ГОСТ Р 54462-2011 Система цифрового радиовещания DRM. Требования и параметры

Автор Николай Иванов На чтение 241 мин. Просмотров 4 Опубликовано 02.07.2021 Обновлено 02.07.2021

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р 54462 — 2011

СИСТЕМА ЦИФРОВОГО РАДИОВЕЩАНИЯ DRM

Требования и параметры

ETSI ES 201 980 V3.1.1 (2009-08)

(NEQ)

Издание официальное

ГОСТ Р 54462—2011

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «Отехническом регулировании», а правила применения национальных стан* дартов Российской Федерации — ГОСТ Р1.0 — 2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ) и Федеральным государственным унитарным предприятием «Ордена Трудовою Красного Знамени Научно-исследовательский институт радио». Самарский филиал «Самарское отделение Научно-исследовательского института радио» (филиал ФГУП «НИИР-СОНИИР»)

2 ВНЕСЕН Управлением технического регулирования и стандартизации Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН 8 ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техн ическому регулированию и метрологии от 29 сентября 2011 г. No 416-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений стандарта Европейского института по стандартизации в области телекоммуникаций ЕТСИЕС201 980 v3.1.1 (2009-08) «Всемирное цифровое радио <DRM). Системные требования» (ETSIES 20 1 980v3.1.1 (2009-08) «Distal Radio Mondiale (DRM); System Specification»)

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 «Национальнью стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также е информационной системе общего пользования — на официальном сайт е Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

©Стандартинформ. 2013

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

ГОСТ Р 54462—2011

Содержание

1 Область применения………………………………… 1

2 Нормативные ссылки………………………………… 1

3 Термины, определения, обозначения и сокращения………………….. 1

4 Общие характеристики……………………………….. 4

4.1 Краткий обзор системы……………………………… 4

4.2 Архитектура системы………………………………. 4

4.3 Кодирование источников…………………………….. 6

4.4 Режимы передачи………………………………… 6

4.4.1 Параметры, относящиеся к ширине полосы сигнала………………. 6

4.4.2 Параметры, относящиеся к эффективности передачи……………… 7

4.4.2.1 Скорости кодирования и созвездия………………….. 7

4.4.2.2 Набор параметров OFDM………………………. 7

5 Режимы кодирования источников…………………………… 8

5.1 Краткий обзор………………………………….. 8

5.1.1 Кодирование аудио ААС………………………….. 8

5.1.2 MPEG CELP кодирование………………………….. 9

5.1.3 MPEG HVXC кодирование………………………….. 10

5.1.4 SBR кодирование……………………………… 10

5.1.5 PS кодирование………………………………. 10

5.1.6 Маскировка ошибок…………………………….. 11

5.1.7 Кодирование MPEG Surround………………………… 11

5.2 UEP и образование аудио суперфреймов……………………… 11

5.3 ААС кодирова мие………………………………… 13

5.3.1 ААС……………………………………. 13

5.3.1.1 ААС аудио суперфрейм……………………….. 14

5.3.2 ААС + SBR………………………………… 16

5.3.3 Маскировка ошибок в ААС…………………………. 17

5.3.3.1 Интерполяция одного поврежденного фрейма……………… 17

5.3.3.2 Ослабление и восстановление…………………….. 18

5.3.3.3 Градация маскирования……………………….. 18

5.3.4 ААС ♦ MPS………………………………… 18

5.4 MPEG CELP кодирование…………………………….. 19

5.4.1 MPEG CELP……………………………….. 19

5.4.1.1 CELP аудио суперфрейм……………………….. 20

5.4.2 CELP + SBR……………………………….. 23

5.4.3 Маскирование ошибок в CELP……………………….. 23

5.5 HVXC кодирование……………………………….. 24

5.5.1 Определения……………………………….. 24

5.5.1.1 Параметры HVXC кодера источника………………….. 24

5.5.1.2 Биты CRC для режимов с фиксированной битовой скоростью………. 24

5.5.2 HVXC декодер……………………………….. 25

5.5.3 HVXC кодер………………………………… 25

5.5.3.1 Анализ LPC и квантование LSP……………………. 26

5.5.3.2 Поиск основного тона разомкнутого цикла……………….. 26

5.5.3.3 Оценка гармонической магнитуды и тонкая оценка основного тона…….. 26

5.5.3.4 Векторное квантование гармонических магнитуд…………….. 26

5.5.3.5 Различение речь/не речь………………………. 27

5.5.3.6 VXC кодирование неречевых сигналов…………………. 27

5.5.4 HVXC канальное кодирование………………………… 27

5.5.4.1 Выбор защищаемых бит……………………….. 27

5.5.4.2 Синтаксис защиты от ошибок DRM HVXC (ErHVXCfixframe_CRC)……… 29

5.5.5 Категории перемежения…………………………… 30

га

ГОСТ Р 54462—2011

5.5.6 Обнаружение ошибок и маскирование в HVXC…………………. 33

5.5.6.1 Циклический контроль с избыточностью………………… 33

5.5.6.2 Маскирование ошибок………………………… 33

5.5.6.2.1 Замещение параметров…………………… 34

5.5.7 HVXC ♦ SBR……………………………….. 36

5.6 SBR кодироеа мие………………………………… 36

5.6.1 ААС ♦ SBR………………………………… 36

5.6.2 CELP/HVXC ♦ SBR…………………………….. 37

5.6.2.1 Полезная нагрузка SBR……………………….. 37

5.6.2.1.1 Синтаксис битового потока………………….. 37

5.6.2.1.2 Определение элементов битового потока……………. 38

5.6.2.2 Процесс декодирования SBR…………………….. 40

5.6.2.2.1 Обозначения, константы и умолчания……………… 40

5.6.2.2.2 Таблицы частотных полос…………………… 41

5.6.2.2.3 Частотно*еременмая сетка………………….. 41

5.6.2.2.4 Декодирование и двквантиэация огибающей и уровня шума…… 42

5.6.2.3 Обзор гребенки фильтров и средств SBR……………….. 43

Б.6.2.4 Генерация ВЧ и подстройка ВЧ……………………. 45

5.6.3 SBR маскирование ошибок…………………………. 47

5.6.3.1 SBR маскирование ошибок для МС………………….. 47

5.6.3.2 SBR маскирование ошибок для CELP и HVXC……………… 49

5.7 Кодирование параметрического стерео………………………. 49

5.7.1 Введение…………………………………. 49

5.7.2 Технический обзор……………………………… 50

5.7.2.1 Стерео параметры………………………….. 50

5.7.2.2 С игнализация……………………………. 50

5.7.3 Протокол битового потока………… 51

5.7.3.1 Интеграция битового потока……………………… 51

5.7.3.2 С интаксис PS……………………………. 51

5.7.3.3 Определение элементов битового потока………………… 53

5.7.4 Декодирование PS…………………………….. 54

5.7.4.1 Обзор декодирования………………………… 54

5.7.4.2 Деквантизация и отображение…………………….. 54

5.7.4.3 Декодирование SA………………………….. 56

5.7.4.4 Декодирование Pan…………………………. 57

5.7.5 Маскировании парамефичискиш ciepuu……………………. 56

5.8 Кодирование MPEG Surround…………………………… 58

6 Определение мультиплекса……………………………… 59

6.1 Введение……………………………………. 59

6.2 Основной сервисный канал……………………………. 59

6.2.1 Введение…………………………………. 59

6.2.2 Структура…………………………………. 59

6.2.3 Построение MSC……………………………… 60

6.2.3.1 Мультиплексные фреймы……………………….. 60

6.2.3.2 Иерархические фреймы……………………….. 60

6.2.4 Реконфигурация………………………………. 60

6.3 Канал быстрого доступа……………………………… 60

6.3.1 Введение…………………………………. 60

6.3.2 Структура…………………………………. 60

6.3.3 Параметры канала……………………………… 61

6.3.4 Параметры службы…………………………….. 63

6.3.5 Циклический контроль с избыточностью……………………. 64

6.3.6 Повторение FAC………………………………. 65

6.4 Канал описания служб……………………………… 65

6.4.1 Введение…………………………………. 65

6.4.2 Структура…………………………………. 65

ГОСТ Р 54462—2011

6.4.3 Объекты данных……………………………… 66

6.4.3.1 Объект данных: описание мультиплекса — тип 0…………….. 67

6.4.3.2 Объект данных: маркировка — тип 1………………….. 66

6.4.3.3 Объект данных: параметры условного доступа — тип 2…………. 68

6.4.3.4 Объект данных: сигнализация альтернативной частоты — информация о мно-

гочастотной сети — тип 3………………………. 68

6.4.3.5 Объект данных: сигнализация альтернативной частоты—определение расписания — тип 4…………………………….. 70

6.4.3.6 Объект данных: информация приложения — тип 5……………. 71

6.4.3.7 Объект данных: поддержка и переключение сообщения — тип 6…….. 72

6.4.3.8 Объект данных: сигнализация альтернативной частоты —определение района —

тип 7……………………………….. 73

6.4.3.9 Объект данных: информация о времени и дате — тип 8…………. 74

6.4.3.10 Объект данных: аудио информация — тип 9……………… 74

6.4.3.11 Объект данных: параметры канала FAC — тип 10……………. 76

6.4.3.120бъекг данных: сигнализация альтернативной частоты — другие службы —

тип 11………………………………. 77

6.4.3.13 Объект данных: язык и страна — тип 12……………….. 80

6.4.3.14 Объект данных: сигнализация альтернативной частоты — детальное определе-

иие района — тип 13………………………… 80

6.4.3.15 Объект данных: параметры FEC пакетного потока —тип 14………. 81

6.4.3.16 Другие объекты данных………………………. 81

6.4.4 Суммарные хара!сгеристики объектов данных…………………. 81

6.4.5 Изменение содержания SDC………………………… 83

6.4.6 Сигнализация реконфигураций………………………… 84

6.4.6.1 Реконфигурации службы……………………….. 84

6.4.6.2 Реконфигурации канала……………………….. 85

6.5 Приложение текстового сообщения………………………… 85

6.5.1 Структура…………………………………. 85

6.6 Пакетный режим…………………………………. 86

6.6.1 Структура пакета……………………………… 87

6.6.1.1 Заголовок……………………………… 87

6.6.1.2 Поле данных…………………………….. 87

6.6.2 Асинхронные потоки…………………………….. 88

6.6.3 Файлы………………………………….. 88

6.6.4 Выбор длины пакета…………………………….. 88

6.6.5 Прямое исправление ошибок для потоков в пакетном режиме………….. 88

6.6.5.1 Кодирование пакетов FEC………………………. 89

6.6.5.2 Транспортирование пакетов FEC……………………. 92

6.6.5.3 Рассмотрение приемника………………………. 92

7 Канальное кодирование и модуляции…………………………. 92

7.1 Введение……………………………………. 92

7.2 Адаптация передаваемого мультиплекса и рандомизация………………. 93

7.2.1 Адаптация передаваемого мультиплекса…………………… 93

7.2.1.1 MSC………………………………… 93

7.2.1.2 FAC………………………………… 95

7.2.1.3SDC………………………………… 95

7.2.2 Рандомизация……………………………….. 96

7.3 Кодирование………………………………….. 97

7.3.1 Многоуровневое кодирование………………………… 97

7.3.1.1 Разделение битового потока в SM…………………… 99

7.3.1.2 Разделение битового потока в HMsym…………………. 99

7.3.1.3 Разделение битового потока в HMmix…………………. 100

7.3.2 Компонентный код…………………………….. 101

ГОСТ Р 54462—2011

7.3.3 Перемежение битов…………………………….. 107

7.3.3.1 FAC………………………………… 107

7.3.3.2 SDC………………………………… 108

7.3.3.3 MSC………………………………… 108

7.4 Сигнальные созвездий и отображение……………………….. 109

7.5 Применение канального кодирования……………………….. 112

7.5.1 Кодирование MSC…………………………….. . 112

7.5.1.1 SM…………………………………. 113

7.5.1.2 HMsym………………………………. 114

7.5.1.3HMmix……………………………….. 114

7.5.2 Кодирование SDC……………………………… 115

7.5.3 Кодирование FAC……………………………… 115

7.6 Перемежение ячеек в канале MSC………………………… 115

7.7 Отображение MSC ячеек в структуре передаваемого сулерфрейма………….. 116

8 Структура передачи…………………………………. 119

8.1 Структура фрейма передачи и режимы устойчивости………………… 119

8.2 Параметры OFDM, связанные с распространением…………………. 120

8.3 Параметры ширины полосы частот сигнала…………………….. 120

8.3.1 Определение параметра………………………….. 120

8.3.2 Совместная передача……………………………. 122

8.4 Пилотные ячейки………………………………… 122

8.4.1 Функции и происхождение………………………….. 122

8.4.2 Опорная частота……………………………… 123

8.4.2.1 Позиции ячейки…………………………… 123

в.4.2.2 Ячейка усиления и фазы……………………….. 123

8.4.3 Опорное время………………………………. 124

8.4.3.1 Позиции и фазы ячеек………………………… 124

8.4.3.2 Ячейки усиления…………………………… 126

8.4.4 Опорное усиление……………………………… 126

8.4.4.1 Позиции ячейки…………………………… 126

8.4.4.2 Ячейка усиления…………………………… 126

8.4.4.3 Фазы ячейки…………………………….. 127

8.4.4.3.1 Процедура расчета фаз ячейки………………… 127

8.4.4.3.2 Режим устойчивости А……………………. 128

8.4.4.3.3 Режим устойчивости В……………………. 128

8.4.4.3.4 Режим усшйчивос1И С……………………. 129

8.4.4.3.5 Режим устойчивости D……………………. 129

8.4.4.3.6 Режим устойчивости Е……………………. 129

8.4.5 Опорные ячейки AFS……………………………. 130

8.4.5.1 Позиции и фазы ячейки……………………….. 130

8.4.5.2 Ячейки усиления………………………….. 131

8.5 Ячейки управления……………………………….. 131

8.5.1 Общие положена……………………………… 131

8.5.2 Ячейки FAC………………………………… 131

8.5.2.1 Позиции ячеек……………………………. 131

в.5.2.2 Ячейки усиления и фазы……………………….. 133

8.5.3 Ячейки SDC………………………………… 133

8.5.3.1 Позиции ячеек……………………………. 133

8.5.3.2 Ячейки усиления и фазы……………………….. 133

8.6 Ячейки данных…………………………………. 134

8.6.1 Позиции ячеек……………………………….. 134

8.6.2 Ячейки усиления и фазы…………………………… 134

Приложение А (рекомендуемое) Моделируемые характеристики системы………….. 135

Приложение Б (справочное) Определение профилей канала………………… 136

Б.1 Режимы устойчивости А — D…………………………… 136

Б .2 Режим устойчивости Е……………………………… 136

ГОСТ Р 54462— 2011

Приложение В(спра80чное)Примеротображения логических фреймов е мультиплексных фреймах 138

Приложение Г (обязательное) Вычисление С RC слова………………….. 140

Приложение Д (рекомендуемое) Радиочастотные защитные отношения…………… 141

Приложение Е (справочное) Сигнализация альтернативной частоты и объявления………. 146

Е.1 Возможности функции сигнализации альтернативной частоты…………….. 146

Е.2 Возможности функции объявлений…………………………. 147

Е.ЗОбэор БОСобъектовданныхдлясигналиэацииальтернатиенойчастотыиобъявлемий….. 148

Е.4 SDC объекты данных и установки для сигнализации альтернативной частоты……… 149

Е .5 SDC объекты данных и установки для объявлений…………………. 149

Е.6Сигнализация альтернативной частоты и объявления— пример кодирования……… 150

Приложение Ж (рекомендуемое) Указания по реализации приемника……………. 152

Ж.1 Проверка и переключение альтернативной частоты (AFS)………………. 152

Ж.2 Кнопки станции для DRM служб…………………………. 153

Ж.З «Бесшовная» проверка и переключение альтернативной частоты (AFS)………… 153

Ж.4 Наборы символов……………………………….. 156

Приложение И (рекомендуемое) Пропускная способность службы и битовая скорость передачи . . 157

Приложение К (обязательное) Таблицы SBR……………………….. 158

К.1 Предписанные настройки для CELP+SBR……………………… 158

К.2 Предписанные настройки для HVXC+SBR……………………… 159

К.З Таблицы параметрического стерео Хаффмена……………………. 162

К.4 Различные таблицы параметрического стерео……………………. 164

Приложение Л (справочное) Число входных битов…………………….. 166

Приложением (справочное) Одновременная передача, альтернативные источники и расширенная

сигнализация……………………………… 172

Приложение Н (справочное) Иллюстрации опорных пилотов………………… 175

Приложение П (справочное) Примеры конфигурации MSC…………………. 182

Приложение Р (справочное) Параметры HVXC………………………. 185

Приложение С (обязательное) Интерпретация расписаний для сигнализации альтернативной частоты 187

Приложение Т (рекомендуемое) Разнесение передачи………………….. 188

Приложение У (справочное) Бесшовная реконфигурация…………………. 189

Приложение Ф (рекомендуемое) Бесшовный приемник, перекл ючающийся между DRM. DAB. AM и

FM передачами…………………………….. 191

Ф-.1 Краткий обзор………………………………….. 191

Ф-.2 Соображения по синхронизации общей сети…………………….. 191

Ф.З Правила синхронизации сети…………………………… 192

Ф-.4 Правила реализации приемника………………………….. 194

Ф-.5 Определение сигналов опорного времени вещания…………………. 194

Приложение X (рекомендуемое) Комбинированная передача DRM и FM…………… 195

Библиография…………………………………….. 196

VII

ГОСТ Р 54462—2011

Введение

ETSIES201 980v3.1.1 (2009-08) создан Объединенным техническим комитетом (JTC) «Радиовещание» Европейского радиовещательного союза (EBU). Европейского комитета нормализации в области зле (агротехники (CENELEC) и Европейского института по стандартизации в области телекоммуникаций (ETSt).

По сравнению со второй редакцией ETSI ES 201 980. вылущенной в феврале 2008 г.. ETSIES 201 980 v3.1.1 (2009*08) содержит расширение системы DRM для обеспечения ее работы во всех вещательных диапазонах ниже 174 МГц. Эти усовершенствования системы были разработаны, проверены и согласованы Консорциумом ORM.

Для радиовещания ниже 30 МГц используются следующие частотные диапазоны:

• диапазон низких частот (НЧ (LF): от 148.5 до 283.5 кГц. только в регионе 1 согласно Регламенту радиосвязи [1];

• диапазон средних частот (СЧ (MF): от 526.5 до 1 606,5 кГц. в регионах 1 и 3 и от 525 до 1 70S кГц в регионе 2 согласно Регламенту радиосвязи (1);

• диапазон высоких частот (84 (HF): набо р индивидуальных радиовещательных полос в диапазоне от

2,3 до 27 МГц. в общем случае доступных на всемирной основе.

Эти диапазоны обладают уникальными свойствами распространения, которые позволяют обеспечить:

• большие зоны покрытия, размер и расположение которых могут зависеть от времени дня. года или периода солнечной активности (примерно 11 лет);

• портативный и мобильный прием со сравнительно небольшим ухудшением качества за счет окружающей обстановки.

Таким образом, имеется потребность вещания в этих диапазонах, е особенности международного вещания, для которого ВЧ диапазоны представляют единственную возможность, при этом не требуя наземных ретрансляционных станций.

Однако, вещание е этих диапазонах:

• использует аналоговые техно лоти;

• обеспечивает невысокое качество;

• подвержено заметным помехам в результате механизма дальнего распространения, который преобладает в этой части спектра, и из-за большого числа работающих станций.

Прямым следствием приведенных выше обстоятельств является желание перевести вещание на цифровые технологии передачи и приема. чтобы повысить качество, что необходимо для привлечения слушателей. которые имеют все больший выбор приема программ различными средствами, которые, как правило. предлагают более высокие качество и надежность.

Чтобы удовлетворить потребность в системе цифрового радиовещания, пригодной для использования в диапазонах ниже 30 МГц. в начале 1998 г. был организован Консорциум Всемирное цифровое радио (DRM). Консорциум DRM — некоммерческая органиэа ция. которая стремится разработать и продвинуть систему DRM по всему миру. Его члены включают радиовещателей, сетевых провайдеров, производителей приемного и передающего оборудования и исследовательские институты. На веб-сайте (httpJ/ ) можно получить дополнительную информацию о Консорциуме DRM.

8 марте 2005 г. Консорциум DRM на своей Генеральной ассамблее предложил рассмотреть возможность распространения системы DRM для оказания услуг цифрового редио на более высоких частотах передачи. Этот диапазон включает:

• полосу 47—S8 МГц (полоса I). распределенную аналоговому телевизионному вещанию;

– полосу 65.8 — 74 МГц (ОИРТ FM полоса);

• полосу 76 — 90 МГц (японская FM полоса);

• полосу 87.5 —107.9 МГц (полоса И), распределенную FM радиовещанию.

\лв

ГОСТ Р 54462—2011

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СИСТЕМА ЦИФРОВОГО РАДИОВЕЩАНИЯ DRM

Требования и параметры

Digital broadcasting system DRM. Technical requirements and parameters

Дата введения —2012 — 12—01

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет основные параметры и технические требования к системе DRM для цифровой передачи в радиовещательных диапазонах ниже 174- МГц.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте нормативные ссылки не использовались.

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

3.1 Термины и определения

8 настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 зарезервировано для будущих добавлений (reserved for future addition; rfa): Биты с таким обозначением устанавливаются в ноль.

Примечание — Приемники не декодируют эти биты.

3.1.2 зарезервировано для будущего использования (reserved for future use: rfu): Биты с таким обозначением устанавливаются а ноль.

Примечание — Приемникам необходимо проверить эти биты с целью олредвлешя действительного состояния других полей в том же самом просмотре.

3.1.3 канал быстрого доступа (Fast Access Channel: FAC): Канал мультиплексного потока данных, который содержит информацию, необходимую для поиска служб и начала декодирования мультиплекса.

3.1.4 канал описания услуг (Service Description Channel; SDC): Канал мультиплексного потока дан* ных. который дает информацию для декодирования служб, включенных е мультиплекс.

Примечание — SOC также содержит дополнительную информацию, которая позволяет приемнику определить альтернативные источники тех же самых данных.

3.1.5 кбит/с (kbit/s): Килобит в секунду (1000 битое в секунду).

3.1.6 логический фрейм (logical frame): Данны», содержащиеся е одном поток» длительностью 400 мс или 100 мс.

3.1.7 мультиплексный фрейм (multiplex frame): Фрейм, образованный логическими фреймами всех потоков.

Примечание — Мультиплексный фрейм является существенной основой для кодирования и перемежения.

Издание официальное

ГОСТ Р 54462—2011

3.1.6 одночастотная сеть (Single Frequency Network: SFN): Сеть передатчиков, совместно использующих одну и ту же частоту для достижения большей зоны покрытия.

3.1.9 основной сервисный канал (Main Service Channel; MSC): Канал мультиплексного потока данных. который занимает большую часть фрейма передачи и который несет данные всех цифровых аудио служб вместе с данн ыми вспомогательных и дополнительных служб.

3.1.10 профил ь UEP (UEP Profile): Комбинация уровней защиты и длин частей с повышенной защитой для неравной защиты от ошибок.

3.1.11 символ OFDM (OFDM symbol): Передаваемый сигнал, соответствующий промежутку времени, когда амплитуда модуляции и состояние фазы сохраняются постоянными для каждой из разнесенных несущих сигнала.

3.1.12 суперфрейм передачи (transmission super frame): Три последовательных фрейма передачи, причем первые символы OFDM содержат блок SDC.

3.1.13 фрейм передачи (transmission frame): Некоторое количество последовательных символов OFDM, причем первый символ OFDM содержит ячейки временной синхронизации.

3.1.14 энергетическое рассредоточение (скремблирование) (energy dispersal): Обработка, включающая детерминированное селективное дополнение битов в логическом фрейме с цепью исключения систематического повторения комбинаций, приводящего к нежелательной регулярности передаваемого сигнала.

3.1.15 ячейка (cell): Часть синусоидального колебания дл ительностью T_t, передаваемая с заданной амплитудой и фазой и соответствующая позиции лоднесущей.

Примечание — Каждый символ OFDM является суммой К таких частичек синусоидального колебания, равномерно смещенных по частоте.

3.1.16 mod: Оператор по модулю.

Примечание — (х mod у) = г. где у > 0. так что х * qy + z. q — целое число, и О £ г < у.

3.2 Обозначения

8 настоящем стандарте применены следующие обозначения:

Е(]— ожидаемая величина выражения е скобках:

(_R—опорная частота излучаемого сигнала:

К — число активных несущих е символе OFDM;

К** индекс верхней активном несущей в OFD М сигнале;

— индекс нижней активной несущей е OFDM сигнале;

L_uux—число входных битов в мультиплексном фрейме для многоуровневого кодирования;

N_uux — число ячайк MSC (cmuatwir QAM) я мупктмппвкпыпм фрейме:

Г—элементарный период времени, равный 83¹‘³ мкс (1/12 кГц);

Т)—длительность фрейма передачи;

—длительность защитного интервала;

Г,—длительность символа OFDM;

Г* — длительность суперфрейма передачи, образованного рядом фреймов передачи;

Т„—длительность полезной (ортогональной) части символа OFDM, исключая защитный интервал;

X* — комплексная величина, сопряженная с X;

I 1 — округление в сторону плюс бесконечности;

LJ—округление в сторону минус бесконечности.

3.3 Сокращения

8 настоящем стандарте применены следующие сокращения:

84 (High Frequency; HF) — высокая частота, высокочастотный;

НЧ (Low Frequency; LF) — низкая частота;

СЧ (Medium Frequency: MF) — средняя частота;

AAC (Advanced Audio Coding)— усовершенствованное аудио кодирование;

AF (Audio Frequency) — звуковая частота:

AFS (Alternative Frequency Switching) — переключение альтернативных частот;

AM (Amplitude Modulation)— амплитудная модуляция;

BER (Bit Error Rate) — частота битовых ошибок;

ГОСТ Р 54462—2011

CELP (Code Excited Linear Prediction}—линейное предсказание с управлением;

С! (Continuity Index) — индекс непрерывности;

CRC (Cyclic Redundancy Check) — циклический контрольс избыточностью;

ОАВ (Digital Audio Broadcasting) — Цифровое звуковое радиовещание;

DRM (Digital Radio Mondiale)— Всемирное цифровое радио;

DSB (Double Side Band) — двойная боковая полоса;

ЕЕР (Equal Error Protection) — равная защита от ошибок;

ER (Error Robust) — устойчивость к ошибкам:

ESC (Error Sensitivity Categories) — категории чувствительности к ошибкам:

FAC (Fast Access Channel) — канал быстрого доступа;

FEC (Forward Error Correction)—прямое исправление ошибок путем введения избы точности:

FM (Frequency Modulation)—частотная модуляция;

HCR (Huffman Codeword Reordering) — переупорядочение кодового слова Хаффмана;

HF (High Frequency) — высокая частота, высокочастотный: ВЧ;

HMmix (mixed Hierarchical Mapping)—смешанное иерархическое отображение;

HVXC (Harmonic Vector excitation Coding)—гармоническое кодирование с векторным возбуждением; IDFT (I nverse Discrete Fourier Tra nsform)—обратное дискретное преобразование Фурье;

IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)—обратное быстрое преобразование Фурье;

ISO (International Organization for Standardization)— Международная организация no стандартизации; LAV (Largest Absolute Value) — наибольшая абсолютная величина;

LF (Low Frequency) — низкая частота; НЧ;

LPC (Linear Predictive Coding) — кодирование с линейным предсказанием;

LSb (Least Significant bit) — младший значащий бит:

LSP (Line Spectral Pairs)—пары спектральных линий;

LTO (Local Time Offset) — сдвиг локального времени;

Msym (symmetrical Hierarchical Mapping)—симметричное иерархическое отображение;

MF (Medium Frequency) — средняя частота: СЧ;

MPEG (Moving Picture Experts Group)— группа экспертов no сжатию цифрового видео и аудио; набор стандартов кодирования и сжатия цифрового видео и аудио;

MPS (MPEG Surround) — стандарт сжатия многоканального звука для объемного звучания;

MSb (Most Significant bit) — старший значащий бит:

MSC (Main Service Channel) — основной сервисный канал:

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) — ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием:

OIRT (Organisation Internationale de Radiodiffusion en de Television) — Международная организация рздииыыцанин и 1елеимдемин,

Pan (Panorama)— панорама, обзор;

PNS (Perceptual Noise Substitution) — замещение воспринимаемого шума;

PPI (Padded Packet Indicator) — индикатор дополненного пакета:

PRBS (Pseudo*Random Binary Sequence)— псевдослучай кая бинарная последовательность:

PS (Parametric Stereo)—параметрическое стерео;

QAM (Quadrature Amplitude Modulation) — квадратурная амплитудная модуляция;

QMF (Quadrature Mirror Filter)—квадратурный зеркальный фильтр;

RF (Radio Frequency) — радиочастота;

rfa (reserved for future addition)—зарезервировано для будущих добавлений; rfu (reserved for future use)— зарезервировано для будущего использования;

RS (Reed-Solomon) — Рид-Соломон;

RVLC (Reversible Variable Length Coding)—обратное кодирование с переменной длиной:

SA (Stereo Ambience) — стерео окружение;

SAC (Spatial Audio Coding) — пространственное звуковое кодирование;

SBR (Spectral Band Replication)— копирование спектральной полосы;

SDC (Service Description Channel) — канал описания служб;

SFN (Single Frequency Network) — одночастотная сеть;

SI (Side Information)—побочная информация:

SM (Standard Mapping) — стандартноеогображение;

SPP (Standard Protected Part)— часть со стандартной защитой;

ГОСТ Р 54462—2011

SSB (Single Side Band) — одна боковая полоса частот;

TNS (Temporal Noise Shaping) — формирование временной огибающей шума;

UEP (Unequal Error Protection) — неравная защита от ошибок:

uimsbf (unsigned integer most significant bit first) — целое число без знака, старший бит вначале;

VCB11 (Virtual Codebooks for Cod ebook 11)— виртуальные таблицы кодирования для таблицы кодирования 11;

VSB (Vestigial Side Band) — подавленная боковая полоса частот.

VSPP (Very Strongly Protected Part) — часть с очень сильной защитой;

VXC (Vector excitation Coding) — кодирование с векторным возбуждением:

WSSU S (Wide Sense Stationary Uncorreiated Scattering model) — модель стационарного некоррелированного рассеяния.

Примечание — В тексте стандарта, если не указано иное, принято следующее соглашение о порядке следования битов:

• на рисунках бит. показанный в крайней левой позиции, считается первым:

• в таблицах бит. показанный а крайней левой позиции, считается первым:

• е числовых полях старший бит (MSb) считается первым и обозначается большим номером. Например. MSb одного байта обозначается Ь7. а младший бит (LSb) обозначается ЬО:

• е векторах (математических выражениях) бит с низшим индексом считается первым.

4 Общие характеристики

4.1 Краткий обзор системы

Система DRM разработана для использования на любых частотах ниже 174 МГц. которые имеют разнообразные огра ничения по формированию каналов и различные условия распространения в разных диапазонах. Чтобы удовлетворить этим ограничениям, всистеме имеются различные режимы передачи. Режимы передачи определяются параметрами передачи, которые подразделяются на два типа:

• параметры, относящиеся к ширине полосы сигнала;

• параметры, относящиеся к эффективности передачи.

Первый тип параметров определяет ширину полосы частот, необходимую для одной передачи. Параметры эффективности позволяют выработать компромисс между пропускной способностью (полезной битовой скоростью) и устойчивостью к шумам, многолучевости и Доплеровскому эффекту.

4.2 Архитектура системы

Этот подраздел дает общее представление об архитектуре системы, представленной в общем виде на рисунке!, со ссылками на пункты, определяющие индивидуальные части системы.

Рисунок 1 описывает обобщенн ый поток различных классов информации (аудио данные и т.д.) и не проводит различия между службами, которые могут обеспечиваться информацией одного или более классов . Подробное описание распределения служб по этим классам приведено в разделе 6.

Кодер источника и предварительные кодеры обеспечивают преобразование входных потоков в подходящий формат цифровой передачи. В случае кодирования исходных аудио сигналов эта операция включает компрессию согласно 4.3 и разделу 5. Выход кодера (ов) источника сигнала и предварительного кодера данных может состоять из двух составляющих, требующих разного уровня защиты от ошибок в последующих канальных кодерах. Все службы должны использовать эти два уровня защиты.

Мультиплексор комбинирует уровни защиты всех сигналов и данных, как описано в разделе 6.

Энергетическое рассвродоточенив (скремблирование) состоит в детерминированном селективном дополнении битов с целью исключения систематического повторения комбинаций, приводящего к нежелательной регулярности передаваемого сигнала.

Канальный кодер добавляет избыточную информацию для обеспечения квази-безошибочной передачи и отображает закодированную цифровую информацию для последующей квадратурной амплитудной модуляции (QAM). как описано в разделе 7.

Перемежитель ячеек преобразует ячейки QAM в последовательность ячеек, кеаэислучайно распределенных по времени и частоте, чтобы обеспечить устойчивую передачу в каналах, неоднородных во времени и по частоте. Пилот-генератор позволяет на приемном конце получить информацию о состоянии каналов и осуществить когерентную демодуляцию сигнала.

Поток аудио

д»иьи

Поток

ланмкл

FAC

кифориаым*

SOC

информж*<а

Направление norma информации

Рисунок 1 — Концептуальная блок-схема передачи DRM

(л

ГОСТ Р 54462— 2011

ГОСТ Р 54462—2011

Транслятор OFDM ячеек накапливает ячейки различных классов и размещает их на сетке время — частота, как указано в разделе 7.

Генератор OFDM сигналов преобразует каждый набор ячеек с одинаковым временным индексом в представление сигнала во временной области. Далее из этого представления во временной области полу* чается символ OFDM путем добавления защитного интервала в виде цикличного повторения части сигнала. как оговорено в разделе 7.

Модулятор преобразует цифровое представление OFDM сигнала е аналоговый сигнал для передачи в эфир. Эта операция включает цифро-аналоговое преобразование и фильтрацию, которая должна соответствовать спектральным требованиям согласно приложению Д.

4.3 Кодирование источников

8 рамках ограничений радиовещательных документов на радиовещательные каналы ниже 30 МГц и параметры применяемых схем кодирования и модуляции скорость передачи, доступная для кодирования источни кое. лежит в пределах от 8 кбит/с (половинные каналы) до – 20 кби т/с (стандартные каналы) идо-72 кбит/с (сдвоенные каналы).

8 рамках ограничений радиовещательных документов на радиовещательные каналы в диапазоне от 30 до 174 МГц и параметры применяемых методов кодирования и модуляции скорость передачи, доступная для кодирования источников, лежит в пределах от 35 до 185 кбит/с.

Чтобы обеспечить оптимальное качество при заданной скорости передачи, в системе применяются различные методы кодирования источников:

• метод MPEG-4 ААС — усовершенствованное аудио кодирование, включая средства защиты от ошибок для широкополосного моно и стерео вещания;

• метод MPEG-4 CELP кодирования речи для защищенного от ошибок речевого моно вещания для тех случаев, когда доступна только низкая скорость передачи или требуется исключительно высокая защита от ошибок

• метод MPEG-4 HVXC кодирования речи для очень низких скоростей передачи и защищенного от ошибок речевого моно вещания, особенно хорошо подходит для приложений речевых баз данных;

• метод SBR. усовершенствованное средство аудио кодирования, которое позволяет получить полную ширину полосы аудио частот при низкой скорости передачи. Оно может применяться совместно с ААС. CELP и HVXC;

-PS. усовершенствованное средство аудио кодирования, которое позволяет обеспечить стерео кодирование при низкой скорости передачи:

• метод MPEG Surround — инструмент улучшения кодирования аудио, который позволяет учитывать многоканальное кодирование на низких битовых скоростях.

Транспортный формат битового потока схем кодирования источника был модифицирован с цепью удовлетворения требований системы DRM (формирование аудио суперфреймов). Для улучшения поведения системы в каналах, подверженных ошибкам, может использоваться UEP.

Предусмотрено дальнейшее усовершенствование аудио системы путем объединения двух сигналов

DRM.

4.4 Режимы передачи

4.4.1 Параметры, относящиеся к ширине полосы сигнала

8 настоящее время для вещания на частотах ниже 30 МГц установлены полосы шириной 9 кГц и 10 кГц. Система DRM предназначена для использования:

• е этих номинальных полосах, чтобы вл исаться е существующую сетку частот;

– в половинных полосах (4.5 или 5 кГц), чтобы обеспечить одновременную передачу с аналоговым AM сигналом;

. в удвоенных полосах (18 или 20 кГц), чтобы обеспечить большую пропускную способность, где это позволяет сетка частот.

Необходимая ширина канала для радиовещания в диапазоне от 30 до 174 МГц там. где определено, составляет 100 кГц. Система DRM предназначена для работы с использованием таких каналов.

Параметры, касающиеся указанных полос сигнала, определяются в разделе 8.

ГОСТ Р 54462—2011

4.4.2 Параметры, относящиеся к эффективности передачи

Для любого значения ширины полосы сигнала параметры эффективности передачи определяются таким образом, чтобы достичь компромисса между пропускной способностью (полезной скоростью пере* дачи) и устойчивостью к шумам, многолучевости и Доплеровскому эффекту. Эти параметры подразделяют* ся на два типа:

• параметры скорости кодирования и группирования, определяющие, какие скорости кодирования и группы созвездия используются для передачи данных;

• параметры символов OFDM, определяющие структуру символов OFDM, которую необходимо ис* пользовать в зависимости от условий распространения.

4.4.2.1 Скорости кодирования и созвездия

Система предлагает выбор из различных вариантов для обеспечения одного или двух уровней защиты от ошибок в заеисимостиот требуемого уровня защиты для каждой службы или части службы. В зависимости от требований службы эти уровни защиты могут определяться или скоростью кодирования канального кодера (например. 0.6 и тд.), или видом созвездия (например. 4-QAM. 16-QAM. 64-QAM). или иерархической модуляцией. Подробное описание этих вариантов дается в разделе 7.

4,4.22 Набор параметров OFDM

Набор параметров OFDM представлен е данном подпункте. Требования к форме сигнала приведены в разделе 8. Эти параметры определяются для различных условий распространения и обеспечивают раз-лич кые режимы устойчивости сигнала. Для заданной полосы частот различные режимы устойчивости обеспечивают разные скорости передачи данных. В таблице 1 приведены типичные случаи использования режимов устойчивости.

Таблица 1 — Использование режимов устойчивости

Режим устойчивости	Типичные условия распространения
А	Гауссовские каналы с минимальными замираниями
В	Каналы с общими и селективными замираниями с разбросом задержки
С	Как режим В. с повышенным Доплеровским сдвигом
D	Как режим В. с серьезными задержхой и Доплеровским сдвигом
Е	Кана/ 1Ы м чвыыными и временными ^омиронинми

Передаваемый сигнал содержит последовательность символов OFDM, каждый символ состоит из защитного интервала, за которым следует так называемая полезная часть символа. Каждый символ является суммой К отрезков синусоиды, равномерно разнесенных по частоте. Каждый отрезок синусоиды, называемый «ячейкой», передается с заданной амплитудой и фазой и соответствует позиции несущей. Каждая несущая обозначается индексом к. где к принадлежит интервалу (km-*,, к^] (к = 0 соответствует опорной несущей частоте передаваемого сигнала).

Временные параметры символов OFDM выражаются в кратных значениях временного периода Г, равного (83 ■* 1/3) мкс. Этими параметрами являются:

• Г9 — длительность защитного интервала.

• 7, — длительность символа OFDM;

• Т_и—длительность полезной (ортогональной) части символа OFDM (т.е. исключая защитный интервал).

Символы OFDM группируются с образованием фреймов передачи длительностью 7*

Параметры символа OFDM в соответствии с таблицей 2.

Как указано в разделе 8. определенное число ячеек в каждом символе OFDM передается сэаданной амплитудой и фазой, чтобы служить эталоном в процессе демодуляции. Они называются «опорными пилотами» и представляют некоторую пропорцию от общего числа ячеек.

ГОСТ Р 54462—2011

Таблица 2 — Параметры символа OFDM

Параметр	Режим устойчивости
А	в	С	[>	е
Г (мкс)	вз’^,э	83¹’³	83^,,э	831/з	вз”^э
Г„(мс)	24 (288 – 7)	21^1,3(256- 77	142/3 (176 • 77	gl/Э (112- 77	21/а (27-77
Vmc)	22/3 (32-77	₅1.3 <64-77	₅т/э (64- 77	₇1.3 (88-77	qua (3-77
V.	1/9	1/4	4/11	11/14	1/9
П=Г_и+Г_е(мс)	262/3	26^г*	400	162/3	2</2
Г, (мс)	400	400	400	400	100

5 Режимы кодирования источников

5.1 Краткий обзор

Какописано в 4.3. система DRM осуществляет кодирован ие аудио ААС и кодирование речи (CELPh HVXC). Кроме того, возможно использование метода высокочастотного восстановления (SBR) для усиления субъективного восприятия качества звуча ния этих трех схем исходного коди рования. В комбинации с кодер/декодером ААС может использоваться инструмент MPEG PS. Опционально метод многоканальной реконструкции может использоваться дополнительно к AAC/SB R для обеспечения многоканального декодирования.

Были приняты специальные меры, чтобы закодированны й аудио сигнал был преобразован в аудио суперфреймы постоянной длины. Мультиплексирование и неравномерная защита от ошибок аудио/рече-вых служб проводится посредством модулей мультиплексирования и канальною кодирования. Специальная информация о конфигурации аудио передается е SDC (см. 6.4.3.10).

Варианты кодирования сигналов в системе DRM показан ы на рисунке 2.

5.1.1 Кодирование аудио ААС

Для обобщенного кодирования вудио сигналов используется набор правил ААС стандарта МРЕС-4 как наиболее подходящий для применения в системе DRM. Например, стандартной конфигурацией для единичного коротковолнового канала может быть 20 кбит/с моно ААС.

Конкретными особенностями реализации потока ААС е рамках системы DRM являются:

– битовая скорость: ААС может использоваться на любой скорости. Установленная битовая скорость ААС равна 20 бит/с для режимов устойчивости А. В. С. D и 80 бит/с — для режи ма устойчивости Е:

• частоты дискретизации: допустимыми частотами дискретизации являются 12 кГц и 24 кГц для режи-мое А, В, С и D и 24 кГц и 48 кГц — для режима Е. 48 кГц разрешается при условии, что метод SBR не используется;

• длина преобразования: длина преобразования составляет 960 отсчетов, так что один аудио фрейм соответствует ло времени 60 или 40 мс (ре-жимы устойчивости А. В. С и О) и 40 или 20 мс (режим устойчивости Е). Это требуется для увязки длин фреймов CELP и ААС так. чтобы аудио суперфрейм длительностью 400 мс (режимы устойчивости А. В. С и D) или 200 мс (режим устойчивости Е) состоял из целого числа аудио фреймов;

• защита от ошибок: для улучшения устойчивости к ошибкам битового потока ААС в каналах, подверженных ошибкам, используется набор средств MPEG-4 (инструмент MPEG-4 ЕР не используется);

• аудио суперфреймы. 5 или 10 аудио фреймов объединяются в один сулерфрейм. Для режимов устойчивости А. В. С и D соответствующие частоты дискретизации составляют 12 и 24 кГц. обеспечивающие формирование аудио суперфрейма длительностью 400 мс: для режима устойчивости Е соответствующие частоты дискретизации составляют 24 и 48 кГц. обеспечивающие формирование аудио суперфреймов длительность 200 мс. Аудио фреймы в аудио суперфреймах закодированы вместе таким образом, что

ГОСТ Р 54462—2011

Мульгиллвк-

сиротив

Я КВ1вЛЫ«00

адорэвамю

в) Коаироввяив истоки«оо ауиио синапов в <исгмв ORM

Мулкгиса-

б) Доилнроввнив ис гоиииое вгоио <»гнало» в системе оям Рисунок 2 — Кодирование источников аудио сигналов

каждый аудио суперфрейм имеет постоянную длину, т.е. обмен битами между аудио фре ймами возможен только в пределах одного аудио суперфрейма. Один аудио суперфрейм всегда размещается е одном логическом фрейме е режимах устойчивости А. В. С и D и в двух логических фреймах в режиме устойчиво* сти Е (см. раздел 6). Таким образом не требуется никакой дополнительной синхронизации для аудио ходи* рования. внутри аудио суперфрейма происходит также установление границ фрейма и установок UEP;

• UEP: применение UEP в битовом потоке ААС обеспечивает более устойчивую работу при высокой частоте битовых ошибок. Неравная защита от ошибок реализуется с помощью модулей мультиплексировав ния/кодирования. Для режима надежности Е длина более защищенной части аудио суперфрейма должна быть кратна 2 байтам.

5.1.2 MPEG CELP кодирование

MPEG CELP речевое кодирование доступно в режимах устойчивости А. В. С и D для получения приемлемого качества передачи речи при битовых скоростях существенно ниже стандартных (например, работа на «половинной» скорости при 8 кбит/с). Возможные сценарии использования этого речевого кодера следующие:

• двойное/тройное речевое применение: вместо одной аудио программы на скорости от 20 до 24 кбит/с канал содержит два или три речевых сигнала со скоростью от 8 до 10 кбит/с каждый, обеспечивая параллельные речевые передачи;

. речевые программы в дополнение к аудио программе;

• одновременные передачи: в случае одновременной аналоговой и цифровой передачи могут быть доступны только низкие бито еые скорости, вплоть до 8 кбит/с:

ГОСТ Р 54462—2011

• очень защищенные речевые передачи: предполагается, что благодаря своей природе речевой кодер обеспечивает более высокую защиту от ошибок в канале. Поэтому речевое кодирование на скорости 8 кбит/с может использоваться, когда требуется высшая степень защиты в одном канале.

Основными характеристиками MPEG CELP кодирования являются:

• частоты дисхретиэаци и 8 или 16 кГц:

• битовые скорости от 4 до 20 кбит/с:

• устойчивость к ошибкам:

• объединение целого числа фреймов CELP в один аудио суперфрейм.

5.1.3 MPEG HVXC кодирование

MPEG-4 HVXC (гармоническое кодирование с векторным возбуждением) речевое кодирование используется в режимах устойчивости А. В. С и D для получения удовлетворительного качества передачи реч и при очень низких битовых скоростях, например до 2 кбит/с. Рабочие битовые скорости HVXC открывают новые возможности системы DRM. такие как:

• речевые программы в дополнение к аудио программе:

• многоязычное вещание:

• хранение множества программ в памяти, таких как новости, база данных приемника на карте расширения (например, на флэш-памяти объемом 4 Мб может храниться до 4.S ч радиопрограмм):

– изменение масштаба времени для быстрого воспроизведения или просмотра хранящихся программ.

• передачи с высокой защитой от ошибок с использованием или без использования методов иерархической модуляции.

Основными характеристиками HVXC кодирования являются:

• частота дискретизации 8 кГц:

• битовые скорости 2 и 4 кбит/с для кодирования с фиксированной скоростью:

• временный масштаб и степень сжатия произвольных отклонений:

• поддерживается синтаксис защиты от ошибок, возможно использование механизма CRC для улучшения устойчивости битового потока HVXC в каналах, подверженных ошибкам:

• формирование постоянного целого числа фреймов HVXC (20) для аудио суперфрейма.

5.1.4 SBR кодирование

Для поддержания приемлемого субъективного качества звука при низких битовых скоростях классические алгоритмы аудио или речевого кодирования требуют снижения ширины звуковой полосы и частоты дискретизации. Желательно иметь возможность предоставить широкую полосу звуковых частот и низкие скорости передачи. Это может быть реализовано с использованием метода SBR.

Задачей SBR является воспроизведение высокочастотной части полосы частот звукового сигнала, которая не может быть воспринята кодером. Чтобы достичь этого наиболее подходящим способом, в битовом потоке должна передаваться некоторая дополнительная информация, которая использует некоторую долю битовой скорости, доступной кодеру. Эта дополнительная информация извлекается из полного аудио сигнала до его кодирования и обеспечивает воспроизведение высокочастотных составляющих после декодирования аудио/речи.

SBR существует в двух версиях. Версии различаются только устройством декодера. SBR высокого качества использует гребенку фильтров комплексных переменных, в то время как маломощный SBR использует фильтры вещественных величин совместно с модулями подавления наложенного спектре. Маломощная версия SBR значительно проще по сравнению с высококачественной версией, незначительно уступая ей в качестве звука. ААС + SBR описан е стандарте MPEG-4-Aydio (профиль ААС высокой эффективности). SBR используется также в конфигурациях MVXC ♦ SBR иСЕ1_Р+ SBR.

5.1.5 PS кодирование

Для повышения качества стерео сигнала при низких битовых скоростях применяется кодер PS. Средства параметрического стерео могут использоваться в конфигурациях ААС ♦ SB R (профиль ААС высокой эффективности MPEG). Общая идея PS кодирования состоит в том. чтобы передать данные, описывающие стерео картину, параллельно с моно сигналом в качестве дополнительной информации. Эта дополнительная стерео информация очень компактная и требует лишь незначительной доли цифрового потока, обеспечивая максимальное качество моно сигнала в рамках доступной общей битовой скорости.

Синтез стерео сигнала в декодере воспроизводит пространственные свойства звука, но не затрагивает суммарный энергетический спектр. Поэтому отсутствует окраска звука, характерная для моно сигнала, полученного преобразованием из стерео. Битовые скорости для передачи параметрического стерео по системе AAC+SBR должны предпочтительно лежать в диапазонах скоростей, при которых невозможна передача традиционного стерео.

ГОСТ Р 54462—2011

Если радиовещательный сигнал содержит данные PS. должны использоваться средства PS. как оговорено в стандарте MPEG-4 Audio согласно ISO/1EC [2]. Кроме того, могут использоваться методы, описанные в 5.7. для режимов устойчивости А. В. С и D.

5.1.6 Маскировка ошибок

Для каждого аудио кодера, а также для средств SBR и PS приводится описание спо>со6а маскировки ошибочных битовых потоков. Маскировка ошибок, которая производится DRM декодером, должна обеспечивать как минимум тот же уровень качества, как описанные выше методы, но может и превышать его за счет конкретных схемных решений.

5.1.7 Кодирование MPEG Surround

Кодер MPS используется для совместного моно/стерео многоканального кодирования. MPEG Surround стандартизован как MPEG-D, часть 1 согласно ISO/IEC- [3]. Этот документ описывает:

• кодирование многоканальных сигналов на базе преобразованных вниз сигналов оригинального многоканального сигнала и связанных пространственных параметров. Используется самая низкая скорость для кодирования многоканальных сигналов такая же. как для преобразованного вниз моно или стерео сигнала, включенного е поток данных. Следовательно, моно или стерео сигнал может быть дополнен к многоканальному в виде очень малых дополнительных данных:

– бинауральное декодирование потока MPEG Surround, дающее возможность прослушивать через наушники стереозвучание:

• улучшенный матричный режим. который допускает многоканальное преобразование вверх сигналов стерео без любых пространственных параметров.

Приемники, не поддерживающие многоканальное декодирование, могут декодировать ^модифицированный моно или основной стереосигнал.

Следовательно. MPEG Surround (SAC — пространственное аудио кодирование) обеспечивает восстановление N каналов, основанных на М < N передаваемых каналов, и дополнительных данных управления. В предпочтительных режимах действия системы пространственного аудио кодирования М каналов может быть или единственны м моноканалом или парой стерео каналов. Данные управления представляют более низкую скорость передачи данных, чем необходимо для гередачи всех каналов N. делая кодирование очень эффективным, в то же время гарантируя совместимость с устройствами каналов М и N.

Стандарт MPEG Surround включает многие инструментальные средства, обеспечивающие многие возможности, которые учитывают широкое применение стандарта. Главная особенность заключается в способности масштабировать пространственное представление постепенно от очень низкого пространственного наверху к прозрачности. Другая главная особенность заключается в том. что совместный вход декодера может быть выполнен совместно с существующей матрицей технологий окружения. Все инструментальные средства сгруппированы для обеспечения определенных конфигураций.

Приемники с числом выходных каналов, отличным от числе цеповых каналов MPS, индицируемых SOC. должны все же получить многоканальный аудио сигнал согласно доступному числу выходных каналов (возможное худшим качеством по сравнению со случаем, когда число целевых каналов соответствует числу выходных каналов).

5.2 UEP и образование аудио суперфреймов

Современные схемы кодирования в высшей степени оптимизированы с точ ки зрения эффективности кодирования, и согласно теории информации это приводит ктому факту, что энтропия всех бит практически одинакова. Если это предположение верно, то канальное кодирование должно быть оптимизировано, чтобы общее количество остаточных ошибок, называемое BER. было минимальным. Этот критерий может быть выполнен с помощью метода канального кодирования, называемого ЕЕР. при котором все информационные биты получают защиту от ошибок за счет одинаковой степени избыточности.

Однако воздействие ошибки, заметное на слух, зависит от содержания затронутого ошибкой фрагмента битового потока. Этот эффект неравномерной чувствительности к ошибкам хорошо известен в методах кодирования сигналов, используемых в связи и радиовещании, таких как ОАВ (Eureka 147) или GSM. Вариант оптимизации, призванный справиться с эффектом неравномерной чувствительности кошибкам. называется UEP. В такой системе более высокий уровень защиты присваивается более чувствительной части информации, а меньшая защита предоставляется менее чувствительной части битового потока.

Чтобы обеспечить канальное кодирование с неравномерной защитой, необходимо иметь фреймы постоянной длины и неизменный профиль UEP для заданной битовой скорости. Так как ААС является методом кодирования с переменной длиной, несколько закодированных фреймов объединяются в один аудио суперфрейм. Битовая скорость суперфрейма постоянна. Так как канальное кодирование основано на

ГОСТ Р 54462—2011

аудио суперфреймах, сами аудио суперфреймы состоят из двух частей: часть с высокой защитой и часть с низкой защитой. Поэтому закодированные аудио суперфреймы должны разделяться на эти две части. Подробности структуры аудио суперфреймов для методов AAC.CELP и HVXC приведены в соответствующих разделах. HVXC используется только в схеме ЕЕР. Синтаксис аудио_суперфрейма приведен в таблице 3.

Таблица 3 — Синтаксисаудио_суперфрейма

Синтаксис

Количе

ство

битов

Примера

ми*

audio super frame(audio info) //audio info from the SOC {

switch (aud»o_info.aixlk}_coding) { case AAC:

aac_super_frame (audiojnfo): break; case CELP:

cetp_super_frame(audio_info}; break: case HVXC:

hvxc_super_frame(audio_info);

break:

}

Примечание — SDC описывает используемый звуковой кодер и параметры. связанные с кодером. Он также представляет информацию о частоте дискретизации и применяемой битовой скорости (см. раздел 6).

Для режимов устойчивости А. В. С и D аудио суперфрейм отображается непосредственно на логический фрейм, так как оба имеют одинаковую продолжительность. Для режима устойчивости Е аудио суперфрейм отображается двумя логически км фрей мами, тан как продолжительность аудио суперфрейма в этом случае вдвое больше, чем продолжительность логического фрейма. Отображение выполнено так. что первая половина высоко защищенных байтов, сопровождаемая первой половиной низко защищенных, отображается к логическому фрейму л. а вторая половина высоко защищенных байтов, сопровождаемая второй половиной низко защищенных байтов, отображается к логическому фрейму о ♦ 1. как показано на рисунке 3.

Аудио суперфрейм с UEP

UEP высоко защищенная часть	UEP низко защищенная часть

1	1 1

/ 1^”		1 е
Г		1
Логический фрейм п		Логический фрейм п •» 1

I \ в*¹**

с высокой защитой

□

Биты с жокой защитой

Рисунок 3 — Отображение аудио суперфрвйма двумя логическими фреймами

е режиме устойчивости Е

ГОСТ Р 54462—2011

5.3 ААС кодирование

Следующие три пункта описывают, как фреймы ААС. ААС + SBR и расширенные фреймы MPS поме* щаются в аудио суперфрейм.

5.3.1 ААС

ISO/IEC [2} представляет собой стандарт MPEG-4 Audio. Стандарт аудио кодирования MPEG-4 ААС является частью стандарта MPEG-4 Audio. В системе DRM из всех возможных типов объектов использует* ся только устойчивы й к ошибкам (ER) ААС масштабируемый тип (Object Type ID = 20). который является частью аудио профиля высокого качества.

Особенности использования MPEG-4 ААС в системе DRM: в битовом лото>ке MPEG-4 ER ААС могут использоваться три механизма защиты от ошибок: HCR (перестановка кодовых слов по Хаффману), VCB11 и RVLC. В системе DRM все битовые потоки ААС должны использовать метод HCR. так как этот метод существенно снижает чувствительность потока к ошибкам с минимальными затратами. Используется и метод VCB11. так как для низких битовых скоростей затраты на защиту не превышают 1%. Метод RVLC не используется, так ка к он приводит к существенным потерям би товой скорости, что для низких скоростей, используемых в системе DRM. является серьезным недостатком.

Механизм MPEG*4AAC PNS (замещение вослри кимаемого шума) в системе DRM не используется, так KaxSBR обеспечивает эту функцию более подходящим образом.

Для DRM должно использоваться 960 преобразований.

Режимы устойчивости А. В. С и D:

• если используется дискретизация с частотой 12 кГц. 5 фреймов ААС должны объединяться в один аудио суперфрейм:

• если используется дискретизация с частотой 24 кГц. 10 фреймов ААС должны объединяться в один аудио суперфрейм:

• частота дискретизации 24 кГц должна п рименяться ААС при реализации стерео режима.

Режим устойчивости Е:

• если используется частота дискретизации 24 кГц, 5 фреймов ААС должны объединяться в один аудио суперфрейм:

• если используется частота дискретизации 48 кГц. 10 фреймов ААС должны объединяться в один аудио суперфрейм.

Не должен использоваться никакой стандарт расширения полезной нагрузки (extensk>n_payload()). единственными и разрешенными расширениями должны быть: SBR (сообщаемое посредством SDC) и MPS (сообщаемое посредством SDC).

Правый и левый каналы в одном стерео сигнале передаются с леоемеженивм. чтобы снизить чуе* ствительность к ошибкам внутри стерео фрейма.

Любой ААС битовый лоток в системе DRM легко может быть преобразован в поток согласно требованиям MPEG-4 ER с помощью приведенных выше правил.

Если передача идет на базовом уровне (флажок базоеый/расширенный в FAC установлен в 0. см. 6.3.3), фрейм ААС соответствует функции aac_scalab!e_main_element(). как определено в стандарте MPEG-4 согласно ISOflEC [2].

Стандарт MPEG-4 определяет, как должны сохраняться биты исходного защищенного от ошибок ААС фрейма. Каждый элемент защищенного от ошибок ААС битового потока получает категорию чувствительности к ошибкам. В системе DRM существует два вида возможных защищенных от ошибок аудио фреймов ААС.

Моно аудио фрейм

Один моно аудио фрейм состоит из трех последовательных частей, называемых monol. mono2 и ггюгюЗ. Monol содержит биты SI, тооо2 содержит биты TNS и топоЗ содержит биты спектральных данных. Чувствительность к ошибкам уменьшается от monol к топоЗ.

Стерео аудио фрейм

Один стерео аудио фрейм состоит из семи последовательных частей, называемых stereol (общая дополнительная информация). stereo2 (дополнительная информация левого канала). stereo3 (дополнительная информация правого канала), stereo4 (TNS левого канала). stereo5 (TNS правого канала). stereo6 (спектральные данные левого канала). stereo7 (спектральные данные правого канала). С таким перемежением левого и правого каналов чувствительность к ошибкам уменьшается от stereol к stereo7.

ГОСТР54462—2011

5.3.1.1 ААС аудио суперфрейм

Синтаксисаас_суперфрейма приведен в таблице 4.

Таблица 4 — Синтаксисаас_суперфрейма

Синтаксис

Количе

ство

битое

Примечание

aa-c_super_frame{audk>_info. robustness_mode) //audio into from the SOC

{

И (robustness_mode == A ] В | C | 0) {

switch (audio_into.audio_sampUng_rate) { //only 12 000 and 24 OOO is allowed case 12 000: num_frames = S; break;

case 24 000: numjframes = 10: break;

}

else {//robustness_rr>ode == E

switch (audio_info.audio_samptirvg_rat9) { //only 24 000 and 48 000 is allowed case 24 000: num_frames = 5; break;

case 48 000: num_frames = 10: break:

}

aac_super_frame_header(num_frames – 1): for (f = 0; f < numjrames; f++) £

// higher_protected_btock for (b = 0; b < num_higher_protected_by1es: b++) aud k>_frame{fHbJ aac crc_btts(f]

}

//lower_protected_part

for (f = 0: f < num_frames; f++> {

num_lower_protected_bytes = frame_length[f] – num_higher_protected_bytes: for (b = 0; b < num_lower_protected_bytes: b++) audio framelflfnum hioher protected bytes + Ы

}

8 См. приложение Г

}

Примечания

1 Количество битое с высокой защитой определяется используемым профилем UEP (ом. раздел 6).

2 Аудио фрейм — любой из ААС или ААС + SBR фреймов, включая возможные расширения.

Синтаксис заголовка аас_суперфрейма приведем в таблице 5.

Таблица 5 — Синтаксис заголовка аэс_суперфрейма

Синтаксис

Количе

ство

битое

Примечание

aac super frame header(num borders)

(

previous_border = 0:

for <n = 0; n < num_borders; n++) {

frame_length[n] = frame_border – prevSous_bofder. // frame border in bytes previous_border = frame_border;

ГОСТ Р 54462— 2011

Окончание таблицы S

Синтаксис

Количе

ство

битое

Примечание

}

frame_length[num_borders] = audio_paytoad_length – previous_border; rf (num_bofders == 9)

reserved; N byte-alignment

)

Примечания

1 Длина полезной нагрузки получена из длины аудио суперфрейма (длина данных части А плюс длина данных части В) путем вычитания служебных данных аудио суперфрейма (бейты, используемые для заголовка аудио суперфрейма и для аас_сгс_6игов).

2 Если значение границ фрейма превышает 4095 байтов, сообщается только о 12 наименьших значащих битах. Это условие обнаруживается приемником неявно, потому что границы фрейма всегда увеличиваются от фрейма к фрейму.

Часть с высокой защитой

Часть с высокой защитой содержит один заголовок, за которым следует num_frames блоков с высокой защитой. Num_frames—это число аудио фреймов в аудио суперфрейме.

Заголовок

Заголовок содержит информацию, необходимую для восстановления длин фреймов для nuinjrames ААС фреймов, хранящихся в аудио суперфрейме.

Все длины фреймов извлекаются из абсолютных позиций границ фреймов. Эти границы фреймов хранятся последовательно в заголовке. Каадая граница фрейма занимает 12 бит (целое число без знака, старший бит в начале). Граница фрейма измеряется в байтах от начала ААС битовой последовательности. Четыре бита заполнения добавляются в случае, если num_frames==10. в заголовке хранится num_ftames-1 границ фреймов.

Блок с высокой защитой

Один блок с высокой защитой содержит определенное количество байтов в начале каждого ААС фрейма в зависимости от профиля UEP. Далее следует 8-битный контроль CRC. полученный из CRC битов в соответствующем ААС фрейме (о вычислении CRC см. приложение Г). Для моно сигнала CRC биты распространяются на monol. топо2. Для стерео сигнала CRC биты распространяются на stereol. stereo2, stereo3. stereo4. stereo5.

Часть с низкой защитой

Байты с низкой защитой (оставшиеся байты, не записанные в часть с высокой защитой) ААС фреймов последовательно записываются в часть о низкой защитой.

Рисунок 4 иллюстрирует пример аудио суперфрейма с 10 аудио фреймами для случаев с равномерной и неравномерной защитой от ошибок.

ГОСТ Р 54462—2011

Поэ*щии грвнии аудио фреймов 1-9

Заголовок | | Полезная информация ( | CRC

Аудио суперфрейм с UEP (неравномерная защита от ошибок)
Часть с высокой защитой	Часть с низкой защитой

1_

Заголовок | |

Полезная информация с высокой зашитой

Полезная информация с низкой защитой

| | CRC

Рисунок А — Пример ААС аудио суперфрейма с 10 аудио фреймами

5.3.2 ААС * SBR

Частота дискретизации в режиме SBR вдвое выше частоты дискретизации при ААС. Один исходный фрейм ААС * SB R содержит ААС часть и SBR часть. SBR часть расположена в конце фрейма. Первый бит битового потока SBR является последним битом фрейма, следовательно биты SBR записываются/считы-ваются в обратном порядке. Таким образом, начальная точка соответствующих частей данных фрейма легко определяется.

Размеры данных как ААС. таки S6R меняются от фрейма к фрейму. Общий размер индивидуальных фреймов, включающих данные SBR. может быть получен из aac_super_ffame_header(). как описано в 5.3.1. Таким образом, для реакции на меняющуюся битовую скорость SBR не требуется дополнительная сигнализация.

Фреймы ААС * SBR вставляются в аудио суперфрейм таким же образом, как и при отсутствии SBR (рисунок 5).

Аудио фрейм п-t Аудио фрейм п Аудио фрейм п+1


%	ААС данные		SBR данные	%
<	Направление чтения бит	Направление чтения бит	■

Биты заполнения Рисунок 5 — Фрейм ААС + SBR Подробно битовый поток SBR описан в 5.6.1.

ГОСТ Р 54462—2011

5.3.3 Маскировка ошибок в ААС

Базовый декодер ААС имеет функцию маскировки ошибок, что увеличивает задержку в декодере на один фрейм.

8 базовом декодере имеются разнообразные тесты, начиная от контроля CRC и заканчивая проверка* ми правдоподобия. Если такая проверка указывает на поврежденный битовый поток, применяется маски* ровка. Маскировка применяется также в случае, если канальный декодер обнаруживает поврежденный фрейм данных.

Маскировка производится на основе анализа спектральных характеристик непосредственно перед частотно*временным преобразованием. В случае, если поврежден один фрейм, механизм маскировки производит интерполяцию между предыдущим и последующим неповрежденными фреймами и создает спектральную картину для отсутствующего фрейма. Если повреждены несколько фреймов, маскировка в первую очередь запускает ослабление на основе слегка модифицированной спектральной характеристики последнего исправного фрейма. Как только декодер вышел из состояния ошибки, алгоритм маскировки производит восстановление сигнала уже на основе корректных спектральных данных. Восстановление может быть замедлено (подавлено), если состояние ошибки приводит к появлению редких случайных корректных фреймов.

5.3.3.1 Интерполяция одного поврежденного фрейма

В последующе м тексте текущий фрейм — это фрейм номер л, поврежденный фрейм, подлежащий интерполяции, этофрейм номер л-1, предыдущий фрейм имеет номер д-2. Фрейм номер л-2 — последний исправный фрейм, спектральные характеристики которого сохранились на предыдущем шаге работы декодера.

Определение последовательности кадров и формы кадров окон поврежденного фрейма приведены в таблице 5а.

Таблица 5а — №чгврлолироваише последовательности кадров и формы кадров

Последовательность кадров л-2	Последовательность иьдрое n	Последовательность кадров o-1	Форме кадров л-1
ONLY_LONG_SEQUENCE or LONG_START_SEQUENCE or LONG.STOP.SEOUENCE	ONLY_LONG_SEQUE NCE or LONG_START_SEQUENCE or LONG_STOP_SEGUE NCE	ONLY_LONG_SEQUENCE	0
ONLY_LONG_SEQUENCE or LONG_START_SEQUENCE or LONG_STOP_SEQUENCE	ElGHT_SHORT_SEQUENCE	LONG_START_SEQUENCE	1
ElGHT_SHORT_SEQl)ENCE	E!GHT_SHORT_SEQUENCE	EIGHT_SHORT_SEQUENCE	1
ElGHT_SHORT_SEQl)ENCE	ONLY_LONG_SEQUE NCE or LONG_START_SEQUENCE or LONG.STOP.SEQUE NCE	LONG_STOP_SEQUENCE	0

Рассчитываются масштабные коэффициенты энергии полос частот фреймов о-2 и п. Если кадровая последовательность этих фреймов представляет собой EIGHT_SHORT_SEQUENCE и конечная кадровая последовательность для фрейма п -1 является одной из длинных последовательностей, масштабные коэффициенты энергии полос частот рассчитываются для масштабных коэффициентов полос частот длинных блоков путем отображения индекса линий спектральных полос коротких блоков на представление е виде длинных блоков. Новый интерполированный спектр образуется на основе масштабных коэффициентов полос частот путем использова ния спектра предыдущего фрейма л-2 и умножения его на соответствующий спектральный коэффициент. Исключение сделано для случая короткой кадровой последовательности во

ГОСТ Р 54462—2011

фрейме л-2 «длинной кадровой последовательности во фрейме п, здесь спектр текущего фрейма л модифицируется на интерполяционный коэффициент. Этот коэффициент постоянен для всех индивидуальных полос частот и вычисляется, исходя из разницы спектральных энергий в индивидуальных полосах фреймов л-2 и л. 8 конце всех преобразований проводится подстановка шума путем случайной смены знака интерполированных спектральных коэффициентов.

5.3.3.2 Ослабление и восстановление

Характеристики операции ослабления и восстановления, т. е. крутизна нарастания и спадания громкости сигнала может быть фиксированной или устанавливаться пользователем. Спектральные коэффициенты последнего правильного фрейма снижаются на коэффициент, соответствующий характеристикам ослабления. и затем передаются системе отображения частота — время. В зависимости от крутизны нарастания маскирование переключается в режим полного отключения после некоторого числа последовател ьных поврежденных фреймов, это означает, что все спектральные данные будут установлены в 0.

После окончания серии ошибок декодер восстанавливает громкость с крутизной, возможно отличающейся от крутизны ослабления. Если маскирование перешло в состояние отключения, то восстановление может быть задержано на задаваемое число фреймов, чтобы избежать досадного выхода в результате случайных разорванных во времени неповрежденных фреймов.

5.3.3.3 Градация маскирования

8 случае, если спектральные да нные нарушены только частично, т.е. контроль CRC и проверка правдоподобности проходят успешно, ослабление может вводиться с более тонкой детализацией. Использование механизмов защиты от ошибок HCR и VCB11 позволяет декодеру в ыявитъ дефектные спектральные линии. В случае, если повреждено несколько спектральных линий, стратегия маскирования ААС может применяться только к соответствующим масштабным коэффициентам полос или поврежденным спектральным линиям.

5.3.4 ААС+ MPS

ААС фреймы и ААС + SBR фреймы могут быть увеличены данными MPS. Часть MPS аудио фрейма следует за частью ААС и о присутствии данных MPS сообщается в информационном объекте SDC 9. Если режим MPEG Surround соответствует 000, тогда данные MPS доступны в аудио фрейме. Биты данных MPS лишутся/читаются в том же самом порядке, как и биты ААС данных (рисунок 6).

Аудио фрейм п-1 Аудио фрейм п Аудио фрейм п+1

ч,

AAS данные

MPS данные

‘ »

Направление

чтения бит

■ ►

Направление чтетя бит

Биты заполнения

Рисунок б — ААС + MPS фрейм

EcnnMPSnSBR данные присутствуют в аудио фрейме, биты наполнения вставляются между MPS и данными SBR (рисунок 7).

Аудио фрейм п-1 Аудио фрейм п Аудио фрейм п+1

Ч>

AAS данные

WPS

данные

SBR

данные

‘ И 1

Н-► 1 -Я—

‘

Направление Биты заполнения чтения бит

Рисунок 7 — ААС ♦ S BR * MPS фрейм Более детальноMPS-битоеый потокописан в 5.8.

ГОСТ Р 54462—2011

5.4 MPEG CELP кодирование

5.4.1 MPEG CELP

ISO/IEC [2] представляет собой стандарт MPEG-4 Audio. Стандарт аудио кодирования MPEG-4 CELP (линейное предсказание с кодовым возбуждением) является частью стандарта MPEG-4 Audio. Определены две версии, но используется только версия 2. предназначенная для каналов с высоким уровнем ошибок. Поэтому битовые потоки CELP в системе ORM являются потоками версии 2 MPEG-4. Из всех возможных типов звуковых объектов в системе ORM используется только устойчивый к ошибкам (ER) тип CELP (ObjectType ID — 24), который является частью аудио профиля высокою качества.

MPEG-4 CELP описывает компрессию и декодирование естественных речевых сигналов при битовых скоростях от 4 до 24 кбит/с. MPEG-4 CELP является широко известным алгоритмом кодирования с новыми функциональными возможностями. Обычные кодеры CELP обеспечивают компрессию на единственной битовой скорости и оптимизированы для конкретных применений. Компрессия — это одна из функций MPEG-4CELP, но MPEG-4 позволяет также использовать один базовый кодер во многих приложениях. Он гарантирует масштабируемость в смысле битовой скорости и ширины полосы пропускания, а также способность генерировать битовые потоки с произвольной битовой скоростью. Кодер MPEG4 CELP поддерживает две частоты дискретизации, а имен но 8 и 16 кГц. Соответствующие полосы пропускания составляют от 100 до 3800 Гц для частоты дискретизации 8 кГц и от 50 до 7000 Гц—для частоты дискретизации 16 кГц.

Типовая блок-схема CELP декодера показана на рисунке в.

Индеясы

LPC

Индекс

маврами

Индекс форм* 1

Индекс

форммп

Индексы

усилении

Выходной

сигнал

Рисунок 8 — Блок-схема CELP декодера

CELP декодер прежде всего состоит из генератора возбуждения и фильтра синтеза. Кроме того. CELP декодеры часто включают выходной фильтр. Генератор возбуждения имеет адаптивную кодовую таблицу для моделирования периодических компонент, постоянные кодовые таблицы для моделирования случайных компонент и декодер усиления для определения уровня речевого сигнала. Индексы для кодовых таблиц и усиления создаются кодером. Индексы кодовых таблиц (индекс запаздывания высоты тона для адаптивной таблицы и индекс формы для постоянных таблиц) и индексы усиления (усиление для адаптивной и постоянных кодовых таблиц) используются для генерации сигнала возбуждения. Сигнал возбуждения далее фильтруется фильтром синтеза с линейным предсказанием (фильтр синтеза LP). Коэффициенты фильтра реконструируются с использованием индексов LPC, затем интерполируются с коэффициентами.

ГОСТ Р 54462—2011

полученными последовательным анализом фреймов. Для повышения качества речи может быть подключен выходной гребенчатый фильтр.

MPEG-4 CELP кодер имеет следующие функциональные возможности: множество битовых скоростей . масштабируемые битовые скорости, масштабируемые полосы пропускания, компрессия в паузах, плавное управление скоростью. DRM использует функциональные возможности множества битовых скоростей.

Множество битовых скоростей: доступные битовые скорости зависят от частоты дискретизации. Могут использоваться скорости, представленные в таблице 6.

Таблица 6 — Фиксированные битовые скорости для CELP кодера

Битовые скорости для частоты дискретизации 8 кГц (бят/с)

Битовые скорости для частоты дискретизации 18 кГц (би т/с)

3 850. 4 250. 4 650. 5 700. 6 ООО. 6 300.

6 600. в 900. 7 100. 7 300. 7 700. 8 300.

8 700. 9 100. 9 500. 9 900, 10 300. 10 500. 10 700. 11 000. 11 400. 11 800. 12 000.

12 200

10 900. 11 500. 12 100. 12 700. 13 300. 13 900. 14 300. 14 700. 15 900. 17 100. 17 900, 18 700. 19 500, 20 300. 21 100. 13 600. 14 200. 14 800. 15 400. 16 000. 16 600, 17 000. 17 400. 18 600. 19 800. 20 600. 21 400. 22 200. 23 000. 23800

Алгоритмическая задержка a CELP кодере обусловлена длиной фрейма и дополнительной продолжительностью предварительного просмотра. Продолжительность предварительного просмотра является информативным параметром и зависит от режима кодирования. Приведенные ниже задержки (таблицы 7 и 8) применимы к режимам, используемым в системе DRM.

Таблица 7 — Задержка и длина фрейма для CELP кодера при частоте дискретизации 8 кГц

Битовая скорость (биг/с)	Задержка (мс)	Длина фрейма \|ис)
3 850. 4 250. 4 650	45	40
5 700. 6 000. 6 300.6 600. в 900. 7 100. 7 300. 7 700. 8 300. 8 700. 9 100. 9 500. 9 900. 10 300. 10 500. 10 700	25	20
11 ООО. 11 400. 11 вОО. 12 ООО. 12200	16	10

Таблица 8 — Задержка и длина фрейма для CELP кодера при частота дискретизации 16 кГц

Битовая скорость <6иг/с)	Задержка (мс)	Длина фрейма \|ис)
10 900. 11 500. 12 100. 12 700. 13 300. 13 900. 14 300. 14 700. 15 900. 17 100. 17 900. 18 700. 19 500. 20 300. 21 100	25	20
13 600. 14 200. 14 800. 15 400. 16 000. 16 600. 17 000. 17 400. 18 600. 19 800. 20 600. 21 400. 22 200. 23 000. 23 800	15	10

5.4.1.1 CELP аудио суперфрейм

Фреймы CELP имеют фиксированную длину. Аудио фреймы CELP фуплируются с целью образования аудио суперфренмов длительностью 400 мс. Возможно применение UEP. Начало каждого аудио фрейма размещается а части с высокой защитой, остальные биты размещаются в части с низкой защитой. Синтаксис сеф.суперфрейма представлен в таблице 9. Структура фреймов CELP приведена в таблицах 10 и 11. Индекс битовой скорости CELP передается в SDC.

ГОСТР54462—2011

Таблица 9 — Синтаксис се4р_суперфрейма

Синтаксис

Количеств о битое

Примечание

celp super_lrame(celp_tab1e_ind) Л CELP table index from the

SDC*

switch (audio_info.audio_sampiing_rate) {//only в 000 and 16 000 is

allowed

case 8 000:

(num_frames, num_higher_protected_bits. num_lower_prolected_bits) = read_table_10 (CELP_index) break;

case 16 000:

(num_frames, num_higher_protected_bits. num_lower_prolected_bits) = read_tabte_11 (CELPJndex) break;

}

for (f = 0: f < num_frames; f*+) {

// h*g her_protected_block for (b « 0; b < num_higher_prolected_bfts: b++) celp_frame[fHb] if (audioJnfo.CELP.CRC == 1) celp crc_bits(f]

}

II lower_protected_part

for (f = 0: f < num_frames; f*+) {

for (b = 0; b < num_tower_protected_bits; b++)

celp frame{f](num_higher_protected_bits * b]

}

См. приложение Г

Таблица 10 — Параметры UEP для CELP с частотой дискретизации 8 кГц

Индекс битовой скорости CELP	Битовая «««росту. $И1/С	Длина «удне фрейма, ме	Часть с высекай jetupiuA, бит/ауд но фрейм	Часть с КИМОМ JOU4H \|Ь»Й, 6и т/аудио фрейм	Часть е высокой id ЩИ 1 ий. байт/аувио суперфрейм	Часть с НИТКОЙ ДМ\|ЦИ\|иЙ, байт/аудио сугтерфрейм	Длина оудио «упор- фрейма, бай?
0	3850	40	36	118	45	148	192 (Примечание)
1	4250	40	36	134	45	168	213 (Примечание)
2	4650	40	36	150	45	188	233 (Примечание)
6	5700	20	24	90	60	225	285
7	6000	20	24	96	60	240	300
8	6300	20	24	102	60	255	315
9	6600	20	24	108	60	270	330
10	6900	20	24	114	60	285	345
11	7100	20	24	118	60	295	355
12	7300	20	24	122	60	305	365
13	7700	20	36	118	90	295	385

ГОСТ Р 54462—2011

Окончание таблицы 10

Индекс битовой скорости CELP	Битовая скорость. 6и?/с	Длине аудио фрейма, ыс	Часть с высокой зашитой, бит/аудно фрейм	Часть с низкой зашитой, бит/ауаио фрейм	Часть е высокой зашитой, байт/аудио суперфрейм	Часть с НИЗКОЙ защитой. байт/аудио сугзерфрейм	Длина аудио супер-фрейма, байт
14	6300	20	36	130	90	325	415
15	6700	20	36	138	90	345	435
16	9100	20	36	146	90	365	455
17	9500	20	36	154	90	385	475
16	9900	20	36	162	90	405	495
19	10300	20	36	170	90	420	515
20	10500	20	36	174	90	435	525
21	10700	20	36	178	90	445	535
22	11000	10	24	86	120	430	550
23	11400	10	24	90	120	450	570
24	11600	10	24	94	120	470	590
25	12000	10	24	96	120	480	600
26	12200	10	24	98	120	490	610
Примечание — Для этих битовых скоростей аудио суперфреймы дополняются купят.

Таблица 11 — Параметры UEP для CELP с частотой дискретизации 16 кГц

Индекс битовой скорости CE1.P	Битовая скорость. бит/с	Длина аудио фрейма, нс	Часть с высекай защитой, бит/аудио фрейм	Часть с низкой зашитой, би т/аудио фрейм	Часть е высокой защитой, байт/аудио суперфрейм	Часть с НИЗКОЙ защитой. байт/аудио сугзерфрейм	Длина аудио суперфрейма. байт
л	10000	70	ЯД	154	160	386	546
1	11500	20	64	166	160	415	575
2	12100	20	64	178	160	445	605
3	12700	20	64	190	160	475	635
4	13300	20	64	202	160	505	665
5	13900	20	64	214	160	535	695
6	14300	20	64	222	160	555	715
8	14700	20	92	202	230	505	735
9	15900	20	92	226	230	565	795
10	17100	20	92	250	230	625	855
11	17900	20	92	266	230	665	895
12	18700	20	92	282	230	705	935
13	19500	20	92	298	230	745	975
14	20300	20	92	314	230	785	1015
15	21100	20	92	330	230	825	1055

ГОСТ Р 54462—2011

Окончание таблицы 11

Индекс Битовой скорое!* CELP	Битовая скорость, би т/с	Длина аудио фрейма, мс	Часть с высокой зашитой, бит/вуд МО фрейм	Часть с низкой зашитой. 6и т/аудио фрейм	Часть е высокой зашитой, байт/аувио сулерфрейм	Часть с низкой защитой, байт/аудио суперфрейм	Длина аудио суперфрейма. байт
16	13600	10	50	86	250	430	680
17	14200	10	50	92	250	460	710
18	14600	10	50	98	250	490	740
19	15400	10	50	104	250	520	770
20	16000	10	50	110	250	550	800
21	16600	10	50	116	250	580	830
22	17000	10	50	120	250	600	850
24	17400	10	64	110	320	550	870
25	18600	10	64	122	320	610	930
26	19600	10	64	134	320	670	990
27	20600	10	64	142	320	710	1030
28	21400	10	64	150	320	750	1070
29	22200	10	64	158	320	790	1110
30	23000	10	64	166	320	830	1150
31	23800	10	64	174	320	870	1190

5.4.2 CELP ♦ SBR

На рисунке 9 показана структура аудио суперфрейма для СЕ LP + SBR. Основная часть CELP фрейма идентична CELP аудио суперфрейму, описанному а 5.4.1.1, и включает до 4 бит заполнения. Независимо от длины основного фрейма CELP (10 мс. 20 мс или 40 мс) S8R использует фреймы длиной 40 мс.

10.20 или 40 фреймов CELP

(Заголовок SBR)

10 фреймов SBR

Запогмение

Аудио сулерфрейм – 400 мс

Рисунок 9 — Структура аудио суперфрейма CELP + SBR

Число битов в SBR фрейме постоянно и информацияо размещении фреймов внутри суперфрейма не передается. За последним SBR фреймом вставляются дополнительные биты для выравнивания байтов. Если в SDC установлен флаг sbr_ header^ flag (см. 6.4.3.10). перед SBR фреймами передается один SBR заголовок. В этом режиме возможны разнообразные настройки SBR и соответственно различные дополни* тельные затраты. Если флаг не установлен, заголовок не передается и используются определенные комбинации параметров настройки, как указано а приложении К (К. 1).

5.4.3 Маскирование ошибок в CELP

Должна использоваться стратегия маскирования информативных ошибок, описанная в ISO/IEC [2] (раздел 1.8.2.2 «При мер для CELP»). В системе DRM применим только режим битовых ошибок (BE) и флаг BF_flад соответствует результату проверки CRC: BF__flag = 0. если проверка CRC прошла успешно, и BFJRag -1. если проверка CRC была неудачной.

ГОСТ Р 54462—2011

5.5 HVXC кодирование

Механизм кодирования речи MPEG-4 HVXC. как определено в ISO/IEC {2}. охватывает компрессию и декодирование звуков естественной речи при битовых скоростях 2,0 и 4.0 кбит/с. HVXC использует гармоническое кодирование остаточных сигналов LPC для речевых сигналов и кодирование с VXC—для неречевых сегментов. HVXC обеспечивает качество речи на уровне телефонной связи в полосе частот от 100 до 3600 Гц при частоте дискретизации 8 кГц. Вдобавок, имеется функция изменения высоты тона и скорости во время декодирования. Эта функция бывает полезна прм поиске или просмотре речевых баз данных. HVXC имеет встроенный синтаксис, содержащий категории защиты от ошибок, который может использоваться совместно с механизмом защиты от ошибок. Дополнительно для использования в каналах, подверженных ошибкам, поддерживается функция маскирования ошибок.

ORM использует подмножество описания HVXC в ISO/IEC [2]. которое ограничивает синтаксис до пределов синтаксиса защиты от ошибок и доступные битовые скорости до двух значений — 2.0 и 4.0 кбит/с. Далее HVXC используется только с немасштабируемым синтаксисом. Для надежного декодирования в каналах с ошибками специально для DRM был определен механизм маскирования ошибок малой сложности (CRC плюс внутри фреймовое перемежение).

Синтаксис аудио суперфрейма HVXC идентичен для всех режимов HVXC (таблица 12). так как HVXC не поддерживает функцию UEP и длина аудио фрейма HVXC всегда составляет 20 мс.

Таблица 12 — Синтаксис 11Ухс_супврфремма

Синтаксис

Количе

ство

битое

Примеча

ние

hvxc super frame(audio info) 11 audio info from the SOC (

num frames = 20;

)

Число битов в одном аудио фрейме передается в составе информации SOC (HVXC_rate. HVXC_CRC).

б случае фиксированной битовой скорости 4 кбит/с HVXC кодер используется совместно с контролем CRC. причем последние 4 бита каждого аудио суперфрейма дополняются нулями, и приемник эти биты игнорирует. В результате суммарная битовая скорость составит 4.66 кбит/с.

8 аудио суперфреймах используются только фиксированные режимы HVXC (2.0 или 4.0 кбит/с). Режимы с переменной скоростью могут применяться в приложениях с пакетным режимом в будущем.

5.5.1 Определения

5.5.1.1 Параметры HVXC кодера источника

Определения основных информационных объектов системы кодирования речи HVXC. совместимой с MPEG-4. содержатся в ISO/IEC (2] и приведены в таблице Р.1.

5.5.1.2 Биты CRC для режимов сфиксированной битовой скоростью

8 таблице 13 приведены различные 6nmCRC. которые добавляются для защиты от ошибок в системе DRM

Таблица 13 — Биты CRC для режимов с фиксированной битовой скоростью

Параметр	Описание	Длина (бит)
CRC0_2k	биты CRC для ESC0 при 2 кбит/с	6
CRC1_2k	биты CRC для ESC1 при 2 кбит/с	1
CRC2_2k	биты CRC для ESC2 при 2 кбиг/с	1
CRC0_4k	биты CRC для ESC0 при 4 кбиг/с	б
CRC1_4k	биты CRC для ESC1 при 4 кбит/с	5
CRC2_4k	биты CRC для ESC2 при 4 кбит/с	1
CRC3_4k	биты CRC для ESC3 при 4 кбиг/с	1

ГОСТ Р 54462—2011

5.5.2 HVXC декодер

На рисунке 10 показана обобщенная блок-схема HVXC декодера.

Основа процесса декодирования состоит из следующих шагов: деквантизация параметров; генерация сигналов возбуждения для речевых фреймов посредством синтеза синусоидальных составляющих (гармонический синтез) и добавление шумовых компонент; генерация сигналов возбуждения для неречевых фреймов, используя просмотр кодовых таблиц и синтез LPC. Для повышения качества синтезированного речевого сигнала используется спектральная фильтрация на выходе. Информативное описание выходного фильтра приведено в MPEG-4 ISO/IEC (2) (приложение 2.В), которое является нормативным для DRM.

Речевой

выход

Рисунок 10 — Блок-схема HVXC декодера

Для речевых фреймов спектральный вектор фиксированной размерности, полученный путем деквантизации спектральных магнитуд, сначала преобразуется е векторе исходной размерностью, которая меняется от фрейма к фрейму в соответствии с высотой тона. Это преобразование происходит в конверторе размерности, в котором интерполятор с ограниченной полосой частот генерирует набор величин спектральных магнитуд на гармонических частотах, но меняя формы спектральной огибающей. Используя эти величины спектральных магнитуд и алгоритм быстрого гармонического синтеза, с помощью IFFT генерируется сигнал возбуждения во временной области. Чтобы синтезированная речь звучала естественно, используется дополнительная шумовая составляющая. Спектральная компонента Гауссовского шума, занимающая полосу 2 — 3.8 кГц. окрашивается в соответствии с гармоническими спектральными магнитудами в частотной области, и его ID FT складывается с речевым сигналом возбуждения во временной области. Уровень и ширина полосы частот этого добавляемого шума управляется двухбитовой величиной V/UV. которая закодирована на основе нормализованной максимальной автокорелляции остаточного LPC сигнала. Гармонические сигналы возбуждения для речевых сегментов с добавленным шумом далее подаются на фильтр синтеза LPC и затем на выходной фильтр.

Для неречевых сегментов используется обычный алгоритм декодирования УХС.где си тал возбуждения генерируется перемножением величины уровня и вектора стохастического кода. Результат подается на вход фильтра синтеза LPC. а затем на выходкой фильтр. Синтезированные компоненты речи и неречевые сегменты складываются и образуют выходной сигнал. Описание стандарта преобразования временного масштаба содержится в MPEG-4 ISO/IEC (2).

5.5.3 HVXC кодер

На рисунке 11 показана обобщенная блок-схема кодера MPEG-4 HVXC. В таблице Р.2 приведены предельные значения бит для кодеров 2.0 и 4.0 кбит/с с кодированием на фиксированной скорости. Параметры сокончанием enh используются только на скорости 4.0 кбит/с. Функционирование каждого элемента кодера поясняется рисунком 11.

ГОСТ Р 54462—2011

LSP

WUV

Выбор

V/UV

Основной тон

Спектральная

огибающая

Форма и усиление

Рисунок 11 — Блок-схема HVXC кодера

5.5.3.1 Анализ LPC и квантование LSP

входная речь при частоте дискретизации 8 кГц преобразуется во фреймы длиной 256 отсчетов и интервалом 160 отсчетов. Анализ LPC 10-го порядка производится, используя входные данные в рамках одного фрейма, разделенного на коды. Параметры LPC преобразуются в параметры LSP и векторно квантуются с использованием частичного предсказания и схемы многоступенчатого векторного квантования. Остаточные сигналы LPC вычисляются обратной фильтрацией входных данных с использованием квантованных и интерполированных параметров LSP.

5.5.3.2 Поиск основного тона разомкнутого цикла

величина высоты основного тона разомкнутого цикла определяется на основе пиковых значений ае-токорелляции остаточных сигналов LPC. Используя оценку прошлых и текущих значений высоты тона, производится отслеживание высоты гона для получения непрерывного контура высоты тона и повышения достоверности оценки высоты тона. Различение речь/не речь, произведенное на предыдущем фрейме. idKMwywuciuyei ь операции и ‘стжиимнихвьнллы юна.

5.5.3.3 Оценка гармонической магнитуды и тонкая оценка основного тона

Спектр мощности остаточного LPC сигнала подается далее на вход блока тонкой оценки основного тона и оценки гармонической магнитуды, где спектральная огибающая остаточного сигнала оценивается следующим образом: основной спектр, представляющий собой спектр одной гармоники, масштабируется в соответствии с уровнем и организуется в соответствии с отклонение м первой гармоники, полученным поиском основного тона разомкнутого цикла. Уровень каждой гармоники и основного тона подстраивается одновременно так. чтобы разница между синтезированным спектром мощности и реальным остаточным LPC спектром была минимальной. Затем векторно квантуется огибающая гармонического спектра речевого сегмента.

5.5.3.4 Векторное квантование гармонических магнитуд

Чтобы оцифровать векторным методом спектральную огибающую меняющегося числа гармонических составляющих, сначала гармонический спектральный вектор преобразуется в вектор фиксированной размерности. Для преобразования размерности используется многофазная гребенка фильтров и интерполяция с ограниченной полосой частот. Спектральный вектор с фиксированной размерностью х затем квантуется со взвешенной мерой искажения D

D = II WH(x-g(Sg ♦ s,»||², (1)

где So — выход первой кодовой таблицы формы; s, — выход второй кодовой таблицы формы: д — выход кодовой таблицы усиления.

ГОСТ Р 54462—2011

Диагональные компоненты матрии WwH представляют собой магнитуды частотных характеристик фильтра синтеза LPC и взвешивающего фильтра восприятия соответственно. Чтобы снизить требования к памяти и сложность поиска при сохранении производительности, применена двухступенчатая схема векторного квантования спектральной формы совместно со скалярным дискретизатором для уровня при скоростях ниже 2.0 кбит/с. Для режима 4.0 кбиг/с квантованный вектор гармонических магнитуд с фиксированной размерностью сначала преобразуется к разме рности исходных гармони кс помощью ингврполяци и с ограниченной полосой, описанной выше. Разница между исходными гармониками и деквантованными и приведенными к размерности гармониками квантуется еще одним векторным дискретизатором. Многоступенчатая структура позволяет генерировать масштабируемые битовые потоки.

5.5.3.5 Различение речь/не речь

Различение речь/не речь производится на основе максимальной автокорелляции остаточного LPC сигнала. числа переходов через нуль и гармонической структуры энергетического спектра остаточного LPC сигнала.

5.5.3.6 VXC кодирование неречевых сигналов

Для неречевых сегментов производится обычное VXC кодирование, когда используются только стохастические кодовые таблицы. В режиме 2.0 кбит/с используется 6-6итоеая кодовая таблица формы с размерностью 80 и 4-битовая кодовая таблица усиления. Для режима 4.0 кбит/с ошибка квантования 2-килобит-нога режима на дополнительном этапе квантуется с помощью 5-битовой кодовой таблицы формы с размерностью 40 и 3-битовой кодовой таблицы усиления.

5.5.4 HVXC канальное кодирование

5.5.4.1 Выбор защищаемых бит

8 соответствии с чувствительностью бит к ошибкам закодированные биты подразделяются на несколько категорий ESC. Число битое для каждой ESC показано в таблице 14 {2.0 кбит/с. речевой звук), таблице 15 {2.0 кбит/с. неречевой звук), таблице 16 (4.0 кбит/с. речевой звук) и таблице 17 {4.0 кбит/с. неречевой звук). ESC0 — это группа наиболее чувствительных бит. a ESC4 — группа наименее чувствительных бит. Показаны суммарные битовые скорости: 2.4 кбит/с при скорости исходного кодирования 2.0 кбит/с и 4.66 кбиг/с при скорости исходного кодирования 4.0 кбит/с.

Примечание — Общая битовая скорость за счет использования CRC составит 4.65 кбит/с. но в каждый фрейм должны быть вставлены дополнительные 4 бита заполнения, доводя суммарную скорость до 4.66 кбит/с. см. 5.5.

Таблица 14 — Число ESC битов в режиме фиксированной скорости 2.0 кбит/с (речевой звук)

Пареметрм	Речевой фрейм
ESC0 (бит)	ESCT (бит)	ESC2 (бит)	ESC3 (бит)	Всего (бит)
LSP1	5	—	—	—	5
LSP2	2	—	—	5	7
LSP3	1	—	—	4	5
LSP4	1	—	—	—	1
VUV	2	—	—	—	2
Основной тон	6	—	—	1	7
8Е_усилвнив	5	—	—	—	5
8Е_форма 1	—	4	—	—	4
8Е_форма2	—	—	4	—	А
Всего	22	4	4	10	40
CRC	6	1	1	—	8
Всего + CRC	28	5	5	10	48

ГОСТ Р 54462—2011

Таблица 15 — Число ESC битое в режиме фиксированной скорости 2.0 кбиг/с (неречевой звук}

Параметры	Неречевой фрейм
ESC0 (бит)	ESCT (бит)	ESC2 (бит)	ESC3 (бит)	Всего (бит)
LSP1	5	—	—	—	5
LSP2	4	3	—	—	7
LSP3	2	1	2	—	5
LSP4	1	—	—	—	1
VUV	2	—	—	—	2
\/Х_усиление [0]	4	—	—	—	4
Ч/Х_усиление 1 (1)	4	—	—	—	4
УХ.формы 1 [0]	—	—	2	4	6
УХ.формы 1 [1]	—	—	—	6	6
Всего	22	4	4	10	40
CRC	6	1	1	—	8
Всего + CRC	28	5	5	10	48

Таблица 16 — Число ESC битов в режиме фиксированной скорости 4.0 кбиг/с (речевой звук)

Параметры	Речевой фрейм
ESC0 (бит)	ESC1 (бит)	ESC2 (бит)	ESC3 (бит)	ESC4 (бит)	Всего (бит)
LSP1	5	—	—	—	—	5
LSP2	4	—	—	—	3	7
LSP3	1	—	—	—	4	5
L3P4	1	—	—	—	—	1
LSP5	1	—	—	—	7	8
VUV	2	—	—	—	—	2
Основной тон	6	—	—	—	1	7
5Е_усиление	5	—	—	—	—	5
ВЕ_формы 1	—	—	4	—	—	4
ЭЕ_формы 2	—	—	—	4	—	4
ВЕ_формы 3	5	—	—	—	2	7
ЭЕ_формы 4	1	9	—	—	—	10
ВЕ_формы 5	1	8	—	—	—	9
ЭЕ_формы 6	1	5	—	—	—	6
Всего	33	22	4	4	17	80
CRC	6	5	1	1	—	13
Всего + CRC	39	27	5	5	17	93

ГОСТ Р 54462— 2011

Таблица 17 — Число ESC битое в режиме фиксированной скорости 4.0 кбит/с (неречевой звук)

Параметры	Неречевой фрейм
ESC0 (бит)	ESC1 (бит)	ESC2 (бит)	ESC3 (бит)	ESC* (бит)	всето (бит)
LSP1	5	—	—	—	—	5
LSP2	4	3	—	—	—	7
LSP3	1	4	—	—	—	5
LSP4	1	—	—	—	—	1
LSP5	1	7	—	—	—	8
VUV	2	—	—	—	—	2
УХ_усиление 1 [0]	4	—	—	—	—	4
УХ_усипвние 1 (1J	4	—	—	—	—	4
УХ.формы 1 [0]	—	6	—	—	—	6
УХ.формы 1 [1]	—	1	4	1	—	6
VX_yсипение 2 [0]	3	—	—	—	—	3
УХ_усилвкие 2 (1]	3	—	—	—	—	3
VX_yсипение 2 [2]	3	—	—	—	—	Э
УХ_усипение 2 [3J	2	1	—	—	—	3
УХ.формы 2 [0]	—	—	—	3	2	5
УХ.формы 2 [1]	—	—	—	—	5	5
УХ.формы 2 [2]	—	—	—	—	5	5
УХ.формы 2 [3]	—	—	—	—	5	5
Всего	33	22	4	4	17	80
CRC	6	5	1	1	—	13
Всего + CRC	39	27	5	5	17	93

5.S.4.2 Синтаксис защиты от ошибок DRM HVXC (ErHVXCfixframe.CRC)

Синтаксис битового потока состоит из нескольких ESC. Некоторые ESC включают исходные биты и биты CRC. где биты CRC вычисляются из исходных бит внутри той же самой ESC.

Поле HVXC.CRC в канале SDC используется для обозначения наличия или отсутствия в битовом потоке битое четности CRC (см. 6.4.3.10). Синтаксис входного контроля CRC битового потока показан на рисунке 12.

Битовый поток MPEG-4V2 ЕрСопйр-О

Входной битовый поток

ErtHVXCfixframe CRC

Синтаксис приведен в таблицах 18 – 27

Контроль

CRC

Декодер

HVXC

источнжа

_а Аудио

выход

CRC информации для маскирования

Рисунок 12 — Блок-схема синтаксиса HVXC

ГОСТ Р 54462—2011

5.5.5 Категории перемежения

Для повышения устойчивости битового потока к ошибкам в канале выполняется перемежение. когда биты данных меняются местами внутри одного фрейма. Перемежение битое производится после формирован ия битовою потока и добавления битое CRC е соответствии с таблицами 18 — 27.

Таблица 18 — Синтаксис ErHVXCfixframe_CRC{)

Синтаксис

Количество

битов

Мнемоника

ErHVXCfixframe CRC{rate) {

if (rate == 2000) {

2k ESC0 CRC0{):

2k ESC1 CRC1{>

2k ESC2 CRC2(); 2k_ESC3_NoCRC{>;

} else (

4k ESC0 CRC0().

4k ESC1 CRC1{)

4k ESC2 CRC2();

4k ESC3 CRC3{);

4k ESC4 NoCRCO:

}

Таблица 19 — Синтаксис 2k_ESCO_CRCO()

Синтаксис

Количество

битов

Мнемоника

2k ESC0 CRCO()

(

2k ESC00: if(HVXC CRC—1){ CRC0_2k. 5-0:

Uimsbf

Примечание — Определение 2k ESC0() приведено в стандарте MPEG-4 Audio ISO/IEC (2].

Таблица 20 — Синтаксис2k_ESC1_CRC1{)

Синтаксис

Количество

битов

Мнемоника

2k ESC1 CRC1Q {

2k ESC1(); if (HVXC CRC—1){ CRC1 2k, 0;

)

uimsbf

Примечание — Определение 2k ESC1() приведено в стандарте MPEG-4 Audio ISO/IEC (2).

ГОСТ Р 54462— 2011

Таблица 21— Сшгаксис 2k_ESC2_CRC2<)

Синтаксис

Количество

битов

Мнемоии«а

2k ESC2 CRC2()

{

2к ESC2(); if (HVXC CRC==t) ( CRC2 2k, 0;

}

uimsbf

Примечание — Определение 2к ESC2() приведено в стандарте MPEG-4 Audio ISO/IEC (2].

Таблица 22 — Синтаксис 2k_ESC3_NoCRC()

Синт аксис

Количество

битов

Ммеыони кв

2k ESC3 NoCRC() {

2к ESC3{);

}

Примечание — Определение 2k. ESC3() приведено в стандарте MPEG-4 Audo ISO/IEC [2].

Таблица 23 — Синтаксис4k_ESCO_CRCO()

Синт аксис

Количество

битов

Мнемоника

4k ESCO CRC0()

{

4к ESCO(4000): if (HVXC CRC==1) { CRCO 4k, 5-0;

}

uimsbf

Примечание — Определение 4k ESC00 приведено в стандарте MPEG-4 Audio ISO/IEC (2].

Таблица 24— Синтаксис4k_ESC1_CRC1()

Синт аксис

Количество

битов

Мнемоника

4k ESC1 CRC1 ()

{

4k ESC1(4000); if (HVXC CRC==1) ( CRC1 4k. 4-0;

}

uimsbf

Примечание — Определение 4k ESC1() приведено в стандарте MPEG-4 Audio ISO/IEC [2].

ГОСТ Р 54462—2011

Таблица 25 — Сжгаксис 4k_ESC2_CRC2()

Синтаксис

Количество

битов

Мнеыоми«в

4k ESC2 CRC2()

{

4к ESC2(); if (HVXC CRC==t) ( CRC2 4k, 0;

}

uimsbf

Примечание — Определение 4к ESC2() приведено в стандарте MPEG-4 Audio ISO/IEC (2].

Таблица 26 — Сингаксис 4k_ESC3_CRC3{)

Смит аксис

Копичество

битов

Миеыони кв

4k ESC3 CRC3()

{

4к ESC3{); if (HVXC CRC==t) ( CRC2 4к, 0;

}

uimsbf

Примечание — Определение 4к ESC3() приведено в стандарте MPEG-4 Audio ISO/IEC (2].

Таблица 27 — Синтаксис 4k_ESC4_NoCRC()

Синтаксис

Количество

битов

Мнеыомита

4k ESC4 NoCRC() {

4к ESC3(4000);

}

Примечание — Определение 4k. ESC3() приведено е стандарте MPEG-4 Audio ISO/IEC (2).

Перемежение происходит а два этапа. Сначала битовый лоток HVXC разделяется на две последовательности. а именно:

* xfO… W, -1): последовательность состоит из битов ESC0, где N, — число битов, включаемых в ESC0;

• у[0… N₂ -1]: последовательность состоит из битов, не входящих в ESC0.

Последовательность у[ ] состоит из ESC 1. ESC2…..W, — число битое, включаемых в ESCO, a N₃ —

число битов, не включаемых в ESC0. Общее число битов равн о N- Л/, * N₂.

Затем последовательности х[ ] и у{) перемешиваются в одну последовательность 2(0.. .Л/, – 1]. Сначала переменные /₀ и /, устанавливаются в ноль. Если /, больше или равна /₀, добавляется один бит из последовательности хП. При этом после введения битах i₀ прибавляется N. В противном случае вставляется один бит из уП. Послеэгогок /, прибавляется /V,. Алгоритм процесса показан на рисунке 13.

ГОСТ Р 54462—2011

Рисунок 13 — Блок-схема метода перемежения

5.5.6 Обнаружение ошибок и маскирование в HVXC

5.5.6.1 Циклический контроль с избыточностью

Биты четности CRC вычисляются из исходных битов в той же самой категории ESC. Схема устройства контроля CRC. полиномы и процедуры инициализации приведены в приложении Г.

5.5.6.2 Маскирование ошибок

Если обнаружена ошибка CRC. в декодере HVXC выполняется процедура маскирования (маскирование поврежденного фрейма). Диаграмма смены состояния показана на рисунке 14.

ГОСТ Р 54462—2011

Состояние маскирования фрейма в текущем фрейме обновляется на основании результата декодирования CRC категории ESC0. Если е категории ESC0 обнаруживается ошибка CRC. фрейм объявляется «плохим». Исходное состояние по диаграмме состояний — ото состояние = 0. Стрелка, помеченная 1. обозначает переход в состояние плохого фрейма, помеченная 0. — в состояние хорошего фрейма. При скорости 2.0кбит/сбитами СRC защищаются категории ESC1 и ESC2; при4.0кбит/с ESC1 и ESC3 защищаются битами CRC. Результаты контроля CRC в сопоставлении с этими категориями для достижения наилучшего качества звучания приведены ниже.

5.5.6.2.1 Замещение параметров

В соответствии со значением состояния параметра производится следующая подмена параметров. При отсутствии ошибок состояние параметра равно 0 и принятые биты исходного кода используются без процедуры маскирования.

Параметры LSP

8 состояниях 1 …6 параметры LSP заменяются параметрами предыдущего состояния. Если состояние – 7. параметры LSP рассчитываются исходя из всех индексов LSP. принятых в текущем фрейме. Если LSP4 – 1 (режим LSP квантования с межфреймовым кодированием), тогда параметры LSP вычисляются следующим методом, при котором параметры LSP. принадлежащие индексу LSP1. интерполируются с предыдущими LSP.

LSP_Mt, (л) = р LSP_pfev (п) + <1-р) LSP*, (о). (2)

где п -1…10;

LSP_MM (л) — параметры LSP базового уровня;

LSPpnv (^п) — декодированные LSP предыдущего фрейма;

LSPat (п) — декодированные параметры LSP текущего индекса LSP.

р — коэффициент интерполяции, изменяется в соответствии с числом предыдущих поврежденных фреймов, как показано в таблице 28.

LSP индексы LSP2. LSP3 и LSP5 не используются, a LSP_MM (л), вычисленные из уравнения (2). используются как текущие параметры LSP.

Таблица 28 — Значения коэффициен га интерполяции (р)

Фрейм	р
0	0.7
1	0.6
2	0.5
3	0.4
4	0.3
5	0.2
6	0.1
7	0.0

Переменная mute

8 соответствии со значением переменной состояния устанавливается значение переменной «mute» для управления выходным уровнем речи на воспроизведении. Используются значения переменной «mute», приведенные в таблице 29. В состоянии * 7 используется среднее между 1.0 и значением «mute» предыдущего фрейма (= 0,5(1,0 ♦ предыдущее значение «mute»). Однако если эта величина превысит 0.8. значение «mute» устанавливается равным 0.8.

ГОСТ Р 54462— 2011

Таблица 29 — Значение переменной «mute»

Состояние	Значение «mule*
0	1.0
1	О.в
2	0.7
3	0.5
4	0.25
5	0.125
6	0.0
7	Среднее/0.8

Подмена и управление уровнем «речевых» параметров

8 состояниях 1…6 спектральные параметры SE_shape1. SE_shape2. спектральный параметр уровня SE_gain. спектральный параметр для режима 4.0 кбит/с. SE_shape3… SE_shape6 заменяются соответствующими параметрами предыдущего фрейма. Кроме того, для управления уровнем речи на выходе и параметрами гармонических магнитуд остаточного сигнала LPC служит “Ат[0…127]“. которая вычисляется согласно уравнению

Am[i] = mute • Am, ^ [i] для / = 1 …127. (3)

8 уравнении (3) Ат_<0,₄₎[П вычисляется исходя из параметров последнего правильно принятого фрейма. Если последний фрейм неречевой, а текущий фрейм находится е состоянии 7. уравнение (3) заменяется уравнением (4)

Am[i) = O.S mute Am_i<yel [i] для t- 1…127. (4)

Как описано выше. SE_shape1 и SE_shape2 индивидуально защищаются однобитовыми CRC. ESC1 действует е отношении SE_shape1 и ESC2 действует в отношении SE_shape2 при 2.0 кбит/с. Таким же образом. ESC2 применимо к SE_shape1 иЕЭСЗ применимо xSE_shape2 при 4.0 кбит/с. В состояниях 0 или 7. если оба CRC в переменных SE_shape1 и SE_shape2 показывают одновременно состояние ошибки, уровни квантованных гармонических магнитуд с фиксированной размерностью Ат_чп111…’44) подавляются в соответствии с выражением

Ало^й * s[i] Am_an40f91 И Для / * 1 …44. (5)

где s[i] — коэффициент ослабления усиления согласно таблице 30;

Агп^”^, [i] — гармонические магнитуды фиксированной размерности, лолученные из SE_shape1 и SE_shape2, содержащих битовые ошибки. Тогда Am_an,[i] — преобразованная размерность для получения Am[i).

Таблица 30 — Коэффициент ослабления усиления. s[0.. .44]

1	1	2	3	4	S	в	7…44
S[f]	0.10	0.25	0.40	0.55	0.70	0.85	1.00

При 4.0 кбит/с SE_shape4, SE_ shapes, и SE_ shape6 проходят контроль CRC как л ринадлежащие к категории ESC1. Если обнаружена ошибка CRC. спектральный параметр расширенного уровня не применяется.

Подмена и управление уровнем «неречевых» параметров

8 состояниях 1 …6 параметры уровня стохастических кодовых таблиц VX_gain1(0] и VX_gain1 [1] заменяются величиной VX_gain1( 1] из предыдущего фрейма. Параметры уровня стохастических кодовых таблиц для режима 4.0 кбит/с VX_gain2[0]…VX_gain2[3] заменяются значениями VX_gain2[3] предыдущего

ГОСТ Р 54462—2011

фрейма. Параметры формы стохастических кодовых таблиц для режима 4.0кбит/с VX_shape1 {0]. VX_shape1 [1] и параметры формы стохастических кодовых таблиц для режима 4.0 кбит/с VX_shape2[0], VX_shape2[1], VX_shape2(2) и VX_shape2[3] генерируются из случайно сгенерированных значений индексов. ДЛ1Я управления уровнем речи на выходе производится установка уровня остаточного сигнала LPC res(0…159] согласно уравнению

resf/) – mute res^li] (0 £/£ 159). (6)

где сигнал возбуждения, полученный с использованием уровней стохастической кодовой

таблицы усиления и параметров формы, сгенерированных, как описано выше.

5.5.7 HVXC + S8R

На рисунке 15 показана обобщенная структура аудио суперфрейма для HVXC ♦ SBR. Базовая часть HVXC идентична аудио суперфрейму HVXC, показанному на рисунке 15. и включает возможные 4 бита заполнения. Базовый HVXC имеет длину фреймов 20 мс. a SBR использует фреймы длиной 40 мс. Таким образом, с каждым SBR фреймом связано два HVXC фрейма.

20 HVXC фреймов

(Заголовок SBR)

10SBR фреймов

Заполнение

Аудио суперфрейм – 400 мс

Рисунок 15 — Обобщенная структура аудио суперфрейма HVXC + SBR

Число битов во фрейме постоянно и сигнализация о расположении фрейма внутри сулерфрейма не при меняется. После последнего SBR фрейма следуют биты выравнивания байтов. Если <prarsbr_t)eadef_flag в SDC установлен (см. 6.4.3.10). фреймы SDC предваряются одним SBR заголовком. 8 этом режиме возможен широкий набор настроек и. следовательно, возможных затрат ресурсов. Если флаг не установлен, заголовок не передается и используется заранее определенная комбинация настроек (приложение К (К.2). Определенные настройки SBR выбираются таким образом, чтобы объединенные данные HVXC + SBR поместились в очень защищенной части обычно используемых конфигураций каналов передачи.

5.6 S8-R кодирование

5.6.1 ААС ♦ SBR

Комбинация ААС и SBR использует средства SBR. как определено в стандарте MPEG-4 Audio ISO/IEC (2), а размещение данных внутри аудио суперфрейма ААС описано в 5.3.2. Данный пункт описывает только. как извлечь элементы SBRmsSBR данных и. таким образом, описывает отображение на формат, заданный в стандарта MPEG-4.

Синтаксис ААС + SBR фрейма п редставлен в таблице 31.

Таблица 31 — Синтаксис sbr_aac_frame()

Си нтаксис

Количество

битов

Примечание

stir аэс frame(audto mode) // audto mode is located in the SOC {

sbr_crc_bits

if {audto_mode ! = stereo) sbr_extension_data(ID_SCE, 0); else

sbr extension data(lD CPE. 0);

}

См. приложение Г

При мечамня

1 sbr_extension_data() определен в стандарте MPEG-4 Audio- ISO/IEC [2].

2 sbr_extens4on_data() использует переменную cnt для вычисления num_align_Ms. cnt отсутствует e битовом потоке DRM формата и num_align_bits равно 0. если bs_ extended_dala =0 или num_align_bits имеет величину num_bits_left после выхода из цикла while (num_bitsjeft > 7). если bs_extended_data =1.

ГОСТ Р 54462— 2011

sbf_crc_bits — циклическая контрольная сумма избыточности для SBR части битового потока. Алгоритм CRC применяется ко всем sbr_extension_data_bits().

5.6.2 CELP/HVXC ♦ SBR

Стандарт MPEG-4 Audio определяет средства SBR для работы совместно с ААС. 8 системе DRM средства SBR применимы также и для CELP и HVXC, однако с изменением битового потока и длины фреймов. Следующие подпункты основаны на описании процесса декодирования ААС + SBR. как определено в MPEG-4 Audio, и определяют только области, в которых CELP/HVXC ♦ SBR отличается от ААС + SBR.

5.6.2.1 Полезная нагрузка SBR

Этот подпункт описывает речевой протокол SBR с использованием псевдокода в стиле MPEG. Суперфреймы CELP+ SBR и HVXC+SBR были описаны в 5.4.2 и 5.5.7 соответственно. Первый подпункт представляет синтаксис битового потока, а второй — определяет используемые в нем синтаксические зле менты.

5.6.2.1.1 Синтаксис битового потока

Синтаксис, приведенный в таблицах 32 — 34. является прямой заменой содержащегося в MPEG-4 Audio подраздела «Полезная информация в аудио объекте типа SBR». Он применим, когда поле кодирования аудио SDC равно 1 (СЕ1.Р)или 2 (MVXC) и поле SBR flag равно 1. Поля SDC audio mode и $br_beader_flag используются как параметры (см. 6.4.3.10).

Таблица 32 — Синтаксис SBR речевого аудио суп ер фрейма

Синтаксис	Количество битов	Примечание
sbr speech asffaudio mode, sbr header Лад) { if (sbr_header_ftag) { bs_crc_header; sbr speech headerf); ) for (frame = 0: frame <10; frame++) < if (audio_mode == 1 \|\| audio_mode == 3) bs_crc_data; sbr speech data(); ) bs fill bits; }
6	См. приложение Г
8	См. приложение Г
0…7
Примечание — CRC используется для полезной информации, если ядро использует CRC, т. е. поле аудио режима SOC содержит “0Г или ’11* независимо от речевого кодека.

Таблица 33 — Синтаксис SBR речевого заголовка

Синтаксис	Количество битов	Мнемоника
sbr speech headerf) { bs start freq:	4	uimsbf
bs_stop_freq.	4	uimsbf
bs_freq_scale:	2	uimsbf
bs alter scale:	1	uimsbf
bs_noise_bands;	2	uimsbf
bs_num_level = 2 * tmp + 2:	1	uimsbf
bs_num_shape = Roor(2 ^A (tmp – 1));	2	uimsbf
bs_num_noise = floor{2 ^A {tmp -1)):	2	uimsbf

ГОСТ Р 54462—2011

Окончание таблицы 33

Сил таксис	Количество	Мнемоника
	битов
bs_num_invf:	1	uimsbf
bs num rfield:	2	uimsbf
bs_timiter_bands:	2	uimsbf
bs_limiter_gains:	2	uimsbf
bs_interpoi_freq; if <bs_num_noise == 0)	1	uimsbf
bs_data_noise;	3	uimsbf
if (bs_num_invf = 0)
bs_invf_mode;	2	uimsbf
bs reserved; }	4	uimsbf
Примечания 1 Должно выполняться условие bs_num_fevel >= bs_num_shape. 2 Должно выполняться условие bs_num_tevel >= bs_num_noise.

Таблица 34 — Синтаксис SBR речевых ранных

Синтаксис	Количество битов	Мнемоника
sbr speech data() for (env = 0; env < bs_num_tevel; env++) { bs data levellenv], ) for (env = 0; env < bs_num_shape; env++) { for (band = 0; band < num_sbape_bands; band++) { bs data shape(env](band}. }
5	uimsbf
3	uimsbf
) for (wiv = 0; env < bs_num_noise: env++) { for (band = 0; band < nom_notse_bands; band++) { bs data noise(env][band}; }	3	uimsbf
) if (bs_num_invf) { bs invf mode. ) for (rfield = 0; rfield < bs_num_rfield; rfiekJ++) ( bs reserved[rfield]; ) }	2	uimsbf
2	uimsbf

5.6.2.1.2 Определение элементов битового потока

Для полноты картины ниже приводится перечень элементов битового потока SBR. несмотря но то. что многие из них идентичны элементам битового потока ААС + SBR. как указано в стандарте MPEG-4 Audio, раздел «Определения». Элементы, которые уникальны для данного речевого протокола или имеют отлича-ющееся толкование, выделены курсивом.

bs_crc_header — контрольная сумма кода циклической избыточности для битов sbr_speech_ header(). как определено в приложении Г;

bs_crc_data — контрольная сумма кода циклической избыточности для битов sbr_speeoh_data(). какопределено в приложении Г;

bs_fill_bits — биты, используемые для выравнивания байтов, игнорируются декодером;

ГОСТ Р 54462—2011

bs_staxt_freq

bs_stop_freq

bs_freq_scal6

bs_a!ter_scale

bs_noJse_bar>ds

tmp

bs_num_level

bs_num_shape

bs_num_nolse

bs_num_invf

bs_num_rfie!d

bs_data_noise

bs_lnvf_mode

bs_limiter_bands

bs_llmlter_gains

bs_lnterpol_freq

bs_reserved

bs.datajeve!

bs_data_shape

начало полосы эталонных частот, как показано а таблице 35: конец полосы эталонных частот, как показано в таблице 36; параметр группирования частотных полос, как указано в MPEG-4 Audio, таблица “bs_freq_scate”:

детальное описание группирования частотных полос, как указано в MPEG-4 Audio, таблица ’bs_aiter_scale”:

определяет шумовые полосы, как указано в MPEG-4 Audio, таблица “bs_notse_ bands”:

вспомогательная переменная для декодирования bs_num_level. bs_num_shape и bs_num_noise:

число уровней огибающей во фрейме:

число форм огибающей во фрейме;

число шумовых порогов во фрейме:

число коэффициентов инверсной фильтрации во фрейме.

число зарезервированных битовых полей во фрейме;

минимальный уровень шума;

уровень инверсной фильтрации, как указано в MPEG-4 Audio, таблица “bs_invf_ mode vector element”:

определяет число полос ограничителя, как указано в MPEG-4 Audio, таблица “bsjimiter_bands”;

определяет максимальное усиление ограничителей, как указано в MPEG-4 Audio, таблица “bs_limiter_gains”;

определяет, должна ли применяться частотная интерполяция, как указано в

MPEG-4 Audio, таблица *bs_interpol_freq’;

биты, зарезервированные для будущего использования:

средний уровень, связанный содной спектральной огибающей;

форма огибающей, т.е. остаток после вычитания среднего уровня из оценки

значения огибающей.

Таблица 35 — Таблица начал частотных полос (Fs =32 000 Гц)

Начало полосы эталонных частот	Частота. Ги	Начальна» полоса ОМГ. КО
0	3 000	12
1	3 250	13
2	3 500	14
3	3 750	15
4	4 000	16
5	4 250	17
6	4 500	18
7	4 750	19
0	5 000	20
9	5 250	21
10	5 500	22
11	6 000	24
12	6 500	26
13	7 000	28
14	7 500	30
15	8 000	32
Примечай	и е — bs_slart_freq с 5 по 15
доступны только для широкополосного CELP.

Таблица 36 — Таблица окончаний частотных полос (Fs в 32000 Гц)

Конец ПОЛОСЫ эталонных частот	Частота, Гц	Конечная полоса OMF. к2
0	8 000	32
1	8 500	34
2	9 000	36
3	9 500	38
4	10 000	40
5	10 500	42
в	11 000	44
7	11 500	46
8	12 000	48
9	12 500	50
10	13 000	52
11	13 500	54
12	14 000	56
13	14 500	58
14	15 000	60
15	16 000	64

ГОСТ Р 54462—2011

S.6.2.2 Процесс декодирования SBR

Этот подпункт является вольной интерпретацией подраздела «Процесс декодирования» стандарта MPEG-4 Audio ISO/IEC {2).

5.6.2.2.1 Обозначения, константы и умолчания

В дополнение «определениям, данным в MPEG-4 Audio, раздел «Обозначения, принятые для SBR». используются следующие обозначения:

• а % £> — а по модулю б;

• floor(x)—округление до ближайшего целого в сторону минус бесконечности.

При решении уравнений декодирования должны использоваться спедующ ие величины:

• RATE = 1 — постоянная, указывающая число отсчетов в полосе QMF за един таймслот:

• NOISE_FLOOR_OFFSET= 2 — смещение минимального уровня («пола»);

• numTimeStots = 20 — число таймслотов в одном фрейме S8R.

8 значительной степени протокол передачи речи SBR является разновидностью протокола, используемого в ААС ♦ SBR. 8 таблице 37 определены значения сигналов битового потока MPEG-4 ААС + SBR. которые отсутствуют в речевом протоколе, однако необходимы для процесса декодирования. Эти величины должны использоваться а речевом режиме SBR при решении уравнений декодирования SBR. приведенных в MPEG-4 Audio, подраздел «Процесс декодирования».

Таблица 37 — Комет зн гы битового потока

Элемент	Значение	Примечание
bs_amp_res	1	Амплитудное разрешение всегда составляет 3.0 дБ
bs_xover_band	0	Таблица частотных полос всегда используется, начиная с нижнего индекса
bs_freq_res	0	Используется только таблица низкого частотного разрешения, т. е. г{1) = 0 для всех /
bs_smoothing_mode	1	Временное сглаживание огибающих не используется
bs_add_harmonic_flag	0	Синусоидальное кодирование не используется

Как следует из псевдокода таблицы 34 в 5.6.2.1.1. речевой протокол SBR имеет «слоистую» структуру. Более того, заголовок SBR является необязательным (см. 5.4.2 и 5.5.7). Таким образом, для некоторых настроек и режимов один или более синтаксических элементов может отсутствовать в битовом потоке. В этих случаях декодер полагается на величины по умолчанию для указанных элементов, как определено в таблице 38. а также в приложении К.

Таблица 38 — Умолчания для битового потока

Элемент	Значение	Примечание
bs_alter_sca1e	1	Сверхширокие полосы в верхнем диапазоне
bs_fimiler_bands	2	2.0 полосы/октава
bs_limiler_gains	2	3 дБ
bsJnterpoMreq	1	Bxn.xty)
bs_data_noise	0	(Примечание)
bs_inv1_mode	2	Промежуточная инверсная фильтрация (Примечание)
Примечание — Будущие поколения декодеров могут обойти эти умолчания путем оценки параметров на приемной стороне или. как в случае HVXC, на основании сигнала речь/не речь.

Существует также возможность полностью отключить форму (bs_num_shape=0). Этот режим предназначен для возможных будущих модификаций декодеров, которые смогут экстраполировать огибающую верхней полосы частот исходя из нижней полосы. При этом сигнал уровня будет использоваться как управляющий сигнал с малыми затратами ресурсов. Декодеры без функции экстраполирования будут попросту представлять собой базовую часть кодера.

ГОСТ Р 54462—2011

5.6.2 2.2 Таблицы частотных полос

Речевой декодер использует ту же самую схему для определения частотного группирования частичных полосовых отсчетов QMF. что используется в ААС ♦ SBR. Однако не используется ни переменная частота перехода между базовым кодеком и SBR. ни адаптивное частотное разрешение. Таким образом, для кодирования огибающих требуется лишь одна таблица частотных полос. Существует два различных случая:

1) sbr_header_flag = 1.

Функционирование почти идентично случаю ААС ♦ SBR. Начальные и конечные каналы получаются из bs_start_fr&q и bs_stop_fre<}, приведенных в таблицах 35 и 36 соответственно (см. 5.6.2.1.2).

Таблица эталонных полос частот вычисляется в соответствии с диаграммами, приведенными eMPEG-4 Audio, пункт «Таблица эталонных полос частот», принимая k0. к2. bs_start_fr-e<} и bs_s(op_freq в качестве параметров. Здесь вместо temp2 = {1,0:1.3} используется temp2 = (1.0; 1.5}. Таблица огибающих полос частот получается из f_TM>K>Low которые получаются из f_Maue(. как указано в MPEG-4 Audio, пункт «Расчетные таблицы частотных полос». Таблица уровня шума также рассчитывается в соответствии с описанием указанного случая, причем в качестве входного параметра используются bs_noise_bands.

2) sbr_header_flag -0.

Число полос, а также начало и конец полос QMF однозначно задаются таблицами К.1 — К.4. Таким образом, выражения дпя numBandsOи numBands 1 в MPEG-4 Audio, подраздел «Таблица эталонных полос частот» подставляются в соответствии с правилом:

(k2/k0) > 2.2449 неверно:

numBandsO* num_shape_bands (numBandsI: N/A);

(к2ЛсО> > 2.2449 верно:

numBandsO* NINT(num_shape_bands • (1/(1 ♦ log(k2/k1)/(tog(2) • 1.5)))) numBandsI = num_shape_bands — numBandsO.

Далее исполнение диаграммы согласно MPEG-4 Audio, рисунок “Диаграмма расчета когда bs_freq_sca/e > 0” дает f_TM>toLow непосредственно, т. е. преобразование f_uaiujr в 1т„^_Ч)9Г и в f_T4tltoL0wпропускается. Таблица уровня шума получается из f_Tjb«_Lc>- в соответствии с MPEG-4 Audio, подраздел “Расчетные таблицы частотных полос”, с тем отличием, что используется NQ * num_ooise_bands.

8 обоих вышеприведенных случаях число огиба ющих частотных полос ntim_shape_bands и полос шума num_noise_bands используются для последующего декодирования фреймов данных SBR. sbr_$peecb_dataQ.

5.6.2.2.3 Частотно-временная сетка

вошичиии) проюкола ААС ♦ SBR версии peneuuiu кодека не имев! переменных 1раницфреймив. В терминах классов фреймов, определенных в MPEG-4 Audio, подраздел «Генерация временной/частотной сетки» соответствует постоянному использованию bs_fra/na_dass- FIXFIX. Один фрейм состоит из 20 час-тич ных полосовых отсчетов QMF. которые в этом контексте соответствуют 20 таймслотам. Кроме того, не поддерживается адаптивное переключение частотного и временного разрешения.

временные границы огибающей (в таймслотах) определяются следующим выражением

Временные границы огибающей контролируются параметром bs_num_leveJ. Если bs_num_tevel установлен в меньшее значение, заданный вектор формы применим к более чем одной огибающей. Это поясняется далее в 5.6.2.2.4.

Аналогично временные границы уровня шума (в таймслотах)определяются выражением

(7)

[020) для bs_num_noi$e* {0.1}.

t₀ = [0.1020) для Ь$_ пит _ noise * 2. [0.5.10.1520) для Ь$_лшг?_ло&е*4.

(8)

ГОСТ Р 54462—2011

5.6.2.2\4 Декодирование и деквантизация огибающей и уровня шума

Декодирование масштабного коэффициента огибающей отличается от случая ААС + SBR и полностью описывается далее (взамен текста MPEG-4 Audio, подраздел «Декодирование и деквантиэа-UHftSBR»).

Для вычисления масштабных коэффициентов огибающей из элементов уровня и формы битового потока применяются:

L_e = bs_num_shape.

N_e = num_shape_bands.

Матрица уровней L выводится из элемента битового потока bs_datajavelследующим образом

|0S*</V_£.

L(k.l) ^ bs_datajeval[f], |o^/<t_e. (⁹)

Аналогично из элемента битового потока bs_data_shape выводится матрица формы

С_плд{к, I) = bs_data_shape [/f[A] — SHAPE_LAV.

Oik<N_e,

О й f < bs_ nitm_ sftape.

где SHAPE_LAV = 4.

К матрице формы применяется спектральный наклон согласно

С ^г * Цк.1).

(10)

(11)

jOS*<N_£.

где ЦкА) = trend[k]. |₀it<bs_num_shape. <¹²>

{гелР/К/опредвляется по таблице 39.

Таблица 39 — Определение trend(k)

к	Irendfk/
0	2
1	2
2	О
3	О
4	-1
5	-1
>5	-2

Матрица формы отображается в соответствии с выражением

lOS/r<JV_£ ]/toor((/-1)/r)/f/%/>0 _{bs nutn teve},

^твррм (Л.0-C(^./(/)>, |os/<i_£ • * \ ftoor(Ur) ifl%r> 0‘ ^Га ba_num_shape ‘ ^)

Масштабные коэффициенты огибающей E вычисляются из матриц формы и уровня в соответствии свыражением

(14)

Примечание — Условие Е{к.1) & 29 будет соблюдено при

0S*<W_£0S/<i_£ ‘

ГОСТ Р 54462—2011

Масштабные коэффициенты огибающей декеамтуются, как описано в MPEG-4 Audio, подраздел «Деквантование и декодирование стерео» для случая элемента одного канала.

Для расчета уровня шума принимается:

L_a – bs_num_noise.

Л£ = num_noise_bands.

Матрица уровня шума Q,_ea<3 выводится из элемента битового потока bs_data_noise следующим образом

|0£Л<А/о

Q,_M<3(fc, /)⁼ bs_data_noise [/](*] — NOISE_LAV. |os/<L„

(15)

где NOlSE_LAV-4. Если bs_num_noi$e = 0. bs_data_noiS6(l)[k) равно no умолчанию величине bs_da!a_notse (sbr_header_dag = 0) или bs_data_noise в соответствии ссодержимым заголовка SBR {sbr_baader_flag – 1) для каждого фрейма. I и к, или определяются другими средствами оценки, см. 5.6.2.2.1.

Определяются максимальные значения и прибавляется статическое отклонение

Q(k. I) =

NOISE_MUTED

Q,**,(*.’) + NOISE _ OFFSET

в противном случае.

(16)

где NOISE^MUTED – 11 и NOISE_OFFSET=-4.

Масштабные коэффициенты уровня шума, как и масштабные коэффициенты огибающей, вычисляются согласно MPEG-4 Audio, подраздел «Декаантование и декодирование стерео» для случая элемента одного канала.

5.6.2.3 Обзор гребенки фильтров и средств SBR

Для CELP/HVXC + SBR используется та же гребенка OMF. что и для ААС + SBR, как описано eMPEG>4 Audio. Более того. MPEG-4 Audio, подраздел «Обзор средств SBR» применим к CELP/HVXC + ♦ S BR с незначительными изменениями: все ссылки на ядро ААС должны читаться как ссылки на ядро CELP или HVXC. а декодирование по Хаффману заменяется процедурами, описанными в 5.6.2.2.4. Определенное число выходных фреймов речевого кодека объединяется в соответствии с таблицей 40. образуя фреймы длиной 320 отсчетов при частоте дискретизации 8 кГц или 640 отсчетов — при частоте дискретизации 16 кГц. которые подаются на вход гребенки фильтров анализа. Генерация ВЧ и подстройка ВЧ производятся на частоте дискретизации 32 кГц. и повышение частоты дискретизации в 2 или 4 раза происходит в гребенке фильтров. как показано в таблице 40.

Таблица 40 — Соответствие фреймов ядра кодека и фреймов S6R

Ядро	Частота дискретизации ядра. кГц	Дпипэ фрейма ядре, ис	Число фреймом ядра о S6R фрейме	Коэффициент увеличение чвстоты дискретизации	Размер гребент фнлырое анализа (элемент)
СЕ1Р	16	10	4	2	32
CELP	16	20	2	2	32
CELP	8	10	4	4	16
CELP	8	20	2	4	16
CELP	8	40	1	4	16
HVXC	8	20	2	4	16

Гребенка фильтров анализа размером 32 описана в MPEG-4 Audio. Случай размера 16 определен в диаграмме на рисунке 16 и описан ниже, где предполагается массив х. состоящий из 160 входных отсчетов во временной области. Более высокий индекс в массиве соответствует более старшим отсчетам:

• сдвинуть массив х на 16 позиций. Самые старые 16отсчвтов удалить, а новые 16 отсчетов записать в позиции с 0 по 15:

ГОСТ Р 54462—2011

• умножить отсчеты в массиве хна каждый четвертый коэффициент в кадре с. Кадровые коэффициенты приведены в MPEG-4 Audio, приложение таблицы SBR. таблица «Коэффициенты c[i) кадра гребенки QMF»;

• просуммировать отсчеты в соответствии с формулой на диаграмме и создать 32-элемектный массив и.

Рисунок 16 — Блок-схема процесса декодирования в QMF гребенке 16-канального анализа

Вычислить 16 новых частичных полосовых отсчетов с помощью матричной операции Ми. где

М(М)ж4ех_Р(^-<^^0Л»²–^л–^0Л5»

0 £ * <16 0 £ п < 32′

(17)

ГОСТ Р 54462—2011

В этом выражении ехр{) обозначает комплексную экспоненциальную функцию, a i—мнимая единица.

Каждый цикл в диаграмме создает 16 комплексных отсчетов сублолосы. каждый из которых пред* ставляет выход одной из субполос гребенки фильтров. Для каждого SBR фрейма гребенка фильтров создает aumTimeStots RATE отсчетов для каждой субполосы, соответствующих сигналу во временной области длиной numTimeSiots RATE 16отсчетов. В диаграмме X_low[k][l] соответствует отсчету субполосы I в QMF частичной полосе к.

MPEG-4 аудио «Синхронизация и тактирование» определяет буфера и порядок образования окон для CELP/HVXC + SBR. применяя константы согласно 5.6.2.2.1 и используя длину выходного фрейма, равную 1260отсчетам.приэтом учитывается установленный коэффициент повышения частоты дискретизации.

5.6.2.4 Генерация ВЧ и подстройка ВЧ

Генерация высокой частоты, т. е. транспозиция и обратная фильтрация очень похожи на изложенное в MPEG-4 Audio, подраздел «Генерация ВЧ». Однако, так как передается только» один параметр обратной фильтрации bsJnvf_mode. вычисление коэффициента повышения тона несколько отличается. Таким образом, массив bwArray(i). как определено в MPEG-4 Audio, заменяется на bwArray(p). где р обозначает номер поправки, определенный ниже, и

]0 если tempBw<0.015625

bwArray(0) — \_tempBw «и,, (етрв»20.015625 ‘

где tempBw вычисляется по формуле

(18)

J0,75000 newBw + 0,25000-РиЛ если newBw <bw’ tempBw = jo,90625 newBw + 0.09375 bw\ если newBwZbw” <¹⁹⁾

a newBw вычисляется в соответствии со стандартом MPEG-4 Audio. Значение для поправок р>0 определяется из выражения

{0 если bwArray(Q)= 0

min(6wArray(0) + 0,20.0.99609375) если ЬнАггауф)* 0 ■ <²⁰⁾

Поправка для генератора ОЧ создается а соответствии с блок-схемой рисунка 17. которая заменяет блок-схему, приведенную в стандарте MPEG-4. Генерация 84 происходит в соответствии с выражением

Х”н^п (к,/ * Ьм«) “ slXu»» (P-i * *HFA*) ♦ bwArray(p) • a₀(p) X_lew (p./ – 1 + + (21)

+ [bwArcay(p)f ■ a,(p) • X_Lo„ (p,/-2 +•

где:

к вк_я + x + XpatchNumSubbandsiq) ■?-o

p s patch StartSubband(i) + x

(22)

для 0£x< patchNumSubbands(i), 0 S / < numPatches, RATE f_e{0) £ / < RATE-t^(L_e) и

и l.odd

{-1 p t k.odd в противном случае.

i (23)

Подстройка ВЧ отличается от приведенной в MPEG-4 Audio тем. что соответствующие выражения в подразделе «Расчет усиления» заменяются на

ГОСТ Р 54462—2011

ГОСТ Р 54462— 2011

5.6.3 SBR маскирование ошибок

5.6.3.1 SBR маскирование ошибок для ААС

Алгоритм маскирования ошибок SBR основан на использовании предыдущей огибающей и значений уровня шума с наложенным затуханием в качестве замены поврежденных данных. На рисунке 18 показан алгоритм основных операций маскирования ошибок SBR.

Если установлен флаг ошибки фрейма, генерируется битовый поток маскирования ошибки взамен данных испорченного битового потока. Данные маскирования генерируются следующим образом.

Рисунок 18 — Алгоригм маскирования ошибок S8R

Частотно-временная сетка устанавливается в:

L₆ = 1.

Г_е(0) = Г*_Е(Г_е) – numTimeStois, f₆(1) = numTimeSiots, г{/) = W/.0S/SL_£ibs_po/7?fer = 0. to*1.

ГОСТ Р 54462—2011

Направление дельта кодирования как данных огибающей, так и данных уровня шума устанавливается по оси времени. Данные огибающей вычисляются по выражению

(Л./) в

-step. Ер„(к,1)> target step, в противном случае’

(24)

где: step

J2. если bs_amp_res =1 ]1, в противном случае

(25)

lpanOffser(Ps_amp_res). если bs_coupling «= 1 target ■ _в противном случае •

Параметры £>s_amp_tesn bs_covpling устанавливаются в значения предыдущего фрейма.

Данные уровня шума вычисляются в соответствии с выражением

|0 £ / < Lg

Qo«*(M)»0_t |_0s#f<Wo– (27)

Далее уровни обратной фильтрации в bs_lnvf_mode устанавливаются в значения предыдущего фрейма. а все элементы Ps_aA/_rtam?on/c устанавливаются в ноль.

Если флаг ошибки фрейма не установлен, временная сетка и данные огибающей могут потребовать модификации, если предыдущий фрейм был испорчен. Если предыдущий фрейм был испорчен, временная сетка текущего фрейма модифицируется для плавного перехода между фреймами. Данные для первой огибающей изменяются согласно выражению

Е…О.0) = Е<*.0)- ^{а J}°flz(,_£,i) ._e^’j‘°L.po₈)■ О S* < F(r(/).0), (28)

где: estimated_start_pos = f_E(i.‘_E)—номер таймслота.

После того как данные дельта кодирования были декодированы, проводится проверка правдоподобности, чтобы убедиться в том. что декодированные данные находятся в разумных пределах. Требуемые пределы следующие: для данных огибающей логарифмические значения должны удовлетворять условиям

|35. ampRess 0

Е(к.1)£ |7о. ampRes=t ’ <²⁹⁾

в противном случае данные будут считаться поврежденными.

Временная сетка также проверяется в соответствии со следующими правилами (если любое из сравнений оказывается верным, то фрейм считается поврежденным):

• > 5 -L₀>2

– t_e(Q) < 0

-r_e(0)2r₆(i_f)

– t_e (0) > 3

16 (30)

.f_e(/)2f_e(/+1).0Sf<L_e

• U ^> ^-6

– L_e = 1AA/0L_o > 1

• WO) * fe(0)

• * tWr)

ГОСТ Р 54462—2011

•fo(/)Sf_o(/+1).0£/<t._o

• все элементы г₀ не принадлежат к элементам (_е.

Если проверка правдоподобности оказалась неуспешной, устанавливается флаг ошибки фрейма и запускается описанное выше маскирование ошибки.

5.6.3.2 SBR маскирование ошибок для CELP и HVXC

Минимальный алгоритм маскирования ошибок SBR для речевых кодеков состоит в применении заранее определенного набора значений данных, как только обнаружен поврежденный SBR фрейм. Значения устанавливаются в соответствии со следующими условиями:

Цк,1)«10.

0 йк<Ы_Е0 й!<Ц ‘

0йк<Н_е

0 й I < bs_ пит_ shape

(31)

Qik<N₀QZI<Lo ‘

bs_ invf_ mode – 2,

где: N₆. Lg. N_Q. Lq. bs_num_shape соответствуют последнему корректному заголовку SBR или определенным настройкам (приложение К. К.1. К.2). после чего производится декодирование в соответствии с 5.6.2.2.4.

Указанные выше значения дают статическую огибающую высокочастотного спектра с относительно низким уровнем воспроизведения, имеющую снижение в направлении высоких частот Цель состоит в том. чтобы уберечь уши слушателя от неожиданно громких, неприятных щелчков путем введения мягкого шума (в отличие от резкого выключения). Ясно, что повторное использование последнего корректно декодированного фрейма с последовательным плавным снижением уровня L до нуля аналогично случаю ААС + SBR, описанному выше в 4.1, представляет разумную альтернативу.

8 дополнение и проверке CRC (если запущена) декодер проверяет следующие условия ло отношению к сигналу sbr_speech_header() (если заголовок SBR используется):

bs_num_shape й bs_num_level bs пит noise £ bs пит level

и проводит «санитарную» проверку масштабных коэффициентов огибающей Е, рассчитанной на основе матриц урое ней и формы:

E(k.l)i 29.

О £ к < N_e0*l<L_e

при нарушении любого из которых фрейм считается поврежденным и запускается маскирование ошибки.

5.7 Кодирование параметрического стерео

5.7.1 Введение

8 настоящем документе аудио кодер ААС + SBR. который сочетает ААС с расширением полосы пропускания средствами SBR. включен в соответствии с 5.3.2 и 5.6.1. Для улучшения характеристик стерео кодирования при низких битовых скоростях имеется кодер PS. частично основанный на структуре SBR. Используется механизм MPEG PS. как описано в MPEG-4 Audioc ISO/IEC [2]. и реализация MPEG PS приведена в 5.7.3. Также может использоваться протокол PS в соответствии с 5.7.2 и 5.7.4 для режимов устойчивости А. В. С и D.

8 обобщенном виде идея PS кодирования состоит в передаче данных, описывающих стерео звучание. совместно с комбинированным моно сигналом. Эта дополнительная стерео информация очень сжата и требует незначительную долю битового потока, позволяя моно сигналу иметь максимальное качество при заданной битовой скорости.

ГОСТ Р 54462—2011

Метод PS кодирования, описанный ниже. сочетает технологию частотно-избирательной панорамы с техникой воссоздания стерео окружения. В результате воссоздается стерео картина, хорошо пригодная для воспроизведения как с помощью динамиков, так и наушников.

Стерео синтез в декодере воссоздает пространственные свойства, но не затрагивает спектральную энергию. Поэтому отсутствует окраска частотного спектра, характерная для моно сигнала, полученного преобразованием из стерео. Дополнительным преимуществом является обратная совместимость, которая позволяет декодерам, не поддерживающим PS. успешно декодировать ядро моно сигнала. Это возможно благодаря тому, что PS данные передаются в дополнительном поле данных, которое может быть проигнорировано.

Битовые скорости для передачи параметрического стерео по системе ААС ♦ SBR должны лежать предпочтительно в диапазонах скоростей от 18 до 26 кбит/с, но эта технология может использоваться на любой битовой скорости.

5.7.2 Технический обзор

5.7.2.1 Стерео параметры

В PS используются два различных параметра для описания стерео картины — Pan и SA. Параметр Рал содержит информацию о частотноселективном уровне разности между правым и левым каналами, в то вре мя как параметр SA содержит информацию о частотно-селективном уровне стерео окружения, которое не может быть выражено распределением энергии между левым и правым каналами.

Рассматривая представление большинства стереосигналов в соотношении середина/боковые стороны. можно заметить, что в боковых каналах реверберация заметно больше по сравнению с центральным каналом. Потому после получения моно сигнала путем смешения боковых каналов реверберация в значительной степени теряется. Синтез SA является методом для восстановления потерянной реверберации добавлением синтезированной ее версии в боковые каналы.

Для анализа и синтеза в частотной области используется собственная гребенка фильтров (гребенка QM F) системы SBR. Так как дополнительное частотно-временное преобразование не требуется, кодирование и декодирование PS усложняет систему незначительно. Используемая в системе SBR гребенка QMF представляет собой 64-канальную гребенку ф ильтров комплексной переменной без присутствия смешанных эффектов даже е случае чрезмерного изменения усиления соседних частичных полос.

Параметры SA и Pan обновляются на каждом SBR фрейме и интерполируются между фреймами для получения плавных переходов. SA и Pan рассматриваются как индивидуальные параметры. Однако воздействие сигнала с измененным SA в некоторой степени корреллируется с параметрами Pan. При больших значениях Pan. т.е. при более неравном распределении мощности между левым и правым каналами. SA имеет тенденцию к снижению значимости. Это обусловливает сосуществование параметров SA и Pan.

57.2.2 Сигнализация

Техническую концепцию PS кодирования легко понять, используя представление стерео сигнала в виде сочетания центральный/боковой канал вместо представления в виде правый/левый каналы. Это достигается простым преобразованием:

• центральный = левый + правый;

• боковой = левый – правый.

Согласно топологическому представлению на рисунке 19 данные PS влияют на сигнал только в самом конце процесса декодирования. Более того, можно прийти к заключению, что кодирование и декодирование PS данных не зависит от реального кодека, используемого для кодирования моно сигнала.

Центральный

Боковой

Рисунок 19 — Топология системы кодека, использующей параметрическое стерео

PS кодирование создает весьма незнач ительный объем данных, которые служат для воссоздания стерео звучания на приеме. Эти данные включают параметры SA и Pan согласно 5.7.3. а также несколько малозначительных управляющих битов. Для конфигурации ААС + SBR с использованием протокола бито

ГОСТ Р 54462— 2011

вого потока no MPEG-4 Audio ISO/IEC [2] PS данные размещаются а поле расширенных данных. Это гарантирует обратную совместимость с MPEG-4 Audio, так как любой декодер, не поддерживающий PS. просто игнорирует эту часть расширенных данных. Однако это средство PS недоступно в комбинации со средствами маломощного S6R.

Скорость сигнализации для PS динамическая благодаря энтропии кодирования, но можно ожидать, что распределение битовой скорости редко (менее чем в 1 % случаев) будет превышать 2 кбит/с для стерео программ. Окончательно скорость передачи PS выбирается кодером и поэтому может быть легко ограничена желаемой величиной.

Если применить PS к ААС * SBR при скорости 24 кбит/с. типичные средние скорости будут распределяться в пределах:

• 22.8 кбит/с — основные данные (ААС + SBR);

• 1.2 кбит/с—данные для стереосигналов.

Для чистых моно сигналов PS данные займут всего лишь 0.05 кбит/с. следовательно, серьезного ухудшения качества моно сигнала не произойдет. Для стерео сигналов со стерео базой, близкой к моно, скорость передачи PS данных будет ниже, чем средняя. Однако для чистого моно вещания PS не передается вообще. В таблице 41 приведены типичные значения битовых скоростей PS.

Таблица 41 — Типичные значения битовых скоростей PS данных

Тип сигнала	Битовая скорость PS данных
Моно сигнал, расширенные данные выключены	Обиг/С
Моно сигнал, расширенные данные включены	50 бит/с
Сложная стерео музыка (средний)	1200 бит/с
Произвольные стерео сигналы (максимальный пик)	2500 бит/с (рекомендованный максимум для кодера)

5.7.3 Протокол битового потока

5.7.3.1 Интеграция битового потока

Данные PS передаются в поле расширенных данных SBR. PS передает уникальный идентификаторе попе расширенных данных SBR. определяемый элементом битового потока bs_extension_ld. Для успешного декодирования PS необходимо получить данные из единственного канального элемента битового потока, а именно, из битового потока моно.

5.7.3.2 Синтаксис PS

Функция sbr_extension(). используемая в sbr_cfiannel_pair_base_eJernei4() и s br_channel_pair_e lemen t(). описанная a MPEG-4 Audio, подраздел «Полезная нагрузка для аудио объектов типа SBR», определяется а соответствии с таблицами 42 — 45.

Таблица 42 — Синтаксис sbr_exlens*oo()

Синтаксис	Количество битов	Примечание
sbr extens»on{bs extension kt. num bits left) ( switch(bs extension id) { case PARAMETRIC.STEREO: num_bits_left — drm_ps_data();		1.2
break: case MPEG_PARAMETRIC_STEREO: num_bits_left -= ps_data():		2.4
break: default: be fill bits:	num bits left	bslbf. 3

ГОСТР54462—2011

Окончание таблицы 42

Синтаксис

Количество

битов

Примечание

}

)

num_b*1s_left = 0; 2 break;

Примечания

1 drm_ps_data{) отражает общее число прочитанных битое.

2 Переменная num_b4s_teft та же самая, что испогъзуегся a sbr_pair_base_eiement{) и sbr_channel. pair_element().

3 bs_extensionJd определен в таблице 46.

4 ps_data() определена в MPEG-4 Audio ISO/IEC {2] и отражает общее ‘«ело прочитанных битов.

Таблица 43 — Синтаксис drm_ps_data{)

С имгаксис

Количе-

creo

битов

Приме

чание

drm ps data{)

{

bs_enable_sa bs_enable_pan if {bs_enable_sa) sbr_sa_element() if (bs_enable_pan) sbr pan element)

)

Таблица 44 — Синтаксис sbr_sa_eiementO

Синтаксис

Количе

ство

битов

Приме*

чание

sbr sa elemenlO {

if (bs_sa_dt_flag)

sa_huff = t_huffman_sa: else

sa_huff = f_huffman_sa; for (band = 0; band < NUM_SA_BANDS: band++) bs_sa_data(band] = huff_dec<sa_huff.

ba codeword):

)

1.-9

Примечания

1 NUM_SA_BANDS = N_SA_Bift<J1, определено в 5.7.4.1.

2 huff_dec() поясняется а приложении К.

Таблица 45 — Синтаксис sbr_pan_element{)

Синтаксис	Количество битов	Примечание
sbr pan e!ement() { if (bs_pan_dt_flag) pan_huff = l_huffman_pan; else pan huff = f huffman_pan; for {band = 0; band < NUM_PAN_BANDS; band++) bs_pan_data(band) = huff_dec(pan_huff.
1
be codeword):		1
}	1…18	2
Примечания
1 NUW_PAN_BANDS = Np_ens_anoe. определено 8 5.7.4.1. 2 huff_dec() поясняется 8 приложении К.

ГОСТ Р 54462— 2011

5.7.3.3 Определение элементов битового потока Элементы битового потока определены в таблицах 46 — 50. bs_extension_Jd — содержит идентификатор элемента расширенных данных.

Таблица 46 — Определение bs_extension_id

bs_exlension_id	Значение	Примечание
0	Параметрическое стерео	Используется только в режимах А. В. С. D
1	IO зарезервирован для будущего использования
2	MPEG параметрическое стерео
3	ID зарезервирован для будущего использования

bs_enable.sa — включает или выключает стерео окружение (SA). если записано 1 или 0 соответ

ственно.

Таблица 47 — Определение bs_enabte_sa

b*_enable_sa	Значение	Примечание
О	Обойти стерео окружение (SA)
1	Использовать стерео окружение (SA)

bs_enable_pan — включает или выключает Pan. если записано 1 или 0 соответственно.

Таблица 46 — Определение Ьв_епаЫе_рап

Ь*_епаЫе_рап	Значение	Примечание
О	Обойти Рал
1	Использовать Pan

bs_sa_dt_flag — показывает, следует ли применять дельта декодирование по временной или частотной оси для данных SA. Если bs_header_ftag (элемент битового потока вЬг_ех!еп8Юп_данные(). определенный в стандарте MPEG-4 Audio 1SO/IEC [2]. равен 1. то bs_sa_dt_flag должен равняться О.

Таблица 49 — Определение bs_sa_df_flag

bs_sa_dl_flag	Значение	Принеча ние
0	Применить дельта кодирование по частотной оси
1	Применить дельта кодирование по временной оси

bs_par _dt_flag — показывает, следует ги применять дельта декодирование по временной или частотной оси для данных Pan. Если bs_ header .flag (элемент битового потока sbr_extension_data(). определенный в стандарте MPEG-4 Audio ISO/1EC [2], равен 1. то bs_pan_dt_flag должен равняться 0.

Таблица 50 — Определение bs_pan_dt_flag

b*_pan_dl_nag	Значение	Ппныяим мне»

0	Применить дельта кодирование по частотной оси
1	Применить дельта кодирование по временной оси

ГОСТ Р 54462—2011

5.7.4 Декодирование PS

5.7.4.1 Обэордекодирования

Процесс декодирования PS разделяется на две независимые части. SA процесс и Pan процесс. Так как обработка PS представляет собой операции над отсчетами частичных полос в области QMF перед окончательным синтезом гребенки QMF. синтез в двух выходных каналах должен выполняться после декодирования PS. SA использует моно сигнал в качестве входного сигнала, a Pan в качестве входного использует стереосигнал. Прохождение сигнала проиллюстрировано на рисунке 20.

PAN денные

Рисунок 20 — Структуре модуля PS декодера

Специфичные для PS декодера переменные и обозначения:

Zflgh!

9so

9pm

&Рзпиат>«<1

Gpanuj рем

X(m. n)

входной сигнал PS декодера как матрица частичной полосы гребенки QMF;

левый выходной сигнал SA декодера, как матрица частичной полосы гребенки QMF;

правый выходной сигнал SA декодера как матрица частичной полосы гребенки QMF:

левый выходной сигнал Pan декодера как матрица частичной полосы гребенки QMF;

правый выходной сигнал Рал декодера как матрица частичной полосы гребенки QMF;

усиление SA для каждой полосы SA:

усиление SA для каждой полосы OMF;

усиление SA для каждой полосы QMF и частичного отсчета;

прямая компенсация усиления SA для каждой полосы QMF;

прямая компенсация усиления SA для каждой полосы QMF и частичного отсчета;

данные Pan для каждой полосы SA;

денные Реп для каждой полосы QMF;

данные Рал для каждой полосы QMF и частичного отсчета;

отсчет частичном полосы “п“ в полосе *гп^а. Если матрица частичной полосы гребенки

QMF имеет отрицательный временной индекс, например Х(т.-1). это указывает на

отсчет X'(m.NUM_OF^SUBSAMPLES -1) в предыдущем фрейме.

Константы:

N_SiBands = 8 — число полос масштабных коэффициентов SA;

N_PanBands -20 — число полос масштабных коэффициентов Pan;

DECAY_CUTOFF*3 — начальная частотная полоса наклона характеристики окру

жения;

DECAY _ SLOPE – 0,05 — крутизна наклона характеристики окружения;

NUM_OF_UNKS-3 — число связей фильтров для генератора окружения;

NUM_OF_QMF jCHANNELS-Ы — число каналов QMF;

NUM _OF _ SUBSAMPLES – 30 — число частичных отсчетов QMF в каищом канале QMF для од

ного фрейма;

0 = 0,76592833836465 — пиковый коэффициент затухания;

a_SmooJh = 0,25 — коэффициент сглаживания.

5.7.4.2 Деквантизация и отображение

Как параметры SA, так и параметры Pan дельта кодируются по временной и частотной оси. Векторы bs_sa_data и bs_pan_data содержат дельта-кодированные индексы. bs_sa_dt_fiag и bs_pan_off_ flag ука-

ГОСТ Р 54462—2011

зыаают, закодированы они по частотной или временной оси. Абсолютные индексы, обозначенные g_Sav>9exи Ц_РлпМв,. получаются из приведенных ниже формул

(О

0’s*ft*»x(O+Jbs_sa_dafa(O. bs_sa_dt_flag ® X 0&i<N_MQsatoae*+ bs_sa_data(i), bs_sa_dt_flag в 0. Mi<N_tbs_sa_data(i), bs_sa_dt_f?ag = 0, j’=0

{32)

ЯрлмлаахИ}

g’pnw <0 + bs_mmpan_dota{i), bs_pan_dt_flag ® г 0*i<N_PtoBaoMЯршпмхУ-1) +0s_pan_dafa(r). b$_f>an_dt_flag = 0, 15/<А/_{Рлйвап<}„ £>s_pan_date(/), bs_ pan _<tf_ flag * 0. /*0

(33)

где’ обозначает величины из предыдущего фрейма.

После декодирования данных SA и Pan по Хаффману и дельта алгоритму векторы g_Sa**,_ox и Эрллтл» будут содержать индексы, используемые для получения реальных величин для декодирования. Таблицы, связанные с этими индексами, частотно-селективные и могут быть найдены в матрицах квантования C_Sj0Mm„ и Срггомамх соответственно. Какую таблицу использовать в матрице для определенной полосы масштабных коэффициентов SA и Pan, определяется векторами класса квантования с_3л0Сиц. и Cp_anQCttw.

Деквантизация производится по следующим формулам

^г ^’sj.oMjjn.{^csaocuis(0’9s4-w««{0). О 5 г < Л/_вавм<м, {34)

” Qpmq мм«(^сРмоси»*(*)« ~ Яраптаах (0)* 9рал1лл»{0 ^ б CparrOMatfu(CpanQCtott(О- Эралмл»^))- Ярал<п4*г^} ^ б

{35)

где Csaoca,* ис_{РвпОСим} определены в таблицах К.Юи К.11.

Данные SA и Pan. извлеченные из битового потока, являются векторами, содержащими элементы данных, представляющие диапазон нескольких частотных полос QMF. Для упрощения последующего изложения. а временами и по необходимости, эти сгрупп проданные данные отображаются на максимально доступное частотное разрешение, т. е. на наибольшее число каналов QMF. Это означает, что несколько соседних каналов в отображаемом векторе могут иметь одинаковую величину.

Отображение данных SA и Pan показано ниже:

QsaUaрся<А.^т) ⁵ 9sA0> квтльнО) £ (П < fsaTabbi* + 1). О £ / < ^SaBands- (36)

9PanUaopea{^i) ~ ЯрыХг). fcanMtoO) ^ ПТ < /р.мГаи’оО⁺ 1). О 5 / < ^рдпваов*- {57)

где f^_ne>l0 и fp_aor»wB определены в таблицах К.14 и К. 15.

5.7.4.3-Декодирование SA

Как показано на рисунке 20. блок обработки SA принимает входной сигнал X и совместно с параметрами SA создает выходные сигналы SA Y_wn и ¥_лдм. X является суммой верхней и нижней полос области QMF. причем верхняя полоса — это сигнал в системе SBR. который скорректирован по частоте (т. е. соответствует сигналу Y. определенному в MPEG-4 Audio, подраздел «Компоновка ВЧ сигналов»).

Расчет матрицы усиления SA G_SaMappae

Как первый шаг. рассчитываются матрицы усиления SA. основанные на фреймах.

Коэффициенты усиления SA д_5в01шар(ж1^и 9зам«>»е» линейно интерполируются внутри фрейма в соответствии с выражениями:

9saiXafip«a(^m)~9 _л_… _t ,.

^e NUM_OF SUBSAMPLES~•^<vs*r*w#{”*s*e<«<j»)^:

. . . ?Safrr»i»c*i«d {^m) ~ & SaCMhfapDed m

^KSaCwUafip<H)\^mt ^a NUM OF SUBSAMPLES ■ ^K haTatM^SaBands >’

(38)

(39)

где 9_Saertlw«,(m) e^1-g².saua«.«{-™) • а ‘обозначает данные из предыдущего фрейма.

ГОСТ Р 54462—2011

k_SjWw<w (m) и k_S4ClvtiiWed(m) —это крутизна скатов, используемая для интерполяции. Это позволяет получить интерполированные значения коэффициента усиления для одного фрейма в соответствии с выражениями:

* 9saUat>p*o(^m) ^{+ п}

. JOSГП < f_Stт^ыс(^saBanas)

^СГИ)’]0Sn < NUM^OF^SUBSAMPLES’

(40)

Gs*0irMdp»tf (ГО.Л) в 9 $аОемаерои^{+ Л}‘^saDifVaepetf (ml

0im< fseTab» (^Sa&ontfs )

0Zn<NUM OF SUBSAMPLES

(41)

Расчет бокового сигнала окружения _{(t m|}

Процесс окружения описывается в Z-ллоскости. Его функция передачи для каждой полосы QMF определяется выражением

ыии Of IMKS-1

*-о

Qf^m.kjz-¹^ – *(fc)9₀»_Mys«w(‘ⁿ>

1 – в<*)$о«в_У5«р*<^т>Ор_лк,<т.*)г’*^,м ‘

,(N_S

SaTabtoV’SaBaiuii

(42)

где вектор коэффициента фильтрации a(k) и вектор длины задержки d(fc) определены из таблиц К.16 и К.17 соответственно. Матрица длин дробной задержки Ор_гм.(т.к)олределяется с использованием вектора длины дробной задержки q(k), который также определен в таблице К.18 выражением

*frac<

{m.k) в ехр( – + V

0im< ^saГабА»(^Saeanii)

0Zk<NUM OF LINKS’

(43)

где / s _iPT обозначает мнимую единицу.

Вектор goouySbfM содержит неизменные во времени коэффициенты, чтобы затухание окружения было частотно зависимым. Он задается выражением

[ 1 – ВЕСАY_ SLOPE(m – ВЕСАY_ CUTOFF), m > DECAY, CUTOFF !?£MeayS(w»(^m) * в противном случае

для 0Sm</_s,_ftJW_SltoJ.

Пусть -Vlu.,» (7.m) — сигнал окружения. X(7.m) — пходной ипнп сигнал я 7-плоскопти для каждой полосы QMF. Тогда SAmt>.er« (z.m) определяется из выражения

Зин»*« (г т> = 1 -5626 ■ т² ■ H^z.m) ■ X(z.m), 0 5 m < f_Senwa(Ws*e***)- {45)

Обнаружение переходного процесса

Чтобы обработать переходные процессы и другие быстрые временные огибающие окружение для этих сигналов должно быть подавлено. Это производится в последовательности.

Применить пиковое затухание к сигналу входной мощности в соответствии с выражением

^Рам Decar Hiq (m.o)

|X{m_tn)|<a|X_PM^_w<m.n-1)| :|Х(т.л)|², в противном случае

(46)

для 0 йт< fsar^iNsaea^al 1 * л < NUM_OF_SUBSAMPLES.

Отфильтровать сигналы мощности и спада пика мощности с помощью функции передачи в Z-плоско-сти Hg^fz):

Xsmoctfiiwptem) — Msn>&>tn(z)X>it<)(z.m) • (47)

Xs/nc<xriPta*D»carCm'<i(Z-m) — W_Sm0C,„(Z)(Xp,_iWlOeta>f^(2.ft)) — X_W(9(z.m)) (48)

для 0Sm</_s,_riJW_Sjto„).

ГОСТ Р 54462—2011

где

(49)

X_N/g<m.n) = |X(m.o)|^J. (50)

ДЛЯ 0 & т < и 0 5 п < NUM_OF_SUBSAMPLES.

Затухание переходных процессов G_T„_nsMnMa1i0 далее вычисляется следующим образом

‘Тсап ttonMMJC

(m.n)

yXsmooWP^JL^O.W.pt’n.”) ’ X_N^(m,n)

t в противном случае

(rti.nl

(51)

для 0 й m < fs*THM[N_SaBa«<ts) и 0 £ л < NUM_OF_SUBSAMPLES. где у=1.5— коэффициент учета быстрого провала уровня.

Добавление окружения к выходным сигналам Y_ieri и Y_A^_AI

SA процесс добавляет скорректированный по уровню сигнал окружения к боковому выходному сиг* налу, где Y_ien и Y^, — выходные матрицы SA процесса для левого и правого каналов соответственно. Если SA включено сигналом элемента битового потока bs_enabte_sa = 1. выход SA будет определяться выражениями:

Y_t#n{«.rt) ~ ‘ Х(/л.о) + Gr,_a/14W>jfl_a(e{m.n} • Gs_eM*^pee(n?.r?) • 5*_т^_влг<(ш./?), (52)

Yf?-«jf«(m,r?) — • Х(гл.п) — б?гллз*1доа№(л7, л) • ‘ ^д_те,_вгь:в{ш,л) (53)

для 0 й m < fsaTai>»iNs3Ban<ii) и 0 й п < NUM_OF_SUBSAMPLES.

Установить некоторые полосы QMF в режим моно для областей, не охватываемых SA:

= Х(т.л).

YngiJLW) ^г Wm.n)

для /sarae»(/V_Saeart(fl)im<NUM_OF_QMF_CHANNELS. 0 йп< NUM_OF^SUBSAMPLES.

8 противном случае (если bs_enabte_sa = 0) SA игнорируется и

= X.

Yfwjfti ⁼ X.

57.4.4 Декодирование Pan

Как видно из рисунка 20. для обработки Pan в качестве входных используются сигналы Y_feff и Y^, которые явл яются выходным и сигналами декодера SA совместно с параметрами Рал. что позволяет полу* чить на выходе сигналы Pan Z_left и Zp^,. Эти выходные сигналы подаются на оконечную гребенку QMF синтеза, как описано в системе SBR.

Расчет матрицы Pan, Gp_anMapppd

Коэффициент Pan gp_afArapC0j линейно интерполируется внутри фрейма согласно выражению

. , . ЯрапЫаррав “ 9 РапЫарекЯ (т>

*Рапхллврв<1 У™/ * NUM OF SUBSAMPLES ‘ ^ ^few \Пр_а»вл1<в I. (Э4)

где ‘обозначает величины из предыдущего фрейма.

kp_inUJC._0<ie(m)—это крутизна наклона, используемая для интерполяции. Интерполированная матрица Pan. Ср_{ал|лврр<>(}, вычисляется затем в соответствии с выражением

®ЯлпМврй*аг(Л!, о)

9 Paoutpeac (Л>) + Л ‘ ^РапЫаер* «г (Л?).

0 5 m < fpanTabi* ^Рапвллм )

0Sn<WUM OF SUBSAMPLES-

(55)

ГОСТ Р 54462—2011

Применение матрицы Pan, Gp_anM2pp<(„ для получения Z_Ltn и Z*,_e„,

Процесс Pan устанавливает уровень сигнала, поступающего с выхода SA. тогда Z*_ft mZ_A9M становятся выходными матрицами процесса Pan для левого и правого каналов соответственно. Если Pan включена, о чем сигнализирует элемент битового потока bs_enable_рап =1, выходные сигналы Pan будут определяться выражением

^{2ия {т}‘^{П) a} ₁ ^ ^{т‘^П) • (56)

^ZP^i(^m–ⁿ) = _{t + 2}g^_w„(*./h ^vWwr(^m-‘ⁿ> {57)

для 0йт< f_PanTilM(N_PanBtni,_t) и 0 йп< NUM^OF^SUBSAMPLES.

8 грот ивном случае (если bs_enable_рап – 0) Рал игнорируется и

Z_t*„ –

7 г V

‘№фМ*

5.7.5 Маскирование параметрического стерео

Маскирование параметрического стерео основано на том факте, что стерео картина является кваэи-стационарной. Стратегия маскирования сохраняет установки параметрического стерео из последнего неповрежденного фрейма до тех пор. пока не будут декодированы новые установки из корректно принятого фрейма.

5.8 Кодирование MPEG Surround

Комбинация ААС или ААС + SBR с MPEG окружением (MPS) использует инструмент MPEG Surround, как это определено в ISO/IEC [3]. и местоположение данных MPS в аудио суперфрейме ААС. описаное в 5.3.3. Это подраздел описывает, как извлечь элементы MPS изданных MPS и, таким образом.описывает отображение к формату, определенному е стандарте MPEG. Синтаксис nrps_aac_frame() приведен в таблице 51.

Таблица 51 — Синтаксис mpe_aac_frame()

Синтаксис	Количество битов	Примечание
mps авс frame() { mps_crc_bi1s;	8	См. приложение Г
апсТуре:	2	uimsbf
ancStart;	1	uimsbf
ancStop:	1	uimsbf
cnt = ancLenBytes;	8	uimsbf
К (cnt—255) { cnt += ancLenBytes Add; } for (i=0; Kent i+-*-) { ancDataSegmentBytep]:	16	uimsbf
8	bsibf
} }

mps_crc_bits — циклическая контрольная сумма избыточности для MPS части битового потока. Алгоритм CRC охватывает все биты в элементе mps_aac_frame(), кроме непосредственно mps_crc_bits. апсТуре — указывает тип вспомогательных данных согласно таблице 52.

ГОСТ Р 54462—2011

Таблица 52 — ОпределениеапсТуре

апсТуре

Значение

0x0

0x1

0x2…0x3

SacDataFrame{0) (MPEG Surround frame)

SacDataFrameO) (MPEG Surround header and MPEG Surround frame) (reserved)

Примечание — SacOataFrame{0) определен в ISO/IEC [3].

указывает, начинает пи сегмент данных блок данных, указывает, заканчивает ли сенгмент данных блок данных, число битов в сегменте данных.

дополнительное число байтов в сегменте данных, если сегменты данных содержат 255 или более байтов.

объединение всех ancDataSegmentByte с последовательным mps_aac_ frameO, начиная mps_aac_frame() с ancStart == 1. включая формы ancStop == 1 одного блока данных. В случае если комплектуемый блок данных содержится в одном mps_aac_frame(). то ancStart == 1 и ancStop == 1. Если апсТуре == 0x0 или апсТуре == 0x1. тогда этот блок данных составляет один SacDataFrameO элемент синтаксиса, дополненный в конце, чтобы получить целое число байтов.

6 Определение мультиплекса

6.1 Введение

Суперфрейм DRM передачи состоит из трех каналов: MSC. FAC и SOC. MSC содержит данные о службах. FAC предоставляет информацию о ширине ка нала и другие подобные параметры, а также содержит информацию о выборе услуг для быстрого поиска лрофамм. SDC несет информацию о том. как декодировать MSC. как найти альтернативные источники тех же данных, и атрибуты услуг внутри мультиплекса. Он также может включать ссылки на одновременно передаваемые аналоговые службы.

6.2 Основной сервисный канал

6.2.1 Введение

MSC содержит данные обо всех службах, передаваемых внутри мультиплекса DRM. Мультиплекс может содержать от одной до четырех служб, и каждая из служб может быть сл ужбой аудио или данных. Суммарная битовая скорость MSC зависит от полосы пролусхания канала DRM и режима передачи.

6.2.2 Структура

MSC содержит от одного до четырех потоков. Каждый поток разделяется на логические фреймы длиной 400 мс каждый. Аудио потоки содержат сжатый аудио сигнал и опционально могут нести текстовые сообщения. Потоки данных могут бытьсостаелены из пакетов данных, содержащих информацию до четырех «частичных потоков». Аудио служба состоит из одного аудио потока и. опционально, из одного потока данных или одного частичного потока данных. Служба данных состоит из одного потока данных ил и одного частичного потока данных.

Каждый логический фрейм обычно состоит из двух частей, каждая со своим уровнем защиты. Длины каждой из частей устанавливаются независимо. Неравномерная защита от ошибок для потока обеспечивается установкой разного уровня защиты для этих двух частей.

Для режимов устойчивости А, В. С и О длительность логических фреймов составляет 400 мс. Если поток несет аудио, логический фрейм несет данные для одного аудио суперфрейма. Для режима устойчивости Е длительность логического фрейма составляет 100 мс. Если лоток несет аудио, логический фрейм несет данные для первой или второй части одного аудио суперфрейма, содержащего аудио информацию продолжительностью 200 мс. В этом случае потоку можно назначить два уровня защиты, логические фреймы несут ровно половику байтов с высоким и низким уровнем защиты.

ancStart —

ancStop —

ancLenBytes —

ancLenBytesAdd —

ancDataSegmentByte —

ГОСТ Р 54462—2011

Логические фреймы всех потоков отображаются совместно и образуют мультиплексные фреймы той же самой длительности (400 мс). которые передаются на канальный кодер. Возможен вариант, когда первый поток передается в логических фреймах, отображаемых как иерархические фреймы.

Конфигурация мультиплекса сигнализируется с помощью SOC. Мультиплекс можно переконфигурировать во время передачи на стыке суперфреймов.

8 приложении П приводятся примеры различных конфигураций MSC.

6.2.3 Построение MSC

MSC состоит из последовательности мультиплексных фреймов и. -если используется иерархическая модуляция, также из последовательности иерархических фреймов. Мультиплексные фреймы и иерархические фреймы подаются на канальный кодер отдельно.

6.2.3.1 Мультиплексные фреймы

Мультиплексные фреймы создаются объединением логических фреймов из каждою неиерархического потока. Логические фреймы в общем случае состоят из двух частей, каждая из которых имеет свой уровень защиты. Мультиплексный фрейм создается, принимая данные из части логического фрейма с высшей защитой из потока с наименьшим номером (лоток 0. если иерархическая модуляция не используется. и поток 1. если иерархическая модуляция используется) и размещая их в начале мультиплексного фрейма. Затем размещаются данные из части логического фрейма с высшей защитой из потока со следующим номером и так до тех пор. пока не будут переданы все потоки. Затем фрейм дополняется данными из части логического фрейма с низшей защитой из потока с наименьшим номером (поток 0. если иерархическая модуляция не используется, и поток 1. если иерархическая модуляция используется), затем данными из части логического фрейма с низшей защитой из потока со следующим номером и так до тех пор. пока не будут переданы все потоки. Часть с высшей защитой в описании мультиплекса обозначается как часть А. а часть с низшей защитой — как часть В.

Емкость мультиплексного фрейма равна или более суммы логических фреймов, из которых он сформирован. Остальная часть фрейма, если он не заполнен, заполняется нулями. Эти биты игнорируются приемником.

Примечание — Биты заполнения не вставляются между окончанием части А и началом части В. Емкость части А мультиплексного фрейма равна сумме частей с высшей защитой логических фреймов, но в результате ограничений, налагаемых процедурой кодирования, применяемой в DRM (см. 7.2.1.1). некоторые биты, которые обычно принадлежат я части с низшей защитой В. получат более высокую защиту.

6.2.3.2 Иерархические фреймы

Иерархические фреймы существуют, только если используется иерархическая модуляция. Они создаются из данных логического фрейма потока 0. размещаемого в начале иерархического фрейма.

Емкость иерархи¹ юского фрейма больше или равно емкости логического фрейма, из которого он с фор мирован. Оставшаяся часть иерархического фрейма, если что-то осталось, заполняется нулями. Эти биты игнорируются приемником.

6.2.4 Реконфигурация

Конфигурация мультиплекса может быть изменена на границе суперфреймов передачи.

Реконфигурация мультиплекса производится, когда меняются параметры канала в FAC или когда мультиплекс реорганизуется. Новая конфигурация передается с опережением во времени внутри SOC, а время отмечается в индексе реконфигурации е FAC. Сигнализация о реконфигурации описана в 6.4.6.

6.3 Канал быстрого доступа

6.3.1 Введение

FAC используется для передачи информации о параметрах канала для демодуляции мультиплекса, а также базовой информации о выборе служб для быстрого сканирования.

Параметры канала (например, занимаемый спектр и глубина перемежения) позволяют приемнику эффективно начать декодирование мультиплекса. FAC также содержит информацию о службах, что позволяет приемнику либо декодировать мультиплекс, либо сменить частоту и продолжить сканирование.

6.3.2 Структура

Каждый фрейм передачи содержит блок FAC. Блок FAC содержит параметры, которые описывают канал, и параметры, которые описывают одну или две службы, вместе с CRC.

ГОСТ Р 54462—2011

Для режимов устойчивости А, В. С и D должен передаваться один набор параметров службы, для режима устойчивости Е — два набора параметров службы.

Если мультиплекс несет более чем одну службу, для описания всех служб требуется несколько блоков FAC (см. 6.3.6).

6.3.3 Параметры канала

Канал имеет следующие параметры:

• флаг баэоаый/расширенный —1бит.

• идентификация —2 бита.

• 0narRM —1 бит.

• занимаемый спектр —Збита.

• флаг глубины леремежения —1 бит.

• режим MSC — 2 бита,

• режим SDC — 1 бит.

• число служб —4 бита.

• индекс реконфигурации — 3 бита.

•флаг переключения —1бит.

• rfu — 1 бит.

Действуют следующие определения:

флаг базовый/расширенный: Этот однобитовый флаг показывает базовый или расширенный уро* вень передачи следующим образом:

0: базовый уровень — декодирование возможно всеми приемниками DRM:

1: расширенный урове нь — декодирование доступно только приемникам с возможностями расширенного уровня.

идентификация: Это 2-битовое поле идентифицирует текущий блок FAC внутри суперфрейма передачи и оценивает индекс SDC AFS (см. 6.4) следующим образом:

00: первый блок FAC суперфрейма передачи и индекс SDC AFS верный:

01: промежуточный блок FAC суперфрейма передачи:

10: последний блок FAC суперфрейма передачи:

11: первый блок FAC суперфрейма передачи и индекс SDC AFS недопустимы.

Примечание — Один или два промежуточных блоков FAC могут присутствовать в передаваемом суперфрейме в зависимости от значения флага RM. Промежуточные блоки FAC можно различить при использовании флага переключения.

флаг RM: Это 1 -битовое поле указывает режим устойчивости следующим образом:

0: режимы устойчивости А. 8. С или D: блок FAC содержит один набор параметров службы:

1: режим устойчивости Е: блок FAC содержит два набора параметров службы.

Интерпретация занимаемого спектра, флага глубины леремежения. режима MSC. режима SDC и флага переключения зависит от значения флага RM. как показано в следующих выражениях.

занимаемый спектр: Это 3-битовое поле, кодированное как целое число без знака, определяет номинальную ширину полосы частот канала и конфигурацию цифрового сигнала следующим образом (см. также раздел 8): флаг RM * 0:

0:4.5 кГц:

1:5 кГц;

2:9 кГц:

3:10 кГц;

4:18 кГц;

5:20 кГц.

Остальные значения зарезервированы, флаг RM * 1;

0:100 кГц.

Остальные значения зарезервированы.

ГОСТ Р 54462—2011

флаг глубины перемежения: Этот 1-битовый флаг показывает глубину перемежения по времени следующим образом: флаг RM я 0:

0:2 с (длинное перемежение);

1:400 мс (короткое перемежение). флаг RM я 1:

0:600 мс:

1: зарезервировано.

режим MSC: Это 2-битоеое поле показы вает режим модуляции в канале MSC следующим образом: флаг RM « 0:

00:64-QAM. неиерархическая;

01:64-QAM. иерархическая по I;

10:64-QAM, иерархическая по I и Q:

11:16-0 AM. неиерархическая, флаг RM я 1;

00:1&-QAM. неиерархическая:

01: зарезервировано;

10: зарезервировано:

11:4-QAM. неиерархическая.

режим SDC: Это 1-битовое поле показывает режим модуляции и кодовую скорость в канале SDC следующим образом: флаг RM я 0:

0:16-QAM: кодовая скорость – 0,5:

1:4-QAM; кодовая скорость я 0.5. флаг RM я 1;

0:4-QAM: кодовая скорость я 0.5;

1:4-QAM; кодовая скорость = 0.25.

число служб: Это 4-битовое поле показывает число служб аудио и данных следующим образом: 0000:4 службы аудио;

0001:1 служба данных:

0010:2 службы данных;

0011:3 службы данных;

0100:1 служба аудио;

0101:1 служба аудио и 1 служба данных;

0110:1 служба аудио и 2 службы данных:

0111:1 служба аудио и 3 службы данных:

1000:2 службы аудио;

1001:2 службы аудио и 1 служба данных;

1010:2 службы аудио и 2 службы данных;

1011: зарезервировано;

1100: 3 службы аудио;

1101: 3 службы аудио и 1 служба данных;

1110: зарезервировано;

1111:4 службы данных.

индекс реконфигурации: Это 3-битовое поле показывает статуей временной график реконфигурации мультиплекса. Ненулевое значение указывает на число суперфреймов передачи, которые будут переданы перед тем. как вступит в силу новая конфигурация, см. 6.4.6.

флаг переключения: Этот однобитовый флаг должен использоваться, чтобы указать, что этот фрейм передачи может содержать начало аудио суперфрейма следующим образом:

RM »0:

Флаг переключения постоянно установлен на нуль.

RM я 1;

Флаг переключения установлен на нуль для первого и третьего блока FAC передаваемого суперфрейма и для второго и четвертого блока FAC. Это может использоваться в комбинации с параметрами идентичности. чтобы отличить полученные фреймы передачи.

ГОСТ Р 54462— 2011

rfu: Этот однобитовый флаг зарезервирован для будущего использования в целях полного определения параметров FAC и до этого времени должен устанавливаться в нуль.

6.3.4 Параметры службы

Службы имеют следующие параметры:

• идентификатор службы

• краткий идентификатор

• индикатор аудио СА – язык

• флаг аудио/данные

• описание службы

• индикатор СА данных -rfa

— 24 бита;

— 2 бита;

— 1 бит:

— 4 бита;

— 1 бит;

— 5 битов;

— 1 бит;

— 6 битов.

Эти параметры определяются следующим образом:

идентификатор службы: Это 24-битовое поле содержит уникальный идентификатор для этой службы.

краткий идентификатор: Это 2-битовое поле содержит краткий идентификатор, лрисвоенный данной службе и используемый в SDC для ссыпок. Краткий идентификатор назначается на все время существования службы и сохраняется во время реконфигурации мультиплекса.

индикатор аудио СА: Этот 1 -битовый флаг указывает на наличие или отсутствие условного доступа к данной службе следующим образом:

0: аудио поток не использует систему СА (или е службе нет аудио потока):

1: аудио лоток использует систему СА

Примвчание1 — Подробности приведены в информационном объекте SDC. тип 2.

Каждый приемник DRM должен проверять бит «Индикатор аудио СА». прежде чем предоставлять аудио лоток аудио службы. Приемник DRM. не имеющий функции СА. не должен пытаться декодировать аудио поток, если «Индикатор аудио СА» установлен в 1.

язык: Это4-битовое поле указывает на язык целевой аудитории согласно таблице 53.

Приивчанив2 — Дополнительные языки приведены также в информационном объекте SOC. тип 12.

Таблица 53 — Коды языков

Десятичный номер	Язык	Десятичный номер	Язык
0	Язык не указан	8	Хинди
1	Арабский	9	Японский
2	Бенгали	10	Яванекий
3	Китайский	11	Корейский
4	Голландский	12	Португальский
5	Английский	13	Русский
6	Французский	14	Испанский
7	Немецкий	15	Другой язык

флаг аудио/данные: Этот 1-битовый флаг указывает на вид службы: аудио служба или служба данных:

0: аудио служба:

1: служба данных.

описание службы: Это 5-битоеое поле зависит от значения флага аудио/данные следующим обрезом:

0:тип программы:

1: идентификатор приложения.

ГОСТ Р 54462—2011

Независимо от значения флага аудио/данные. величина 31 (всебиты установлены в 1). указывает, что стандартный приемник DRM должен пропустить эту программу и продолжить сканирование служб.

Примечание 3 — Эта установка введена в технических целях, чтобы испытательные передачи игнорировались стандартным приемником ORM.

тип программы: Это 5-битовое поле показывает тип программы аудио службы в соответствии с таблицей 54.

Таблица 54 — Коды типов программ

Десятичное число	Тип программы	Десятичное число	Тип программы
0	Нет типа программы	16	Погода/метеорология
1	Новости	17	Финансы/бизнес
2	Текущие события	18	Детские программы
3	Информация	19	Социальные вопросы
4	Спорт	20	Религия
5	Образование	21	Позвони
6	Драма	22	Путешествия
7	Культура	23	Отдых
8	Наука	24	Джаз
9	Разное	25	Кантри
10	Поп музыка	26	Национальная музыка
11	Рок музыка	27	Ретро музыка
12	Легкая музыка	26	Народная музыка
13	Легкая классическая	29	Докуме шальное
14	Серьезная классическая	30	Не используется
15	Другая музыка	31	Не используется — пропустить индикатор

тип приложения: Это байтовое поле показывает тип приложения аудио службы в соответствии с ISO/IEC [3].

индикатор С А данных: Этот 1 ‘битовый флаг указывает на наличие или отсутствие условного доступа кданным следующим образом:

0: поток/частичный поток не использует систему СА {или в службе нет потока/частичного потока данных):

1: лоток/частич ный лоток использует систему СА.

Примечание 4 — Подробности приведеш в информационном объекте SDC. тип 2.

Каждый приемник DRM должен проверять бит «Индикатор СА данных». прежде че м предоставлять поток/частичный лоток данных аудио службы. Приемник DRM. не имеющий функции СА. не должен пытаться декодировать поток/частичный поток данных, если «Индикатор СА данных» установлен в 1.

rfa: Эти 6 битое зарезервированы для будущих добавлений и до этого времени должны устанавливаться в нуль.

6.3.5 Циклический контроль с избыточностью

8-битовый циклический контроль с избыточностью (CRC) должен вычисляться с использованием параметров канала и службы. При этом должен использовать полиномиальный генераторб₈(х) = х⁴ + *x^a+xⁱ + x³*‘\ (см. приложение Г).

ГОСТ Р 54462—2011

Когда флаг RM = 0. CRC вычисляется по сформировании м 64 битам, которые объединяют 20 битое параметров канала и 44 бита параметров службы. Когда флаг RM = 1,CRC вычисляется по сформированным 112 битам, которые объединяют 20 битов параметров канала. 88 битов параметров службы (2 набора по 44 бита) и 4 бита установки в нуль. Эти 4 бита используются при вычислении CRC, ноне направляются для кодирования и передачи.

6.3.6 Повторение FAC

Параметры канала FAC должны передаваться в каждом блоке FAC. Параметры службы FAC для одной или двух служб должны посылаться в каждом блоке FAC. Если необходимо более одного блока FAC для сообщения обо всех службах в мультиплексе, то для времени сканирования приемника существенную роль играет шаблон повторения. Когда все службы одного типа (например, все аудио или все данные), параметры всех служб должны передаваться последовательно. Если присутствует комбинация служб аудио и данных, должны передаваться шаблоны, показанные в таблице 55. В случае присутствия только одной службы и если блок FAC сообщает о двух наборах параметров служб, то оба набора должны иметь идентичное наполнение.

Таблица 55 — Шаблоны повторения параметров служб для комбинации служб аудио и данных

Число аудио служб	Число служб данных	Шаблон повторения
Блок FAC содержит один набор параметров службы	Блок FAC содержит два набора параметров службы
1	1	А1А1А1А101	A1D1
1	2	А1А1А1А1D1A1A1A1A1D2	A1D1A1D2
1	3	А1А1А1А1D1A1A1A1A1D2A1А1А1 A1D3	A1D1A1D2 A1D3
2	1	A1A2A1A2D1	A1A2D1A1F2D1
2	2	A1A2A1A2D1A1A2A1A2D2	A1A2A1D1A2D2
3	1	А1А2АЗА1A2A3D1	А1А2А301

Здесь Ап означает аудио службу, а On означает службу данных.

6.4 Канал описания служб

6.4.1 Введение

Этот подраздел описывает формат и содержание SDC. SDC дает информацию, как декодировать MSC. как найти альтернативные источники одних и тех же данных и дает атрибуты служб е мультиплексе. Емкость данных е SOC меняется в зависимости от спектрального размещения мультиплекса и других параметров. Емкость SDC может быть также увеличена использованием AFS индекса.

Проверка альтернативной частоты может быть выполнена без потери службы, сохраняя данные, переносимые е SDC квази-статически. Поэтому данными во фреймах SDC следует тщательно управлять.

6.4.2 Структура

SDC блок в SDC данных содержится в одном передаваемом суперфрейме.

SDC рассматривается как одиночный канал данных. Общая величина отправляемых данных может требовать для отправки больше одного SDC блока. Поэтому AFS индекс позволяет приемнику знать, когда будет передана следующая часть текущего SDC блока, и таким образом позволяет провести проверку и переключен ие для AFS. Правильность функции обеспечена е FAC инди кацией верен или нет AFS индекс, индицирующий приемнику, когда AFS функция может действовать.

SDC блок составлен следующим образом:

• AFS индекс

• поле данных -CRC

• заполнение

— 4 бита:

— л байтов: —16 битов;

— Л битов.

ГОСТ Р 54462—2011

AFS индекс представляет собой двоичное число без знака в диапазоне от О до 15. которое индицирует число суперфреймов, отделяющее этот SDC блок от следующего с идентичным содержанием, когда попе идентичности в FAC установлено на 00. AFS индекс должен быть идентичным для всех SDC блоков. AFS индекс может быть изменен при реконфигурации.

Поле данных служит для передачи различного числа объектов данных. Оно может содержать заполнение. Длина поля данных зависит от режима устойчивости, режима SOC и спектрального размещения и приведена в таблице 56.

Таблица 56 — Длина поля данных SDC

Режим устойчивости	Режим SOC	Длина поля данных {байты)
Занимаемый спектр
0	1	2	3	4	S
А	0	37	43	35	97	184	207
1	17	20	41	47	91	102
В	0	2В	33	66	76	143	161
1	13	15	32	37	70	79
С	0	—	—	—	68	—	147
1	—	—	—	32	—	72
о	0	—	—	—	33	—	78
1	—	—	—	15	—	38
Е	0	113	—	—	—	—	—
1	55	—	—	—	—	—

CRC поле должно содержать 16-битоеое CRC. вычисляемое через AFS индекс, кодированный в 6-битовом поле (4 старших разряда равны 0). и поле данных. Должен быть использован полиномиальный генератор <3,₆(х) = х^,в ♦ х’² * х⁵ +1 {см. приложение Г).

Поле заполнения включает от О до 7 бит для заполнения суперфрейма передачи. Число к зависит от режима устойчивости, режима SDC и спектрального размещения. Биты заполнения должны быть установлены на U. Эти Оиты должны игнорироваться приемником.

6.4.3 Объекты данных

Поле данных заполняется объектами данных. Каждый объект данных имеет 12-битовый заголовок и внутреннюю часть переменной длины. Заголовок имеет следующий формат:

• длина внутренней части —7 битое;

•флаг версии — 1 бит:

• тип объекта данных —4 бита.

Используются следующие определения:

длина внутренней части: Определяет число целых байтов, занимаемых внутренней частью объекта данных.

флаг версии: Управляет менеджментом данных в приемнике.

тип объекта данных: Число, определяющее идентичность объекта данных.

Флаг версии определяет три различных механизма управления менеджментом данных в приемнике, как описано ниже. Действенн ый механизм описан для каждого объекта данных.

реконфигурация: Для объектов данных, использующих этот механизм, флаг версии индицирует принадлежность данных текущей (= 0) или следующей {= 1) конфигурации.

список: Для объектов данных, использующих этот механизм, флаг версии индицирует версию списка. Когда любые данные в списке изменяются, флаг инвертируется и существующие в приемнике данные отбрасываются, версия флага применяется ко воем данным, доставляемым с использованием типа объекта данных.

ГОСТ Р 54462—2011

уникальный: Для объектов данных, использующих этот механизм, версия флага незначащая и должна быть установлена на 0. Эти объекты данных переносят уникальные данные и поэтому не требуют какого-либо изменения механизма.

внутренняя часть данных должка быть не менее 4 битое длиной. Длина внутренней части, исключающая начальные 4 бита, должна быть указана в заголовке. Если остается пространство в поле данных, оно должно быть заполнено. Байты запоя нения должны быть в виде значения 0x00.

6.4.3.1 Объект данных: описание мультиплекса—тип О

Каждый SDC блок должен содержать описание объекта мультиплекса. Этот объект данных использует механизм реконфигурации для версии флага. Текущая конфигурация может быть всегда определена. Во вре мя реконфигурации (т. е. когда индекс реконфигурации FAC не нулевой) следующая конфигура ция должна быть определена. Этот объект данных описывает мультиплекс потоков в MSC и UEP профиле каждого потока. Используется следующая информация:

• уровень защиты для части А — 2 бита.

• уровень защиты для части В —2 бита.

• описание потока для потока 0 —24 бита.

и опционально. в зависимости от числа потоков в мультиплексе:

• описание потока для потока 1 —24 бита.

• описание потока для потока 2 —24 бита.

• описание потока для потока 3 —24 бита.

Описание потока для потока 0 зависит от того, индицирует ли FAC попе режима MSC присутствие иерархического фрейма или нет.

Если иерархический фрейм не присутствует, тогда описание потока следующее:

• длина данных для части А —12 битое.

• длина данных для части В —12 битое.

Если иерархический фрейм присутствует, тогда описание потока следующее:

• уровень защиты для иерархического фрейма —2 бита.

• rfu (резервировано для будущих применений) —10 битое.

• длина данных для иерархического фрейма — 12 битов.

Описания для потоков 1.2 и 3. когда они представлены, следующие:

• длина данных для части А —12 битов.

• длина данных для части В —12 битое.

Применяются следующие определения:

уровень защиты для части А: Это поле определяет общую скорость кодирования для данных в части А (см. 7.5.1).

уровень защиты для части В: Это поле определяет общую скорость кодирования для данных в части 8 (см. 7.5.1).

длина данных для части А: Это поле определяет чистую длину данных в байтах е части А логическою фрейма, используемого этим потоком.

длина данных для частив: Это поле определяет чистую длину данных е байтах в части в логическою фрейма, используемого этим потоком.

уровень защиты для иерархического фрейма: Это поле определяет общую скорость кодирования для данных в иерархическом фрейме (см. 7.5.1).

rfu: Эти 10 бит должны быть резервированы для будущего использования полем описания потока и должны быть установлены в нуль до определения.

длина данных для иерархического фрейма: Это поле определяет чистую длину данных в байтах в иерархической части логического фрейма, используемого этим потоком.

Когда назначена равная защита от ошибок во фрейме мультиплекса (т. е. используется только один уровень защиты), тогда длина данных для попей части А должна быть установлена на 0 и уровень защиты для полей части А должен быть установлен на 0. Когда назначается неравный уровень защиты во фрейме мультиплекса, тогда часть А имеет более высокую защиту, а часть В имеет более низкую защиту.

Примечание! — Если а мультиплексе переносится более чем одна служба, то службе может быть перенесена в обеих частях (некоторые данные е части А и некоторые данные в части В) или она может переноситься только в одной части (часть А или часть В). Таким путем разные службы могут трансформироваться, используя неравную защиту от ошибок, рваную защиту от ошибок на более высоком уровне или равную защиту от ошибок на более низком уровне в том же самом мультиплексе.

Примечание 2 — Приемных может определить число представленных а мультиплексе потоков, разделяя величину поля длины данных в заголовке на три.

ГОСТ Р 54462—2011

6.4.3.2 Объект данных: маркировка — тип 1

Службы могут быть маркированы. Для быстрого отображения метка должна быть отправлена в каждом SDC блоке, хотя для служб передачи данных частота повторения может быть уменьшена. Этот объект данных использует уникальный механизм для версии флага. Информация следующая:

Применяются следующие определения:

короткий Id: Это поле содержит короткий идентификатор, соотносящий информацию к идентификатору службы обеспечения в FAC.

rfu: Эти два бита резервируются для будущего использования остатка поля параметров и должны быть до этого времени установлены на 0.

метка: Это попе переменной длины до 64 байтов, содержащее данные до 16 символов, используя UTF-8 кодирование согласно ISO/IEC [5].

Примечание — Длина метки (в байтах) задается длиной поля заголовка.

6.4.3.3 Объект данных: параметры условного доступа — тип 2

Этот объект данных позволяет определять параметры условного доступа. Этот объект данных использует механизм реконфигурации для версии флага:

• короткий Id — 2 бита.

• флаг условного доступа аудио — 1 бит.

• флаг условного доступа данных — 1 бит.

• специальная информация о системе условного доступа — п байтов.

Применяются следующие определения:

короткий Id: Это поле содержит короткий идентификатор, соотносящий информацию к идентификатору службы обеспечения е FAC.

флаг условного доступа аудио: Этот t-битовый флаг индицирует наличие параметров условного доступа, относящихся к аудио потоку, следующим образом:

0: нет параметров, относящихся к аудио потоку:

1: есть параметры, относящиеся к аудио потоку.

Примечание 1 — В случав службы передачи данных этот флаг будет установлен в 0.

флаг условного доступа данных: Этот 1-битовый флаг индицирует наличие параметров условного доступа, относящихся к потоку/су блотоку данных, следующим образом:

0: нет параметров, относящихся к потоку/субпотоку данных:

1- АЛТН ЛЯрЯМАТрЫ, ПТМОСвЩИАСвК ллтлху/г.убллглку ДЯИИкПТ

Примечание 2 — В случае аудио службы, не имеющей потока/сублотока данных, флаг будет установлен в 0.

специальная информация о системе условного доступа: Это поле переменной длины, содержащее специальные данные о системе условного доступа.

Примечание 3 — Специальная информация о системе условного доступа должна включать идентификатор системы/версии условного доступа вместе с конкретным идентификатором и/или контрольной суммой системы, позволяя каждому декодеру условного доступа идентифицировать его данные по конфигурации условного доступа и устранять данные по конфигурации условного доступа, принадлежащие к другим системам условного доступа.

Примечание 4 — Аудио служба может иметь шифрованный {скремблированный) аудио поток и скремблированный поток/субпоток данных, и параметры условного доступа могут быть разные для каждого из них. В этом случае необходимы два объекта данных • параметры условного доступа — тип 2. Если аудио поток и поток/субпоток данных используют идентичные параметры условного доступа, тогда достаточно одного объекта данных • параметры условного доступа —тип 2, флаг условного доступа аудио и флаг условного доступа данных должны быть установлены на 1.

6.4.3.4 Объект данных: сигнализация альтернативной частоты • информация о многочастотной сети — тип 3

Этот объект данных используется для обеспечения приемников информацией о частотах DRM. на которых:

• мультиплекс служб целиком может быть найден;

• короткий Id (идентификатор)

• rfu

• метка

— 2 бита.

— п байтов.

ГОСТ Р 54462—2011

• некоторые из служб мультиплекса могут быть найдены;

• баэовый/расширенмый уровень всего мультиплекса служб может быть найден:

• баэоаый/расширенный уровень некоторых из служб мультиплекса может быть найден.

Он может быть также использован для обеспечения приемников информацией, могут ли частоты использоваться для непрерывающейся проверки и переключения альтернативных частот, см. приложение Ж. Этот объект данных использует механизм списка для флага версии.

Примечание 1 — Если используется аудио программа или передача данных для идентификации различных служб DRM или если используется другая система передачи, то применяют объект данных типа 11 для индикации частоты.

Эти частоты ограничены определенным временем и/или географической областью в комбинации с объектами данных типа 4.7 и 13 соответственно. Используется следующая информация:

• флаг синхронного мультиплекса — 1 бит.

• флаг уровня — 1 бит,

• флаг ограничения службы — 1 бит.

• флаг района/расписания — 1 бит,

• поле ограничения службы — 0 или 8 битое.

• поле района/расписания — 0 или 8 битое.

• п частот — пх16 битов.

Применяются следующие определения:

флаг синхронного мультиплекса: Этот флаг индицирует, синхронно или нет выполняется вещание мультиплекса следующим образом:

0: несихронный мультиплекс (различное содержание и/или параметры канала и/или параметры мультиплекса и/или сигнал синхронизации е целевой зоне);

1: синхронный мультиплекс (идентичное содержание и параметры канала и параметры мультиплекса и сигналы синхронизации е целевой зоне).

флаг уровня: Этот флаг индицирует, применимы ли заданные частоты к базовому или расширенному уровню DRM мультиплекса следующим об разом:

0: базовый уровень;

1: расширенный уровень.

флаг ограничения службы: Этот флаг индицирует, все или только некоторые службы настроенного мультиплекса присутствуют в DRM мультиплексе на заданных частотах следующим образом:

0: все службы настроенного мультиплекса доступны на заданных частотах:

1: огра ниченный набор служб присутствует на заданных частотах.

Комбинации этих трех флагов приведены е таблице 57.

I а олица &/ — Комоинации флагов гипа J

Флаг синхронного ыульгиплехса	Флаг уровня	Флаг ограничения службы	Использование
0	0	0	Несинхроннъм мультиплекс с полным списком служб
0	0	1	Несинхронный мультиплекс с ограниченным списком служб
0	1	0	Не используется
0	1	1	Не используется
1	0	0	Сикхронньм мультиплекс с полным списком служб (основной уровень) (см. примечание)
1	0	1	Не используется
1	1	0	Синхронный мультиплекс с погыым списком служб (расширенный уровень)
1	1	1	Синхронный мультиплекс с ограниченным списком служб (расширенный уровень)
Примечание — Эта комбинация всегда используется для индикации частот базового уровня от расширенного уровня, даже если базовый уровень включает больше служб, чем расширений уровень.

ГОСТ Р 54462—2011

флаг района/расл исания: Этот флаг индицирует, имеет или нет список частот ограничения районом и/или расписанием следующим образом:

0:нет ограничения;

1: район и/или расписание применимы к этому списку частот.

поле ограничения службы: Это 8-битовое поле содержательно, только если флаг ограничения службы установлен на 1. Информация следующая:

-флаги коротких Id —4 бита.

-rfa —4 бита,

флаги коротких Id: Это 4-битовое лоле индицирует, какие службы {идентифицируемые коротким Id) настроенного DRM мультиплекса переносятся в DRM мультиплексе на альтернативных частотах установкой соответствующего бита на 1. Первый бит (главный значащий бит) относится к короткому Id3, в то время как последний бит (младший значащий бит) относится к короткому IdO настроенного DRM мультиплекса.

поле района/раслисания: Это8-битоеое поле содержательно, только если флаг райока/расписания установлен на 1. Информация следующая:

• Id района —4 бита,

• Id расписания —4 бита.

Id района: Это лоле индицирует, является ли район неограниченным (число 0) или альтернативные частоты справедливы только в определенных географических зонах, которые в этом случае переносит Id района (числа от 1 до 15). Район может быть описан одним или более объектом данных «Сигнализация альтернатив ной частоты: определение района—тип 7» и/или объектом данных «Сигнализация альтернативной частоты: детальное описание района — тип 13» с этим Id района.

Id расписания: Это поле индицирует, является ли расписание неограниченным (число0) или альтернативные частоты справедливы только в определенное время, которое в этом случае определяется переносимым Id расписания (число от 1 до 15). Расписание описывается одним или более объектом данных «Сигнализация альтернативной частоты: определение расписания — тип 4» сэтим Id расписания.

л частот: Это поле имеет л -16-битовые поля, л находится е диапазоне от 1 до 16. Каждое 16-битовое поле содержит следующую информацию:

– множитель — 1 бит.

– значение частоты — 15 битое.

Примечание 2 — Число частот л определено из длины поля заголовка и значения флага ограничения службы и флага района/раслисания.

множитель: Это 1 -битовое поле должно указывать множитель частоты следующим образом:

0:1 (поле частот может указывать значения от 0 до 32767 кГц с шагом 1 кГц; передача осуществляется в режимах устойчивости А. В. С или D):

1:10 (попе частот может указывать значения от 0-до 327670 кГц с шагом 10 кГц: передача осуществляется в режиме устойчивости Е).

значение частоты: Это 15-битовое лоле кодируется как целое число без знака и представляет частоту в множителях 1 или 10 кГц в зависимости от значения поля множителя.

rfa: Эти 1-битовое и 4-битовое поля (если присутствуют) резервируются для будущих добавлений и должны быть установлены на 0 до их определения.

Дополнительная информация по сигнализации альтернативной частоты приведена в приложениях

Ей Ж.

6.4.3.5 Объект данных: сигнализация альтернативной частоты — определение расписания — тип 4 Этот объект позволяет передавать частотное расписание. Объект использует механизм списка для версии флага. Используется следующая информация:

– Id расписания —4 бита.

• код дня — 7 битов.

• время начала —11 битое.

• длительность —14 битое.

Применяются следующие определения:

Id расписания: Это поле индицирует Id расписания для определенного расписания. До 15 разных расписаний с индивидуальным Id расписания (значения от 1 до 15) могут бытьолределены. Значение 0 не должно использоваться, так каконо индицирует «неограниченное (неопределенное) расписание» в объектах данных тип 3 и 11.

ГОСТ Р 54462—2011

код дня: Это поле индицирует используемые дни частотного расписания (время начала и длительность). Старший значащий бит индицирует понедельник, младший значащий бит индицирует воскресенье. Между первым и седьмым битами могут быть установки на 1.

время начала: Это поле показывает время, с которого действует правильная частота. Время выражается в минутах с полуночи UTC. Правильные значения от 0 до 1439 (представляющие время от 00:00 до 23:59).

длительность: Это поле индицирует, как долго частота действует начиная от указанного времени. Время выражается в минутах. Правильные значения лежат в диапазоне от 1 до 16383.

Примечание—Длительность может быть сигналом временного интервала более чем одна неделя. См. приложение С для правил интерпретации и примеры.

Дополнительная информация по сигнализации альтернативной частоты приведена в приложениях Е и Ж.

6.4.3.6 Объект данных: информация приложения —тип 5

Все службы передачи данных (или данные приложений для аудио служб) описываются этим объектом данных. Дополнительная информация, относящаяся к операциям со службами передачиданных. приведена в ETSI [4]. Многие приложения могут требовать для их описания дополнительные данные, которые определены е приложениях. Этот объект данных использует механизм реконфигурации для версии флага. Содержание описывается в соответствующей спецификации приложения. Общая форма объекта следующая:

• короткий Id — 2 бита.

• Id потока — 2 бита.

• индикатор пакетного режима — 1 бит.

• описатель(дескриптор) — 7или 15 битое.

-данныеприложения —о байтов.

Применяются следующие определения:

короткий Id: Это поле индицирует короткий Id для действующей службы.

Id потока: Это попе индицирует Id потока для потока, переносящего данные действующей службы (или данные приложения).

индикатор пакетного режима: Это поле индицирует, переносится служба в пакетном режиме или нет следующим образом:

0: режим синхронного потока;

1: пакетный режим.

Примечание 1 — Все службы передачи данных (или данных приложений), содержащиеся в одном потоке данных, сигнализируют одно и то же значение индикатора пакетного режима.

описатель (дескриптор): Формат этого поля зависит от значения индикатора пакетного режима следующим образом:

когда индикатор пакетного режима = 0:

rfa: Эти три бита зарезервированы для будущих добавлений и до их определения должны быть установлены на О.

флаг расширения: Этот флаг индицирует, имеются ли данные расширения е другом канале следующим образом:

0: нет расширения;

1: расширение присутствует.

область приложения: Это поле индицирует источник спецификации данных приложения. Интерпретация этого поля дана a ETSI [4].

Когда индикатор пакетного режима =1.то:

• индикатор элемента данных — 1 бит.

• Id пакета — 2 бита.

• флаг расширения — 1бит.

• область приложегыя — Збита.

•длина пакета —вбитое.

• rfa

•флаг расширения

• область приложения

— 3 бита.

— 1 бит.

— 3 бита.

ГОСТ Р 54462—2011

индикатор элемента данных: Это поле индицирует, состоит ли поток из одиночных пакетов или эле-ментов данных следующим образом:

0: одиночные пакеты;

1: элементы да нных.

id пакета: Это 2-битовое поле, кодированное как целое число без знака, индицирует Id пакета, переносимый в заголовке пакетов, назначенных этой службе. Когда добавлено FEC (прямое исправление ошибок) к потоку в пакетном режиме (см. 6.6.5), к! пакета = 3 резервирован для транспортировки информации и корректирования ошибок для целого потока в пакетном режиме (и опционально, дополняя пакеты).

флаг расширения: Это попе индицирует, доступны ли данные расширения в другом канале следующим образом:

0: расширение недоступно;

1: расширение доступно.

область приложения: Это поле указывает источник спецификации данных приложения. Интерпретация этого поля приведена в ETSI {4].

длина пакета: Это поле кодируется как целое число без знака в диапазоне от 1 до 255. индицируя длину в байтах поля данных каждого пакета (общая длина пакета на три байта больше, так как включает заголовок и CRC поля).

Примечание 2 — Все пакеты, включенные в один поток данных, имеют одну и ту же длину (см. 6.6.4).

данные приложения: Это поле переменной длины, определенное спецификацией службы передачи данных (или данных приложения). Интерпретация этого поля приведена в ETSI [4].

6.4.3.7 Объект данных: поддержка и переключение сообщения — тип 6

Этот объект данных индицирует, какие типы сообщений поддерживаются в настроенном мул ьтиплек-се или другом DRM мультиплексе/другой системе вещания. Он также индицирует, какие из служб настроенного мультиплекса должны быть переключены в случае активного сообщения.

Примечание — Флаги переключения сообщений могут сигнализировать тогъко о тех сообщениях, соответствующие флаги поддержки сообщений которых в текущий момент установлены активными.

Этот объект данных использует механизм списка для версии флага. Статус версии флага должен оставаться гем же самым, если только «флаги переключения сообщений» изменяются. Версия флага должна быть инвертирована в случае изменения любой другой сообщаемой информации.

Необходима следующая информация:

•флаги коротких Id —-4 бита.

• флаг тот же самый мультиплекс/другая служба — 1 бит.

• короткий юла сообщения — 2 бита.

• rfa — 1 бит.

• флаги поддержки сообщения —10 битов.

• флаги переключения сообщения — 10 битов.

Применяются следующие определения:

флаги коротких Id: Это 4-битовое попе индицирует, в каких службах (идентифицируемых го их короткому Id) настроенного DRM мультиплекса определение сообщения осуществляется установкой соответствующего бита на 1. Первый бит (старший значащий разряд) относится к короткому Id 3. последний бит (младший значащий разряд) относится к короткому Id 0 настроенного DRM мультиплекса.

флаг Тот же самый мультиплекс/другая служба: Это поле индицирует, переносится ли сообщение в настроенном DRM мультиплексе или нет. следующим образом:

0: сообщения переносятся в настроенном мультиплексе;

1: сообщения переносятся где-то в другом месте.

короткий ld/ld сообщения: Содержание этого 2-битового поля зависит от значения флага Тот же самый мультиплекс/другая служба следующим образом:

• флаг Тот же самый мультиплекс/другая служба – 0:

• короткий Id —2 бита.

• флаг Тот же самый мультиплекс/другая служба = 1:

• Id сообщения — 2 бита.

короткий Id: Это поле сигнализирует о коротком Id службы в настроенном DRM мультиплексе, который переносит содержание сообщения.

ГОСТ Р 54462—2011

Id сообщения: Это поле переносит Id сообщения (значения от 0 до 3). Id других служб (и потенциально— частот), переносящих программу ссообщением содержания, описаны одним или многими объектами данных «Сигнализация альтернативной частоты: другие службы—тип 11» (с флагом «Короткий Id/Id сообщения», бит которого установлен на 1, индицирующий, что Id другая служба и/или список частот принадлежит программе, переносящей содержание сообщения).

rfa: Этот 1 бит резервируется для будущих добавлений и должен быть установлен наО до его определения.

флаг поддержки сообщения: Это 10-битоеое поле определяет типы сообщений, которые описаны этим объектом данных и обеспечены или одной службой настроенного DRM мультиплекса, или другой службой на другой частоте следующим образом: в.(/*0……9):

0: тип сообщения не представлен:

1: тип сообщения обеспечивается.

Назначения каждого бита следующие:

bt,: путешествия;

£>,: последние новости:

Ь₂: сводки погоды;

b₃: предупреждения/тревога;

Р₄ — Ь*,; зарезервировано для будущих определений.

флаги переключения сообщений: Индивидуальные биты этого 10-битоеого поля индицируют, является ли конкретный тип сообщения в настоящее время активным. Эти флаги кодируются следующим обрезом:

В. 0 = 0……9);

0: тип сообщения неправильный (в текущий момент не активен);

1: тип сообщения правильный (в текущий момент активен).

Значение каждого бита определено так же. как для флагов поддержки сообщений, описанных выше.

Дополнительная информация по сообщениям представлена в приложении Е.

6.4.3.8 Объект данных: сигнализация альтернативной частоты—определение района — тип 7

Этот объект данных позволяет определить географические районы, для которых набор альтернативных частот обеспечен. Этот объект данных использует механизм списка для версии флага. Район может быть определен как географическая область, использующая широту/долготу и значения в степени. Эта область определяется в терминах множителей 1 х1 градус “площади*. Поэтому он дает разрешение (ЗВ хСЮ) 111 км х 111 км (на экваторе) или 31 км х 111 км на 70* широты (например. Скандинавия. Канада). Кодирование позволяет обеспечить сигнализацию площадей по меньшей мере 8000 км х 14000 км для < 73* широты.

Эта область может быть дополнена и определена в терминах CIRAF зон. Если географические области и CIRAF зоны будут определены no Id района, то они могут быть вычислены приемником при пересечении района. Используется следующая информация:

• Id района — 4 бита.

• широта — 8 битое.

• долгота — 9 битов.

• размер широты

• размер долготы и дополнительно:

— 7 битое.

— 8 битое.

• п CIRAF зон — лхвбитов.

Применяются следующие определения:

Id района: Это поле индицирует идентификатор для определения этого района. До 15 различных географических районов с индивидуальными Id района (значения от 1 до 15) могут быть определены; значение 0 не используется, так как оно индицирует «неопределенная географическая зона» в объектах данных типов 3 и 11. Значение Id района используется в SDC объектах данных 7 и 13; область определения для района может быть установлена любой комбинацией объектов 7 и 13 (см. таблицу 59 для ограничений).

широта: Это поле определяет южную точку области в градусах как двоичное число в дополнительном коде между минус 90 (южный полюс) и ♦ 90 (северный попюс).

долгота: Это поле определяет западную точку области в градусах как двоичное число в дополнительном коде между минус 130 (запад) и + 179 (восток).

ГОСТ Р 54462—2011

размер широты: Это поле определяет размер области к северу шагами в 1^е; значение широты плюс значение расширения широты должно быть равно или меньше чем 90.

размер долготы: Это попе определяет размер площади к востоку шагами в V. значение долготы плюс значение расш прения долготы может превосходить значение 179.

п CIRAF зон: Это поле, когда представлено, переносит п CIRAF зон (л в диапазоне от О до 16). Каждая CIRAF зона кодирована как 8-битовое двоичное число без знака в диапазоне от 1 до 85.

Примечание — Число CIRAF зон. п. определяется из длины поля заголовка — 4.

Для проверки, попадает ли определенное значение долготы внутрь определенного диапазона долго* ты. должна быть использована следующая формула в псевдопрограммном коде (с my Jonqitude в диапазоне от -180 до +179):

inside_ared = {{tny_tonqitude >- tonqitude) и

(my_tonqitude <- [tonqitude ♦ lonqitude_extenf)) или [((tonqitude * tonqitude_extent) >=+160) и [my_tonqitude <= (tonqitude + lonqitude_extent-260))).

Этот объект данных может быть использован в комбинации собъехтом данных тип 13. который определяет географические районы с большой разрешающей способностью.

Дополнительная информация по сигнализации альтернативной частоты представлена в приложениях Ей Ж.

6.4.3.9 Объект данных: информация о времени и дате — тип 8

Текущее время и дата могут быть определены, чтобы позволить приемнику следовать частотному расписанию и т. д. Этот объект данных использует уникальный механизм для версии флага. Объект данных

кодируется следующим образом:

• модифицированная юлианская дата — 17 битов.

• UTC (часы и минуты) —11 битов, и дополнительно:

• rfu —2 бита,

• направление сдвига местного времени — 1 бит.

• значение сдвига местного времени — 5 битов.

Применяются следующие определения:

модифицированная юлианская дата: Это поле показывает дату в формате MJD.

UTC: Это поле определяет текущее UTC время, выраженное в часах (5 бит) и минутах (6 бит).

rfu: Это 2-битовое попе зарезервировано для будущего использования в поле направления сдвига местного времени и поле значения сдвига местного в.ремени: должно быть установлено на нуль до его определения.

направление сдвига местного времен и: Это поле, когда представлено, должно указывать направление LTO относительно UTC следующим образом:

0: положительный сдвиг, местное время опережает UTC:

1: отрицательный сдвиг, местное время запаздывает относительно UTC.

значение сдвига местного времени: Это поле. когда представлено, должно указывать значение LTO относительно UTC. Оно выражается в получасах. Когда оно применяется совместно с направлением сдвига местного времени, то это разрешает выражать LTO в диапазоне от – 15,5 часов до + 15.5 часов относительно UTC.

Присутствие rfu. полей направления LTO и значения LTO должно быть определено из значения длины поля заголовка SDC объекта данных.

Когда сообщается о времени и дате, то этот обьект данных должен быть перенесен первым SDC блоком до или после минутного перехода (окончание минуты).

Примечание—LTO предназначен для использования в индикации местного (локального) времени в целевой зоне приеме. Если в целевой зоне приема вероятно присутствие множества временных поясов. LTO не должен использоваться.

6.4.3.10 Объект данных: аудио информация — тип 9

Каждой аудио службе необходимо детализированное описание нужных для аудио декодирования параметров. Этот объект данных использует механизм реконфигурации для версии флага:

• короткий Id —2 бита.

• Id потока — 2 бита.

ГОСТ Р 54462— 2011

• аудио кодирование — 2 бита.

• SBRcJmar —1бит.

• аудио режим — 2 бита.

• частота дискретизации аудио — Збита,

•флаг текста — 1 бит.

• флаг расширения — 1бит.

• поле кодера — 5 битов,

-rfa — 1 бит.

Применяются следующие определения:

короткий id: Это поле индицирует короткий Id для используемой службы.

Id потока: Это поле показывает Id потока, переносящего используемую службу.

аудио кодирование: Это поле показывает систему кодирования сигнала следующим образом:

00: ААС;

01: CELP;

10: HVXC;

11: резервировано.

SBR флаг: Этот флаг показывает, используется SBR или нет следующим образом:

0: SBR не используется:

1: SBR используется.

аудио режим: Это лопе зависит от значений поля аудио кодирования и SBR флага следующим образом:

псле аудио кодирования = 00 (ЛАС):

00: моно.

01: параметрическое стерео.

10: стерео.

11: резервировано:

поле аудио кодирования = 01 (CELP) и SBR флаг = 0:
• rfa	— 1 бит.
•CELP.CRC	— 1 бит.
поле аудио кодирования – 01 (CELP) и SBR флаг = 1:
• флаг SBR заголовка	— 1 бит.
• CELP CRC	— 1 бит.
поле аудио кодировани я = 10 (HVXC):
-HVXC скорость	— 1 бит.
•HVXC.CRC	— 1 бит.

CELP_CRC: Это поле индицирует, используется или нет CRC:

0: CRC не используется.

1: CRC используется.

флаг SBR заголовка: Это поле индицирует, присутствует или нет SBR заголовок в аудио сулер-фрейме:

0: заголовок отсутствует, используется определенная SBR конфигурация, как дано в приложении К. 1: заголовок присутствует. SBR конфигурация получается из заголовка битового SBR потока.

HVXC скорость: Это поле показывает скорость HVXC:

0:2 кбит/с.

1: 4 кбит/с.

HVXC_CRC: Это поле индицирует, используется или нет CRC:

0: CRC не используется.

1: CRC используется.

частота дискретизации аудио: Это поле показывает частоту дискретизации аудио основного кодера следующим образом:

000:8 кГц.

001:12 кГц.

010:16 кГц.

011:24 кГц,

100: резервировано.

ГОСТ Р 54462—2011

101: 48 кГц.

110:

111:

резервировано.

флаг текста: Это поле индицирует, присутствует или нет текстовое сообщение следующим образом:

0: текстовое сообщение не передается.

1: текстовое сообщение передается (см. 6.5).

флаг расширения: Это поле индицирует, доступны ли данные расширен ия аудио в другом канале следующим образом:

0: расширение недоступно.

1: расширение доступно.

поле кодера: Это поле зависит от значения поля аудио кодирования и флага SBR следующим

образом:

поле аудио кодирования = 00 (ААС):

• режим MPEG окружения — Збита,

-rfa —2 бита,

поле аудио кодирования – 01 (CELP):

• индекс CELP —5 битов, поле аудио кодирования = 10 (HVXC) и флаг SBR – 0:

• rfa — 5 битов, поле аудио кодирования – 10{НУХС)ифлаг SBR = 1:

• флаг SBR заголовка — 1 бит.

если флаг SBR заголовка = 0:

• SBR_HVXC_npeflycTaHOBKa — 4 бита,

если флаг SBR заголовка -1:

• rfa —4 бита.

режим MPEG Surround: Это 3-битовое поле указывает, представлена ли информация о MPEG окружении наряду с ядром ААС и описывает ли MPEG Surround целевой установки канала следующим образом:

000: информация о MPEG Surround недоступна:

001: резервировано:

010: MPEG Surround с выходными каналами 5.1;

011: MPEG Surround с выходными каналами 7.1:

100.1

101: > резервировано:

110: J

111: другой режим (режим может быть получен из потока данных MPEG окружения).

Примечание — Приемники с числом выходных каналов, отличающимся от числа целевых каналов, индицируемых режимом MPEG Surround, должны обработать многоканальный сигнал аудио согласно доступному числу выходных каналов (возможно, качество будет ниже, чем в случав, когда число целевых каналов соотеегсеует числу выходных каналов).

CELP индекс: Это поле индицирует индекс CELP битовой скорости, как определено е таблицах 10 и 11 (см. 5.4.1.1).

флаг SBR заголовка: Это поле индицирует, присутствует или нет SBR заголовок в аудио супер-фрейме:

0: заголовок отсутствует, используется определенная конфигурация, как дано в приложении К.

1: заголовок присутствует. SBR конфигурация получается из заголовка в битовом SBR потоке.

SBR_HVXC_npeAycTaHOBKa: Это поле индицирует, какая SBR предустановка использована в данной битовой скорости, как описано в приложении К. К.2.

rfa: Эти 1-битоеое. 4-битоеое и S-битовое поля резервированы для будущих добавлений и должны быть установлены на 0 до их определения.

6.4.3.11 Объект данных: параметры канала FAC—тип 10

Этот объект да иных позволяет определить следующую конфигурацию параметров FAC канала для

ГОСТ Р 54462— 2011

службы через конфигурацию. Этот объект данных использует механизм реконфигурации для версии флага. Величины полей следующие:

• флаг базовый/расширенный	— 1 бит.
• режим устойчивости	— 2 бита.
• флаг RM	— 1 бит.
• спектральное размещение	— Збита,
• флаг глубины перемежителя	— 1 бит.
• режим MSC	— 2 бита,
• режим SDC	— 1 бит.
– число служб	— 4 бита.
♦ rfa	— 4 бита,
• rfu	— 1 бит.

Применяются следующие определения:

флаг базовый/расширенный: Определение дано в 6.3.3.

режим устойчивости: Это2-битоэое попе индицирует режим устойчивости новой конфигурации следующим образом: флаг RM = 0:

00: режим А,

01: режим В.

10: режим С.

11: режим О. флаг RM * 1:

00: режим Е.

01:

10:

11:

резервировано.

флаг RM: Определение представлено в 6.3.3.

• спектральное размещение •флаг глубины перемежителя

• режим MSC

• режим SOC

• число служб

соответствующие определения даны в 6.3.3.

rfa: Эти 4 бита зарезервированы для будущих добавлений и должны быть установлены на 0 до момента их определения.

rfu: Этот 1 бит зарезервирован для будущего использования всего поля параметров и должен быть установлен на 0 до момента его определения.

Если DRM передача прерывается на реконфигурацию, тогда этот объект данных должен быть отправлен с длиной поля заголовка, установленной на О. и первые 4 бита внутренней части поля устанавливаются на 0.

6.4.3.12 Объект данных: сигнализация альтернативной частоты — другие службы — тип 11

Для каждой службы настроенного DRM мультиплекса могут сообщаться альтернативные источники. Эти альтернативные источники могут быть DRM службами (используя различные идентификаторы DRM служб) или службами других вещательных систем, как AM, FM. FM-RDS или DAB. Для каждой службы настроенного DRM мультиплекса объект данных этого типа вносит в список соответствующий идентификатор службы е DRM мультиплексе или другой вещательной системе, возможно со списком альтернативных частот. Используется механизм списка для версии флага. По меньшей мере один идентификатор другой службы или одна частота должны быть включены в этот объект данных.

Примечание — Список альтернативных DRM частот для всего ORM мультиплекса или некоторых его служб (то есть использующие одни и те же идентификаторы служб) может быть установлен из объекта данных «Сигнализация альтернативной частоты: информация о многочастотной сети: тип 3».

Альтернативные частоты могут быть ограничены расписанием ео времени и/или определенными географическими областями.

Используется следующая информация:

• флаг Короткий ld/ld сообщения — 1 бит.

ГОСТ Р 54462—2011

• поле Короткий ld/ld сообщения •флаг Район/Расписание

• флаг Та же самая служба

• rfa

• id системы

• поле Район/Расписание

• Id другая служба

— 2 бита.

— 1 бит.

— 1 бит,

— 2 бита.

— 5 битов.

—0 бит или 6 битов. —Обит или 16 битов или 24 бита или 32 бита.

— п х (6 или 16) битое.

• а частот

Применяются следующие определения:

флаг Короткий ld/ld сообщения: Этот флаг определяет содержание поля Короткий ld/ld сообщения следующим образом:

0: Короткий Id.

1: Id сообщения.

поле Короткий ld/ld сообщения: Содержание этого поля зависит от значения флага Короткий ld/ld сообщения следующим образом:

флаг Короткий ld/ld сообщения = 0:

• Короткий Id — 2 бита; флаг Короткий ld/ld сообщения -1:

• Id сообщения —2 бита.

короткий Id: Это поле переносит короткий идентификатор службы настроенного DRM мультиплекса, в котором применяются альтернативные частоты.

Id сообщения: Это поле перекосит идентификатор сообщения (значения отО до 3). Информация о том. для каких служб в настроенном DRM мультиплексе о сообщениях сигнализируется (и указывается какой тип сообщения), описана одним или более объектом данных: «Поддержка и переключение сообщения — тип 6н (с флагом «Тот же самый мультиплекс/другая служба» битом, установленным на Синдицирующим. что сообщение обеспечено другой службой вне настроенного DRM мультиплекса).

флаг Район/Расписание: Это поле индицирует, ограничении список частот районом и/или расписанием следующим образом:

0: нет ограничений.

1: район и/или расписание применяются к этому списку частот.

флаг та же самая служба: Этот флаг индицирует, определена ли другая служба, которая должна рассматриваться как «та же самая служба» (например, переносящая идентичную аудио профамму) или «альтернативная служба» (например, отличающаяся аудио программа от того же самого вещателя или предлагается подобная программа от другого вещателя.см. Е. 1.1 иЖ.1):

0: альтернативная служба.

1: та же самая служба.

Примечание — Когда индицируются службы от другого вещателя, в поле Короткий Id мажет быть установлено произвольное значение. Рекомендовано там, где в мультиплексе меньше чем четыре службы, использовать Короткий Id.

rfa: Эти 2 бита зарезервированы для будущих добавлений и должны быть установлены на 0 до момента их определения.

Id системы: Это поле индицирует, для какой вещательной системы применяются Id Другая служба и информация по частоте следующим образом:

00000 DRM служба

Id Другая служба: 24 бита (идентификатор DRM службы);

00001 AM служба с AMSS.

Id Другая служба: 24 бита (идентификатор AMSS службы);

00010 ДМ служба.

Id Другая служба: не представлен (идентификатор AM службы не определен);

00011 FM-RDS служба (европейская и североамериканская сетка).

Id Другая служба: 24 бита (ЕСС + PI код);

00100 FM-RDS служба (европейская и североамериканская сетка),

Id Другая служба: 16 битов (только PI код):

00101 FM служба (европейская и североамериканская сетка).

ГОСТ Р 54462—2011

Id Другая служба: не представлен (PI код не определен);

00110 FM-RDS служба (азиатская сетка).

Id Другая служба: 24 бита (ЕСС + PI код);

00111 FM-RDS служба (азиатская сетка).

Id Другая служба: 16 битое (только PI код);

01000 FM служба (азиатская сетка).

Id Другая служба: не представлен (PI код не определен);

01001 DAB служба.

Id Другая служба: 24 бита (ЕСС + идентификатор аудио программы);

01010 DAB служба.

Id Другая служба: 16 битов (только идентификатор аудио программы);

01011 DAB служба.

Id Другая служба: 32 бита (идентификатор службы передачи данных): все другие значения; резервированы для будущего определения.

поле Район/Расписание: Это б-битовое поле содержательно, только если флаг Район/Раслисание установлен на 1. Информация следующая:

• id Район — 4 бита,

• Id Расписание — 4 бита.

Id Район: Это поле индицирует, является пи район не определенным (значение 0} или являются ли альтернативные частоты справедливыми только в определенных географических областях, в таком случае оно переносит Id Района (значения от 1 до 15). Район может быть описан одним или множеством объектов данных; «Сигнализация альтернативной частоты: определение района—тип 7» с этим Id Района.

Id Расписание: Это поле индицирует, является пи расписание не заданным (значение 0) или справедливы ли альтернативные частоты только в определенное время, в таком случае оно добавляет Id Расписания (значения от 1 до 15). Расписание описано одним или множеством объектов данных: «Сигнализация альтернативной частоты: определение расписания—тип 4» с этим Id Расписания.

Id Другая служба: Это поле переносит идентификатор другой службы, используем ый на п частотах. Если расширенный код страны (ЕСС) присутствует, он должен предшествовать идентификатору службы/ PI коду. Присутствие и битовая длина этого поля зависят от типа системы вещания, для которой определены альтернативные частоты (см. значение поля Id системы).

пчастот:Это поле переносит значения/? альтернативных частот (ледиапазонвот0до16). Длина в битах и информация для каждой частоты зависят от значения поля Id системы в соответствии с таблицей 57а.

Таблица 57а

Значение поля	Идентификатор	Длина
Id системы	системы вешания	значения частоты, бит
00000	DRM частота	16
00001. 00010	AM частота	16
00011. 00100. 00101	FM1 частота	&
00110. 00111. 01000	FM2 частота	&
01001. ОЮЮ. 01011	DAB частота	&

DRM ч астота: Каждое 16-битовое поле содержит следующую информацию:

-множитель — 1бит,

– значение частоты — 15 битов,

множитель: Это 1 -битовое поле указывает множитель частоты следующим образом:

0:1 (поле частот может индицироваться от 0 до 32767 кГц с шагом 1 кГц; обозначенная передача использует режимы устойчивости А. В. С или D).

1:10 (поле частот может индицироваться от 0 до 327670 кГц с шагом 10 кГц: обозначенная передача использует режим устойчивости Е).

ГОСТ Р 54462—2011

значение частоты: Это 15-битовое поле кодируется как целое число без знака и дает частоту во множителях 1 или 10 кГц в зависимости от значения поля множителя.

AM частота: Каждое 16-битовое поле содержит следующую информацию:

-rfu — 1биг,

• значение частоты — 15 битов,

rfu: Этот 1 бит резервирован для будущего использования значения поля частоты и должен быть установлен на 0 до момента его определения.

значение частоты: Это 15-битовое поле кодируется как целое число без знака и дает значение частоты в кГц.

FM1 (87,5-107,9 МГц) частота:

Кодот0до204 — Значение FM частоты от 87,5 до 107.9 МГц с шагом 100 кГц FM2 (76,0 – 90 МГц) частота:

Код от 0 до 140 — Значение FM частоты от 76 до 90 МГц с шагом 100 кГц

0АВ частота согласно ISO/1EC (3]:

Код: Значение:

от 0 до 11 от 64 до 95 от 96 до 101 от 128 до 140 от160 до 182

DA8 каналы от 2А до 40 (Полоса I)

DAB каналы от 5А до 12D (Полоса III)

DAB каналы от 13Адо 13F (Полоса Ш+)

DAB каналы от LA до LM (L-Полоса. европейская сетка) DAB каналы от L1 до L23 (L-Полоса. канадская сетка)

Дополнительная информация по сигнализации альтернативных частот приведена в приложениях Е и Ж.

6.4.3.13 Объект данных: языки страна — тип 12

Объект данных: язык и страна позволяет сообщать дополнительно информацию о языке и стране. Этот объект данных использует уникальный механизм для версии флага. Используется следующая информация:

• Короткий Id — 2 бита.

• rfu — 2 бита.

• код языка —24 бита.

• код страны — 16 битов.

Применяются следующие определения:

короткий Id: Это поле индицирует короткий идентификатор для действующей службы.

rfu: Эти 2 бита резервированы для будущего использования остатка поля параметров и должны быть установлены на 0 до их определения.

код языка: Это 24-битовое поле идентифицирует язык целевой аудитории службы в соответствии с ISO [6]. ииюльзух фи симии-iш нижныи рыишра. как определено ISO/IEC [7]. Если язык на определен.

попе должно содержать три символа ” –

код страны: Это 16-битовое поле идентифицирует страну происхождения службы (место студии) согласно ISO [8]. используя два символа нижнего регистра, как определено в ISO/IEC [7). Если код страны не определен, поле должно содержать два символа” -“.

6.4.3.14 Объект данных: сигнализация альтернативной частоты – детальное определение района — тип 13

Этот объект дает определение географических областей, для которых обеспечивается ряд альтернативных частот. Этот объект данных использует механизм списка для версии флага. Район может быть определен как географическая область, используя широту/допготу и значения расширения. Диапазон областей определен в терминах множителей 1/16^в х 1716“ градусов “площади”. Поэтому обеспечивается разрешение по площади (ВЗ х СЮ) 7 км х 7 км (на экваторе) или 2 км х 7 км на 70* — широте.

Используется следующая информация:

• Id Района — 4 бита.

– т площадей —тх 48 битов.

Каждая площадь определена следующим образом:

• rfu

• широта площади

• долгота площади

• размер широты площади – размер долготы площади

— 1 бит.

—12 битов.

— 13 битов. —11 битов. —11 битов.

ГОСТ Р 54462—2011

Применяются следующие определения:

Id Района: Это поле указывает идентификатор для определения этого района. До 15 различных географических районов с индивидуальным Id Района (значения от 1 до 15) могут быть определены, значение 0 не должно быть использовано, так как оно индицирует «неопределенную географическую об* ласты» в объектах данных типов 3 и 11. Значения Id Района в общем использованы для SDC объектов данных 7 и 13. области на Id Район могут быть заданы любой комбинацией SDC объектов 7 и 13 (см. таблицу 59 для ограничений).

m площадей: Эго поле переносит m определений площадей (л? в диапазоне от 1 до 16). Каждая площадь кодирована как 48-битовое поле со следующими элементами:

rfu: Этот 1 бит резервирован для будущего использования остатка поля параметров SDC объекта и должен быть установлен на 0 до его on ре деле ния.

широта площади: Это поле определяет южную точку области в 1/16“° градуса как двоичное число в дополнительном коде между -90 (южный пол юс) и * 90 (северный полюс).

долгота площади: Это поле определяет западную точку области в 1/16’*° градуса, как двоичное число в дополнительном коде между *>180 (запад) и + 179^ism> (восток).

размер широты площади: Это поле определяет размер области к северу шагами в 1/16*^с градуса, значение широты пл юс значение размера широты должно быть равно или меньше чем 90.

размер долготы площади: Это поле определяет размер площади к востоку шагами е 1/16″* градуса, значение долготы плюс значение размера долготы может быть равно или превосходить + 180° (т. е. перекрывать и охватывать район отрицательными значениями долготы).

Для проверки, попадает ли конкретное значение долготы в определенный диапазон по долготе, должна быть использована формула (58). введенная для SDC объекта данных тип 7.

Этот объект данных может быть использован в комбинации с объектом данных тип 7. который определяет географические районы с меньшей степенью разрешения так же. как обязательная формула а псевдо-программном коде для вычисления площадей. Дополнительная информация по сигнализации альтернативной частоты приведена в приложениях Е и Ж.

6.4.3.15 Объект данных: параметры FEC пакетного потока—тип 14

MSC потоки переносят компоне нты службы передачи данных в пакетном режиме и имеют дополнительную защиту от ошибок, добавленную к пакетному потоку (см. 6.6.5). Параметры FEC для режима пакетного потока описаны в этом объекте данных.

Этот объект данных использует механизм реконфигурации для версии флага. Общая форма объекта следующая:

• Id потока — 2 бита.

-rfu —2 бита.

• R —вбитое.

• С — 8 битов.

-длина пакета —вбитое.

Применяются следующие определения:

Id потока: Это поле индицирует Id потока, в котором применена дополнительная защита от ошибок, rfu: Эти 2 бита резервированы для будущего использования всего объекта данных и должны быть установлены на нуль до момента их определения.

R: Это поле кодировано как двоичное целое число без знака в диапазоне от 1 до 180. Оно индицирует значение параметра R (см. 6.6.5.1).

С: Это поле кодировано как двоичное целое число без знака в диапазоне от 1 до 239. индицирует значение параметра С (см.6.6.5.1).

длина пакета: Это поле кодировано как целое число без знака в диапазоне от 1 до 255. оно индицирует длину в байтах поля данных каждого пакета (общая длина пакета на три байта длиннее, так как включав т заголовок и CRC поля).

Примечание — Вое пакеты, содержащиеся в одном потоке данных, имеют одинаковую длину (см. 6.6.4).

6.4.3.16 Другие объекты данных

Другие объекты данных зарезервированы для будущего определения.

6.4.4 Суммарные характеристики объектов данных

Таблицы 58 и 59 суммируют таки е характеристики. как механизм версии флага, частоту повторений и передачу статуса каждого объекта данных. Стандартная частота повторений такова, чтобы объект данных

ГОСТ Р 54462—2011

был передан е одном цикле попкой базы данных. Индивидуальные SDC блоки могут переносить изменения информации (например, время и дата), используя поле идентичности FAC.

8 таблице 58 приведены рекомендованные нормы повторения для быстрого доступа к службам. Однако, когда пропускная способность SDC (см. 6.4.2) низкая, более низкие нормы могут быть допустимы для каждого объекта данных.

Таблица 56 — Суммарные характеристики объектов данных

Объект данных	Наименование	Механизм веский флага	Норма повторения
0	Описание мультиплекса	Реконфигурация	Каждый SDC блок
1	Маркировка	Уникальный	Каждый SDC блок
2	Параметры условного доступа	Реконфигурация	По требованию
3	AFS — информация о многочастотной сети	Список	Стандартная
А	AFS — определение расписания	Список	Стандартная
5	Информация приложения	Реконфигурация	По требованию
6	Поддержка и переключение сообтдения	Список	Стандартная
7	AFS — определение района	Список	Стандартная
8	Информация о времени и дате	Уникальный	Один раз а минуту
9	Аудио информация	Реконфигурация	Каждый SDC блок
10	Параметры канала FAC	Реконфигурация	Каждый SDC блок, когда FAC индекс реконфигурации не нулевой
11	AFS — другие службы	Список	Стандартная
12	Язык и страна	Уникальный	Стандартная
13	AFS — детальное определение района	Список	Стандартная
14	Параметры FEC пакетного потока	Реко нфигурвция	Каждый SOC блок, когда FEC для пакетного режима использован

Таблица 59 содержит список характеристик передачи каждою типа объекта SDC. Общее число объектов ограничено в некоторых случаях требованием обеспечения устойчивой работы приемника (определением максимально необходимого размера памяти).

Таблица 59 — Суммарные характеристики объектов данных

Объект д* иных

Статус

передачи

Наличие объекта и пределы (нормальный режим)

Наличие объекта и пределы (а течение реконфигурации)

Обязательный

Один обьект

Как определено для нормального режима для каждой конфигурации; два объекта 8 общем

Опциональный

Нуль или один объест на службу; нуль или четыре объекта в общем

Как определено для нормального режима

ГОСТ Р 54462—2011

Окончание таблицы 59

Объект да иных	Статуе передачи	Наличие обьмта и пределы (нормальный режим)	Наличие объекта и пределы (а (ечение реконфигурации)
2	Обязательный для каждой службы, для которой FAC СА флаг индикации = 1	Нуль или два объекта на аудио службу: нуль или один объект на службу передачи данных: от нуля до семи объектов в общем	Как определено для нормального режима для каждой конфигурации: от нуля до 14 объектов в общем
3	Опциональный	От нуля до 16 частот на объект; от нуля до 64 объектов в общем	Как определено для нормального режима
4	Опциональный	От нуля до 32 объектов на Id расписания. от нуля до 128 объектов в общем	Как определено для нормального режима
5	Обязательный для каждой службы передачи данных и приложений данных	Нуль или один объект на аудио службу, один объект на службу передачи данных, от нуля до четырех объектов в общем	Как определено для нормального режима для каждой конфигурации: от нуля до восьми объектов 8 общем
6	Опциональный	От нуля до восьми объектов в общем	Как определено для нормального режима
7	Опциональный	От нуля до четырех объектов на М района, до 16 в CIRAF зоне на Id района. от нуля до 32 объектов в общем	Как определено для нормального режима
8	Опциональный	Нуль или один объект в минуту	Как определено для нормального режима
9	Обязательный для каждой аудио службы	Один объект на аудио службу, от нуля до четырех в общем	Как определено для нормального режима для каждой конфигурации ог куля до восьми объектов 8 общем
10	Обязательный, когда FAC индекс реконфигурации ненулевой	Нуль	Один объект
11	Опциональный	От нуля до 16 частот на объект, от нуля до 256 объектов е общем	Как определено для нормального режима
12	Опциональный	Нуль или один объект на службу: нуль или до четырех объектов в общем	Как определено для нормального режима
13	Опциональный	От нуля до четырех объектов на id района, от нуля до 32 объектов в общем	Как определено для нормального режима
14	Опциональный	Нуль или один объект на поток данных в пакетном режиме, от нуля до четырех объектов в общем	Как определено для нормального режима для каждой конфигурации: от нуля до восьми объектов в общем

6.4.5 Изменение содержания SDC

Содержание SDC важно для операций проверки и AFS. Для работы AFS приемник должен заранее знать о содержании SDC таким образом, чтобы выполнить привязку (корреляцию). Для этой цели индекс AFS представлен в SDC, и FAC проверяет правильность индекса при помощи поля идентичности. На пере* даче без альтернативных частот содержание SDC может быть полностью динамическим и изменяющимся

ГОСТ Р 54462—2011

произвольно. AFS функция не требуется. В этом случае рекомендовано, чтобы индекс AFS был установлен на О. и поле идентичности в FAC должно тогда индицировать последовательность 11.01.10 и так далее для индикации, что AFS функция не может быть выполнена.

На передаче с альтернативными частотами назначение объектов данных в SDC блоках должно быть тщательно разработанос тем. чтобы содержание SDC могло быть настолько статическим, насколько воз* можно использовать AFS функцию. В этом случае рекомендовано, чтобы AFS индекс выбирался так. чтобы вся требуемая информация могла быть отправлена в одном цикле SDC блоков. Если содержание полно* стью статическое, тогда поле идентичности в FAC индицирует последовательность 00.01.10 и так далее, которая показывает, что AFS функция может быть выполнена на каждой позиции лри условии, что приемник хранил данные для всех SDC блоков е цикле.

Когда объект данных — Время и дата или объект данных Поддержка и переключение сообщений включены в SDC и альтернативные частоты используются, тогда рекомендуется полудинамическое использование SDC. в этом случае об одном или более блоках SDC в цикле, определенным индексом AFS. сообщается как о неправильных (недопустимых) при помощи поля идентичности FAC. таким образом позволяя содержание этих блоков изменять непрерывно, в то время как о других SDC блоках сигнализируется как о правильных при помощи поля идентичности FAC. что обеспечивает выполнение функции AFS. Пример изменения информационного наполнения SOC и использования полудинамической схемы с индексом AFS -1 приведен в приложении Ж. Изменение AFS индекса разрешено только при реконфигурации.

6.4.6 Сигнализация реконфигураций

DRM мультиплекс может быть реконфигурирован при передаче границ суперфрейма. О реконфигурации DRM мультиплекса нужно сообщить заранее, чтобы позволить приемникам принять наилучшее решение о том. каким образом обработать изменения. Существуют два типа реконфигурации: реконфигурация службы, которая заключается в перераспределении пропускной способности между службами MSC, изменений в уровне защиты MSC или изменений в исходном кодировании или приложениях данных; и реконфигурация канала, которая заключается в изменении параметров канала или режима устойчивости.

Об обоих типах реконфигурации сообщают, устанавливая индекс реконфигурации FAC на ненулевое значение. Тогда индекс отсчитывается вобратном порядке на каждой последующей передаче суперфрейма. Индекс реконфигурации должен быть идентичным для всех фреймов передачи в суперфрейме передачи. Последний суперфрейм передачи, соответствующий текущей конфигурации, должен быть таким, в котором индекс реконфигурации -1. Новая конфигурация становится действенной для следующего суперфрейма передачи, в котором индекс реконфигурации = 0.

Объекты данных всех типов, использующие механизм реконфигурации ДЛЯ флага версии и представленные в текущей конфигурации и объекты данных осох типов, использующие механизм роконфи гурации для флага версии, требуемые в новой конфигурации, должны быть отправлены в течение периода, когда индекс реконфигурации ненулевой с флагом версии, укаэывающи м следующую конфигурацию. Это должно включать объект данных типа 10. который сообщает параметры канала FAC для новой конфигурации.

6.4.6.1 Реконфигурации службы

При реконфигурации службы пропускная способность MSC перераспределяется между службами. Это случается, когда изменяется число служб в мультиплексе или меняется размер потоков данных. О реконфигурации службы должно быть также сообщено, если любое содержание объектов данных типов, использующих механизм реконфигурации, отмечает изменения. О реконфигурации нужно сообщить как можно раньше для обеспечения приемнику наилучших условий для получения всей информации, необходимой для следующей конфигурации. Поэтому индекс реконфигурации должен сначала принять значение 7. В большинстве случаев приемник может следовать за изменениями реконфигурации службы без прерывания аудио (см. приложениеУ).

Когда вводится новая служба и общая емкость MSC не изменяется, тогда приемник должен следовать текущей избранной службе через реконфигурацию. Для обеспечения этого идентификатор службы и Короткий Id всех продолжающихся служб должен оставаться тем же сам ым. Новая служба должна использовать Короткий Id. который не использовался в текущей конфигурации. Одно исключение из этого правила: если в текущей конфигурации четыре службы и четыре службы в новой конфигурации. В этом случае, если текущая выбранная служба прерывается, тогда приемник должен переходить к новой службе с тем же самым Коротким Id. если она того же самого типа (например, обе аудио службы).

ГОСТ Р 54462—2011

Если текущая выбранная служба прерывается на реконфигурации, тогда приемник может попробо ватъ найти другой источник этой службы на другой частоте и/или в другой системе, используя информацию от объектов данных типов 3 и 11.

6.4,62 Реконфигурации канала

При реконфигурации канала изменяются следующие параметры FAC канала: спектральное размещение. глубина перемежения. режим MSC и режим устойчивости.

8 случае изменения спектрального размещения или глубины перемежения приемник не способен следовать текущей выбранной службе без прерывания аудио выхода. Если изменен режим MSC. приемник может следовать текущей выбранной службе без прерывания аудио, как объяснено в приложении У. О реконфигурации нужно сообщить как можно раньше для того, чтобы обеспечить приемнику получение всей информации, необходимой для следующей конфигурации. Идеально индекс реконфигурации должен сначала принять значение 7. хотя меньшее стартовое значение может быть необходимо по оперативным причинам.

Если передача прерывается на частоте настройки, тогда о реконфигурации нужно сообщить с объектом данных типа 10. принявшим специальное значение (см. 6.4.3.11). В этом специфичном случае нельзя сообщить об объектах данных других типов, использующих механизм реконфигурации для флага версии.

6.5 Приложение текстового сообщения

Текстовые сообщения могут представлять собой весьма ценный дополнительный элемент к аудио службе, не потребляя существенной емкости канала. Текстовые сообщения — базовая составляющая DRM. использующая всего 80 бит/с. Эта емкость может быть высвобождена, если провайдер услуг не пользуется текстовыми сообщениями.

6.5.1 Структура

Текстовое сообщение (если присутствует) должно занять последние 4 байта части с низкой защитой каждого логического фрейма. несущего аудио поток. Сообщение разбивается на сегменты, используя кодовую таблицу UTF-8. Начало каждого сегмента помечается размещением в нем 4 байтов, установленных в значение OxFF.

Текстовое сообщение может содержать до 8 сегментов. Каждый сегмент состоит из заголовка, тела и CRC. Тело должно содержать 16 байтов текстовых данных, если это не последний сегмент, тогда он может содержать меньше 16 байтов.

Каждый сегмент далее разделяется на отрезки по 4 байта. которые размещаются в каждом последующем фрейме. Если длина последнего сегмента не кратна четырем, неполный фрейм дополняется байтами. равными 0x00.

Когда н«| 1екс1 иных сообщений, все 4 байга усганаиливаклин в 0x00.

Примечание — Приемники не могут просто игнорировать фреймы с байтами, установленными в 0x00. так как они могут содержать весь или часть CRC и байты заполнения, которые завершают сегмент.

Структура сегмента следующая:

• заголовок —16битов.

•тело —пх вбитое.

♦ CRC —16битое.

Заголовок состоит из:

• бит переключения — 1 бит.

• первый флаг — 1 бит,

• последний флаг — 1 бит,

• командный флаг — 1 бит.

• поле1 —4 бита.

• поле 2 — 4 бита,

-rfa —4 бита.

Применяются следующие определения:

бит переключения: Этот бит должен находиться в одном и том же состоянии, пока передаются сегменты одного сообщения. Когда передается первый сегмент другого сообщения, этот бит инвертируется по отношению к предыдущему состоянию. Если текстовое сообщение, которое может состоять из нескольких сегментов, передается повторно, это-т бит не изменяется.

ГОСТ Р 54462—2011

первый флаг, последний флаг: Эти флаги используются для обозначения конкретных сегментов в последовательности сегментов текстового сообщения. Эти флаги назначаются следующим образом:

Первый флаг	Последний флаг	Сегмент является:
0	0	Промежуточным сегментом
0	1	Последним сегментом
1	0	Первым сегментом
1	1	Одним единственным сегментом

командный флаг: Этот 1-битовый флаг сообщает, содержит ли поле 1 длину тела сегмента или специальную команду, следующим образом:

0: поле 1 сообщает длину тела сегмента.

1: поле 1 содержит специальную команду, поле 1:

• длина: Это 4-битовое поле, выраженное двоичным числом без знака, определяет число байтов в теле минус 1. Обычно оно имеет значение 15. за исключением последнего сегмента.

• команда: Это 4-битовое поле содержит специальную команду, а именно (все остальные сочетания зарезервированы для будущего использования):

– 0 0 01: сообщение должно быть удалено с дисплея, поле 2:

• если первый флаг = «1»:

– это поле содержит значение «1111»;

• если первый флаг = «0»:

• rfa:Это 1 -битовое поле зарезервировано для будущих добавлений. До этого времени попе должно устанавливаться в нуль:

* SefiNum (номер сегмента): Это 3-битовое поле, выраженное двоичным числом без знака, определяет порядковый номер текущего сегмента минус 1. (Второй сегмент метки соответствует SegNum = 1. третий — SegNum = 2. и т. д.). Значение 0 зарезервировано для будущего использования.

rfa: Эго4-битовое поле зарезервировано для будущих добавлений. До этого времени эти биты должны угггямяппиюткгв п нули

тело: Это поле кодируется как строка знаков (максимум 16). Если последний знак сегмента сообщения состоит из нескольких байтов и не все байты помещаются в тепе, тогда знак будет продолжен е следующем сегменте сообщения. Это поле игнорируется, если Командный флаг * «1» (специальная команда). Могут использоваться следующие дополнительные коды:

• код ОхОА можно вставить для обозначения предпочтительного конца стро-ки;

– код 0x0В можно вставить для обозначения конца заголовка. Заголовки должны быть ограничены по длине максимум 2×16отображаемых знаков (включая дефисы, созданные управляющим кодом 0x1 F) и могут содержать 0 или 1 код предпочтительного разрыва строки (код ОхОА). До любого разрыва строки не может быть более 16 знаков, после любого разрыва строки также не может быть болев 16 знаков:

. шестнадцатеричный код 0x1F может быть вставлен для обозначения предпочтительного разрыва слова. Этот код можно использовать для понятного отображения длинных слое.

цикли ческий контроль с избыточностью (CRC): Этот 16-битовый код должен быть вычислен для заголовка и для тела. Должен использоваться генератор полинома G_l6(x) – х’⁶ ♦ х^,г + X^s + 1.

6.6 Пакетный режим

Службы данных обычно состоят или из потоков информации в синхронном или асинхронном в-иде. или из информационных файлов. Обобщенная система доставки пакетов обеспечивает доставку асинхронных потоков и файлов для различных служб в том же самом потоке, а также обеспечивает совместное использование битовой скорости (синхронного) потока данных различными службами. Поток данных может быть дополнительно защищен от ошибок использованием прямого исправления ошибок. Службы могут

ГОСТ Р 54462—2011

передаваться последовательностью одиночных пакетов или последовательностью блоков данных. Блок данных — это последовательность пакетов, которая рассматривается как единое целое с точки зрения обработки ошибок — одна ошибка в пакете, принадлежащем блоку данных, делает весь блок данных непригодным. Этот механизм может быть применен для передачи файлов, а также для упрощенной синхронизации асинхронных потоков. Приложения передачи данных описаны в ETSI [4].

Размер логического фрейма при пакетном режиме передачи данных должен быть кратен размеру пакета. Максимальная длина блока данных — 8215 байтов.

6.6.1 Структура пакета

Пакет составлен следующим образом:

• заголовок —вбитое.

• поле данных —л байтов.

-CRC —16 битов.

Заголовок содержит информацию с описанием пакета.

Поле данных содержит данные. принадлежащие конкретной службе. Длина лоля данных указывает* ся в информационном объекте 5 (см. 6.4.3.6).

Циклический контроль с избыточностью (CRC): Этот 16-битовый CRC должен вычисляться для заголовка и поля данных. Должен использоваться полином генератора G,₆(x)-х’⁶ * х’^г * х⁵ * 1 (см. приложение Г)-

6.6.1.1 Заголовок

Заголовок состоит из следующих полей:

• первый флаг — 1 бит.

• последний флаг — 1 бит.

• идентификаторпакета —2 бита.

• индикатордополменногопаквта(РР1) — 1 бит.

• индекс непрерывности (CI) — 3 бита.

Применяются следующие определения:

первый флаг, последний флаг: Эти флаги используются для обозначения конкретных пакетов в последовательности пакетов. Эти флат назначаются следующим образом:

Первый флаг	Последний флаг	Пакет является:
0	0	Промежуточным пакетом
0	1	Последним пакетом
1	О	Первым покотом
1	1	Одним единственным пакетом

идентификатор пакета: Это 2-битовое поле содержит идентификатор данного пакета, индикатор дополненного пакета: Этот 1-битовый флаг указывает, содержит ли поле данных биты дополнения или нет. а именно:

0: нет дополнения: все байты поля данных полезные;

1: присутствует дополнение: первый байт показывает число полезных байтов данных в поле данных, индекс непрерывности: Это 3-битоаое поле должно увеличиваться по модулю 8 для каждого пакета с идентификатором этого пакета.

6.6.1.2 Поле данных

Поле данных содержит полезные данные, предназначенные для одной из служб.

Если поле PPI равно 0, все байты поля данных — полезные. Если PPI равен 1, первый байт показывает число последующих полезных байтов, а поле данных дополняется байтами заполнения со значением 0x00.

Пакеты, не несущие полезной информации, допускаются, если для заполнения логического фрейма отсутствуют данные пакетов. Тогда PPI устанавливается в 1. а первый байт поля данных устанавливается в О, чтобы показать отсутствие полезных данных. Первый и последний флаг устанавливаются в 1. Индекс непрерывности должен быть увеличен для этих пустых пакетов. Если в потоке данных используется менее 4 частичных потоков, должен использоваться идентификатор неиспользуемых пакетов. Пустые пакеты.

ГОСТ Р 54462—2011

использующие идентификатор пакета <р>. не должны вводиться во время передачи блока данных ORM с тем же самым идентификатором пакета <р>.

6.6.2 Асинхронные потоки

Асинхронные потоки могут использоваться для передачи байт-ориентированной информации. Для передачи асинхронных потоков могут использоваться как одиночные пакеты, так и блоки данных.

Приложения, использующие транспортный механизм передачи одиночных пакетов, должны иметь возможность справляться с ситуацией недостающих пакетов. Первый и последний флаг указывают на промежуточные пакеты.

Приложения, которые используют транспортный механизм передачи блоков данных, могут нести набор байтов, которые соотносятся с блоком данных, а затем используют обработку ошибок в блоке данных в целях синхронизации.

6.6.3 Файлы

Файл может передаваться в бпоке данных. Приложения, использующие этот транспортный механизм. должны предусматривать способ идентификации каждого объекта.

Первый и последний флаг используются для указания на последовательность пакетов, образующих блок данных. Индекс непрерывности используется для определения, не потеряны ли какие-либо промежуточные пакеты.

6.6.4 Выбор длины пакета

Поток данных в пакетном режиме может содержать один или более пакетов на логический фрейм, и пакеты могут принадлежать одной или нескольким службам. Однако все пакеты потока данных должны иметь одинаковую длину, чтобы избежать размножения ошибок. Выбор длины пакета зависит от многих факторов, но следует принять во внимание следующее:

• затраты на передачу заголовков и CRC фиксированы для всех пакетов. Поэтому, чем длиннее пакет, тем меньше соотношение затрат и полезных данных:

• число байтов заполнения в пакетах связано с соотношением размера файлов и длины пакетов или с требованиями задержки асинхронных потоков. Большие пакеты менее эффективны при передаче множества мелких объектов.

6.6.5 Прямое исправление ошибок для потоков в пакетном режиме

FEC в виде Рида-Соломона (RS) для внешней защиты otouih6ok(RS) и внешнее перемежение может применяться в отношении потоков данных в пакетном режиме для повышения устойчивости к ошибкам доставки данных DRM.

Дополнительная защита от ошибок применяется таким образом, что приемники, не оборудованные декодерами FEC. все-таки могут восстанавливать пакеты, несущие данные служб, хотя и с более низким качеством. Это достигается путем формирования фреймов FEC, состоящих из исходных пакетов (т. е. «пакетов данных») плюс дополнительных RS данных («пакеты FEC»), рассчитанных из этих пакетов данных, как показано на рисунке 21.

Пакеты

данных

Поток

данных

MSC

Рисунок 21 — Блок-схема внешнего кодера и внешнего перемежителя

На вход этого функциональною блока подается последовательность пакетов данных иэ пакетного мультиплексора. Эта последовательность далее называется Набор пакетов данных приложений. Все пакеты данных е Наборе пакетов данных приложений имеют одинаковую длину.

ГОСТ Р 54462—2011

Выходом этого функционального блока является Набор пакетов данных приложений, следующих в исходном порядке пакетов, эа которыми следует некоторое кол ичество пакетов FEC (набор пакетов FEC). Пакеты FEC содержат данные четности RS. рассчитанные из предыдущего Набора пакетов дайны х приложений. Все пакеты FEC имеют ту же длину, что и пакеты данных.

Набор пакетов состоит из Набора пакетов данных приложений и следующего за ним набора пакетов FEC. Новый набор пакетов следует непосредственно эа предыдущим набором пакетов.

Схема FEC защищает асе пакеты потока данных независимо от значения их идентификатора.

Приемный терминал применяет обратный процесс, пытаясьскорректироватьошибки передачи в пакетах данных с использованием пакетов FEC. Декодеры пакетного режима, которые не имеют схемы FEC. все же могут восстанавливать пакеты данных для выбранной службы путем соответствующего идентификатора пакета и контроля CRC. игнорируя пакеты FEC.

Наличие пакетов FEC потока данных е пакетном режиме отмечается в информационном объекте тип 14 (см. 6.4.3.15.)

6.6.5.1 Кодирование пакетов FEC

На рисунке 22 показана структура фрейма FEC. Этот фрейм FEC имеет размерность до 180 рядов и до 255 столбцов. Он состоит из таблицы данных приложений с размерностью R (от 1 до 180) рядов на С (от 1 до 239) столбцов плюс таблица данных RS из R рядов на 16 столбцов. Максимальный размер фрейма FEC, М- R х (С+ 16). не должен превышать пределе 3072 байта, чтобы снизить требования к объему кэш-памяти приемника.

Табгыца данных приложений

1 2 3 4 Столбцы С

1 2 … 15 16

Размер: C«R байтов

Размер: 16 и R байтов

Таблица денных RS

I^s

Рисунок 22 — Структуре фрейма FEC

Величины R и С определяются следующим образом:

R: число рядов во фрейме FEC. допустимые значения от 1 до 180. Значения 0 и от 181 до 255 зарезервированы.

С: число столбцов в таблице данных приложений, допустимые значения от 1 до 239. Значения 0 и от 240 до 255 зарезервированы.

Примечания

1 Величины R и С передаются в информационном объекте SDC тип14.

2 Число столбцов определяет затраты на передачу данных FEC: чем меньше значение С. тем больше затраты. Число рядов определяет глубину паремежения и задержку блока: чем меньше величина R. тем меньше перемежекие. меньше задержка обработки принимаемых данных.

Таблица данных приложений должна иметь такой размер, чтобы поместить как минимум один целый пакет (т. е. длину пакета плюс 3 байта на заголовок пакета и значение CRC).

Таблица данных приложений заполняется О пакетами данных, число которых определяется выражением

Ош

R С L + 3

где L—длина пакета. содержащегося е информационном объекте SDC тип14.

(59)

ГОСТ Р 54462—2011

О пакетов данных последовательно вводятся в таблицу данных приложений, начиная с первого байта первого пакета, поступающего в ряд 1. столбец 1. и далее двигаясь вниз ряд за рядом и вправо столбец за столбцом. Как только все D пакетов заведены, остающееся пространство заполняется байтами заполнения со значением 0x00. Процесс размещения пакетов данных показан на рисунке 23.

Таблица данных RS заполняется данными четности Рида-Соломона, вычисленными из каждого ряда данных таблицы данных приложений (т.е.для каждого кодового слова Рида-Соломона). Код, используемый для этих расчетов. — систематический код Рида-Соломона (25S. 239, / = 8) или сокращенная версия этого хода. Этот код позволяет исправить любые 8 ошибочных байтов в любом месте кодового слова.

Таблице данных приложений

1 2 3 4 Сюлбцы С	1 2 … 15 16
						1						1
			1			/ 1						1
	7 t		1 1	1 1		1 1	1 1		1 Г		“ 1	я. ,т
	1 •	1 1	г	1	1 (	Ввести D пакетов в табл иду данных приложений последовательно столбец за столбцом } 1	1	1 4 1	г	» t 1	1 1 . L	i X § С
	I			г	I t					Г	1
*	т										1

Таблица данных RS

Рисунок 23 — Размещение пакетов данных во фрейме FEC

Для вычисления байтов четности Рида-Соломона применяются следующие определения:

♦ полином генератора кода: д(х) = (х + >.°)(х ♦ >.’)(х ♦ л²)…(х + X¹⁵). гдеX = 0x02.

• полином генератора поля: р(х) = х* + х⁴ ♦ х³ ♦ х² ♦ 1.

Если число столбцов С таблицы данных приложений меньше 239, должен использоваться укороченный код Рида-Соломона «С *■ 16). С. (- 8). Укороченный код Рида-Соломона может быть получен добавлением к кодовому слову (239 – С) байтов, установленных в нуль, в ключевое слово перед столбцом 1 таблицы данных приложений на входе RS (255,239, t – 8) кодера. После процедуры RS кодирования эти кулевые байты будут отброшены, что даст длину RS кодового слова (С ♦ 16) байтов. Данный процесс показан на рисунке 24.

Таблица данных приложений Таблица данных RS

1 2 3 4 Столбцы С

1 2 … 15 1в

…

Рэссчнт для каждс даниы

вть

*см

х пр

иле

да» к та же

<ны

бли

4 ИЙ

цы

Рисунок 24 — Расчет данных четности Рида-Соломона

8 завершение информация четности Рида-Соломона интегрируется в пакеты FEC. Байты из таблицы данных RS вставляются в пакеты FEC таким образом, чтобы каждый ряд байтов из таблицы данных RS распределялся по наибольшему числу пакетов FEC.

ГОСТ Р 54462— 2011

Набор пакетов FEC состоит из F пакетов FEC. определяемых выражением

_ Г*.16

^{F 3}1—I— • (60)

Байты данных RS таблицы данных RS передаются в поле данных набора F последовательных паке* тов FEC. Каждый байт данных в таблице данных RS отображается последовательно в байты полей данных пакетов FEC. начиная с байтов данных ряда 1, столбца 1 и двигаясь вниз ряд за рядом и вправо столбец за столбцом, пока все данные не будут отображены (последний байт будет байтом ряда R. столбец 16 таблицы данных RS). Когда отображены все данные RS. остающиеся байты в конце поля данных (полезная инфор* мация пакета FEC) последнего пакета FEC должны быть заполнены нулями. Данная процедура показана на рисунке 25.

Таблица денных RS

1 2 … 15 16
а1	а1	1* •	а1	5	a1
М	^bi	X 1 1	X f		И
d		1 1	X 1		Ф
	1 1 1 1 X X 1	1 / X 1	1 1 X i	, f	f V f * 1 4
й		1		X
R1*	R7				R1

Построить F пакетов FEC из дажых RS таблицы данных RS (пример: F = 3) Полезная информация пакетов FEC

Еппп

^iRiia2ii>²

…..-|Т#Газ1ьз1

□

FEC пакет 1

FEC ы. пакет 2

FEC

_Мдололи»*1б1 пакет 3

Таблица данных RS

	1	2	• . •	15	16
1	a1	a2	• • •	a15	a16
2	Ы	Ь2			616
3	d	c2			C16
3* l	_:				_:
«

R	R1	R2	• • •		R16

Построить F пакетов FEC из данных RS таблицы данных RS (пример: F ■ 3)

Полезная информация

FEC пакет 1

FEC пакет 2

FEC пакет 3

Рисунок 25 — Порядок расположения данных RS внутри пакетов FEC

К пакетам FEC применяются следующие правила:

• первый флаг должен быть установлен е 1 для первого пакета FEC набора пакетов FEC; в остальных случаях он должен быть установлен е О,

• последний флаг должен быть установлен в 1 для последнего пакета FEC набора пакетов FEC: в остальных случаях он должен быть установлен в 0.

• идентификатор пакетов должен иметь значение 3.

• индикатор дополненного пакета (PPI) должен быть установлен в О.

• индекс непрерывности (CI) должен быть установлен в 0 для первого пакета FEC набора пакетов FEC

ГОСТ Р 54462—2011

и далее получать приращение для остальных пакетов FEC набора пакетов FEC в соответствии с определением. данным в 6.6.1.1.

Примечание — Пакеты заполнения согласно описанию, приведенному в 6.6.1.2, могут быть введены в поток пакетов, используя идентификатор пакетов 3. Эти пакеты не рассматриваются кодером и декодером FEC как пакеты FEC. а считаются обыкновенными пакетами данных. Их можно отличить от пакетов FEC по их индикатору дополненного пакета (РР1). который устанавливается в 1. при этом первый байт полезной информации пакета несет величину 0x00.

6.6.5.2 Транспортирование пакетов FEC

Набор пакетов FEC передается непосредственно за набором пакетов данных приложений, использованным для формирования таблицы данных приложений. Это показано на рисунке 26.

Входной поток пакетов

выходной поток пакетов, включая пакеты FEC

С стать F пакетов FEC из каждого D пакетов данных и вставить их с идентификатором 3 на равных промежутках после соответствующих пакетов данных: например: 0*4.

F * 2

Рисунок 26 — Введение пакетов FEC в поток пакетов

6.6.5.3 Рассмотрение приемника

Наличие пакетов FEC в пакетном потоке сигнализируется присутствием информационного объекта ЭОСтип 14 <см. 6.4.3.15).

Конфигурация схемы FEC сигнализируется декодеру информационным объектом SDC тип 14. Этот информационный объект SDC предоставляет параметры R и С вместе с длиной пакетов L. так что декодирование FEC может начаться еще до того, как принят первый элемент информационного объекта SDC типа 5. Зная число рядов R и столбцов С таблицы данных приложений, декодер может восстановить фрейм FEC в памяти вместе с принятыми байтами четности Рида-Соломона, поэтапно создавая пакеты FEC в обратном порядке.

Механизм защиты от ошибок Рида-Соломона может быть запущен только после того, как все пакеты, принадлежащие набору пакетов данных приложений, и соответствующий набор пакетов FEC были приняты. Однако, если контроль ОКО конкретного пакета проходит успешно, этот пакет может использоваться немедленно. Если же проверка CRC пакета данных или пакета FEC была неудачной, приемник может проинформировать декодер Рида-Соломона о расположении потенциально ошибочного байта в кодовом слове Рида-Соломона для повышения качества исправления ошибок декодера.

Объем кэш-памяти М. необходимой приемнику для преобразования принятых данных и пакетов во фрейм FEC. ограничен величиной 3072 байта.

Приемник может оценить информацию Рида-Соломона очетности, которая представлена в виде пакетов FEC. после первоначальной синхронизации с потоком пакетов, даже если проверка CRC пакетов FEC была неудачной, и поэтому заголовки пакетов не могут быть обработаны. Эта функциональность достигается введением пакетов FEC с идентичной конфигурацией FEC и идентичным порядком или одинаковыми интервалами в пакетном потоке.

Приемники, не поддерживающие декодирование FEC. могут извлекать и декодировать все пакеты данных, хотя и без повышенной защиты от ошибок.

7 Канальное кодирование и модуляции

7.1 Введение

Система DRM состоит из 3 различных каналов. MSC. SDC и FAC. Из-за различия свойств этих каналов в них используются различные схемы кодирования и отображения. Общая схема процесса кодирования приведена на рисунке 27.

ГОСТ Р 54462—2011

Рисунок 27 — Функциональная блок-схема кодирования и пвремежения

Кодирование основано на многоуровневой схеме, принцип которой описан в 7.3. вследствие различия требований к защите от ошибок в пределах одной службы или для других служб в пределах одного мультиплекса, отличающихся различными схемами отображения и комбинациями скоростей передачи используемого кода, можно применять UEP и ЕЕР, которые могут совмещаться с иерархической модуляцией. ЕЕР использует единую скорость кода для защиты всех данных в канале. ЕЕР необходима для FAC и SDC. Вместо ЕЕР UEP можно использовать с двумя кодовыми скоростями, что позволит обеспечить данным в MSC защиту от ошибок в части с высокой защитой и части с низкой защитой. При использовании иерархической модуляции к MSC при менимы 3 стратегии преобразования: SM. HMsym и HMmix. в результате реальная компонента этого сочетания соответствует иерархическому отображению (НМ), а мнимая — SM. Иерархическое преобразование делит декодируемый поток данных на 2 части: VSPP и SPP. Метод SM включает только SPP. В любом случае до 2 различных общих скоростей передачи кода могут использоваться SPP при MSC. Для FAC и SDC используется только SM. Применение кодирования в различных каналах описано в 7.5.

7.2 Адаптация передаваемого мультиплекса и рандомизация

7.2.1 Адаптация передаваемого мультиплекса

Различные каналы (MSC. SDC. FAC) обрабатываются при кодировании канала независимо. Длина вектора L при этом эквивалентна одному FAC блоку для FAC. одному SDC блоку для SDC или одному мультиплексному фрейму для MSC.

7.2.1.1 MSC

Число битов L_mux в мультиплексном фрейме зависит от режима устойчивости, занимаемого спектра и созвездия:

• при использовании равной защиты от ошибок (ЕЕР)

1-/пи_Х ~ t-2‘

• при использовании неравной защиты от ошибок (UER)

^-miu ^– ^-i ⁺

где L, — число битов в наиболее защищенной части.

L₂ — число битое в менее защищенной части.

При использовании HMsym или HMmix число битов в наиболее защищенной части равно L_VSpp-

L,. L, и L_VSfif> рассчитываются следующим образом:

SM: *

I 2N_xRp :

р-о

(61)

~ О .

где Рды, —число уровней (4-QAM: Р_тёл ^s 1; 16-QAM: Р_тах-2;64-QAM: P_mtt – 3);

RX_p — числительскоростикодакаждогоиндивидуальногоуровня.см.таблицу62; RY_P — знаменатель скорости кода каждого индивидуального уровня, см. таблицу 62: R_c — скорость передачи кода каждого индивидуального уровня, см. таблицу 62.

(62)

ГОСТ Р 54462—2011

НМ

»ут*

-1

Z2JV,/?.;

р-«

{63)

(64)

_w=RXo[Mbiij.

(65)

где Р_ты – 3 — число уровней для 64-QAM. использующее HM_s,_m.

Примечание — Схему иерархического преобразования можно ислот>зоеагь только в 64-QAM сигнальном созвездии:

RX_P — числитель скорости кода каждою индивидуального уровня, см. таблицу 62;

RY_fi — знаменатель скорости кода каждого индивидуального уровня, см. таблицу 62:

R_p — скорость передачи кода каждого индивидуального уровня, см. таблицу 62.

НМ_м»:

+ +Л?)_;

р.1

(66)

■RX?

N₃ -12

^ ! о\Л*

го

N₂ -12

RYo!”

+ Z. 1 гок.

Р-, \

RY?°

+■ к.к₀

(67)

f-vspp ■ /7X5°

+ Ч -12 RV*^e

(68)

где Р_тл, = 3 — число уровней для 64-QAM . использующее HM_mu,

ftX{J^e. RX’p — числители скорости кода каждого индивидуального уровня. см. таблицу 62 для действительной и мнимой компоненты соответственно;

RY^’.RY’™ — знаменатели скорости кода каждого индивидуального уровня, см. таблицу 62 для действительной и мнимой компоненты соответственно;

Я**.— скорость кода каждого индивидуального уровня, см. таблицу 62 для действительной и мнимой компоненты соответственно;

LJ— означает приближение к минус бесконечности.

Общее количество N_MUx ODFM ячееквМвС мультиплексного фрейма приведено е 7.7.

Общее количество N_uux OOFM ячеек в MSC мультиплексного фрейма при использовании одного уровня защиты (ЕЕР) равно N₂.

Общее количество Ч,их ODFM ячеек е MSC мультиплексного фрейма при использовании двух уровней защиты (UEP) соответствует сумме ячеек с высокой и низкой защитой

Чиох® ^1 ⁺ ^2*

где N, — число OFOM ячеек, используемых е высокозащищенной части.

N₂ — число OFDM ячеек, используемых а низкозащищенной части, включая конечные (остаточные) биты.

ГОСТ Р 54462— 2011

Вычислить число W, OFDM ячеек в высокозащи идейной части (часть А) можно по формулам: SM:

8Х

– 1

2RY_Km I R_p

p-о

ЛУ.

кт

(69)

HMsym:

HMmix:

2RY.

Xta

e-i ^p

ЯУ.

(70)

W,

8X_

*■ f (Я^+я?))

p-i ;

КУ,

fcm

(71)

где X—число байтов в части А (как сообщено в SDC);

RY_M взято из таблиц 65 и 67 для SM; из таблиц 68 и 69 для HMsym : из таблиц 67.69 и 70 для НМ_т,_Л;

I 1—оздачаетприближениекллюсбесконечности.

Расчет числа N₂ OFDM ячеек в ниэкозащищенной части (часть В) осуществляется по следующей формуле

(72)

При этом должны быть учтены следующие ограничения:

W.e (0……JV_MUx- 20}.

N₂ е {20……N_um).

7.2.1.2 FAC

Число битов L_MC в FAC блоке равно 72 битам в режимах устойчивости А. В. С и D и 116 битов— в режиме устойчивости Е.

Общее количество N_FAC OFDM ячеек в FAC блоке равно 65 в режимах устойчивости А.В. СиО и 244 — в режиме устойчивости Е.

7.2.1.3- SDC

Число битов L_soc в блоке SDC зависит от режима устойчивости, занимаемого спектра и существую* щего сигнального созвездия.

Общее количество N_soc OFDM ячеек в блоке SDC приведено в таблице 60.

Таблица 60 — Число ОАМ ячеек /V_SGC для SDC

Режим устойчивости	Занимаемый спектр
0	*	2	3	л	5
А	167	190	359	405	754	846
В	130	150	282	322	588	662
С	—	—	—	288	—	607
D	—	—	—	152	—	332
Е	936	—	—	—	—	—

ГОСТ Р 54462—2011

Формулы, приведение в 7.2.1.1 для MSC. действительны также для SOC с учетом ограничений для ЕЕР и SM {только 4 – QAM: P_mta – 1,16-QAM : P_mex = 2). т. е. L_soc – L₂ и N_SDC = N₂.

7.2.2 Рандомизация

Цель рандомизации состоит в том. чтобы избежать передачи шаблонов сигнала, которые могли бы привести к нежелательной регулярности в передаваемом сигнале.

Для SDC и FAC рандомизированный сигнал будет формировать входной поток ц, соответствующий многоуровневому процессу кодирования.

Рандомизированный сигнал, воздействуя на MSC мультиплексный фрейм, будет формировать стандартный защищенный входной поток исоответствующий многоуровневому процессу кодирования для MSC. Рандомизированный сигнал, воздействуя на иерархический фрейм (если он имеется), будет формировать сильно защищенный входной лоток и\ при таком же многоуровневом процессе кодирования.

Рандомизированный сигнал будет применяться для различных каналов (MSC, SDC. FAC) для уменьшения нежелательной регулярности в конфигурации при любой цифровой обработке сигнала, обеспечивая детерминированное выборочное дополнение битов.

Индивидуальные входные сигналы скремблеров рандомизации, показанные на рисунке 28. будут скремблированы по модулю 2 с псевдослучайной бинарной последовательностью (PRBS) до кодирования канала. PRBS обеспечивается на выходе сдвигового регистра с обратной связью, как показано на рисунке 28. При этом используется полином 9 степени, определенный как

Р(Х) = Х*+X^s* 1. (73)

Слово инициализации

/ N

11111 1111

Слово инициализации должно быть применено так. чтобы первый бит PRBS соответствовал состоянию «1» на выходах всех сдвиговых регистров. Первые 16 битов PRBS приведены в таблице 61.

Таблица 61 — Первые 16 битов PBRS

Индекс бига	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Значение бита	0	0	0	0	0	1	1	1	1	0	1	1	1	1	1	0

FAC. SDC и MSC должны быть обработаны скремблерами рандомизации следующим образом:

• векторная длина обработки равна одному блоку FAC для FAC. одному блоку SDC для SDC и одному мультиплексному фрейму и одному иерархическому фрейму для MSC;

– длина блока FAC зависит от режима устойчивости, длины блока для SDC и MSC зависят от режима устойчивости, занимаемого спектра и сигнального созвездия, см. 7.2.1:

• эти 4 блока должны быть обработаны независимо. Вектор входного сигнала должен скремблироваться PRBS. первый бит вектора добавляется по модулю 2 к биту PRBS с индексом 0. Скремблеры различных каналов переустанавливаются следующим образом:

• FAC: каждый блок FAC;

• SDC: каждый блок SDC:

• MSC; каждый мультиплексный фрейм для стандартно защищенной части, каждый иерархический фрейм для сильно защищенной части.

ГОСТ Р 54462— 2011

7.3 Кодирование

Пояснение структуры многоуровневого кодирования для различных преобразований приведено е 7.3.1. компонентный код многоуровневой схемы кодирования приведен в 7.3.2. поразрядное перемежение битов пояснено в 7.3.3.

7.3.1 Многоуровневое кодирование

Процесс кодирования канала основан на многоуровневой схеме кодирования. Принцип многоуровневого кодирования — оптимизированное сочетание кодирования и модуляции для достижения лучших характеристик передачи. Это означает—чем больше ошибка в положении бита в QAM-преобразовании, тем выше должна быть защита. Различные уровни защиты достигаются при различных компонентах кода, которые реализуются перфорированными сверточными кодами, полученными от того же самого материнского кода. Декодирование в приемнике может быть сделано либо прямолинейным, либо через итеративный процесс. Следовательно, производительность декодера с ошибочными данными может быть увеличена числом итераций и, следовательно, зависит от реализации декодера.

В зависимости от совокупности -сигнального созвездия и используемого преобразования могут применяться пять различных схем. Схему с одним уровнем следует рассматривать как особый случай многоуровневой схемы кодирования. Различные схемы преобразования применимы толыю к 64-QAM преобразованию. как изображено на рисунках 35—37. Для стандартного преобразования и симметричной иерархической модуляции (SM и HMsym) идентичные преобразования должны использоваться для действительных и мнимых компонентов сигнального созвездия.

Для смешанного преобразования иерархической модуляции (HMmix) отдельные преобразования будут использованы для действительных и мнимых компонентов сигнального созвездия.

3-уровневое кодирование для SM

Рисунок 29 — Многоуровневое кодирование с 3 уровнями для SM

Э-уровневое кодирование для HMsym

Рисунок 30 — Многоуровневое кодирование с 3 уровнями для Н Msym

ГОСТ Р 54462—2011

3-уровне вое кодирование для HMmtx

Рисунок 31 — Многоуровневое кодирование с 3 уровнями для HMmix

2-уровнееое кодирование

Рисунок 32 — Многоуровневое кодирование с 2 уровнями (SM)

I -уровневое кодирование

Рисунок 33 — Многоуровневое кодирование с 1 уровнем (SM)

ГОСТ Р 54462— 2011

7.3.1.1 Разделение битового потока в SM

Битовый поток (uj должен быть разделен на несколько потоков (Хр.,) соответственно числу уровней. Биты более защищенной части должны быть поданы на кодеры с р = 0…. 1. тогда биты менее

защищенном части должны быть поданы на кодеры с р = 0,… Р_тая-1. В результате имеем:

для 3-уровневого кодирования:

(Хоо- *1.0* *2.0″ ^2.1—-^г.М₂ г-1′ *О.М₀,*О.М₀,*1′-••*<>«(,, ♦ u_arv

х ♦ Mi г-i • *2.MM*2.M2 t»i»—*2.Mi.t ♦ Uja-i) ⁼ (^uo- ^ui’—^uivsf* • ti * (74)

для 2-уровневого кодирования:

(Xo.o. *о.1*—Хо.м₀₁-ь x,_o. ,_t,

для 1-уровневого кодирования:

(*ол* Xo.i.-.-Xo Хо.н,₁«1—-^Хо.м₀, ♦ м₀₃-«) ^г (°о« Ut.—Wt,. (76)

При использовании только одного уровня защиты (ЕЕР) элементы с отрицательными индексами учи* тыеатъся не будут.

Число битов на каждом уровне р рассчитывается для высоко- и низкоэащищенной чести следующим обрезом:

М_рл = 2№,/?_р, ДЛЯ р е (0.1,2). (77)

М_р2*ЯХ_р

|2М_а-12

I *^ур У

для р е {0.1.2}.

(78)

Примечание — Фактическое число битое в более защищенной части (Lx) может быть больше числа, отмеченного в SDC. Это значит, что некоторые биты, принадлежащие к части В мультиплексного фрейма, фактически имеют более высокий уровень защиты.

Общее число битое для каждого уровня р равно

«е“Ч..⁺Чл-

Из этих формул можно вывести, что битовый поток (х,.,) на С_р кодерах имеет различную длину в соответствии с входной кодовой скоростью так. что битовый поток на выходах всех кодеров (v_pi) имеет ту же самую длину.

Общая кодовая скорость для каждой защищенной части для SM (когда используются уровни) определяется выражением

Ртш

р-о

(79)

7.3.1.2 Разделение битового потока в HMsym

Битовый поток SPP (и,) должен быть разделен на 2 потока (х„,). Биты более защищенной части подаются к кодерам на р = 1. затем на р = 2, тогда биты менее защищенной части нужно подать на кодеры на р = 1. затем на р = 2. В результате имеем

*i.o« *vi—•*!.«, _t_i, Хг.о. X2,i….X2jkf₂ i-ь j*x »Xi.M,_i,*i–Xi.w_ri –

^Х2.М, , *2А1₂,*1′”-*2.М₂, * Mj.y-1) ⁼ (^U0* ^UV”°L,-tj-l)- (50)

При использовании только одного уровня ЕЕР элементы с отрицательными индексами не будут учитываться.

Битовый поток VSPP (и’)следует направить на кодер на уровень 0

(Хэ.о. Xo.t,…Xo.M₀₂-i)⁼ (^0. U|,…i/_tM;pp_i). (81)

ГОСТ Р 54462—2011

Число битое на каждом уровне р рассчитывается для более защищенной части и менее защищенной части следующим образом:

М_р,, * 2ЛГ,Я_Р. для ре {1.2};

(82)

М_р2=RXp

I 2 N₂ -12

[ RY₆ J. ДЛЯ pe {1,2}. М₀, * 0;

(83)

m₀₂=rx₀

UN, * N₃) –

^VS;

Общее число битов на каждом уровне р

Ч = М_рл + М_рг.

Из этих формул можно вывести, что поток сигнала (х,,.,) на С_р кодерах имеет различную длину в соответствии с их кодовой скоростью так. что битовый лоток на выходах всех кодеров <v_pj) будет иметь ту же самую длину.

Общая кодовая скорость для каждой защищенной части для НМеут определяется следующим об* разом:

Rvspp — «о.

R&pp.xi ~ (Rt *

7.3.1.8 Разделение битового потока в HMmix

Битов ый поток SPP (ц) должен быть разделен на пять потоков (* *’.*£}). Биты более защищенной

части должны подаваться на кодеры на р = 0….2, тогда биты менее защищенной части должны быть поданы на кодеры на р = 0…. 2. В результате имеем

(_vlm _ylm у Re yRe _yR« _vim yim _vlm _vRe _vRe _vRe _vlm _vlm _vim

…..^Х2Л-^Х2.1…..^Хгм5–¹‘ ^M’ *■’….. 2ЛГ?,-’*

У¹*” V¹** Y¹*” *^R* y^Re y^Re у¹⁰¹ у*” y*>

0.«С/….. 1.мЦ?’ ⁽⁸⁴⁾

Я.1’'”^,Х2ЛГ.**С-‘) ^И (^и0,и‘…..

Re У Re Re lm im

2M?:’ 2.МЙ*Г'”^,Д2«?;.М?5-Г 2М?, 2М’Г,

Биты VSPP (и’О должны подаваться на кодер для действительной части на уровень р = 0:

|х₀₀,Х_0|…..^XojhJ* .1 ^°⁰’ ^0,1…..^UVSPF> -i J.

Когда используется один уровень защиты (ЕЕР) элементы с отрицательными индексами не будут учитываться. Число битов для каждого уровня р для высоко* и ниэкоэащищенной части для действительного и мнимого компонентов определяется следующим образом:

АС*О- AC“O.AC*«t*o”:

jRe

АС

RX?

N) + N? —12 |

RY?^£ J

*tv_SPR. M£*RX,

/lm

W₂ -12

(85)

(86)

K‘ * ^w«*?^e ” Кл * ^NK Для p e (1.2};

>R«

jlm

{87)

100

ГОСТ Р 54462—2011

М.

RO Р. 2‘

Hi -12

RY?*

N2 -12

RVj^m

ДЛЯ ре {1.2}.

Общее число битов для каждого уровня р для действительной и мнимой компоненты определяется следующим образом:

^и AC^s*Ci + Mjr* ДЛЯ Р« (0.1,2). (89)

Из этих формул следует, что входные битовые потоки х”* и х^¹,, поступающие на кодеры С£° и С’™ соответственно. имеют различную длину, таким образом кодовая скорость такова, что все битовые потоки на выходе кодеров для р е (0.1.2} имеют одинаковую длину.

Общая кодовая скорость для схем HMmix для каждого уровня защиты будет определяться следую* щим образом:

VSPP

*SPP« = («Г + «Г* + *Г + ЯГ + R? )ts . {90)

7.3.2 Компонентный код

Компонентный код Обоснованна перфорированном сверточном кодировании и получек из материк* ского кода со скоростью 1/6 и ограничением длины 7. Материнский сверточный кодер генерирует из ее кто*

^ра <*р.. £о * ^в(^а.£о «JAOBoe число ((Ь₀₎.Ь_Х, A,A.,A.iA₍>Jk^,-o • Это кодовое число определяется как:

Ь₀, = а,. ® а^₂ ® К э« а^₅ © а^₆;

Ь,, = а,. © а_м ® а,., ® а^₃ © а^₆;

Ьг.г^Фа^Фа^Фв^: (91)

bj, = а, Ф а^₂ ® а^. з ® a^_s © а^;

Ь_л. = ® а_м ® а,. ₂ ® а^₃ © а*.₆;

Ь^^э.-Фв^Фа.^Фа^

для / = 0.1. 2…..I ♦ 5.

Когда > не принадлежит к установкам (0. 1.2……I -1). а₍ равно нулю по определению.

Кодирование можно обеспечить путем использования сверточного кодера, представленного на ри-

с.ум КА УА

Ч«

ч.

Ч.

Рисунок 34 — Сверточный кодер

101

ГОСТ Р 54462—2011

Восьмиразрядные формы генератора полиномов соответственно 133,171.145,133.171 и 145. Вектор {а.6., а_₅. а_4. а.₃, а.₂, а.,.) соответствует нулевому начальному состоянию сдвигового регистра, а вектор (а,, а„,. а,._2> а„₃, a^,a,._s) соответствует нулевому конечному состоянию сдвигового регистра.

В дополнение к материнскому коду система должна обеспечивать перфорирование скоростей. В таблице 62 приведены шаблоны перфорирования.

Таблица 62 — Шаблоны перфорирования

Кодовая скорость Rp	Числителя RXp	Знаменателя RVp	Шаблон перфорирования	Передаваемая последовательность
1/6	1	6	В₀:1 В,:1 В₂:1 В₃:1 В₄:1 В₅:1	Ьо.о bi o Ьг.о Ьз.о Ь₄.о Ь$.о и т. д.
1/4	1	4	В₀:1 В,:1 В₂:1 В»:1 В₄:0 В$:0	^Ь0.0 ^Ь1.0 ^Ь2.о Ь_{э о}ит. д.
3/10	3	10	Во: 111 В,:111 В₂:111 В₃:100 В* .000 В₅:000	Ьоо Ь, о Ь₂,о Ьэ о bo 1 bj.i b₂.i Ьо.2 Ь,,₂ Ь₂.₂ и т. д.
1/3	1	3	Во:1 В,:1 В₂:1 В₃:0 В₄:0 D$:0	Ьо.о Ьт.о Ь_{2 0} и т. д.
4/11	4	11	В₀:1111 В,:1111 В₂:1110 В₃:0000 В₄:0000 В₅:0000	Ьо.о Ь_{г о} b₀ , b, ₁ bj_, Ь_{0 2}bi,₂ Ь_{2 2} Ьо..з bi э и т. д.
2/5	2	5	Во: 11 В,:11 В₂:10 В₃:00 В₄:00 В₆:00	Ьо.о bi.ob₂,o bo,i Ь) , и т. д.
1/2	1	2	Во:1 В,:1 В₂:0 В-,.0 В₄:0 В₅:0	Ьо.о Ь] .0 и т. д.

102

ГОСТ Р 54462— 2011

Окончание таблицы 62

Кодовая скорость Яр	Числитель ЯХр	Знаменатель RVp	Шаблон перфорирования	Передаваемая последовательность
4/7	4	7	В₀:1111 В,: 1010 В₂:0100 В₃:0000 В«:0000 B_v0000	Ьо.о bt.obo.1 b₂.t b₀₂ b₁₂bo₃ и г. д.
2/3	2	3	В₀:11 В,: 10 В₂:00 В₃:00 В₄:00 В₅:0О	Ьо.о bj.o bo.n и т. д.
8/11	8	11	В₀:11111111 В,:10010010 В₂:00000000 В₃:00000000 В₄:00000000 В₃:00000000	Ьо.о bi o Ьо.т Ь_{0 2} Ьо ₃ bi,j bo.4 Ь_а,5 Ьо 6 Ь) о Ьо7 и т. д.
3/4	3	4	В₀:111 В,: 100 В₂:000 В₃:000 В<:000 В₅:000	Ьо.о bi.o bo.t Ь_а2 и т. д.
4/5	4	5	Во:1111 В,:1000 В₂:0000 В₃:0000 В«:0000 В₅ЮООО	Ьо.о bi .0 bo-. 1 Ьо 2 bo a bo 4 и т. д.
7/8	7	8	В_а:1111111 В,:1000000 В₂:0000000 В₃:0000000 В«:0000000 В₅:0000000	Ьо.о bi.o Ьо, т Ьо ₂ Ьо.з boa b_{o s}Ь_{0 6} и т. д.
8/9	8	9	В₀-.11111111 В,:ЮОООООО В₂:00000000 В₃:00000000 В₄:00000000 65:00000000	bo o bi.o Ьв.1 Ьо г Ьоз Ьо.4 Ьо 5 Ьо.6 Ьо.7 И т. д.

Для FAC асе биты перфорированы согласно таблице 62. Для MSC и SDC последние 36 бит (остаточные биты) серийного материнского кодового слова должны быть перфорированы следующим образом. Индекс г_р должен использоваться согласно таблице 62. чтобы найти вектор перфорации последних (остаточных) битов для каждого уровня. Этот индекс определен следующими формулами:

SM:

r_p=(2N₃–\2)-RY_p

2N₂ -12

RY,

р J

для ре (0.1,2);

(92)

103

ГОСТ Р 54462—2011

HMsym:

HMmix

^ro ^B(2(W, + N₃)-12)-RY_C

2(N,

+ N₂)- 12 |

^RYo J’

2дг ^ J

r_p=(21V₂-12)-,RY_p| lдля pe {1.2}:

„ ^ I N. + NL- 12 I

r₀^R,*=(W, ₊iV_;-12bff^ ^ J, r** =(N₃ – 12)- J для pe {1.2};

‘Г=(W;г-12)-RVl^,,

Л/₂– 12

ДЛЯ pe {0.1.2}.

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

Таблица 63 — Шаблоны перфорирования остаточных битов

^ГР	Шаблон перфорирования	Передаваемая последовательность
0	Во:111111 В,:111111 B₂iOOOOOO BjiOOOOOO B₄iOOOOOO BjiOOOOOO	Ь»,0 Ь,о Ьо.1 Ь,, Ьо,₂ Ь,.₂ Ьо.з Ь,,з Ьц b,₄ bos Ь,.*и т. д.
1	Во:111111 В,:111111 В₂:100000 BjiOOOOOO В₄:000000 B₅lOOOOOO	Ь©л Ь\|.о Ь₂,о Ьо.) Ь,., Ьо₂ Ь₁₂ Ьоз Ь«.э Ь₀₄ Ь₁₄ bos Ь, ₅и т. д.
2	В^ИПП В,:111111 В₂:100100 BjiOOOOOO B₄iOOOOOO В₆:000000	Ь».о Ь,.о Ь_{2 0} Ь₀,, 6^ Ь©₂ Ь_\|<2 Ьо.з Ь,.₃ b_{2 3} bo₄ b,₄ Ьо₆ Ь,.₅ и т. д.
3	Во:111111 В,:111111 В₂:110100 В₃:000000 В₄:000000 В₅:000000	Ье.о Ь,о Ь₂.₀ Ь₀., Ь,., bj , Ьо₂ Ь,₂ Ьо.з b_{i 3} b_{2 3} Ьо.₄ Ь,₄Ьо.₅ b,._s и х д.
4	Во:111111 В,:111111 В₂:110110 BjiOOOOOO в₄\|000000 В₅:000000	Ь».о Ь,.о Ь₂.о Ьо.\| Ь\|., b₂,i Ьо,₂ Ь, 2 Ьод b,.₃ Ь₂ j Ьо₄ b_M Ь_{2 4} bo s b».s и т. д.

104

ГОСТ Р 54462— 2011

Окончание таблицы 63

^г>	Шаблон перфорирования	Передаваемая последовательность
5	Во:111111 В,:111111 B*:111110 Ву.ОООООО В₄:000000 В_ь.000000	Ьр.о Ь(.о b₂₀ bo 1 Ь\| \| Ь₂, Ьог Ь₁₂ Ь₂,₂ b₀₃ b,₃ b₂₃ b₀₄ bi ₄ bj₄ bo.s bi._SMT. д.
6	Во:111111 В,:111111 В₂:111111 В₃:000000 В₄:000000 В$:000000	Ьр.о Ь,.о bjo bp.i b,., bj , Ьо,₂ Ь, г Ьз₂ Ьз.э Ь,.₃ t»2₃ Ь©₄ b_M bj₄ bc.₅ b,._sЬг.ьит. д.
7	Во:111111 В,:111111 В₂:111111 В₃:100000 В₄:000000 В_ь.000000	bp.o bj.o Ь₂ о Ьз о Ьо,1 Ь,., Ь₂, Ьо₂ Ь_1>2 Ь₂₂ Ьо.з. Ь, ₃ Ь_{2 3} b_{0 4} b, ₄ b₂₄ bo.s Ь1.бЬ2*ИТ.Д.
8	Во:111111 В,:111111 В₂:111111 В_э: 100100 В₄:000000 В_$:000000	Ьр.о bj.o Ь₂ о Ь_э,о Ьо , Ь,, Ь₂., Ь_{0 2} Ь,.₂ bj₂ bo₃ Ь, ₃ Ь_{2 3} Ьз з Ь(,_А Ь_1-4 Ь_{2 4}Ь©,5 Ь\| s Ь_{2 5} и т. д.
9	Во:111111 В,:111111 В^ИПИ В^: 110100 В₄:000000 В&:000000	Ьо.о Ь\|.о Ь₂о Ьз^ Ьо.» bi.i b₂.t Ьз \| bp₂ b\|.₂ bj₂ b©,₃ b\|,₃ b₂₃ Ьз₃ bo.₄ b₁₄Ъгл b>,5 Ь₁₃Ь2 ₅ит.д.
10	Во:111111 В,:111111 В₂:111111 В^: 110101 В₄:000000 В_$:000000	bp.o b\|.o b₂ о b₃,₀ bo., b,, b₂., b₃., bo ₂ b, ₂ Ьг₂ bo ₃ b,.₃ bj ₃ Ьз.₃ bo.₄ b,.₄b?.₄bosb,sb2sb3s ИТ.Д.
11	Во:111111 В,:111111 Bj:111111 В₃:111101 В₄:000000 В_ь.000000	boo b,.₀ bjo Ьз,о b₀ , b, , b₂ , b₃., Ьо.г b,,₂ b^ b_{3 2} hp₃ Ь,.₃ b₂.₃ b_{3 3} b₀₄Ьм Ьг₄ bo.s b,.s b₂ 5 b₃.s ит.д.

Перфорирование должно выполняться следующим образом:

SM:

Более защищенная часть передаваемой последовательности перфорируется согласно таблице 62. в результате

(^vp.0 — Vp,2W,-l)-

105

ГОСТ Р 54462—2011

Менее защищенная часть передаваемом последовательности перфорируется согласно таблице 62. в результате

(^Vp.2N, • –^Vp.2{N\ < Л>,МЗ-/, К

Остаточные биты передаваемой последовательности перфорированы согласно таблице 63. в результате

(^Vp.2<«,^р.2(М,<

Примечание — Если имеется только один уровень защиты, то более защищенная часть отсутствует. HMsym:

VSPP часть передаваемой последовательности перфорируется согласно таблице 62. в результате

►W₂)-13-r₀ ).

Остаточные биты VSPP части передаваемой последовательности перфорируются согласно таблице 63. е результате

(^V0 2(«, * —^0.2(W,« Л1₂М ) •

Более защищенная часть SPP части передаваемой последовательности перфорируется согласно таблице 62. в результате

(Vp.o для ре {1,2}.

Менее защищенная часть SPP части передаваемой последовательности перфорируется согласно таблице 62. в результате

(Vp.2IV,—Vp.2<M,-tN}M3″/, ) для р € {1.2}.

Остаточные биты SPP части передаваемой последовательности перфорируются согласно таблице 63. в результате

♦ IV₂)-12-i’p—^lV2(Af,.«,|-l) ДЛЯ ^(#>1 “ (у 0.0’УрЛ’У (>.2’—У(>.2(Ы, » N₂). ().

Примечание — Если имеется только овин уровень защиты, то более защищенная часть отсутствует. HMmix:

VSPP часть передаваемой последовательности перфорируется согласно таблице 62. в результате

(^v0.0 —’Vo.2(N,4fil₁)-13-l-,) •

Остаточные биты VSPP части передаваемой последовательности перфорируются согласно таблице 63. е результате

(^Voi|«_lt«₂)-12-/₀—^V0.2(W,4

Действительная компонента высокозащищенной части SPP части передаваемой последовательности перфорируется согласно таблице 62. е результате

(C-^Vi) Д™ Х/п =2N₃.

Действительная компонента менее защищенной части SPP части передаваемой последовательности перфорируется согласно таблице 62. в результате

(^vfl2«,—^ve2(M,.«₂>-i3-r_<t) дляре {1.2}.

106

ГОСТ Р 54462— 2011

Остаточные биты SPP части передаваемой последовательности перфорируются согласно таблице 63. в результате

Примечание — Если имеется только овин уровень защиты, то более защищенная часть отсутствует.

Мнимая компонента более защищенной части SPP части передаваемой последовательности перфсн рируется согласно таблице 62. в результате

{^vp,q–^vp,2h,-i ) ДЛЯ р е {0.1,2}.

Мнимая компонента менее защищенной части SPP части передаваемой последовательности перфорируется согласно таблице 62. в результате

KV-»«»,.ДЛЯ Р ⁶ (0.1.2}.

ОстаточныебитыЗРРчасгипередаеаемойпоследовательности перфорируются согласно таблице 63. в результате

( ДЛЯР⁶ {0.1,2}.

Примечание — Если имеется только один уровень защиты, то болев защищенная часть отсутствует.

7.3.3 Перемежение битов

Поразрядное перемежение битое должно использоваться для некоторых уровней схемы кодирования согласно рисункам 29 — 33. Тот же самый основной алгоритм, результатом которого является псевдослучайная последовательность битое, должен использоваться независимо для FAC. SOChMSC. Перестановки П_р(/) могут быть определены из следующих соотношений: для 64-QAM: Г, = 13. fe * 21: для 16-QAM: = 13. f, * 21:

для 4-QAM: *5 = 21;

р е {0.12).s «s/4-1-

Число входных битов х^, определенное ниже, стремится к плюс бесконечности! I.

П_р(0) – 0;

для i =1.2…..х*-1:

П_е{/)^г (f_pHp(M) ♦ Q)(mo<J s); когда

П_в(/) = <<оП_р</) ♦ QXmod s).

7.3.3.1 РАС

Размер блока должен быть е каждом случае гем же самым для перемежителя /„, только с р = 0. Число элементов в перемежителе битов х_Л равно 2N_FAC. Входной векто-р определяется как

I ⁼ ^Р.О ■ ^Vp.y ■ ^Vp.2′”■ ■ ^Vp,2H_fAC -1). (98)

Выходной вектор перемежения представляет собой подмножество перестановок П_р (/) и определяется следующим образом

^(pi ~(Ур.а ’УрЛ’Ур.2-‘—>Ур,2Нр_ЛС-1) • (99)

Выходные элементы отобраны из потока входных элементов согласно

107

ГОСТ Р 54462—2011

7.3.3.2 SOC

Размер блока должен быть тем же самым для каждого перемежителя 1_Р. Число элементов в перемежителе битов х_Л равно 2W_soc. Для каждого бита перемежения входной вектор определяется как

4pi =(Vo-Vi-Vi–¹‘p^_Soc1>- ООО)

выходной вектор перемежения представляет собой подмножество перестановок П_р{/) и определяется как

\р^^с^Ур.0’УрЛ’Ур2’’”У»2Ы_а0С-\)- (Ю1)

выходные элементы отобраны из потока входных элементов согласно

Ур.\ ® ^ve.n,o\-

7.3.3.3 MSC SM и HMsym

Размер блока должен быть тем же самым для каждого перемежителя /₀. но будет зависеть от режима устойчивости, занимаемого спектра и сигнального созвездия. Число элементов в перемежителе равно 2<А/, + N₂). Для каждого бита перемежения входной вектор определяется как

Чр) ^S(yp.0^,VPi^,Vp.2 — –^Vp.2(N, “ (^V\p.0’^Vi.pA’—^Vi.p.2N_t-1’^V2f&’^V2p.f”^V2.p.2U_i -l)- (102)

выходной вектор перемежения является совокупностью двух перестановок П_р(т) и определяется как

Чр| ⁼(Ур О-Ур.1‘Ур.2’” Ур21Ы,. w₂)-l) ^в (Ухр.О’У*рЛ<“‘Уi.p2N^ -*’У2jt.0<y2pi ’”У2.р2Н_г-\) • (ЮЗ)

Две части сраэличмыми уровнями защиты не будут перекрываться в процессе перемежения. Поэтому перемеженная менее защищенная часть будет добавлена к перемеженной более защищенной части, где выходные элементы выбраны из входных элементов согласно

У tfij ^{ш У}<.р.П_р(1( И У2.р.1 ^{в V}2.p.n,(l| .

для каждой части соответственно.

Число входных битов, используемых для перестановок в более защищенной части, равно х*> = 2/V,. в менее защищенной части — х*, = 2W₂.

HMitiix

Размер блока должен б ытъ тем же самы м для каждого перемежителя и . но будет зависеть от

режима устойчивости, занимаемого спектра и сигнального созвездия. Число элементов в перемежителе равно (А/, + //₂). Для каждого бита перемежения входные векторы для реальных и мнимых компонентов определены следующим образом

R* „Re 1^.1 —

„Re

‘2.P.1

….V

ИЛИ

(104)

im „itn i,pMt -1′ ’ Z.p.O ’^v 2.p.1

im im \

•^viaU—^v2fiM2-if

(105)

соответственно.

выходные векторы перемежения для действительных и мнимых компонентов представляют собой подмножество этих двух перестановок П_р0) и определяются как:

V^*{p) = (Ур,в-Ур*.Ур.2-—У

(УЙ-УЙ-УЙ-

R.

= (C%-C.v- -yup._ftf,n.yzp.o.y2.p.i.—y5S^-0 или

W*” \ – (и^,ю v¹“¹ у¹“¹ у» y^,m и^ш )

•Xp.IV, >N₂-1) tp.O’X 1,р.1*”’Х 1.p.W|-1’X2.p.0′ /2.р.1*—У2.рМ₂-У)

(106)

(107)

соответственно.

106

ГОСТ Р 54462— 2011

Две части с различными уровнями защиты не будут перекрываться а процессе перемежения. Поэтому перемеженная менее защищенная часть будет добавлена к перемеженной более защищенной части, где выходные элементы выбраны из входных элементов согласно:

vRjwy У^^вС.П(О^и/^

* v

2Р-П(/|

для каждой части соответственно.

Количество входных битов, используемых для перестановок в более защищенной части, равно х_т = N,. в менее защищенном части — х_м – N₂.

7.4 Сигнальные созвездия и отображение

Стратегия отображения для каждой OFDM ячейки зависит от назначения канала <FAC.SDC.MSC) и режима устойчивости. Все ячейки данных имеют вид 4-QAM, 16-QAM либо64-ОАМ.

Заданный по умолчанию метод должен обеспечивать отображение в соответствии с рисунками 35 — 39. Здесь у*. — обозначает биты, представляющие символ комплексной модуляции z.

‘о 1

И 1

*2 ¹

1 о

R6 {2}

ЧоЧтОг

000

1 00 oto 1 10 001 101 011 111

Порядок бит: (io >2 % Qi 42)^s 4 Уо W Уг Уз У* У$>

Рисунок 35 — SM 64-QAM отображение с соответствующей битовой комбинацией

109

ГОСТ Р 54462—2011

«•»

‘о	1	1	1	1	0	0	0
‘1	1	0	1	0	1	0	1
*2	1	1	0	0	1	1	0

Порядок бит: { ^ i, i₂q₀Qi Од} *<Уо У\ Уг Уi У* Уа>

Рисунок 36 — HMsym 64-QAM отображение с соответствующей битовой комбинацией

ЧоЧтОг

000

0 10

001

0 1 1

1 00 1 10 101 1 1 1

110

ГОСТ Р 54462— 2011

<0	1	1	1	1	0	0	0
»1	1	0	1	0	1	0	1
*2	1	1	0	0	1	1	0

Порадок бит: (io i, i₂ q₀ q, q₂}» { yf yj y^ ^ y$ }

Рисунок 37 — HMmix 64-QAM отображение с соответствующей битовой комбинацией

ЧоЧтОг

000

101

010

1 10 001 101 011 111

111

ГОСТ Р 54462—2011

Jm{z)

• • 1	• – • – 1	-За • -1а • I	16-0 AM ♦ • 1	9о<»1 00 1 0
1 •За	1 1а	I 1а	1 За
•	• –	—1э •	•	01
•	• –	-За •	•	1 1
>0 t	0	1	0
*1 1	1	0	0
Порядок бит: {i₀	1 9о Qi} { Уо	yj Уз)

i₀ 1 0

Поредок биг: {i₀ 0о } “ { Уо У{>

Рисунок 38 — SM 16-QAM отображение с соответствующей битовой комбинацией

Рисунок 39 – SM 4-QAM отображение с соответствующей битовой комбинацией

Примечание — Бит с левой стороны является первым по времени.

Для 64-QAM коэффициент нормализации: ^а=^=.

Для 16-QAM коэффициент нормализации:

Для 4 -QAM коэффициент нормализации: з ⁸ .

Поток данных на выходе перемежителя состоит из нескольких битовых слов, которые отображены как сигнальные точки на диаграмме сигнала, соответствующего комплексному числу 2. Для SM и HMsym диаграмма 64-QAM должна использоваться в соответствии с рисунками 35 и 36 соответственно. Биты должны преобразовываться е соответствии с

(V’oV\V^,aV*_JV^,,V’«) = (V_e.oV,_AV₃.oVo.,V,.,V₃.,).

Для HMmix диаграмма 64-QAM должна использоваться в соответствии с рисунком 37. Биты должны преобразовываться в соответствии с

Диаграмма 16-QAM должна применяться в соответствии с рисунком 38. Биты должны преобразовываться в соответствии с

(уМУа/з) ® (Уо.оУизУо 1У1.1 )•

Диаграмма 4-QAM должна применяться в соответствии с рисунком 39. Биты должны преобразовываться в соответствии с

(У’оУ’|)⁼ (Уо.оУо 1>-

7.5 Применение канального кодирования

7.5.1 Кодирование MSC

MSC может использовать 64-QAM либо 16-QAM преобразование а режимах устойчивости А. В. С и О и 16-QAM или 4-QAM преобразование — в режиме устойчивости Е. Для всех режимов устойчивости более сложное сигнальное созвездие обеспечивает более высокую спектральную эффективность, тогда как более простое сигнальное созвездие обеспечивает большую устойчивость к ошибкам. 8 каждом случае используемая кодовая скорость обеспечивает соответствующий уровень коррекции ошибок для данной

112

ГОСТ Р 54462— 2011

передачи. Соответствующие сочетания сигнальных созвездий и кодовой скорости обеспечивают высокую степень гибкости в широком диапазоне вариантов каналов передачи. Неравная защита от ошибок может быть использована для обеспечения двух уровней защиты MSC. В случае 64-QAM иерархическая модуляция может быть использована для обеспечения третьего уровня устойчивости к ошибкам для части MSC.

7.5.1.1 SM

Два уровня защиты внутри одного мультиплексного фрейма возможно обеспечить в результате использования двух общих кодовых скоростей. Число входных битое L_uux в мультиплексном фрейме рассчитывается с помощью формул, приведенных в 7.2.

MSC должен кодироваться согласно 7.3. Общие кодовые скорости и скорости кода для каждого уровня приведены в таблицах 64 — 67. Уровень защиты обозначен в мультиплексном описании данных SDC (см. 6.4.3.1).

Четыре кодовые скорости определены для 4-QAM для режима устойчивости Е следующим образом:

Таблица 64 — Кодовые скорости для MSC с 4-QAM (режим устойчивости Е)

Уровень защиты		«о
0	0.25	1/4
1	0.33	1/3
2	0.4	2/5
3	0.5	1/2

Две общих кодовых скорости для 16-QAM для режимов устойчивости А. В. С, О и четыре общих кодовых скорости для 16-QAM для режима устойчивости Е определены следующим образом:

Таблица 65— Комбинации кодовых скоростей для MSC с 16-QAM (режимы устойчивости А. В. С. О. Е)

Уровень зашиты

К.т

RY„_

0.5

1/3

2/3

0.62

1/2

3/4

Таблица 66 — Комбинации кодовых скоростей для MSC с 16-QAM (режим устойчивости Е)

ЗАЩИТЫ			*.	^RY.OH
0	0.33	1/6	1/2	6
1	0.41	1/4	4/7	28
2	0.5	1/3	2/3	3
3	0.62	1/2	3/4	4

Четыре общих кодовых скорости для 64-QAM определены следующим образом:

Таблица 67 — Комбинации кодовых скоростей для MSC с 64-QAM (режимы устойчивости А. B.C.D)

Уровень зашиты		«в		«2	RY_ ОП
0	0.5	1/4	1/2	3/4	4
1	0.6	1/3	2/3	4/5	15
2	0.71	1/2	3/4	7/8	8
3	0.78	2/3	4/5	8/9	45

Примечание — Эти кодовые скорости используются также для мнимой части HMmix.

113

ГОСТ Р 54462—2011

Одна или две общих кодовых скорости должны быть применены к одному мультиплексному фрейму. При использовании двух общих кодовых скоростей обе должны принадлежать к одному сигнальному со* зеездию.

В приложении Л приведено число входных битов в мультиплексном фрейме для ЕЕР.

7.5.1.2 HMsym

Два уровня защиты возможно получить в результате использования двух общих кодовых скоростей. Число входных битов L_Muy в мультиплексном фрейме рассчитывается с использованием формул 7.2.

MSC должен кодироваться согласно 7.3. Общие кодовые скорости и скорости кода для каждого уровня SPP определены в таблице 66 и для VSPP — в таблице 69. Уровень защиты обозначен в описании мультиплекса объекта данных SDC (см. 6.4.3.1).

Четыре общих кодовых скорости для SPP определены следующим образом:

Таблица 68 — Комбинации кодовых скоростей для SPP MSC с HMsym 64-QAM (режимы устойчивости А. В. С. О)

Уровень защиты	«■.	«т		RY^ «on
0	0.45	3/10	3/5	10
1	0.55	4/11	8/11	11
2	0.72	4/7	7/8	56
3	0.78	2/3	8/9	9
Примечание — Эти кодовые скорости применяются также для действительной части HMmix.

Четыре общих кодовых скорости определены независимо для VS РР следующим образом:

Таблица 69 — Комбинации кодовых скоростей для VSPP MSC с HMsym 64-QAM (режимы устойчивости А. В. С. О)

Уровень защиты	%
0	1/2
1	4/7
2	3/5
3	2/3
Примечание — Эти кодовые скорости применяются также для действительной части HMmix.

7.5.1.3- HMmix

Два уровня защиты возможно получить в результате использования двух общих кодовых скоростей. Число входных битов L_uux в мультиплексном фрейме рассчитано с использованием формул (см. 7.2). MSC должен кодироваться согласно 7.3. Уровень защиты обозначен в описании мультиплекса объекта данных SDC (см. 6.4.3.1).

Четыре общих кодовых скорости для SPP приведены в таблице 70. Четыре возможных кодовых скорости для VSPP приведены в таблице 69.

Таблица 70 — Комбинации кодовых скоростей для SPP MSC с HMmix 64-QAM (режимы устойчивости А. В. С. О)

Уровень зашиты	R.T	_1Л> ^кО		рТ’	«Г	«г
0	0.48	1/4	3/10	1/2	3/5	3/4	20
1	0.58	1/3	4/11	2/3.	8/11	4/5	165
2	0.71	1/2	4/7	3/4	7/8	7/8	56
3	0,78	2/3	2/3	4/5	8/9	8/9	45

114

ГОСТ Р 54462—2011

7.5.2 Кодирование SDC

В канале SDC может использоваться либо 16-QAM, либо 4-QAM преобразование с кодовой скоростью 0.5 для режимов устойчивости А. В. С. О и 4-QAM преобразование с кодовой скоростью 0.5 или 0,25 — для режима устойчивости Е. В каждом режиме устойчивости доступен выбор между большой пропускной способностью канала или более высокой устойчивостью кошибкам. В каждом случае используется фиксированная кодовая скорость.

Сигнальное созвездие и кодовую скорость следует выбирать с учетом параметров MSC таким образом. чтобы обеспечить большую устойчивость для SDC. чем для MSC. При использовании иерархической модуляции SDC должно кодироваться с использованием 4-QAM. Число входных битов L_soc в блоке SDC рассчитывается согласно указаниям 7.2.

Для 16-QAM должна использоваться комбинация. приведенная в таблице 71.

Таблица 71 — Комбинация кодовой скорости для SDC с 16-ОАМ {режимы устойчивости А. В. С. D)

Уровень защиты	*-	*0
0	0.5	1/3	2/3

Для 4-QAM должны использоваться кодовые скорости, приведенные в таблице 72 или 73.

Таблица 72 — Кодовая скорость для SDCc4-QAM (режимы устойчивости А. В. С. D)

Уровень защиты
1	0.5	1/3

Таблица 73 — Кодовая скорость для SDC с 4-QAM (режим устойчивости Е)

Уровень защити
0	0.5	1/2
1	0.25	1/4

В приложении Л приведено число входных битое в блоке SDC.

Обнаружение ошибок в CRC описано а разделе 6.

7.5.3 Кодирование РАС

В канале FAC должно использоваться 4-QAM преобразование с кодовой скоростью 0.6 для режи-мпА устойчивости A R С._ Г) иои 4-ОАМ пляпбрялпвянив г. кодовой скоростью 0.?5 — для рвжиия устойчивости Е. Должка использоваться фиксированная кодовая скорость. Число входных битов Lp_ACв блоке FAC рассчитывается согласно указаниям 7.2.

Используемые кодовые скорости приведены в таблицах 74 и 75.

Таблица 74 — Кодовая скорость для FAC (режимы Таблица 75 — Кодовая скорость для FAC (режим устойчивости А. В. С. D) устойчивости Е)

«и	«о
0.6	3/5


0,25	1/4

7.6 Перемежомие ячеек в канале MSC

Первые женив QAM ячеек должно применяться в канале MSC после многоуровневого кодирования. Для режимов устойчивости А. В. С. О существует возможность выбора низкой или высокой глубины пере-межения (обозначенное здесь как короткое или длинное перемежение) согласно прогнозируемым условиям распространения. Для режима устойчивости Е применяется только одна глубина перемежения. которая соответствует алгоритму высокой глубины перемежения. Основные параметры перемежителя адаптированы к размеру мультиплексного фрейма, который соответствует ячейкам Ы_ыих.

Для каналов распространения ниже 30 МГцс умеренными замираниями (типично для распространения сигнала земной волны в диапазонах длинных и средних волн) короткое перемежение обеспечивает

115

ГОСТ Р 54462—2011

достаточное временное и частотное многообразие для правильного процесса дешифровывания в приемнике (рассеяние пакетов ошибок). Такая же схема перемежения используется для перемежения битов в многоуровневом кодере (см. 7.3.3) и всегда используется для ячеек N_uvx мультиплексного фрейма для всех режимов устойчивости.

входной вектор блока перемежения, соответствующий Ы_ыих QAM ячейкам г_л, мультиплексного фрейма п, определяется как

Z_n ^в(^гп/>*²л.1’²л.2—• (108)

выходной вектор с таки м же числом ячеек или элементов соответственно определяется как

Z_n *(z_n0.i_ft.„i_n2Ищи#)•

где выходные элеме кты выбраны из входных в соответствии с

(109)

“²л.П[1>-

Перестановка П(/) получена из следующих соотношений:

s ■ 2^^г,*”^их)“Ь гдеГ 1 означает стремление к плюс бесконечности: q * $/4-1;

?о — 5,

П(0) = 0;

для/* 1.2…..1:

П(/) = О₀П(/-1} + дКто<1в); когда П(/) г N_u</X: nWMWJ + QHmod s).

Для каналов ниже 30 МГц. подверженным значительным временным и частотно-селективным замираниям. что типично для си гналое в Кв диапазоне и для каналов выше 30 МГц, глубина перемежения может быть увеличена дополнительно простой сверточной схемой перемежения. Для этого глубина перемежения D определяется в целочисленных множителях мультиплексных фреймов, в качестве компромисса между производительностью и задержкой обработки выбра но значение D = 5 для режимов устойчивости А, В. С, D и D – 6 —для режима устойчивости Е.

выходной вектор для длинного перемежения с ячейками N_MUX. несущими сложные символы QAM. вычислен почти таким же путем, как и для короткого перемежения. Единственное отличие заключается в том. что перестановки основаны не только на текущих, но также на последних D-1 мультиплексных Фоеймах.

Перестановки П(/). как было определено ранее, использованы снова для того, чтобы определить отношение между индексами в пределах выходного вектора Z„ и глубиной перемежения D входных векторов Zn. Zn_i,……o-i-

выходные элементы выбраны из входных элементов согласно

²ЯЛ ^{ш 2}Л~Г{Ц.П(0^т

Дпя данных значений / выбор номера входного вектора п — Г(/) для соответствующего элемента П(/) определен формулой

ПО = /(mod D) для i-0.1.2,…N_UUX-1. (110)

Учитывая передачу полного контента мультиплексного фрейма, общая задержка процесса переме-жения/деперемежения занимает приблизительно 2 х 400 мс. т. е. 800 медля короткого перемежения для режимов устойчивости А. в, С. D. в случае длинного перемежения она соответствует примерно 2.4 с для режимов устойчивости А. В. С. D и 0.7 с — для режима устойчивости Е.

7.7 Отображение MSC ячеек в структуре передаваемого суперфрейма

Содержание последовательно перемеженных мультиплексных фреймов M_Tf (с ячейками ЛГ_мухОАМ каждый) преобразует передаваемый суперфрейм, т. е. соответствующее число N_seu используемых ячеек MSC фиксируется как целочисленный множитель M_rF. M_TF = 3 — для режимов устойчивости А, В. С. О и

116

ГОСТ Р 54462— 2011

M,_F =4 — для режима устойчивости Е. вследствие того, что число FAC и ячеек синхронизации меняется от символа к символу OFDM, может произойти небольшая потеря N_L 1 или 2 ячеек, сравнимая с числом имеющихся ячеек е передаваемом суперфрейме, которое определяется как

Wsm = Nsfu + N_l = Mjf ■ Njuux + N_L.

Таблицы 76 — 80дают значения числа ячеек для различных режимов устойчивости и ширины полосы частот.

Таблица 76 — Число QAM ячеек для MSC для режима устойчивости А

Параметры	Занимаемый спектр
0	1	2	Э	л	S
Число доступных ячеек MSC в супер-фрейме N₃xa	3778.	4266	7897	8877	16394	18354
Число полезных ячеек MSC в супер-фрейме N_sfu	3777	4266	7896	8877	16392	18354
Число ячеек MSC в мультиплексном фрейме Nmux	125»	1422	2632	2959	5464	6118
Число потерянных ячеек е суперфрей-MQ N_l	1	2	1	0	2	0

Таблица 77 — Число QAM ячеек для MSC для режима устойчивости В

Параметры	Занимаемый спектр
0	1	2	3	4	S
Число доступных ячеек MSC в супер-фрейме Nsp_A	2900	3330	6153	7013	12747	14323
Число полезных ячеек MSC в суперфрейме N_9FU	2896	3330	6153	7011	12747	14322
Число ячеек MSC я мультиплексном фрейме Nmux	Q6&	1110	2051	2337	4249	4774
Число потерянных ячеек в суперфрей-ме N_l	2	0	0	2	0	1

Таблица 76 — Число QAM ячеек для MSC для режима устойчивости С

Параметры	Занимаемый спектр
0	1	2	Э	4	S
Число доступных ячеек MSC в супер-фрейме Nsp_A	—	—	—	5532	—	11603
Число полезных ячеек MSC в суперфрейме N$fu	—	—	—	5532	—	11601
Число ячеек MSC в мультиплексном фрейме N_MUX	—	—	—	1844	—	3867
Число потерянных ячеек е суперфрей-ме N_l	—	—	—	0	—	2

117

ГОСТ Р 54462—2011

Таблица 79 — Число QAM ячеек для MSC для режима устойчивости D

Параметры	Занимаемый спектр
0	1	2	3	4	5
Число доступных ячеек MSC в супер-фрейме N_sfa	—	—	—	3679	—	7819
Число полезных ячеек MSC в суперфрейме Ngfu	—	—	—	3678	—	7818
Число ячеек MSC в мультиплексном фрейме Nttox	—	—	—	1226	—	2606
Число потерянных ячеек в суперфрейме N_l	—	—	—	1	—	1

Таблица 80 — Число QAM ячеек для MSC для режима устойчивости Е

Параметры	Занимаемый спектр
0	1	2	Э	4	S
Число доступных ячеек MSC в супер-фрейме Nspa	29842	—	—	—	—	—
Число полезных ячеек MSC в суперфрейме Nsfu	29840	—	—	—	—	—
Число ячеек MSC в мультиплексном фрейме Nuux	7460	—	—	—	—	—
Число потерянных ячеек в суперфрейме N_l	2	—	—	—	—	—

Общий вектор данных для полезных ячеек MSC в передаваемом суперфрейме т можно описать следующим образом

* *л>.’т >U_ff -1*)

* …..*M_Tf …..***_}f *^m * *-^Alvojf *<“* -1.0*

*Ы„-т>и„-\Л…..K_tf\

8 случае, когда N_L неравно 0 (имеется одна или две ложных ячеек), т.е. {г_да0) или (2_т0.2_т1).они

будут присоединены к концу S_m. Их комплексные значения (т. е. соответствующие QAM символы) приведем ныв таблице 81.

11В

ГОСТ Р 54462—2011

Таблица 81 — QAM символы для ложных ячеек MSC

Число ложных ячеек в передаваемой суперфреиые	Комплексные значения ложных ячеек (OAM символов)
0
1	а(1 +Л)
2	а(1 +Л)	а( 1-Л)

Значение а в таблице 81 зависит от сигнального созвездия, выбранного для MSC (см. 7.4).

8 Структура передачи

8.1 Структура фрейма передачи и режимы устойчивости

Передаваемый сигнал организован в суперфреймы передачи. В режимах устойчивости А.. В. С. О каждый суперфрейм передачи состоит из трех фреймов передачи, б режиме устойчивости Е каждый суперфрейм передачи состоит из четырех фреймов передачи. Каждый фрейм передачи имеет продолжи* тел ьность Т, и состоит из N, OFDM символов. Каждый OFDM символ образован совокупностью К несу* щих. передаваемых с длительностью Т_л. Разнос между смежными несущими составляет 1/7^.

Продолжительность символа представляет собой сумму 2 частей:

• полезная часть с продолжительностью 7„;

• защитный интервал с продолжительностью Т_г

Защитный интервал состоит в циклическом продолжении полезной части Т_и и введен перед ней.

OFOM символы во фрейме передачи пронумерованы от 0 до N_s -1. Все символы содержат данные и справочную информацию.

ввиду того, что сигнал OFDM состоит из многих отдельно модулированных несущих, каждый символ можно в свою очередь рассматривать как разделенным на ячейки; каждая ячейка соответствует модуля* ции одной несущей во время одного символа.

OFDM фрейм состоит из:

• пилотных ячеек;

• ячеек управления;

• ячеек данных.

Пилотные ячейки могут быть использованы для кадровой, частотной и временной синхронизации, оценки канала и идентификации режима устойчивости.

Передаваемый си тал описывается следующим выражением:

х(/}= Re

I С_иДц(1|, ‘-0 *-0 *_!.

(111)

где

[s+N_sf)T_t iti{s+N_ti’-И)Т₄. в других случаях

(112)

Nj — количество OFDM символов во фрейме передачи;

к — номер несущей (= K_mtn…..K_max);

s — номер символа OFDM {= 0…N,- 1); г—номер фрейма передачи (= 0…бесконечность);

К — число передаваемых несущих (£

Т₄ — продолжительность символа.

Т_ц—продолжительность полезной части символа;

Т₉—продолжительность защитного интервала; f_R — опорная частота радиочастотного сигнала:

Ста к — комплексная величина ячейки дл я несущей к в символе s фрейма номер г.

119

ГОСТ Р 54462—2011

Значения с, „ _к зависят от типа ячейки, как определено ниже.

Для ячеек данных и ячеек управления (MSC. SOC. FAC). с,*_Л = г, где z — точка созвездия для каждой ячейки, как это дано в определении преобразования в разделе 7.

Для каждой ячейки справочной информации передаются определенные значения фазы и амплитуды. с*.** ⁼ a_ikU_tM.

где a_iA — амплитуда, которая всегда принимает одно из значений и

U_tA =&^,2**^,К —единичный элемент амплитуды фазы ii_sk.

а, „ и i’i_tA определены для каждого типа упомянутых ячеек в 8.4.

8.2 Параметры OFDM, связанные с распространением

Параметры ОРОМдолжны быть выбраны исходя из условий распространения и необходимой опера* торузоны покрытия. Различные установки OFDM параметров определяются для различных условий рас* пространвния. Их значения приведены в таблице 82.

Таблица 82 — Числовые значения параметров OFDM

Рвхи и ус тойчивоссн	Длительность Т^. мс	Разнос несущих 1/Т„. ^г«	Длительность защитною интервала T_q. мс	Длительность символ в	^т,^я.	Число символов во фрейме N,
А	24	41™	2.66	26.66	1/9	15
в	21.33	46™	5.33	26.66	1/4	15
с	14.66	бв²‘¹‘	5.33	20	4/11	20
D	9.33	107^1f7	7.33	16.66	11/14	24
Е	2.25	444**	0.25	2.5	1/9	40

8.3 Параметры ширины полосы частот сигнала

8.3.1 Определение параметра

Параметры OF DM зависят от доступной полосы частот, числа несущих К и их местоположения относительно опорной частоты (названной DC по аналогии с несущей, используемой при аналоговых ДМ передачах).

Занимаемый спектр определяет номинальную ширину полосы частот канала. Для режимов устойчивости А. В. С. D группа несущих FAC всегда правее(еыше по частоте)поотношениюкопорной частоте f_R, которая равна целому числу, кратному 1 кГц. Для режима устойчивости Е группа несущих FAC располагается справа и слева (выше и ниже по частоте) по отношению к опорной частоте f_R. которая равна целому числу, кратному 10 кГц.

В таблице 83 приведены параметры занимаемого спектра, передаваемые в FAC (см. 6.3). определяющие номинальную ширину полосы частот канала; на рисунках 40и41 показано положение несущих для f_R < 30 МГц.

Таблица 83 — Соотношение между занимаемым спектром и полосой пролусхания канала

Наименование лврвыетра	Занимаемый спектр
0	1	2	3	а	S
Полоса пропускания канала. кГц. режимы устойчивости А. В. С, D	4.5	5	9	10	18	20
Полоса пропускания канала. кГц. режим устойчивости Е	100	—	—	—	—	—

120

ГОСТ Р 54462— 2011

Занимаемый спектр

□ Группа несущих на 4.5 кГц.

содержащих РАС ячейки 2

О Группа несущих на 4.5 кГц

Частота

Рисунок 40 — Занимаемый спектр для 9 кГц каналов

Занимаемый спектр

□ Группа несущих на 5 кГц.

содержащих FAC ячейки 3

| | Группа несущих на 5 кГц

Частота

Рисунок 41 — Занимаемым спектр для 10 кГц каналов

Несущие индексированы как k е (K_mln. K_mu] (к = 0 для опорной несущей ОС) и определены значениями, зависящими от выбора занимаемой полосы частот.

Несущие с к < 0. как уже было сказано. будут слева от DC. а с к > 0 — справа от DC.

8 таблице 84 представлено минимальное и максимальное количество несущих для каждого режима устойчивости и коми калькой полосы частот.

Таблица 64 — Количество несущих для каждого режима устойчивости

Режим устойчивости	Несущая	Занимаемый спектр
0	1	2	3	4	5
А	Kmtn	2	2	– 102	– 114	-98	– 110
К(П»К	102	114	102	114	314	350
В	Каш	1	1	-91	– 103	-87	– 99
Ктак	91	103	91	103	279	311

121

ГОСТ Р 54462—2011

Окончание таблицы 84

Режим ус ТОЙЧИВОС9И	Несущая	Занимаемый спектр
О	1	2	3	А	5
с	Kmm	—	—	—	-69	—	-67
	—	—	—	69	—	213
D	Kmm	—	—	—	-44	—	-43
К<па*	—	—	—	44	—	135
Е	Kmm	-106	—	—	—	—	—
	106	—	—	—	—	—

В зависимости от режима устойчивости, центральная несущая (DC) и определенные несущие вокруг DC не используются, как показано в таблице &S.

Таблица 65 — Неиспользуемые несущие в соответствии с режимом устойчивости

Режим устойчивости	Неиспользуемые несущие
А	*6 (-1.0,1)
В	кеЩ
С	кеЩ
D	кеЩ
Е	нет

8.3.2 Совместная передача

В режимах устойчивости А. 8. С. D DRM сигнал предназначен для использования в тех же радиовещательных диапазонах, что и AM сигналы. Совместная передача радиостанций, использующих DRM и AM. может быть выполнена размещением рядом аналогового сигнала AM (однополосная или двухполосная AM) и цифрового DRM сигнала. Воэможе н ряд вариантов, некоторые из них проиллюстрированы в приложении М.

Ширина занимаемого спектра относится к характеристикам сигнала DRM. Вещатель может сообщить об одновременной передаче AM сигнала при помощи альтернативного частотного сигнала. Другие возможности по этим службам описаны в SDC (см. 6.4.3.12).

8.4 Пилотные ячейки

8.4.1 Функции и происхождение

Некоторые ячейки внутри фрейма передачи OFDM промодулироваиы с известными фиксированными значениями фазы и амплитуды. Эти ячейки являются пилотными и служат для оценки и синхронизации канала. Позиции, амплитуды и фазы этих ячеек тщательно выбраны для оптимизации параметров, особенно начальной длительности синхронизации и надежности.

Определеныфазы.прямоипикосеенно.в 1024^,Пьцикла, т.е.

/2×41024 !*■*)

U_sX * е е ¹⁰²⁴ • О¹³)

где tf,024 [s.*] принимает целочисленные значения и в явном виде выведено с использованием целочисленной арифметики, как определено в 8.4.2 — 8.4.5.2.

122

ГОСТ Р 54462— 2011

8.4.2 Опорная частота

Эти ячейки используются приемником для того, чтобы обнаружить принимаемый сигнал и оценить его смещение (сдвиг) частоты. Они также могут быть использованы для оценки канала и отслеживания различных процессов.

Для режима устойчивости Е никакие опорные ячейки частоты не определены.

8.4.2.1 Позиции ячейки

8 режимах устойчивости А. В. С. О опорные частоты находятся в пределах участков частот, являющихся общими для всех четырех режимов устойчивости. Существуют три частоты — 750.2250 и 3000 Гц. которые относятся к несущим DC, как определено в таблице 86.

Таблица 86 — Номера несущих для опорных частот

Режим устойчивости	Номера несущи*
А	18, 54. 72
В	16. 48. 64
С	11. 33. 44
D	7. 21.28
Е	Нет

Они должны присутствовать во всех символах каждого фрейма передачи.

8.4.2.2 Ячейка усиления и фазы

В режимах устойчивости А. В. С. D все ячейки опорной частоты должны иметь усиление по мощности. равное 2. т.е. a_iM = ^2 . для того чтобы оптимизировать обнаружение сигнала при низком отношении

сигнал/шум и быть совместимыми, когда те же самые ячейки используются для определения опорной частоты и опорного времени.

Фазы определены следующим образом. Для первого символа во фрейме (т. е. s = 0). фазы fl-,024 [s.k] приведены в таблице 87.

Таблица 87 — Фазы ячеек для опорных частот

Режим устойчивости	Ииаекс иесушей. к	Инаекс Фазы (0.А1
А	18	205
54	836
72	215
В	16	331
48	651
64	555
С	11	214
33	392
44	242
D	7	788
21	1014
28	332
Е	Нет	Нет

123

ГОСТ Р 54462—2011

Для последующих символов фазы выбраны так. чтобы обеспечить непрерывность тонов, что достигается использованием следующих правил.

Для режимов устойчивости А. В и С и несущей 28 только для режима устойчивости О

0|02Л [$М ⁼ 1^102* Ю.Л].

Для режима устойчивости D. несущих 7 и 21

О юг* КМ – ^1024 [0.М- для четных значений s, и О,₀₂4 КМ = й_1М4 (О.М ⁺ 512) mod 1024, для нечетных значений s.

Примечание — Это соответствует комплексному значению U#, умноженному на минус 1 для нечетных значений а.

8.4.3 Опорное время

Эти ячейки расположены в первом символе OFDM каждого фрей ма передачи, т. е. s = 0.

Ячейки опорного времени главным образом используются для обеспечения быстрого разрешения неопределенности с защитой временного отношения и частоты, нечувствительной к оценке времени поступления с периодичностью одного символа. Они используются для определения первого символа фрейма передачи. Они могут также использоваться для оценки сдвига частоты.

8.4.3.1 Позиции и фазы ячеек

В таблицах 88 — 92 приведены фазы ячеек опорного времени и фазы ячеек опорных частот для первого символа фрейма передачи.

^Ю24 (О.М представляет собой индекс фазы в 1024^т* за цикл.

Таблица 68 — Фазы ячеек опорною времени для режима устойчивости А

Индекс несущей, к	Индекс фазы. п_\|(в4 \|0jc)	Индекс несущей, к	Индекс фазы. в_т4 (О.й)
17	973	53	66
18*	205	54*	636
19	717	55	836
21	264	56	636
28	357	60	1006
29	357	61	1006
32	952	63	752
33	440	71	215
39	856	72*	215
40	88	73	727
41	88
Примечание — Номера {индексы) несущих, отмеченные звездочкой *. служат так же как опорные частоты (см. 8.4.2.1): определения индексов фазы совместимы.

Таблица 89 — Фазы ячеек опорного времени для режима устойчивости В

Индекс несущей, к	Индекс фазы. (O.Jc)	Индекс несущей, к	Индекс фазы. в,_И4 (О.й]
1	304	24	192
16*	331	26	704
16	108	32	44
20	620	36	432

124

ГОСТ Р 54462— 2011

Окончание таблицы В9

Индекс несущей, к	Индекс фазы. 0_1Ю4 \|0Jt)	Индекс несущей, к	Индекс фазы. ti_tce4 (0.Л)
42	588	56	460
44	844	62	944
46’	651	64’	555
49	651	66	940
50	651	68	428
54	460
Примечание — Номера (индексы) несущих, отмененные звездочкой служат так же как опорные частоты (см. 8.4.2.1); определения индексов фазы совместимы.

Таблица 90 — Фазы ячеек опорного времени для режима устойчивости С

Индекс несущей, к	Индекс фазы. й_1Ю4 \|0.Jc)	Индекс несущей, к	Индекс фазы. й_га4 (0.*)
8	722	30	771
10	466	32	392
1Г	214	33*	392
12	214	36	37
14	479	38	37
16	516	42	474
18	260	44’	242
22	577	45	242
24	662	46	754
28	3
Примечание — Номера (индексы) несущих, отмеченные звездочкой *. служат гак же как опорные частоты (см. 8.4.2.1}: определения индексов фазы совместимы.

Таблица 91 — Фазы ячеек опорного времени для режима устойчивости D

Индекс несущей, к	Индекс фазы. 0_IM4 \|0Jt)	Индекс несущей, к	Индекс фазы. в_1С114 (0.Л)
5	636	20	652
6	124	21’	1 014
7’	788	23	176
8	788	24	176
9	200	26	752
11	688	27	496
12	152	28*	332
14	920	29	432
15	920	30	964
17	644	32	452
18	388
Примечание — Номера (индексы) несущих, отмеченные звездочкой *. служат так же как опорные частоты (см. 8.4.2.1); определения индексов фазы совместимы.

125

ГОСТ Р 54462—2011

Таблица 92 — Фазы ячеек опорного времени для режима устойчивое™ Е

Индекс несущей, к	Индекс фазы. i’_IC01 \|0Jc)	Индекс несущей, к	Индекс фазы. (0.*)
– 80	219	21	903
– 79	475	22	391
– 77	987	23	903
– 53	652	40	203
– 52	652	41	203
– 51	140	42	203
– 32	819	67	797
– 31	819	68	29
12	907	79	508
13	907	80	506
14	651

8.4.3.2 Ячейки усиления

Все ячейки опорного времени имеют усиление равное 2.0 для оптимизации производительности при низком отношении емгнал/шум. т. е. з_м = ^2.

8.4.4 Опорное усиление

Ячейки опорного усиления используются главным образом для когерентном демодуляции. Эти ячейки разбросаны повсеместно по общей частотно-временной шкале и используются приемником для оценки реакции канала.

8.4.4.1 Позиции ячейки

8о фрейме передачи для символа с индексом s (изменяется от 0 до N, -1) несущие, обозначенные индексом к. принадлежат к подмножествам, как определено е таблице 93. и являются отсчетами усиления.

Таблица 93 — Индексы к несущих для ячеек опорного усиления

Режим устойчивости	Подмножество	Условия	Периодичность отсчета опорного усиления, символ
А	к = 2 + 4 • (s mod 5) ♦ 20 • р	Р – целое W<sk_max	5
В	к » 1 + 2 • (» mod 3) + 6 • р	Р – целое kmtn 5 к s к_тах	3
С	к » 1 + 2 • (s mod 2) + 4 • р	Р – целое k«mn S к S kfna,,	2
D	к * 1 ♦ (s mod 3) + 3 • р	Р – целое кти S к S кта*	3
Е	к = 2 + 4 – {в mod 4) ♦ 16 • р	Р – целое ksk_max	4
Примвча ние – Отсчеты ячеек опорного усиления быгы выбраны таким образом, чтобы крайние несущие были аключеш как позиции ячейки опорного усиления.

8 приложении Н приведены некоторые примеры, иллюстрирующие позиции ячеек опорного усиления.

8.4.4.2 Ячейка усиления

Ячейки опорного усиления обычно имеют усиление по мощности равное 2.0 т. в. a_{t >k} = ^2 . для того, чтобы оптимизировать производится ьность при низком отношении сигмал/шум. Однако ячейки опорного

126

ГОСТ Р 54462— 2011

усиления закрывают диапазон ниже и выше границ дополнительного увеличения мощности едва раза (т.е. полное увеличение мощности равно 4, так что амплитуда .а, * =2). как определено е таблице 94.

Таблица 94 — Номера несущих с повышенным значением мощности в четыре раза. т. е. a_tl = 2

Режим устойчивости	Занимаемый спектр
0	1	2	3	4	5
А	2. 6. 98. 102	2.6. 110. 114	– 102.-98. 98. 102	-114.-110. 110. 114	– 98. – 94. 310. 314	-110.-106. 346. 350
В	1.3. 89. 91	1.3. 101. 103	-91,- В9, 89. 91	-103.-101. 101. 103	– 87. – 85. 277. 279	-99.-97. 309. 311
С	—	—	—	– 69. – 67. 67. 69	—	-67.-65. 211.213
D	—	—	—	-44.-43. 43. 44	—	-43.-42. 134, 135
Е	– 106. – 102. 102. 106	—	—	—	—	—

8.4.4.3 Фазы ячейки

Внекоторыхслучаяхотсчетыопорногоусиления попадают в те местоположения, которые совпадают с уже определенными отсчетами частоты или времени. В этих случаях имеют приоритет определения фазы, приведенные в 6.4.2 и 8.4.3.

Во всех других положениях фазы ячеек опорного усиления получены использованием целочисленных арифметических действий с малой таблицей величин, какопределено следующей процедурой.

8.4.4.3.1 Процедура расчета фаз ячейки

Во-первых, вычисляются значения т, лир для каждой ячейки, где номер несущей — К и номер символа — s:

п = s mod у.

т = L&//J,

(114)

к-к₀-пх

Р“-Ту-*

где х, у и к₀ — константы, которые определены для каждого режима устойчивости в таблице 95.

Таблица 95 — Определение х. у,

Режим усто йчивосги	Ж	У	*0
А	4	5	2
В	2	3	1
С	2	2	1
D	1	3	1
Е	4	4	2

Примечание — Величина р. определенная этой процедурой, является целым числом, ках следствие определения местоположений ячеек в 8.4.4.1; в то время как величины лит являются целыми числами по определению проводимых математических операций.

127

ГОСТ Р 54462—2011

Во-вторых, вычисляется для режимов устойчивости А. В. С, D целочисленный индекс фазы по следующей формуле

ом Ml = (4Z_2S6 [л. ml * pW_102i [л. ml ^(l + s)O₁₀₂₄) mod 1024. (115)

или вычисляется для режима устойчи в ости Е целочисленный индекс фазы ло следующей формуле

Й1024 I^s– *1 ⁼ (P*«,o*4 {«. л?1 ♦ PZ1024 [л. т] О₁₀₂4 [п. т)) mod 1024. (116)

О,о24 и малые таблицы Z2₅₆ [п. m). W,₀₂4 [л. m], R₁₀₂₄ (п, т]. Z,₀₂4 [п. т]. 0₁₀₂₄ [л. т] определены для каждого режима устойчивости в следующих подпунктах.

Примечание — Значения в таблице Z₂₅₆ [n, т] могут быть однозначно представлены как 8-битовыв целые числа без знака, значения Q,₀₂₄. W₁₀₂4 [n. m], R,₀₂₄ (n. m], Z,₀₂₄ [п. т]. Q₁₀₂₄ [п. т] могут быть однозначно представлены как 10-битоеые целые числа без знака.

8.4.4.3-.2 Режим устойчивости А

Матрица W_lfr24 [n. т] определена в следующем виде:

8.4.4.3.3 Режим устойчивости В

Матри ца W_l024 (п. т] определена в следующем виде:

W,o24 [п. тН	(512.	0.	512.	0.	512).
(О.	512.	0.	512.	О).
{512.	0.	512.	0.	512}}

Матри ца Z_2S6 (л. т) определена в следующем виде:

*2» К т]={	{0.	57.	164.	64.	12).
	(168.	255.	161.	106.	118).
	{25.	232.	132.	233.	38)}

126

ГОСТ Р 54462— 2011

8.4.4.3.4 Режим устойчивости С

Матри ца W_l024 [n. т] определена в следующем виде:

Ww24 (п. т\|«{	(46-5,	372.	279.	186.	93.	0.	931.	838.	745.	652}.
(931.	838.	745.	652.	559.	465.	372.	279.	186.	93}}

Матрица 2₂₅₆(n,т)олределенавследующемеиде:

I”. тМ		76.	29.	76.	9.	190.	161.	248.	33.	108}.
(179.	178.	83.	253.	127.	105.	101.	196.	250.	145)}

8.4.4.3.5 Режим устойчивости О

Матрица W_<024 [n. т] определена в следующем виде:

W1024 [п. т]={	(366.	439.	512.	585.	658.	731.	805.	878}.
	(731.	805.	878.	951.	0,	73.	146.	219}.
	(73.	146.	219.	293.	366.	439,	512.	585}}

Матри ца Z_2S6 [п. т) определена в следующем виде:

Z₂K. In. ^тМ	(О.	240.	17.	60.	220.	38.	151.	101}.
(110.	7.	78.	82.	175.	150.	1J6.	25}.
(185.	7.	252,	124.	253.	177.	197.	142}}

8.4.4.3.6 Режим устойчивости Е

Матрица R₁₀₂₄ (n. т] определена в следующем виде:

*1024 In. тИ	(39.	118.	197.	276.	354.	433.	39.	118,	197.	276},
(37.	183.	402.	37.	183.	402.	37.	183.	402.	37}.
(110.	329.	475.	110.	329.	475.	110.	329.	475.	110).
(79.	158.	236.	315.	394.	473.	79.	158.	236.	315}}

Матри ца Z,₀₂₄ [п. т] определена в следующем виде:

2\|024 In- ^тМ	(473.	394.	315.	236.	158.	79.	0.	0.	0.	о>.
(183.	914.	402.	37.	475.	841.	768,	768.	987.	183}.
(549.	622.	475.	110.	37.	622.	256.	768.	329.	549}.
(79.	158.	236.	315.	394.	473.	158.	315.	473.	630}}

129

ГОСТ Р 54462—2011

Матри ца Q,₀₂₄ [п. т] определена е следующем виде:

О«ог«1^п* т]={	{329.	489.	894.	419.	607.	519.	1020.	942.	817.	939}.
{824.	1023.	74.	319.	225.	207.	348.	422.	395.	92}.
{959.	379.	7.	738.	500.	920.	440.	727.	263.	733}.
{907.	946.	924.	91.	189.	133.	910.	804.	1022.	433}}

8.4.5 Опорные ячейки AFS

Опорные ячейки AFS представлены только в режиме устойчивости Е. Эти ячейки расположены в пятом символе OFDM, т. е. s = 4 для первого фрейма передачи, и в сороковом символе, т. е. s – 39 для четвертого фрейма передачи.

Опорные ячейки AFS используются главным образом, чтобы улучшить оценку какала для случая AFS и сделать «отслеживание» на другой частоте более надежным. Опорные ячейки AFS символа OFDM css 39 вчвтвертом фрейме передачи обеспечивают завершение надлежащей оценки канала прежде, чем произойдет переключение на альтернативную частоту. Опорные ячейки AFS символа OFDM с s = 4 в пер> вом фрейме передачи являются частью символов SDC и помогают улучшить оценку канала при возвращении к оригинальной частоте.

8.4.5.1 Позиции и фазы ячейки

8 таблице 96 приведены позици и и фазы опорных ячеек AFS для пятою символа OFDM. т. е. s = 4 из первого фрейма передачи, и для сорокового символа, т. е. s = 39 из четвертого фрейма передачи.

Таблица 96 — Фазы опорных ячеек AFS для режима устойчивости Е

Индекс несущей, к	Индекс фазы. •>юм 10.).»*	Индекс фазы. «,«4 (0.\|. «39	Индекс несущей, к	Индекс фазы, “им \|0.А\|.*»4	Индекс фазы. (0. ). » 39
– 106	134	115	-26	161	827
– 102	В66	135	-22	164	610
– 98	568	194*	– 18	181	433*
– 94	325¹*	293	– 14	213*	295
– 90	77	431	– 10	260	197
– 86	86В	608	– 6	322	136
– 82	649	825*	– 2	398	118*
– 78	445*	57	2	489*	138
– 74	256	353	6	595	197
– 70	82	688	10	716	295
– 66	946	38*	14	851	433*
– 62	801*	452	18	1001*	610
– 58	671	905	22	142	827
– 54	556	373	26	322	59
– 50	455	905*	30	516	354*
– 46	369*	452	34	725*	689
-42	298	39	38	949	39
– 38	242	689	42	164	452
– 34	299	354*	46	417	905*
– 30	173*	59	50	685*	373

130

ГОСТ Р 54462— 2011

Окончание таблицы 96

Индекс несущей, к	Индекс фазы. •>,024 (0.). *<	Индекс фазы, «•как Р-Н »•»	Индекс несущей, к	Индекс фазы. «10» 10.АИ-4	Индекс фазы. Л,024 PUM-33
54	968	905	82	289*	608
56	242	452	86	690	431
62	554	38*	90	82	293
66	ввг	688	94	512	194*
70	199	353	98	957*	135
74	556	57	102	393	115
78	927	825	106	868	134
Примечание — Номера несущих с индексами, отмеченные звездочкой служат для AFS и являются о-тсчетами усиления (см. 8.4.4.1); определения индекса фаз являются совместимыми; определение амплитуды — то. которое имеет опорное усиление.

8.4.5.2 Ячейки усиления

Все опорные ячейки AFS имеют усиление по мощности 1.0. т. е. опорные ячейки AFS не усиливаются.

8.5 Ячейки управления

8.5.1 Общие положения

Имеются два типа ячеек управления:

• ячейки FAC. интегрированные в каждый фрейм передачи. Они используются дпя быстрого получения необходимой информации приемником для демодулирования сигналов DRM;

• ячейки SDC. которые повторяются в каждом суперфрейме передачи. Они содержат всю дополнительную информацию, которая описывает текущее состояние сервисных служб в данный момент. Ячейки SOC также используются для AFS.

На рисунке 42 приведено частотно-временное расположение этих сигналов.

Суперфрейм передачи

Символы, содержащие MSC и FAC ячейси

□ Символы, содержащие MSC ячейки

□ Символы, содержащие SDC ячейки

Рисунок 42 — Частотно-временное расположение FAC и SOC сигналов

8.5.2 Ячейки FAC

8.5.2.1 Позиции ячеек

Ячейки, используемые для FAC. — это ячейки, в которых нет информации ни об опорной частоте, ни об опорном времени и усилении, они не являются ячейками данных в символах, которые не содержат SDC. Ячейки FAC переносят высоко защищенные QAM символы, которые позволяют приемнику быстро обнаружить получаемый в данное время тип сигнала.

131

ГОСТ Р 54462—2011

Для режимов устойчивости А. В. С. D имеется 65 ячеек FAC. для режима устойчивости Е имеется 244 ячейки FAC. В таблицах 97 —101 приведены позиции ячеек FAC для каждого режима устойчивости.

Таблица 97 — Позиции ячеек FAC в режиме устойчивости А

Символ	Номер несущей
0
1
2	26. 46. 66. 86
3	10. 30. 50. 70. 90
4	14. 22. 34. 62. 74. 94
5	26. 38. 58. 66. 78
6	22. 30. 42. 62. 70. 62
7	26. 34.46. 66. 74. 66
8	10. 30. 38. 50. 58. 70. 78. 90
9	14. 22.34.42. 62.74. 82.94
10	26. 38. 46. 66. 86
11	10. 30. 50. 70. 90
12	14.34.74.94
13	38. 58. 78
14
Таблица 99-	— Позиции ячеек FAC в режиме
устойчивости С
Символ	Номер несущей
0
1
2
3	9.21,45. 57
4	23. 35. 47
5	13. 25. 37. 49
6	15. 27. 39. 51
7	5. 17. 29. 41. 53
8	7. 19. 31. 43. 55
9	9.21.45. 57
10	23. 35. 47
11	13. 25. 37. 49
12	15. 27.39. 51
13	5. 17. 29. 41.53
14	7. 19. 31. 43. 55
15	9.21.45. 57
16	23. 35. 47
17	13. 25. 37. 49
18	15. 27. 39. 51
19

Таблица 98 — Позиции ячеек FAC в режиме устойчивости В

С имеол	Номер несущей
0
1
2	13. 25. 43. 55. 67
3	15. 27. 45. 57. 69
4	17. 29. 47. 59. 71
5	19. 31.49.61.73
6	9. 21.33. 51. 63. 75
7	11.23. 35.53.65. 77
6	13. 25. 37. 55. 67. 79
9	15. 27. 39. 57. 69. 81
10	17. 29.41.59. 71.83
11	19. 31. 43. 61.73
12	21. 33. 45. 63. 75
13	23. 35. 47. 65. 77
14
Таблица 100	— Позиции ячеек FAC в режиме
устойчивости D
С имеол	Номер несущей
0
1
2
3	9. 18. 27
4	10. 19
5	11.20.29
6	12. 30
7	13. 22. 31
8	5. 14. 23. 32
9	6.15.24.33
10	16. 25. 34
11	8. 17. 26. 35
12	9.18. 27. 36
13	10. 19. 37
14	11.20.29
15	12. 30
16	13. 22. 31
17	5. 14, 23. 32
18	6. 15. 24. 33
19	16. 25. 34
20	8. 17. 26. 35
21	9. 18. 27. 36
22	10. 19. 37
23

132

ГОСТ Р 54462—2011

Таблица 101 — Позиции ячеек FAC в режиме устойчив ости Е

Символ	Номер несущей	Символ	Номер несущей
0		20	-82. -66. -50. -34. -18. -2. 14. 30.46. 62. 78
1		21	-78. -62. 46. -30. -14. 2. 18. 34. 50. 66. 82
2		22	-90. -74. -58. 42. -26. -10. 6. 22. 38. 54. 70. 86
3		23	-86. -70. -54. -38. -22. -6. 10. 26.42. 58. 74. 90
4		24	-82. -66. -50. -34. -18. -2. 14.30. 46. 62. 78
5	-78. -62. 46. -30. -14. 2. 18. 34. 50. 66.82	25	-78. -62. 46. -30. -14. 2. 18. 34. 50. 66. 82
6	•90. -74. -58. -42. -26. -10. 6. 22. 38. 54. 70. 86	26	-90. -74. -58
7	-86. -70. -54. -38. -22. -6. 10. 26. 42. 58. 74.90	27
8	-82. -66. -50. -34. -18. -2. 14. 30. 46. 62. 78	28
9	-78. -62. -48. -30. -14. 2.18. 34. 50. 66. 82	29
10	-90. -74. -58. 42. -26. -10. 6. 22. 38. 54. 70. 86	30
11	-86. -70. -54. -38. -22. -6. 10. 26. 42. 58. 74.90	31
12	-82. -66. -50. -34. -18. -2. 14. 30. 46. 62. 78	32
13	-78. -62. 46. -30. -14. 2. 18. 34. 50. 66. 82	33
14	-90. -74. -58. 42. -26. -10. 6. 22. 38. 54. 70. 86	34
15	-86. -70. -54. -38. -22. -6. 10. 26.42. 58. 74.90	35
16	-82. -66. -50. -34. -18. -2. 14. 30. 46. 62. 78	36
17	-78. -62. 46. -30. -14. 2.18. 34. 50. 66. 82	37
18	-90. -74. -58. 42. -28. -10, 6. 22. 38. 54. 70. 86	38
19	-86. -70. -54. -38. -22. -6. 10. 26. 42. 58. 74. 90	39

8.S.2.2 Ячейки усиления и фазы

величины c_{f ta} являются нормированными величинами модуляции точки созвездия z согласно алфавиту модуляции. используемому для FAC (4-QAM, см. рисунок 39).

Последовательные точки созвездия заданы ячейкам FAC фрейма передачи в порядке увеличения индекса к несущей от самого отрицательного к; затем по порядку, начиная с первого FAC несущего символа фрейма.

8.5.3 Ячейки SOC

8.5.3.1 Позиции ячеек

Ячейками, используемыми для SDC. являются все ячейки в символах SDC. которые не несут информации ни об опорной частоте, ни об опорном времени, ни об опорном усилении, для которых к^ £ к £ к_твхи к не принадлежит к совокупности неиспользованных несущих, определенных выше.

Для режимов устойчивости А и В. SDC символами являются 0 и 1 в каждом суперфрейме передачи. Для режимов устойчивости С и О. SDC символы — 0.1 и 2 в каждом суперфрейме передачи. Для режима устойчивости Е символами SDC являются символы 0.1.2,3 и 4 в каждом суперфрейме передачи.

8.5.3.2 Ячейки усиления и фазы

величины с,,_Л являются нормированными величинами модуляции точки созвездия z согласно алфавиту модуляции, используемому для SDC(16nnn4-QAM — для режимов устойчивости А. в. С, О и 4-QAM — для режима устойчивости Е. см. рисунки 38 и 39).

133

ГОСТ Р 54462—2011

Последовательные точки созвездия заданы ячейкам SDC суперфрейма передачи в порядке увеличения индекса к несущей, начиная с самого отрицательного к: затем по порядку, начиная с первого SDC несущего символа суперфрейма.

8.6 Ячейки данных

8.6.1 Позиции ячеек

К ячейкам данных относятся все ячейки, не являющиеся ни пилотными, ни ячейками управления; для которых £ к £ к,^, и к не принадлежит ксовокупности неиспользованных несущих, определенных

выше.

8.6.2 Ячейки усиления и фазы

Величины Cr_Sk являются нормированными величинами модуляции точки созвездия z согласно алфавиту модуляции, используемому для MSC (64-QAM или 16-QAM для режимов устойчивости А. В. С. О и 4-QAM для режима устойчивости Е. см. рисунки 35 — 39), взятого из вектора S_m (см. 7.7).

Последовательные элементы s_m., заданы ячейками суперфрейма передачи в порядке увеличения индекса к несущей от самого отрицательного к; чтобы далее начать с первого не SDC символа суперфрейма.

134

ГОСТ Р 54462— 2011

Приложение А

(рекомендуемое)

Моделируемые характеристики системы

Это приложение содержит моделируемые характеристики системы с ожидаемым оцениванием какала при идеальной синхронизации, отсутствии фазового шума и эффектов квантования. Сигнал мощности включает пилоты и защитные интервалы. Декодирование канала предполагается выполненным одноступенчатым декодером Вигврби для 4-QAM модуляции и многоступенчатым декодером в оде итерации для 64-QAM модуляции.

Результаты представлены в таблице А.1 для 5 каналов из приложения Б. Б.1. соответственно режим устойчивости А используется для каналов 1 и 2. режим В —для каналов с 3 по 5. Соответствующая скорость кодирования R = 0.6 и модуляция 64-QAM.

Таблица А.1 — Требуемые отношения сигкапЛиум для передачи, обеспечивающей BER = 1-1Q-⁴ после канального декодера для MSC (режим А/В)

Модель канала	Отношение сигнал/шум. дБ

Канал 1	14.9
Канал 2	16.5
Канал 3	23.2
Канал 4	22.3
Канал 5	20.4

Результаты для других комбинаций ORM передачи и параметров службы (включая реальное поведение оценивания канала в приемнике) можно найти в [9].

В таблице А.2 представлены результаты для 6 каналов из приложения Б.2, соогвегствуюш.ий режим устойчивости Е. скорость кодирования R = 0,33 и модуляция 4-GAM.

Таблица А.2 — Требуемые отношения сигнал/шум для передачи, обеспечивающей BER = Т10“* после канального декодера для MSC (режим Е)

Модель канала	Отношение сигнап/шум. дБ
Канал 7 (AWGN)	1.3
Канал 0 (город) до 60 юи/ч	7.3
Канал 9 (село)	5.6
Канал 10 {сложный ландшафт}	5.4
Канал 11 (холмистый ландшафт)	5.5
Канал 12 (одночастотная сеть)	5.4

В таблице А.З представлены результаты для 6 каналов из приложения Б.2. соответствующий режим устойчивости Е. скорость кодирования R = 0.5 и модуляция 16-QAM.

Таблица А.З — Требуемые отношения сигнал/шум для передачи, обеспечивающей BER = Т10~* после канального декодера для MSC (режим Е)

Модель камапа	Отношение сигнал/шум. дБ
Канал 7 (AW<3N)	6.0
Канал 8 (город) до 60 км/ч	15.5
Канал 9 (село)	12.7
Канал 10 (сложный ландшафт}	12.3
Канал 11 (холмистый ландшафт)	12.6
Канал 12 (одночастотная сеть}	12.2

135

ГОСТР54462—2011

Приложение Б

(справочное)

Определение профилей канала

Б.1 Режимы устойчивости А — D

Рассматриваемые каналы являются Д8, СВ и КВ вещательными радиопередающими каналами. Нв практике все три канала многолучевые, потому что поверхность земли и ионосфера вовлечены е механизм распространения электромагнитных волн.

Подход заключается в использовании стохастических изменяющихся во времени моделей со стационарными характеристиками и определении моделей для хороших, умеренных и плохих условий, полагая соответствующие значения параметров в общей модели. Одной из таких моделей с адаптируемыми параметрами является модель со стационарным некоррелированным рассеянием (WSSUS — модель). Справедливость стационарного подхода с различными установками параметров состоит в том, что результаты в реальных каналах приводят к кривым BER. лежащим между наилучшим и наихудшим случаями, найденными в моделировании.

Модели каналов получены из следующего уравнения

s<0 = X(WWf-A*). (Б.1)

*-i

где e(t) и s(t) — комплексные огибающие входного и выходного сигналов соответственно.

Эго многоотводная линия задержки, где:

р_А — затухание в луче с номером к, приведенное в ETSI (10] (приложение В. В.1. таблица В.1),

А* — относительная задержка в луне с номером к. приведенная в ETSI (10] (приложение В. В.1. таблица В.1}.

изменяющиеся во времени весовые коэффициенты отводов {c^t)} являются стационарными Гауссовскими случайными процессами с нулевым средним. Значения модулей Ic^tjH являются однородно распределенными по Репею фазами Ф(().

Для каждого весового коэффициента (Ck(t)} существует один стохастический процесс, когорьм характеризуется своей дисперсией и спектральной плотностью мощности (PDS). Дисперсия всгь мера средней мощности сигнала, принятого по этому лучу, определяемой относительным затуханием р_к, приведенным в ETSI (10] (приложение В. В.1. таблица В.1), PDS определяет среднюю скорость изменений во времени. Ширина PDS квантована, показана как рассеяние Доплера в луче и приведена в ETS1 (10] (приложение В. В.1. таблица В.1).

Возможна ненулевая центральная частота PDS. которая может интерпретироваться как средний частотный сдвиг или Доплеровский сдвиг D^. который указан a ETSI (10] (приложение В. В.1, таблица В.1).

PDS моделируется фильтрацией белого шума (т. е. с постоянной PDS) и определяется согласно ETSI (10] (приложение В. В.1. формула В.2).

Стокасти¹ юскис процесса, лрииодлсокащио кэмедому индиоияуэлыюму лучу, сгапошпсл Рспеооскими про цессами. Для ионосферного луча Гауссовское формирование служит хорошим приближением к реальным наблюдениям.

Доплеровский профиль каждого луча к тогда определяется согласно ETSI (10] (приложение В. В.1. формула В.З).

Доплеровское рассеяние определяется как 2-стороннее и включает 68 % мощности согласно ETS1 [10] (приложение В. В.1. формула 0.4)

Б .2 Режим устойчивости Е

В отличив от более низких диапазонов распространение радиоволн в диапазонах УКВ I и II характеризуется дифракцией, рассеянием и отражением электромагнитных волн на их пути от передатчика до приемника. Типично волны прибывают в разное время в приемник (многолучевое распространение), что приводит к более или менее сильному частотно-селективному затуханию (зависящему от полосы пропускания системы). Кроме того, перемещение приемника или окружающих объектов вызывает изменение временных характеристик канала (эффект Доплера). В отличие от распространения волн, например в КВ диапазоне, ионосферные изменения не играют существенной роли для моделей диапазонов I и II.

Подход заключается в использовании стохастических изменяющихся во времени моделей с постоянной статистикой и определении моделей для хороших, умеренных и плохих условий, используя соответствующие значения параметров для общей модели. Одной из таких моделей с адаптируемыми параметрами является модель со стационарным некоррелированным рассеянием (WSSIIS модель). Справедливость стационарного подхода с различными значениями параметров состоит в том. что результаты в реальных каналах приводят к кривым BER. расположенным между наилучшим и наихудшим случаями, найденными при моделировании.

Дополнительные изменения мгновенной средней мощности (медленные или логарифмически нормальные замирания), вызванные изменением окружающей среды (например, конструкции зданий) или такие яале-

136

ГОСТ Р 54462— 2011

ния как спорадическое распространение уровня Е. кв включены в модель WSSUS. Эти эффекты, так же как влияние индустриальных помех, обычно учитываются в вычислении вероятности охвата во время сетевого процесса планирования.

Модели каналов получены из следующего уравнения

*<^г) = £р*с_к(Пе(<-Л_к>. (Б.2)

д-t

где e(t) и s(t) — комплексные огибающие входною и выходного сигналов соответственно.

Эго многоотводная линия задержки, где:

р_А — затухание в луче с номером к. приведенное в ETSI [10] {приложение В. В.1. таблица В.2).

Л* — относительная задержка в луне с номером к. приведенная в ETSI [10] (приложение В, В.1. таблица В.2). {Ск(1}}—изменяющиеся во времени весовые коэффициенты отводов, являющиеся стационарными Гауе-сова ими случайными процессами с нулевым средним. Магнитуды |Cv(t)j являются однородно распределенными по Релею или по Райсу (зависит от состояния линии прямой видимости между передатчиком и приемником) фазами Ф(1).

Для каждого весового коэффициента (с_к(1)}сущбствует один стохастический процесс, характеризующийся своей дисперсией и спектральной плотностью мощности Р*(/). Дисперсия есть мера средней мощности сигнала, при кет того по этому лучу, определяемой значением р_А. Р_к(/) определяет среднюю скорость изменения во времени. т. е. описывает влияние эффекта Доплера на волны, прибывающие с задержкой д* Поэтому P*(f) известна так же как спектр Доплера.

Для описания моделей канала испогьзуются следующие определения для спектров Доплера:

Основной параметр — максимальная доплеровская частота

(Б-3)

где v— скорость перемещения приемника или окружающих объектов: к— длина волны передаваемого сигнала.

В случае, если все волны поступают в антенну приемника со всех направлений с приблизительно той же самой мощностью, реальный спектр Доплера может быть приближенно описан следующим образом

Ъ (П « -|—–для 16 Н„. Ы (Б.4)

Этот спектр также известен как классический спектр Джейка и будет обозначен как ‘классический’ е следующих моделях. Для прямой видимости дополнительный детерминированный компонент с отличающимся сдвигом Доллара должен быть добавлен к спектру Доплера для стохастического компонента. Результирующий спектр, обозначенный хак «райсовский», определяется следующим уравнением

Р_к </) = – ^А * В • 5 (/ – f_D) для /6 Hr ‘Л- (Б.5)

FIW

где 6(f) — импульс Дирака. — (_лИ₀И_а.

Для пути распространения со спектром Райса-Доплера так называемый коэффициент Райса представлен хак B/(icf_dA). Это описывает отношение мощности между потерей сигнала (по линии прямой видимости) и стохастическим компонентом.

Дальнейшие спектры определены с помощью функции Гауосэ G(f. A. f,. f₂)

G{f.A.t,,f₃) = Aexp

(Б.6)

Спектры, обозначенные «Гаусс 1» и «Гаусс 2». состоят из единственной функции Гаусса и определяются как

P_k{f) = (3(/. А. ± 0.7^. 0,1f_tf). (Б.7)

где знак «+» справедлив для «Гаусс 1». знак «-» — для «Гаусс 2».

Гауссовские спектры используются в профилях канала для путей распространения с большими временами задержки.

137

ГОСТР54462—2011

Приложение В

(справочное)

Пример отображения логических фреймов в мультиплексных фреймах

В системе DRM возможны многие комбинации служб и потоков. Один пример для режимов устойчивости А — D иллюстрируется е этом приложении.

В этом примере DRM сигнал содержит две службы: аудио службу (служба А) и службу передачи данных (служба О). Аудио служба переносит также приложение данных.

UEP (неравная защита от ошибок) применена к аудио службе. Приложение данных, переносимое аудио службой, использует болев слабую защиту. Служба передачи данных использует более сильную защиту. Кодовые скорости выбраны 0.5 (соответствует уровню защиты 0) и 0,6 (соответствует уровню защиты 1).

Служба А состоят из двух потоков: поток 0 переносит аудио, поток 1 переносит приложение данных.

Служба О состоит из одного потока: поток 2.

Поток О переносится в логических фреймах L0. поток 1 переносится в логических фреймах L1 и поток 2 переносится в логических фреймах L2.

L0 имеет 266 байтов в части с более высокой защитой (часть А) с уровнем защиты 0 и 798 байтов — в части с более слабой защитой (часть В) с уровнем защиты 1.

L1 имеет 59 байтов 8 части с более низкой защитой (часть В) с уровнем защиты 1.

L2 имеет 19 байте» в части с более высокой защитой (часть А) с уровнем защиты 0.

Результирующий мультиплексный фрейм представлен на рисунке В.1.

Уровень защиты С	Уровень защиты 1
Погож 0	Поток 2	Поток 0	Поток 1
266 бейтов	19 байтов	798 бейтов	59 бейтов

Рисунок В.1

Мультиплексное описание объекта данных кодируется следующим образом:

Наименование поля	Размер поля	Величина поля
Длина	7	9
Номер версии	1	0
Тип	4	0
Уровень защиты для части А	2	0
Уровень защиты для части В>	2	1
Длина данных для части А (поток 0)	12	266
Длина данных для части В (поток 0}	12	798
Длина данных для части А (поток 1)	12	0
Длина данных для части В (поток 1)	12	59
Длина данных для части А (поток 2)	12	19
Длина данных для части В (поток 2}	12	0

136

ГОСТ Р 54462— 2011

Графическое представление логических фреймов в мультиплексном фрейме приведено на рисунке В.2.

Службе А Аудио

Данные

Служба D

Данные

Логические фреймы

I I

поток 0

[

Поток 1 Поток 2

Мультиплексные фреймы

Часть А

1_П	□ \|
1 Честь В 400 мс		1200 мс

Рисунок В.2

139

ГОСТР54462—2011

Приложение Г

(обязательное)

Вычисление CRC слова

Реализация колов циклической проверки избыточности (CRC-коды) позволяет обнаруживать ошибки передачи на приемной стороне. Для этой цели CRC слова должны быть включены в передаваемые данные. Эти CRC слова должны быть определены е результате процедуры, описанной в этом приложении.

CRC код определен полиномом степени л

G^x) = хР + д*.,**-¹ + … + д_гх³ * g_fx * 1. <Г.1)

где л а 1; g_te (0.1), t~ 1,…л-1.

Вычисление CRC может быть выполнено посредством сдвигового регистра, содержащего л ступеней (ячеек) регистра, эквивалентного степени полинома (см. рисунок Г.1). Ячейки обозначены где Ь₀ соответствует 1.6, – х. Ь₃ – х²….. Ьл., -х^л_‘. В отводы сдвигового регистра вводятся элементы «исключающее ИЛИ» на входах

тех ячеек, где соответствующие коэффициенты g_t полинома равны 1.

входные данные I

Младший \|	т		Старший
значащий _h	ft-	ft *	и значащий
бит (МБ) ⁰		°п-2	^Я‘¹ бит (СБ)

Рисунок Г.1 — Общая структурная схема формирования CRC

В начале вычисления CRC все ячейки регистра инициализированы ко всем единицам. После поступления первого бита блока данных (сначала СБ) на вход тактовый генератор сдвига вызывает сдвиг содержания регистра на одну ячейку 8 сторону СБ ячейки, в то же время загружая ячейки с отводами результатами соответствующих «исключающее ИЛИ» операций. Процедура затем повторяется для каждого бита дантшх. Вслед за сдвигом после поступления последнего бита (МБ) блока данных на вход сдвиговый регистр содержит CRC слово, которое затем считывается из него. Данные и CRC слово передаются начиная с СБ. CRC должен быть инвертирован (дополнением до 1) перед передачей.

CRC коды, используемые е системе DRM. основываются на следующих полиномах:

G₁₆(x) = + х¹² +х*+ 1:

Ge(x) = x⁸ + x^J + x³ + х² + 1;

G*(x) = х⁶+х⁶ + х^а + х² + х + 1;

Gj(x)=x⁵ + x⁴*x² + x+1: (Г.2)

Сз(х) » х³ + х + 1:

G}(x) = х² + х + 1;

G,(x)= x + 1.

Назначение полиномов для соответствующих приложений задается в каждом подразделе.

140

Николай Иванов

Эксперт по стандартизации и метрологии! Разрешительная и нормативная документация.

Оцените автора

Добавить комментарий

ГОСТ Р 54462-2011 Система цифрового радиовещания DRM. Требования и параметры

Автор Николай Иванов На чтение 241 мин. Опубликовано 02.07.2021 Обновлено 02.07.2021