовлетворяющих условию последующего получения символов квадратурной амплитудной модуляции QAM. С целью получения сигнального созвездия, не зависящего от вращения несущей, к двум старшим разрядам каждого символа QAM следует применять дифференциальное кодирование.

5.2.10 Для формирования спектра сигналов в квадратурных каналах /и Q осуществляется согласованная фильтрация по Найквисту. Сигналами /и Q модулируются квадратурные несущие, затем сигнал QAM переносится по спектру в полосу рабочего кабельного канала, для сопряжения с которым служит физический интерфейс.

5.2.11 На приеме в соответствующем порядке выполняются обратные операции по демодуляции и декодированию сигнала в цифровом приемнике-декодере (цифровой приставке).

5

ГОСТ Р 52593—2006

6 Кодирование для защиты от ошибок

6.1 Адаптация транспортного потока к каналу передачи и его рандомизация

6.1.1 Входящий поток битое данных должен быть организован в виде транспортных пакетов фиксированной длины по 188 байт. Каждый транспортный пакет должен содержать 1 байт слова синхронизации (его значение — 01000111. или 47НЕХ) и 187 байт мультиплексированных данных [3].

6.1.2 Байты данных должны следовать старшим разрядом вперед. Процесс обработки данных на передающей стороне начинается со старшего разряда байта синхронизации, то есть с бита со значением «0».

6.1.3 Дисперсия (рассеивание) энергии и близкая к случайной статистика переходов между битами потока данных должны обеспечиваться путем рандомизации входного системного потока MPEG-2. Для рандомизации должен использоваться аддитивный 15-разрядный скремблер, структурная схема которого показана на рисунке 2. Для осуществления обратной функции дескремблирования в приемнике должно использоваться аналогичное устройство.

6.1.4 Генератор двоичной псевдослучайной последовательности (ПСП) рандомизатора должен иметь порождающий многочлен вида:

G(X) = 1 ♦ Xй ♦ X15. <1>

6.1.5 Работа генератора ПСП должна инициализироваться в начале каждого восьмого транспорт

ного пакета путем загрузки в регистр скремблера фиксированной последовательности «100101010000000». Чтобы обеспечить выделение сигнала инициализации в дескремблере, значение байта синхронизации в первом (лр = 1) транспортном пакете в группе из восьми транспортных пакетов (пр = 1…..8) должно быть инвертировано, то есть преобразовано из 47НЕХ в 88НЕХ.

Послвровгепьносп» инициал иавдии скремблере

1 001 01 01 0000000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

00000011…

©

Вижу*

рш/рштрош—Ы

дерияшивфяннных

ДИМ*

ВжжмжодиыхГ

рмисямироинньос

данные

Вход данных (сначала MS8): ДкжчнаяПСП;

10111000

Ixxxxxxxxl

fOQQOQQllj

Рисунок 2

6.1.6 Байты синхронизации не должны скремблироваться. Поэтому первый бит с выхода генератора ПСП должен соответствовать во времени первому, то есть старшему (MSB) биту первого байта, следующего за инвертированным синхробайтом (В8НЕХ). Для поддержки процесса синхронизации во время передачи синхробайгов последующих семи пакетов генератор ПСП должен продолжать рабо

6

ГОСТ Р 52593—2006

тать, но его выход должен быть блокирован, оставляя эти байты нерандомизированными. Таким образом, период ПСП составляет 1503 байт. Структура исходного и рандомизированных транспортных пакетов в последовательности цикла показана на рисунках За}. 36) соответственно.

6.1.7 Процесс рандомизации должен быть активен и тогда, когда входной поток отсутствует, или когда он не соответствует формату транспортного потока MPEG-2 (1 синхробайт + 187 байт пакета). Это необходимо для предотвращения появления немодулированной несущей на выходе передатчика.

Sync

1&йг

Дшны*-107Шг

*)

П*имПСЛ»1«ДМ*т

Денные 107 Шг

8упо2

Данные

18Гба#г

8)па6

Данные

1Й7бв*Г

Денные

W«e#r

чГ-

8уг*1

Synci

8)

здшг

8vnc1 иг* Sync л»

Денные *107 ЙяЯт

RS<2D4.100,1-6}

■)

-#■

-0-

sw*i или Syne

203 Шт

Synel

ШШвуПСЛр

203 Шт

4

*-

#-

Обозначения:

Sync — нескремблированный синхроимпульс {1 байт).

Sync 1 — нескремблированный инвертированный синхроимпульс (1 байт). пр « 1; Sync л — нескремблированный синхроимпульс (1 байт). лр * 2. 3…..8

Рисунок 3

6.2 внешнее кодирование

6.2.1 Для внешнего кодирования должен использоваться укороченный код Рида-Соломона RS(204.188. t – 8). полученный из первоначального систематического кода Рида-Соломона RS(255,239. t = 8). Укорочение кода должно обеспечиваться добавлением 51 байта (все со значением «0») перед информационными байтами на входе кодера RS(255. 239. t = 8). После кодирования все эти нулевые байты должны быть исключены.

6.2.2 внешнее кодирование должно быть применено к каждому входящему рандомизированному транспортному пакету [см.рисунокЗб)]сполучениемврезультатепакетасвведенкымибайтами защиты от ошибок, как показано на рисунке За).

6.2.3 Кодирование Рида-Соломона необходимо применять к всему транспортному пакету, включая байт синхронизации как неинвертированный (значение 47НЕХ), так и инвертированный (значение В8нех).

6.2.4 Для задания кода Рида-Соломона должны использоваться порождающий многочлен

д(х) = (х + Х°Кх ♦ >.1Мх + Х2)…(х ♦ а15) (2)

и порождающий многочлен конечного поля Галуа

р(х) = Xе + х4 ♦ х3 + х2 ♦ 1. (3)

где X = 02нех — примитивный элемент поля Галуа, являющийся корнем порождающего многочлена;

х — формальная переменная, используемая для указания положения элементов поля в последовательности кодируемых данных.

7

ГОСТ Р 52593—2006

6.3 Сверточное перемежение и цикловая синхронизация

6.3.1 Операцию внешнего перемежения следует проводить после внешнего кодирования в сверточном побайтовом перемежителе структуры Форни с глубиной перемежения /d = 12. Структурная схема внешнего перемежения показана на рисунке 4.

Перемежитель должен быть составлен из /d – 12 ветвей, циклически подключаемых коммутатором в цепь прохождения входного потока байтов. Каждая из ветвей образована регистрами сдвига типа FIFO с глубиной (Мх/) ячеек, где М = 17 = N//d. N – 204 — длина кадра с защитой от ошибок. /d = 12 — глубина перемежения.; — индекс ветви. Ячейки регистра сдвига имеют емкость в 1 байт, а входные и выходные переключатели синхронизированы. Задержки в ветвях деперемежителя выбраны так. чтобы во всех положениях 12-лозиционного коммутатора суммарная задержка леремежителя/депе-ремежителя была равна 17 ж 11 байт.

6.3.2 Результатом перемежения должны быть сформированные перемеженные кадры, структура которых показана на рисунке Зг).

Перемеженные кадры составлены из байтов перекрывающихся пакетов с байтами защиты от ошибок и для их разграничения используются инвертированные или неинвертированные синхронизирующие байты лакетое MPEG-2 (это сохраняет периодичность в 204 байт). Практически байты синхронизации пакетов не перемежаются, они должны всегда проходить через перемежитель по ветви с нулевой задержкой, как показано на структурной схеме, приведенной на рисунке 4.

6.3.3 Для деперемежения данных в приемнике должна использоваться схема деперемежителя. аналогичная перемежителю, но индексы ветвей которой должны быть полностью обратны (тоесть ветви с индексом } – 0 должна соответствовать самая большая задержка).

6.3.4 Синхронизация деперемежителя в приемнике должна выполняться направлением первого идентифицированного синхронизирующего байта в ветвь с нулевой («0») задержкой.

Рисунок 4

7 Формирование спектра и модуляция

7.1 Отображение байтов в символы

7.1.1 Преобразование непрерывной последовательности байтов с выхода сверточного перемежителя в короткие последовательности битов (кортежи) необходимо для последующей модуляции несущей. Каждый из кортежей должен соответствовать символу QAM. т. е. определенной точке на квадратурной диаграмме модулированного сигнала [3]. (4).

7.1.2 Длина кортежа в битах должна быть равна т – tog 2{М). где М — число позиций модулированного сигнала M-QAM. При этом отображение байтов в кортежи должно осуществляться циклически и для одного цикла выражаться следующей формулой

8

ГОСТ Р 52593—2006

8к-п т, (4)

где к — число преобразуемых байтов по 8 бит каждый, п — число кортежей длины т бит.

7.1.3 Для различных вариантов модуляции M-QAM соответствующие значения коэффициентов преобразования байтов в символы должны соответствовать приведенным в таблице 2.

Таблица 2

Модуляция

т

Л

к

6к * п т

16-QAM

4

2

1

8

32-ОАМ

5

8

5

40

64-ОАМ

6

4

3

24

12S-OAM

7

8

7

56

256-QAM

6

1

1

8

Минимальный цикл преобразования в /(=1 байт соответствует видам модуляции 16-QAM и 256-QAM. При модуляции 256-QAM байты и кортежи совпадают.

Процесс преобразования с использованием модуляции 64-QAM показан на рисунке 5. 6 начале преобразования старший значащий разряд (MSB) кортежа 65 должен соответствовать старшему разряду из последовательности байтов 67 и далее в том же порядке. При т< 8 каждый байт входит более чем в один кортеж.

Бейт е выходе перамшргптв

6-8итовыв ствол*

{Хфтаиы)

1 Ствол Z I CtmaorZ* 1 1 GnieonZ + 2 I OwonZ + 8

ErttV_i Байту» 1_I_BeffV+a

Ь7 Ьв Ь6 Ь4 ЬЗ Ь2

И ш

Ь7 Ьб Ьб Ь4

Й Ь2 Ы ЬО

Ь7 t£

fa£ Ь4 ЬЗ Ь2 М Ы>

MSB

LSB

Ч *>4 *8 Ч *1 Ч

Ч Й4 и* 8* ft,

fi* й4 fi* й* ft, *

Рисунок S

7.2 Дифференциальное кодирование

7.2.1 Для устранения потерь информации из-за скачков фазы несущей в цифровой кабельной системе должно применяться дифференциальное кодирование двух старших разрядов кортежа (А* и Sk). При этом обеспечивается однозначность выделения требуемого квадранта на квадратурной диаграмме в соответствии с данными таблицы 3.

Таблица 3

Квадрант

Значения деух старших разрядов кортежа

Фазовый сдвиг

1

00

0

2

10

♦ п/2

3

11

♦ R

4

01

♦ 3*/2

7.2.2 Менее значащие q- т — 2 битов кортежа (q – 2, 3.4. 5.8 для 16-. 32-. 64-. 128-. 256-QAM соответственно) определяют номер точки, повторяясь в каждом квадранте, и не подвержены искажениям из-за случайных фазовых сдвигов на значение, кратное s/2.

9

ГОСТ Р 52593—2006

7.2.3 Закон дифференциального кодирования старших разрядов должен определяться следующими логическими формулами:

/*=<Л © Вк )(Ак Ф © Вк )(Д, © Q* _ t). (5J

0*=<Л © Вк )(В* ФО*_,) + (Л ФбкКВ» ©Л,-,). (6>

где Ак и Вк — старшие разряды кортежа;

/к и Qk – старшие разряды кортежа после дифференциального кодирования; индекс к относится к текущему такту преобразования, а индекс к — 1 — к предшествующему такту.

7.2.4 Структурная схема устройств, связанных с дифференциальным кодированием и отображением байтов в символы М-ОАМ. показана на рисунке 6.

Отсооргочюю
гсрсдооггсля

Гфеобрйво*
ваталь
байтов
авэртям
Кодер относительного иоде

Влос

шиВца—ши fWiTji 8 СИМвОГЫ

M-QAM

Q

Рисунок 6

7.3 Квадратурные диаграммы сигналов и формирование спектра

7.3.1 В системе кабельного цифрового телевизионного вещания должна применяться квадратурная амплитудная модуляция М-ОАМсчислом значащих позиций М, равным 16.32.64.126 или 256. Вариант модуляциисА# = 64 является обязательным, варианты модуляции сМ – 16.32,128.256 допускаются опционно [3].

7.3.2 Квадратурные диаграммы сигналов (сигнальные созвездия), отображающие полную совокупность сигналов, передаваемых в цифровой распределительной системе кабельного телевидения, показаны на рисунке 7 для модуляции 16-. 32- и 64-QAM, на рисунке 8 — для модуляции 128- и 256-QAM. На рисунках 7 и 8 около каждой точки сигнальных созвездий указаны значения битов соответствующих кортежей.

7.3.3 Квадратурные сигналы /(сигнал синфаэен с несущей) и О (сигнал находится в квадратуре к несущей) с выхода блока отображения байтов в кортежи перед модуляцией и после демодуляции в приемнике должны подвергаться согласованной фильтрации для формирования полного спектра системы с коэффициентом скругления а = 0.15.

7.3.4 Амплитудно-частотные характеристики формирующих фильтров H{f) в передатчике и в приемнике в области скругления спектра (1 — a)/N й |/|£ (1 +a)/N должны соответствовать корню квадратному из полной характеристики спектра системы и выражаться формулой;

т

(7)

где f — текущая частота модулирующего сигнала в основной полосе; fN — частота Найквиста; а — коэффициент скругления спектра.

7.3.5 Неравномерность АЧХ гт формирующих фильтров (7) в полосе прозрачности и на частоте Найквиста не должна превышать 0.4 дБ.

Ю

ГОСТ Р 52593—2006

32-ОАМ

10

16-QAM

10111

1(Ю’1

00110

00010

Q

lkQ, = ‘С

о

о

о

о

1А = со

■А-к»

1,0* «ю

101′

1001

0010

ООП

10010

юю*

10001

ооюо

00101

00*11

о

о

о

о

о

0

0

0

о

0

1010

1000

0000

0001

1040

10100

10000

00000

00001

00011

О

о

о

0 1

о

0

0

0

о

9 1

1101

1100

0100

0110

■4011

1‘001

11 ООП

010!»

опоо

ото

О

о

о

О

о

о

о

о

о

о

11*1

1110

0101

0111

11111

‘1101

11100

01DD1

01101

01010

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

IA –11

»А – 01

•А * 1′

l,Ok-D1

1*010

11110

01011

011*1

О

О

О

О

64-QAM

•А =

Q

IA .00

101*100

101110

100110

100100

ОО’ОСС

001001

001101

сото

О

О

о

о

о

о

О

0

101101

101111

100111

100101

001010

0010*1

001111

сото

о

о

о

о

о

о

о

о

101001

101011

Ю0П11

100001

000010

0000*1

000111

000110

о

о

о

о

о

о

о

о

101000

1С1010

100010

100000

ооээсс

0Э0С01

000101

!ШЮ0

о

о

о

о

о

о

о

0

1

1101ОЭ

110101

11СС01

1’ССОО

010000

010010

ОПОЮ

011000

О

О

о

о

о

О

О

0

110110

110П1

110011

1*0010

010001

0100*1

011011

011001

О

О

о

о

о

о

О

о

•11110

111111

тон

*11010

0ЮЮ1

01011*

011111

01*101

О

О

е

0

о

О

0

0

1*1100

111101

111001

*11000

010100

01040

011110

отоо

О

0

о

0

0

0

О

0

•А* 11 U°k * 01

fkOk — два старших разряда в каждой квадранте Рисунок 7

11

ГОСТ Р 52593—2006

12A-QAM

О

11010

11011

01011

01010

‘А = ю 11

• о

о

о

о

А

= 00

Сдвиг фази на г,гг

11000

11001

010D1

D1000

9-

• о

о

О

О

10000

10001

10101

10100

11100

11101

7-

о

о

о

о

о

о

100*0

10011

10111

10110

1*110

11111

5-

о

о

о

о

о

о

ооою

00011

оош

оопо

ото

01111

3-

о

о

о

о

о

о

ссооэ

СС001

00101

00100

01100

01101

1-

• О

О

0

о

о

0

II

о

I

1

3

I

S

7

9

I ►

1! I

Сдвиг фазы ка ~

•А

= 01

С aw фазы ни Эл-‘2

256-QAM

О

0000

0001

0101

01С0

0100

0101

‘А

0001

ос

0000

эк=10 15-

• о

о

о

о

о

о

о

о

щн1 фалы на тЛ

0010

сои

от

0110

ООН

от

сои

оою

13-

• О

О

о

О

о

о

0

о

1010

1111

11*0

1*10

а

*111′

1011

*010

11-

• О

о I

о

О

о

о !

О

о

i^1000

1001

1101

1100

F]iioo

1101

1001

‘ОСЮ

9-

• о

о

о

о

о

о

о

о

1000

1001

1101

1100

1100

1101

1001

*000

7-

• О

о

о

О

о

о

О

о

1010

1011

1111

то

1*10

*111

1011

*0Ю

6-

0

о

о

0

о

о

0

ф

0010

00

ООН ,

от

0*10

0110

С011

оою

3-

■ 0

о J

о

0

о

о J

0

о

ю[оэоо

0001

0101

01СС

31(0100

0101

0001

осхю

1-

• 0

0

о

о

О

о

О

о

А = 11

1

1

3

5

7

1

9

I

II

I

13

I *

15 I

Сдои- Фазы ни п

*0* = 01 Сдоиг фазы на Зл-‘2

Рисунок 8

12

Приложение А (обязательное)

ГОСТ Р 52593—2006

Амплитудно-частотная характеристика фильтра основной полосы

Амплитудно-частотная характеристика формирующих фильтров Найквиста в передатчике и в приемнике (7)е основной полосе сигнала системы кабельного цифрового телевизионного вещания должна соответствовать шаблону. приведенному на рисунке А.1. Соответствие шаблону рассматривается как минимальное требование при воплощении формирующего фильтра. Шаблон учитывает не только возможные конструктивные ограничения цифрового фильтра. но также и искажения, возникающие при аналоговой обработке сигналов в системе (например при цифроанвлоговом преобразовании; при аналоговой фильтрации и т. п.).

Значение неравномерности АЧХ гт формирующего фильтра (7) в полосе прозрачности фильтра до (1 — «)/N » 0.85?n и на частоте Найквиста не должно быть более 0.4 дБ. Глубина подавления в полосе задерживания фильтра (7) должна быть не менее 43 дБ.

Формирующий фильтр должен иметь линейную фазочастотную характеристику с неравномерностью группового времени задержки а полоседо частоты найкаиста не более 0.1 Г§. где 7S — длительность символа модулирующего сигнала.

Примечание — Значения неравномерности АЧХ в полосе пропускания и глубины подавления а полосе задерживания, приведенные в настоящем приложении, являются ориентировочными и могут быть впоследствии уточнены.

H(f)i

0 дБ

-3.01 дБ

Неравномерность А*-Х гп < 0 4 ав

Частота /

Глубина подаплоия в голосе задерживания не менее 43 дБ

O.SSI’m /ц 1.15/n

Рисунок А.1

13

ГОСТ Р 52593—2006

Библиография

(1) Словарь ЕСВ Тесл. 3274 — Рал Э EBU. Oecember 1998

[2} Англо-русский толковый словарь-справочник

[3] Европейский стандарт связи ЕН 300 429.1998

(European Standard Telecommunications senes EN 300 429 V1.2.1 (1998-04))

(4) Рекомендация МСЭ-T J.63 (1997)

(ITU-T Recommendation J.83 (1997))

Применение цифровой техники в телерадиовещании

Невдяев Л.М. Телекоммуникационные технологии / Под. ред. Ю.М.Горностаееа W М.: МЦНТИ. ООО «Мобильные коммуникации». 2002—592 с.

Цифровое видеоеещвние. Методы канального кодирования. мультиплексирования и модуляции в цифровых системах кабельного телевидения

(Digital Video 8roadcastmg (DV8); Framing structure, channel coding and modulation for cable systems)

Цифровые многопрограммные системы кабельного распределения служб телевидения, звука и денных.

Digital Multi-Programme Systems for Television Sound and Data Services for Cable Distribution

14

ГОСТ Р 52593—2006

УДК 621.397.611:006.354 ОКС 33.170 Э07

Ключевые слова: цифровое телевизионное вещание, система кабельного цифрового телевизионного вещания, корректирующее кодирование, мультиплексирование, модуляция, технические требования

15

Редактор В.Н. Копы сое Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор Р.А. Меитова Компьютерная верстка П.А. Кругов oil

Сдано в набор 30.11.2006. Подписано а печать 21 12.2006. Формат 60>84Бумага офсетная. Гарнитура Ариал. Печать офсетная. Уел. печ. л. 2.32. Уч.-иэл л.170. Тираж 174 экэ. Эая. 909. С 3556.

ФГУП «Стаидартинформ». 123996 Москва, Гранатный пер.. 4. info@goslmlo ги Набрано во ФГУП «Стаидартинформ» на ПЭВМ.

Отпечатано е филиале ФГУП «Стаидартинформ» — тип. «Московский печатник». 10S062 Москва. Ляпин пер.. 6.

Николай Иванов

Эксперт по стандартизации и метрологии! Разрешительная и нормативная документация.

Оцените автора
Все-ГОСТЫ РУ
Добавить комментарий

ГОСТ Р 52593-2006 Система кабельного цифрового телевизионного вещания. Методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТР

52593-

2006

СИСТЕМА КАБЕЛЬНОГО ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ

Методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции

Издание официальное

S

<4

I

С|Ш№Ц1ЧИ1+П|Ш

тт

ГОСТ Р 52593—2006

Предисловие

Цели и принципы стандартизации е Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0—2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио» (ФГУП НИИР)

2 ВНЕСЕН Министерством информационных технологий и связи Российской Федерации

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2006 г. № 263-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений Рекомендаций Международного союза электросвязи (МСЭ-Т): J.110 (04.97), J.83 (1997) и Европейского Института по стандартизации в области телекоммуникаций (ETSI): EN 300429 (1998)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ, 2007

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ Р 52593—2006

Содержание

1 Область применения……………………………………..1

2 Нормативные ссылки……………………………………..1

3 Термины и определения……………………………………1

4 Обозначения и сокращения………………………………….2

5 Система кабельного цифрового телевизионного вещания…………………..3

5.1 Определение системы…………………………………..3

5.2 Структурная схема…………………………………….3

6 Кодирование для защиты от ошибок……………………………..6

6.1 Адаптация транспортного потока к каналу передачи и его рандомизация…………6

6.2 Внешнее кодирование…………………………………..7

6.3 Сверточное перемежение и цикловая синхронизация…………………..6

7 Формирование спектра и модуляция……………………………..6

7.1 Отображение байтов в символы……………………………..8

7.2 Дифференциальное кодирование…………………………….9

7.3 Квадратурные диаграммы сигналов и формирование спектра………………10

Приложение А (обязательное) Амплитудно-частотная характеристика фильтра основной полосы. 13 Библиография…………………………………………14

in

ГОСТ Р 52593—2006

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СИСТЕМА КАБЕЛЬНОГО ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ

Методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции

Digital video cable broadcasting system.

Methods of channel coding, framing structure and modulation

Дата введения — 2007—01—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на цифровые многопрограммные распределительные системы кабельного телевидения, предназначенные для передачи абонентам сигналов вещательных телевизионных программ и других независимых данных, и устанавливает:

• основные принципы построения многопрограммной системы кабельного цифрового телевизионного вещания;

• структуру цикловой синхронизации, методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции для системы кабельного цифрового телевизионного вещания.

2 Нормативные ссылки

8 настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52023—2003 Сети распределительные систем кабельного телевидения. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений и испытаний

ГОСТ Р 52210—2004 Телевидение вещательное цифровое. Термины и определения ГОСТ Р 52592—2006 Тракт передачи сигналов цифрового вещательного телевидения. Звенья тракта и измерительные сигналы. Общие требования

ГОСТ 17657—79 Передача данных. Термины и определения

ГОСТ 21879—86 Телевидение вещательное. Термины и определения

ГОСТ 22670—77 Сеть связи цифровая интегральная. Термины и определения

ГОСТ 24402—88 Телеобработка данных и вычислительные сети. Термины и определения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов а информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулирование и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателе «Национальные стандарты*, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, а котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

8 настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 17657, ГОСТ 21879. ГОСТ 22670. ГОСТ 24402. ГОСТ Р 52023, ГОСТ Р 52210, а также следующие термины ссоответстеующими определениями в соответствии с [1] и [2]:

Издание официальное

1

ГОСТ Р 52593—2006

3.1 генератор псевдослучайной последовательности двоичных чисел (pseudo random binary sequence generator): Оборудование, которое при вводе инициализирующего слова данных генерирует определенную псевдослучайную двоичную последовательность.

3.2 делеремежение (deinterleaving): Метод перестановки символов в принимаемой последовательности с целью восстановления исходной структуры цифрового сигнала, подвергнутого перемеже-нию (операция, обратная перемежению).

3.3 корректирующий код (error-correcting code): Код, позволяющий исправлять ошибки.

3.4 кортежи (m-tuple): Короткие последовательности битов, равные экачности модулирующего

кода.

3.5 неравномерность АЧХ (in-band ripple): Разность между максимальным и минимальным вносимым затуханием в рабочей полосе пропускания формирующего фильтра.

3.6 перемежение (interleaving): Метод перестановки символов в передаваемой последовательности для изменения распределения ошибок при обработке сигнала на приеме.

3.7 псевдослучайная двоичная последовательность (pseudo random binary sequence): Определенная последовательность двоичных чисел, корреляционные свойства которой близки к корреляционным свойствам ограниченного по уровню шума.

3.8 радиоканал системы кабельного распределения (radiochannelofcable distribution system): Полоса частот, отводимая для передачи радиосигнала транспортного потока цифрового вещательного телевидения по кабельной сети.

3.9 радиосигнал системы кабельного распределения (cable distribution system radio frequency signal): Сигнал несущей, модулированный цифровым сигналом транспортного потока цифрового вещательного телевидения.

3.10 самый старший (двоичный) разряд (most significant bit): Бит кодового слова, который имеет наибольший двоичный вес (наибольшее значение двоичного номера в кодовом слове, в настоящем стандарте — это самый левый разряд двоичного номера).

3.11 сверточное перемежение (convolutional interleaving): Способ перемежения. при котором данные считываются в двухмерную матрицу и каждый ряд матрицы задерживается по времени в соответствии с его позицией в матрице. При считывании блоков данных из матрицы происходит изменение их порядка.

3.12 система кабельного телевидения (cable television system): Система кабельного распределения. обслуживающая абонентов большого района или города и обеспечивающая прием радиосигналов телевизионного и звукового вещания, поступающих от центральной головной станции по кабельной сети.

4 Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения: а — коэффициент скругления спектра;

X— примитивный элемент поля Галуа, являющийся корнем порождающего многочлена кода Рида-Соломона;

Ак. Вк — старшие разряды кортежа:

ASI (Asynchronous Serial Interface) — асинхронный последовательный интерфейс:

Ь0…..Ь7 — биты в кодируемых последовательностях:

£>0…..bj — биты в последовательностях кортежей:

DVB (Digital Video Broadcasting) — цифровое телевизионное вещание;

DVB-C (Digital Video Broadcasting by Cable) — кабельная система цифрового ТВ вещания;

/— текущая частота модулирующего сигнала в основной полосе:

fN (Nyquist frequency) — частота Найквиста;

g(x) — порождающий многочлен кода Рида-Соломона;

G(X) — порождающий многочлен рандомизатора;

H(f) — амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) формирующего фильтра восновной полосе; НЕХ (hexadecimal) — индекс шестнадцатиричной системы счисления;

I.Q — квадратурные сигналы;

— глубина перемежения;

/ — текущий индекс;

к — число информационных символов в блоке кода Рида-Соломона;

2

ГОСТ Р 52593—2006

LSB (Least Significant Bit) — самый младший (двоичный) разряд; m — число битов в символе при модуляции M-QAM;

М — число точек сигнального созвездия модуляции M-QAM (значащих позиций);

MPEG-2 (Moving Picture Experts Group) — обобщенное название группы стандартов ИСО/МЭК13818 в области кодирования.обработки и транспортирования сигналов изображения и звука; MSB(MostSignificantBit) — наибольшийэначащийбит.тоесть самый старший (двоичный) разряд; л — длина блока кода Рида-Соломона; лр — номер транспортного пакета в группе из восьми пакетов; q — длина последовательности из младших битов кортежа;

гт — неравномерность АЧХ на частоте Найквиста и в полосе прозрачности формирующего фильтра;

RS(n, к, t – 8) — полином кода Рида-Соломона при заданных значениях л и к\

SPI (Synchronous Parallel Interface) — синхронный параллельный интерфейс;

STB (Set-Top Box) — цифровая абонентская приставка; t — число ошибок, исправляемых кодом Рида-Соломона;

V — байты в кодируемых последовательностях;

X — формальная переменная порождающего многочлена, используемая для указания положения разрядов скремблера, охваченных логической обратной связью;

х — формальная переменная порождающего многочлена, используемая для указания положения элементов поля Галуа в последовательности данных, кодируемых кодом Рида-Соломона;

Z — обозначения кортежей в кодируемых последовательностях;

АЧХ (AFC) — амплитудно-частотная характеристика:

QAM (Quadrature Amplitude Modulation) — квадратурная амплитудная модуляция;

M-QAM (Quadrature Amplitude Modulation) — квадратурная амплитудная модуляция с числом значащих позиций, равным М;

НЗБ (MSB) — наибольший значащий бит;

ПСП (PRBS) — псевдослучайная (двоичная) последовательность;

ПЧ (IF) — промежуточная частота;

РЧ (RF) — радиочастота:

ТВ — телевизионный;

ТП (TS) — транспортный лоток.

5 Система кабельного цифрового телевизионного вещания

5.1 Определение системы

Система кабельного цифрового телевизионного вещания — это совокупность технических характеристик. параметров и соответствующих им функциональных блоков оборудования, определяющих способы мультиплексирования, помехоустойчивого кодирования и модуляции, применяемых длясогпасования (адаптации) транспортных потоков данных MPEG-2 с каналами кабельной распределительной сети [3].

Эта система может сопрягаться с другими цифровыми системами наземного и спутникового многопрограммного телевидения и использоваться для распределения программ абонентам. Система основана на квадратурной амплитудной модуляции (QAM) с 16-. 32-. 64-. 128- или 256-эначащими позициями (3). [4].

Настоящий стандарт определяет способ преобразования цифровых сигналов данных MPEG-2 основной полосы частот, поступающих с выхода транспортного мультиплексора MPEG-2. в модулированный сигнал, пригодный для передачи по каналам кабельной распределительной сети, а также способ обратного преобразования сигналов на приемной стороне.

5.2 Структурная схема

5.2.1 Структурная схема системы кабельного цифрового телевизионного вещания, включающая оборудование головной станции, линейной сети и абонентского приемника-декодера показана на рисунке 1.

з

ГЪловная станция системы кабельною цифрового тцюоиамонного вещания

дмим

Блок

сопрщщи

Пакты

воя имей

полоо»

иниргор-

Смпргми

ГГ^ЫЯ

хт

садкРЦяа-

цмтнрт-

/ *

СвЛОИЭНШ

АОМШТОР

ДОШЫХ

{204,1В8)

Оирточный

гиря-

ПДОбр**>>

«ОрМфу-

-L*

MuqjHuy

витать

Whoeem-

Л

Диффнрвн-

цтпьный

ПЦИЙ

фильтра

ВДУЛ

и

/=12вй*тов

рмртш

тт>

оснсяной

ингерфсйс-

юртми

полос*

пеРЧ

.t ,.Lt. J .1

См I цжпк мршцд т активы*

инидойчжпог

Линейная сеть системы кабельного цифрового тепевгоионного па.це>«п

Рисунок 1

ГОСТ Р 52593—2006

ГОСТ Р 52593—2006

5.2.2 В передающем оборудовании головной станции цифровой кабельной системы для согласования транспортного потока с каналом в линейной сети должны выполняться следующие преобразования:

• сопряжение в основной полосе:

• инвертирование синхроимпульса цикла и рандомизация данных:

• кодирование с помощью кода Рида-Соломона:

• сверточное перемежение:

• преобразование байтов в m-разрядные кортежи;

• дифференциальное кодирование;

• формирование спектра в основной полосе частот с помощью формирующего фильтра;

• квадратурная амплитудная модуляция.

5.2.3 Система кабельного цифрового телевизионного вещания должна быть разграничена следующими интерфейсами, приведенными в таблице 1.

Таблица 1

Местоположение

Интерфейс

Тип сигнала о точке интерфейса

Головная станция

ВХОД

Мультиплексированный транспортный поток MPEG-2 и такты (По ГОСТ Р S2592)

От мультиплексоре MPEG-2

выход

ПЧ

К РЧ устройствам

Приемник-декодер

Выход

Мультиплексированный транспортный поток MPEG-2 и такты (По ГОСТ Р 52592)

К демультиплексору MPEG-2

Вход

Подлежит определению

От РЧ устройств(абонентские устройства)

5.2.4 Входными сигналами на головной станции являются транспортные пакеты MPEG-2 и такты, получаемые через интерфейс типа SPI или ASI в основной полосе от: спутниковой линии, технологических линий, локальных программных источников и т. п.

5.2.5 Тактовая частота из интерфейса и внешний сигнал выбора кодовой скорости используются для генерации всех необходимых тактовых и несущей частот. Подачу тактовых сигналов и синхронизацию на передаче следует проводить с использованием соответствующих управляемых генераторов.

5.2.6 Вустройстве формирования синхроимпульса цикла и рандомизации осуществляется инвертирование байта синхронизации каждого восьмого транспортного пакета, а также проводится 15-разряд-ное скремблирование транспортного потока.

5.2.7 Рандомизированные пакеты данных кодируются во внешнем RS-кодере, подвергаются внешнему сверточному перемежекию и поступают на преобразователь данных в m-раэрядные кортежи. Защиту от пакетированных ошибок проводят за счет перемежения символов на выходе кодера Рида-Соломона.

5.2.8 В системе кабельного цифрового телевизионного вещания применяется квадратурная амплитудная модуляция с числом значащих позиций М от 16 до 256. Вариант с М – 64 является обязательным.

5.2.9 Преобразователь байтов в кортежи осуществляет формирование битовых структур, удовлетворяющих условию последующего получения символов квадратурной амплитудной модуляции QAM. С целью получения сигнального созвездия, не зависящего от вращения несущей, к двум старшим разрядам каждого символа QAM следует применять дифференциальное кодирование.

5.2.10 Для формирования спектра сигналов в квадратурных каналах /и Q осуществляется согласованная фильтрация по Найквисту. Сигналами /и Q модулируются квадратурные несущие, затем сигнал QAM переносится по спектру в полосу рабочего кабельного канала, для сопряжения с которым служит физический интерфейс.

5.2.11 На приеме в соответствующем порядке выполняются обратные операции по демодуляции и декодированию сигнала в цифровом приемнике-декодере (цифровой приставке).

5

ГОСТ Р 52593—2006

6 Кодирование для защиты от ошибок

6.1 Адаптация транспортного потока к каналу передачи и его рандомизация

6.1.1 Входящий поток битое данных должен быть организован в виде транспортных пакетов фиксированной длины по 188 байт. Каждый транспортный пакет должен содержать 1 байт слова синхронизации (его значение — 01000111. или 47НЕХ) и 187 байт мультиплексированных данных [3].

6.1.2 Байты данных должны следовать старшим разрядом вперед. Процесс обработки данных на передающей стороне начинается со старшего разряда байта синхронизации, то есть с бита со значением «0».

6.1.3 Дисперсия (рассеивание) энергии и близкая к случайной статистика переходов между битами потока данных должны обеспечиваться путем рандомизации входного системного потока MPEG-2. Для рандомизации должен использоваться аддитивный 15-разрядный скремблер, структурная схема которого показана на рисунке 2. Для осуществления обратной функции дескремблирования в приемнике должно использоваться аналогичное устройство.

6.1.4 Генератор двоичной псевдослучайной последовательности (ПСП) рандомизатора должен иметь порождающий многочлен вида:

G(X) = 1 ♦ Xй ♦ X15. <1>

6.1.5 Работа генератора ПСП должна инициализироваться в начале каждого восьмого транспорт

ного пакета путем загрузки в регистр скремблера фиксированной последовательности «100101010000000». Чтобы обеспечить выделение сигнала инициализации в дескремблере, значение байта синхронизации в первом (лр = 1) транспортном пакете в группе из восьми транспортных пакетов (пр = 1…..8) должно быть инвертировано, то есть преобразовано из 47НЕХ в 88НЕХ.

Послвровгепьносп» инициал иавдии скремблере

1 001 01 01 0000000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

00000011…

©

Вижу*

рш/рштрош—Ы

дерияшивфяннных

ДИМ*

ВжжмжодиыхГ

рмисямироинньос

данные

Вход данных (сначала MS8): ДкжчнаяПСП;

10111000

Ixxxxxxxxl

fOQQOQQllj

Рисунок 2

6.1.6 Байты синхронизации не должны скремблироваться. Поэтому первый бит с выхода генератора ПСП должен соответствовать во времени первому, то есть старшему (MSB) биту первого байта, следующего за инвертированным синхробайтом (В8НЕХ). Для поддержки процесса синхронизации во время передачи синхробайгов последующих семи пакетов генератор ПСП должен продолжать рабо

6

ГОСТ Р 52593—2006

тать, но его выход должен быть блокирован, оставляя эти байты нерандомизированными. Таким образом, период ПСП составляет 1503 байт. Структура исходного и рандомизированных транспортных пакетов в последовательности цикла показана на рисунках За}. 36) соответственно.

6.1.7 Процесс рандомизации должен быть активен и тогда, когда входной поток отсутствует, или когда он не соответствует формату транспортного потока MPEG-2 (1 синхробайт + 187 байт пакета). Это необходимо для предотвращения появления немодулированной несущей на выходе передатчика.

Sync

1&йг

Дшны*-107Шг

*)

П*имПСЛ»1«ДМ*т

Денные 107 Шг

8упо2

Данные

18Гба#г

8)па6

Данные

1Й7бв*Г

Денные

W«e#r

чГ-

8уг*1

Synci

8)

здшг

8vnc1 иг* Sync л»

Денные *107 ЙяЯт

RS<2D4.100,1-6}

■)

-#■

-0-

sw*i или Syne

203 Шт

Synel

ШШвуПСЛр

203 Шт

4

*-

#-

Обозначения:

Sync — нескремблированный синхроимпульс {1 байт).

Sync 1 — нескремблированный инвертированный синхроимпульс (1 байт). пр « 1; Sync л — нескремблированный синхроимпульс (1 байт). лр * 2. 3…..8

Рисунок 3

6.2 внешнее кодирование

6.2.1 Для внешнего кодирования должен использоваться укороченный код Рида-Соломона RS(204.188. t – 8). полученный из первоначального систематического кода Рида-Соломона RS(255,239. t = 8). Укорочение кода должно обеспечиваться добавлением 51 байта (все со значением «0») перед информационными байтами на входе кодера RS(255. 239. t = 8). После кодирования все эти нулевые байты должны быть исключены.

6.2.2 внешнее кодирование должно быть применено к каждому входящему рандомизированному транспортному пакету [см.рисунокЗб)]сполучениемврезультатепакетасвведенкымибайтами защиты от ошибок, как показано на рисунке За).

6.2.3 Кодирование Рида-Соломона необходимо применять к всему транспортному пакету, включая байт синхронизации как неинвертированный (значение 47НЕХ), так и инвертированный (значение В8нех).

6.2.4 Для задания кода Рида-Соломона должны использоваться порождающий многочлен

д(х) = (х + Х°Кх ♦ >.1Мх + Х2)…(х ♦ а15) (2)

и порождающий многочлен конечного поля Галуа

р(х) = Xе + х4 ♦ х3 + х2 ♦ 1. (3)

где X = 02нех — примитивный элемент поля Галуа, являющийся корнем порождающего многочлена;

х — формальная переменная, используемая для указания положения элементов поля в последовательности кодируемых данных.

7

ГОСТ Р 52593—2006

6.3 Сверточное перемежение и цикловая синхронизация

6.3.1 Операцию внешнего перемежения следует проводить после внешнего кодирования в сверточном побайтовом перемежителе структуры Форни с глубиной перемежения /d = 12. Структурная схема внешнего перемежения показана на рисунке 4.

Перемежитель должен быть составлен из /d – 12 ветвей, циклически подключаемых коммутатором в цепь прохождения входного потока байтов. Каждая из ветвей образована регистрами сдвига типа FIFO с глубиной (Мх/) ячеек, где М = 17 = N//d. N – 204 — длина кадра с защитой от ошибок. /d = 12 — глубина перемежения.; — индекс ветви. Ячейки регистра сдвига имеют емкость в 1 байт, а входные и выходные переключатели синхронизированы. Задержки в ветвях деперемежителя выбраны так. чтобы во всех положениях 12-лозиционного коммутатора суммарная задержка леремежителя/депе-ремежителя была равна 17 ж 11 байт.

6.3.2 Результатом перемежения должны быть сформированные перемеженные кадры, структура которых показана на рисунке Зг).

Перемеженные кадры составлены из байтов перекрывающихся пакетов с байтами защиты от ошибок и для их разграничения используются инвертированные или неинвертированные синхронизирующие байты лакетое MPEG-2 (это сохраняет периодичность в 204 байт). Практически байты синхронизации пакетов не перемежаются, они должны всегда проходить через перемежитель по ветви с нулевой задержкой, как показано на структурной схеме, приведенной на рисунке 4.

6.3.3 Для деперемежения данных в приемнике должна использоваться схема деперемежителя. аналогичная перемежителю, но индексы ветвей которой должны быть полностью обратны (тоесть ветви с индексом } – 0 должна соответствовать самая большая задержка).

6.3.4 Синхронизация деперемежителя в приемнике должна выполняться направлением первого идентифицированного синхронизирующего байта в ветвь с нулевой («0») задержкой.

Рисунок 4

7 Формирование спектра и модуляция

7.1 Отображение байтов в символы

7.1.1 Преобразование непрерывной последовательности байтов с выхода сверточного перемежителя в короткие последовательности битов (кортежи) необходимо для последующей модуляции несущей. Каждый из кортежей должен соответствовать символу QAM. т. е. определенной точке на квадратурной диаграмме модулированного сигнала [3]. (4).

7.1.2 Длина кортежа в битах должна быть равна т – tog 2{М). где М — число позиций модулированного сигнала M-QAM. При этом отображение байтов в кортежи должно осуществляться циклически и для одного цикла выражаться следующей формулой

8

ГОСТ Р 52593—2006

8к-п т, (4)

где к — число преобразуемых байтов по 8 бит каждый, п — число кортежей длины т бит.

7.1.3 Для различных вариантов модуляции M-QAM соответствующие значения коэффициентов преобразования байтов в символы должны соответствовать приведенным в таблице 2.

Таблица 2

Модуляция

т

Л

к

6к * п т

16-QAM

4

2

1

8

32-ОАМ

5

8

5

40

64-ОАМ

6

4

3

24

12S-OAM

7

8

7

56

256-QAM

6

1

1

8

Минимальный цикл преобразования в /(=1 байт соответствует видам модуляции 16-QAM и 256-QAM. При модуляции 256-QAM байты и кортежи совпадают.

Процесс преобразования с использованием модуляции 64-QAM показан на рисунке 5. 6 начале преобразования старший значащий разряд (MSB) кортежа 65 должен соответствовать старшему разряду из последовательности байтов 67 и далее в том же порядке. При т< 8 каждый байт входит более чем в один кортеж.

Бейт е выходе перамшргптв

6-8итовыв ствол*

{Хфтаиы)

1 Ствол Z I CtmaorZ* 1 1 GnieonZ + 2 I OwonZ + 8

ErttV_i Байту» 1_I_BeffV+a

Ь7 Ьв Ь6 Ь4 ЬЗ Ь2

И ш

Ь7 Ьб Ьб Ь4

Й Ь2 Ы ЬО

Ь7 t£

fa£ Ь4 ЬЗ Ь2 М Ы>

MSB

LSB

Ч *>4 *8 Ч *1 Ч

Ч Й4 и* 8* ft,

fi* й4 fi* й* ft, *

Рисунок S

7.2 Дифференциальное кодирование

7.2.1 Для устранения потерь информации из-за скачков фазы несущей в цифровой кабельной системе должно применяться дифференциальное кодирование двух старших разрядов кортежа (А* и Sk). При этом обеспечивается однозначность выделения требуемого квадранта на квадратурной диаграмме в соответствии с данными таблицы 3.

Таблица 3

Квадрант

Значения деух старших разрядов кортежа

Фазовый сдвиг

1

00

0

2

10

♦ п/2

3

11

♦ R

4

01

♦ 3*/2

7.2.2 Менее значащие q- т — 2 битов кортежа (q – 2, 3.4. 5.8 для 16-. 32-. 64-. 128-. 256-QAM соответственно) определяют номер точки, повторяясь в каждом квадранте, и не подвержены искажениям из-за случайных фазовых сдвигов на значение, кратное s/2.

9

ГОСТ Р 52593—2006

7.2.3 Закон дифференциального кодирования старших разрядов должен определяться следующими логическими формулами:

/*=<Л © Вк )(Ак Ф © Вк )(Д, © Q* _ t). (5J

0*=<Л © Вк )(В* ФО*_,) + (Л ФбкКВ» ©Л,-,). (6>

где Ак и Вк — старшие разряды кортежа;

/к и Qk – старшие разряды кортежа после дифференциального кодирования; индекс к относится к текущему такту преобразования, а индекс к — 1 — к предшествующему такту.

7.2.4 Структурная схема устройств, связанных с дифференциальным кодированием и отображением байтов в символы М-ОАМ. показана на рисунке 6.

Отсооргочюю
гсрсдооггсля

Гфеобрйво*
ваталь
байтов
авэртям
Кодер относительного иоде

Влос

шиВца—ши fWiTji 8 СИМвОГЫ

M-QAM

Q

Рисунок 6

7.3 Квадратурные диаграммы сигналов и формирование спектра

7.3.1 В системе кабельного цифрового телевизионного вещания должна применяться квадратурная амплитудная модуляция М-ОАМсчислом значащих позиций М, равным 16.32.64.126 или 256. Вариант модуляциисА# = 64 является обязательным, варианты модуляции сМ – 16.32,128.256 допускаются опционно [3].

7.3.2 Квадратурные диаграммы сигналов (сигнальные созвездия), отображающие полную совокупность сигналов, передаваемых в цифровой распределительной системе кабельного телевидения, показаны на рисунке 7 для модуляции 16-. 32- и 64-QAM, на рисунке 8 — для модуляции 128- и 256-QAM. На рисунках 7 и 8 около каждой точки сигнальных созвездий указаны значения битов соответствующих кортежей.

7.3.3 Квадратурные сигналы /(сигнал синфаэен с несущей) и О (сигнал находится в квадратуре к несущей) с выхода блока отображения байтов в кортежи перед модуляцией и после демодуляции в приемнике должны подвергаться согласованной фильтрации для формирования полного спектра системы с коэффициентом скругления а = 0.15.

7.3.4 Амплитудно-частотные характеристики формирующих фильтров H{f) в передатчике и в приемнике в области скругления спектра (1 — a)/N й |/|£ (1 +a)/N должны соответствовать корню квадратному из полной характеристики спектра системы и выражаться формулой;

т

(7)

где f — текущая частота модулирующего сигнала в основной полосе; fN — частота Найквиста; а — коэффициент скругления спектра.

7.3.5 Неравномерность АЧХ гт формирующих фильтров (7) в полосе прозрачности и на частоте Найквиста не должна превышать 0.4 дБ.

Ю

ГОСТ Р 52593—2006

32-ОАМ

10

16-QAM

10111

1(Ю’1

00110

00010

Q

lkQ, = ‘С

о

о

о

о

1А = со

■А-к»

1,0* «ю

101′

1001

0010

ООП

10010

юю*

10001

ооюо

00101

00*11

о

о

о

о

о

0

0

0

о

0

1010

1000

0000

0001

1040

10100

10000

00000

00001

00011

О

о

о

0 1

о

0

0

0

о

9 1

1101

1100

0100

0110

■4011

1‘001

11 ООП

010!»

опоо

ото

О

о

о

О

о

о

о

о

о

о

11*1

1110

0101

0111

11111

‘1101

11100

01DD1

01101

01010

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

IA –11

»А – 01

•А * 1′

l,Ok-D1

1*010

11110

01011

011*1

О

О

О

О

64-QAM

•А =

Q

IA .00

101*100

101110

100110

100100

ОО’ОСС

001001

001101

сото

О

О

о

о

о

о

О

0

101101

101111

100111

100101

001010

0010*1

001111

сото

о

о

о

о

о

о

о

о

101001

101011

Ю0П11

100001

000010

0000*1

000111

000110

о

о

о

о

о

о

о

о

101000

1С1010

100010

100000

ооээсс

0Э0С01

000101

!ШЮ0

о

о

о

о

о

о

о

0

1

1101ОЭ

110101

11СС01

1’ССОО

010000

010010

ОПОЮ

011000

О

О

о

о

о

О

О

0

110110

110П1

110011

1*0010

010001

0100*1

011011

011001

О

О

о

о

о

о

О

о

•11110

111111

тон

*11010

0ЮЮ1

01011*

011111

01*101

О

О

е

0

о

О

0

0

1*1100

111101

111001

*11000

010100

01040

011110

отоо

О

0

о

0

0

0

О

0

•А* 11 U°k * 01

fkOk — два старших разряда в каждой квадранте Рисунок 7

11

ГОСТ Р 52593—2006

12A-QAM

О

11010

11011

01011

01010

‘А = ю 11

• о

о

о

о

А

= 00

Сдвиг фази на г,гг

11000

11001

010D1

D1000

9-

• о

о

О

О

10000

10001

10101

10100

11100

11101

7-

о

о

о

о

о

о

100*0

10011

10111

10110

1*110

11111

5-

о

о

о

о

о

о

ооою

00011

оош

оопо

ото

01111

3-

о

о

о

о

о

о

ссооэ

СС001

00101

00100

01100

01101

1-

• О

О

0

о

о

0

II

о

I

1

3

I

S

7

9

I ►

1! I

Сдвиг фазы ка ~

•А

= 01

С aw фазы ни Эл-‘2

256-QAM

О

0000

0001

0101

01С0

0100

0101

‘А

0001

ос

0000

эк=10 15-

• о

о

о

о

о

о

о

о

щн1 фалы на тЛ

0010

сои

от

0110

ООН

от

сои

оою

13-

• О

О

о

О

о

о

0

о

1010

1111

11*0

1*10

а

*111′

1011

*010

11-

• О

о I

о

О

о

о !

О

о

i^1000

1001

1101

1100

F]iioo

1101

1001

‘ОСЮ

9-

• о

о

о

о

о

о

о

о

1000

1001

1101

1100

1100

1101

1001

*000

7-

• О

о

о

О

о

о

О

о

1010

1011

1111

то

1*10

*111

1011

*0Ю

6-

0

о

о

0

о

о

0

ф

0010

00

ООН ,

от

0*10

0110

С011

оою

3-

■ 0

о J

о

0

о

о J

0

о

ю[оэоо

0001

0101

01СС

31(0100

0101

0001

осхю

1-

• 0

0

о

о

О

о

О

о

А = 11

1

1

3

5

7

1

9

I

II

I

13

I *

15 I

Сдои- Фазы ни п

*0* = 01 Сдоиг фазы на Зл-‘2

Рисунок 8

12

Приложение А (обязательное)

ГОСТ Р 52593—2006

Амплитудно-частотная характеристика фильтра основной полосы

Амплитудно-частотная характеристика формирующих фильтров Найквиста в передатчике и в приемнике (7)е основной полосе сигнала системы кабельного цифрового телевизионного вещания должна соответствовать шаблону. приведенному на рисунке А.1. Соответствие шаблону рассматривается как минимальное требование при воплощении формирующего фильтра. Шаблон учитывает не только возможные конструктивные ограничения цифрового фильтра. но также и искажения, возникающие при аналоговой обработке сигналов в системе (например при цифроанвлоговом преобразовании; при аналоговой фильтрации и т. п.).

Значение неравномерности АЧХ гт формирующего фильтра (7) в полосе прозрачности фильтра до (1 — «)/N » 0.85?n и на частоте Найквиста не должно быть более 0.4 дБ. Глубина подавления в полосе задерживания фильтра (7) должна быть не менее 43 дБ.

Формирующий фильтр должен иметь линейную фазочастотную характеристику с неравномерностью группового времени задержки а полоседо частоты найкаиста не более 0.1 Г§. где 7S — длительность символа модулирующего сигнала.

Примечание — Значения неравномерности АЧХ в полосе пропускания и глубины подавления а полосе задерживания, приведенные в настоящем приложении, являются ориентировочными и могут быть впоследствии уточнены.

H(f)i

0 дБ

-3.01 дБ

Неравномерность А*-Х гп < 0 4 ав

Частота /

Глубина подаплоия в голосе задерживания не менее 43 дБ

O.SSI’m /ц 1.15/n

Рисунок А.1

13

ГОСТ Р 52593—2006

Библиография

(1) Словарь ЕСВ Тесл. 3274 — Рал Э EBU. Oecember 1998

[2} Англо-русский толковый словарь-справочник

[3] Европейский стандарт связи ЕН 300 429.1998

(European Standard Telecommunications senes EN 300 429 V1.2.1 (1998-04))

(4) Рекомендация МСЭ-T J.63 (1997)

(ITU-T Recommendation J.83 (1997))

Применение цифровой техники в телерадиовещании

Невдяев Л.М. Телекоммуникационные технологии / Под. ред. Ю.М.Горностаееа W М.: МЦНТИ. ООО «Мобильные коммуникации». 2002—592 с.

Цифровое видеоеещвние. Методы канального кодирования. мультиплексирования и модуляции в цифровых системах кабельного телевидения

(Digital Video 8roadcastmg (DV8); Framing structure, channel coding and modulation for cable systems)

Цифровые многопрограммные системы кабельного распределения служб телевидения, звука и денных.

Digital Multi-Programme Systems for Television Sound and Data Services for Cable Distribution

14

ГОСТ Р 52593—2006

УДК 621.397.611:006.354 ОКС 33.170 Э07

Ключевые слова: цифровое телевизионное вещание, система кабельного цифрового телевизионного вещания, корректирующее кодирование, мультиплексирование, модуляция, технические требования

15

Редактор В.Н. Копы сое Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор Р.А. Меитова Компьютерная верстка П.А. Кругов oil

Сдано в набор 30.11.2006. Подписано а печать 21 12.2006. Формат 60>84Бумага офсетная. Гарнитура Ариал. Печать офсетная. Уел. печ. л. 2.32. Уч.-иэл л.170. Тираж 174 экэ. Эая. 909. С 3556.

ФГУП «Стаидартинформ». 123996 Москва, Гранатный пер.. 4. info@goslmlo ги Набрано во ФГУП «Стаидартинформ» на ПЭВМ.

Отпечатано е филиале ФГУП «Стаидартинформ» — тип. «Московский печатник». 10S062 Москва. Ляпин пер.. 6.

Николай Иванов

Эксперт по стандартизации и метрологии! Разрешительная и нормативная документация.

Оцените автора
Все-ГОСТЫ РУ
Добавить комментарий