Upload
carlyn
View
43
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Digitální televizní příjem DVB – T Ing.Vítězslav Jeřábek, CSc 2008 [email protected]. Digitální TV vysílání v ČR. Mapa termínu digitalizace v ČR multiplex České televize bílá – termíny zahájení vysílání, černá – konec a doba souběhu ČT 1, ČT 2 v měsících. Digitální TV vysílání v ČR. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Digitální TV vysílání v ČR
Mapa termínu digitalizace v ČR multiplex České televize
bílá – termíny zahájení vysílání, černá – konec a doba souběhu ČT 1, ČT 2 v měsících
Digitální TV vysílání v ČR
Mapa termínu digitalizace v ČR multiplex České Radiokomunikacebílá – termíny zahájení vysílání, černá – konec a doba souběhu ČT 1, ČT 2 v měsících
Digitální TV vysílání v ČR
Mapa termínu digitalizace v ČR multiplex Czech Digital Groupbílá – termíny zahájení vysílání, černá – konec a doba souběhu ČT 1, ČT 2 v měsících
Digitální TV vysílání v ČR
Mapa termínu digitalizace v ČR multiplex Telefonicabílá – termíny zahájení vysílání, černá – konec a doba souběhu ČT 1, ČT 2 v měsících
Přenos TV signáluPřenos TV signálu
Typy TV vysílání:Typy TV vysílání: LDTV – nízká rozlišovací schopnostLDTV – nízká rozlišovací schopnost SDTV – standartní rozlišovací schopnost, SDTV – standartní rozlišovací schopnost,
počet obrazových bodů 864x625, poměr počet obrazových bodů 864x625, poměr stran 4:3stran 4:3
HDTV – vysoká rozlišovací schopnost, počet HDTV – vysoká rozlišovací schopnost, počet obrazových bodů 1920 x 1080, poměr stran obrazových bodů 1920 x 1080, poměr stran 16:916:9
Přenos digitálního TV signáluPřenos digitálního TV signálu
Základní charakteristiky digitálního přenosuZákladní charakteristiky digitálního přenosu
TV signáluTV signálu Vysílání více programů v jednom TV kanálu SDTVVysílání více programů v jednom TV kanálu SDTV Několik zvukových doprovodůNěkolik zvukových doprovodů Současný přenos dalších programů – rádio, služby Současný přenos dalších programů – rádio, služby
a.p.a.p. Pružná volba kvality obrazu a zvuku až po HDTVPružná volba kvality obrazu a zvuku až po HDTV Možnost zavedení podmíněného přístupu CAMožnost zavedení podmíněného přístupu CA Vysoká kvalita příjmu TV i v složitých příjmových Vysoká kvalita příjmu TV i v složitých příjmových
podmínkáchpodmínkách Možnost budování jednokmitočtových sítí SFNMožnost budování jednokmitočtových sítí SFN Na pokrytí území stačí vysílač s menším výkonem Na pokrytí území stačí vysílač s menším výkonem
než u analogových vysílačůnež u analogových vysílačů
Přenos digitálního TV signálu Přenos digitálního TV signálu
Výhody digitálního TV příjmuVýhody digitálního TV příjmu Zvýšení počtu programůZvýšení počtu programů Zvýšení kvality TV programůZvýšení kvality TV programů Možnost poskytování doplňkových služebMožnost poskytování doplňkových služeb Možnost vnitřního přenosného příjmuMožnost vnitřního přenosného příjmu Ušetření nákladů za vysíláníUšetření nákladů za vysílání Optimální vzužití kmitočtového spektra s SFNOptimální vzužití kmitočtového spektra s SFN
Nevýhody digitálního TV příjmuNevýhody digitálního TV příjmu Nutnost investice do set-top boxů ( STB) a přestavbu Nutnost investice do set-top boxů ( STB) a přestavbu
společných TV antén (STA)společných TV antén (STA) Nutnost investice do vybavení TV studií a TV sítíNutnost investice do vybavení TV studií a TV sítí Při příjmu nekvalitního signálu dochází k mrznutí, Při příjmu nekvalitního signálu dochází k mrznutí,
kostičkování a příp. k úplnému výpadku příjmu „Cliff efekt“kostičkování a příp. k úplnému výpadku příjmu „Cliff efekt“
Přenos TV signáluPřenos TV signálu
Problémy s přenosem analogové TV
Přenos TV signáluPřenos TV signálu
Srovnání kvality analogového a digitálního TV vysílání
Přenos TV signálu
Nekomprimovaný TV signálNekomprimovaný TV signál Y – jasový signálY – jasový signál CCB B , C, CR R – chrominační signál– chrominační signál
Vzorkování TV signálu (ITU-R 601)Vzorkování TV signálu (ITU-R 601) Jasový signál – vzorkovací kmitočet 13,5 MHzJasový signál – vzorkovací kmitočet 13,5 MHz Chrominační signálChrominační signál - - vzorkovací kmitočet 6,75 vzorkovací kmitočet 6,75
MHzMHz
Číslicové formáty TV signáluČíslicové formáty TV signálu Základní studiový RGB formát – 4:4:4Základní studiový RGB formát – 4:4:4 Složkové kódování Y, CSložkové kódování Y, CB B , C, CR R – 4:2:2– 4:2:2
Komprimovaný TV signál Y, CKomprimovaný TV signál Y, CB B , C, CR R – 4:2:0– 4:2:0
Chrominační složky se střídají ob řádek, používá Chrominační složky se střídají ob řádek, používá se se
pro DVB-T přenosypro DVB-T přenosy
Digitální TV vysíláníDigitální TV vysílání
DVB (Digital Video Brodcasting)DVB (Digital Video Brodcasting) – – jde o jde o mezinárodní konsorcium vytvořené TV společnostmi, mezinárodní konsorcium vytvořené TV společnostmi, výrobci a síťovými operátory celkem 260 členů z 35 výrobci a síťovými operátory celkem 260 členů z 35 států světastátů světa
DVB založeno 1993, vydává doporučení pro DVB založeno 1993, vydává doporučení pro budování DVBbudování DVB
Typy DVB :Typy DVB : DVB-S družicové digitální video vysíláníDVB-S družicové digitální video vysílání DVB-C kabelové digitální video vysíláníDVB-C kabelové digitální video vysílání DVB-T pozemské digitální video vysíláníDVB-T pozemské digitální video vysílání DVB-H (handheld) kapesní digitální video vysílání DVB-H (handheld) kapesní digitální video vysílání
(mobilní TF)(mobilní TF)
DVB-T přenosDVB-T přenos
Varianty systému DVB-T:Varianty systému DVB-T: Podle počtu nosných COFDMPodle počtu nosných COFDM
Systém 2k má 1705 nosných v kanálu 7 resp. 8 MHzSystém 2k má 1705 nosných v kanálu 7 resp. 8 MHz Systém 8k má 6817 nosných v kanálu 7 resp. 8 MHzSystém 8k má 6817 nosných v kanálu 7 resp. 8 MHz
Dle způsobu modulaceDle způsobu modulace - - QPSK, 16 QAM a 64 QAMQPSK, 16 QAM a 64 QAM
Varianty DVB-T:Varianty DVB-T: Varianta C2 – současný přenos 4 TV programů (RS kód Varianta C2 – současný přenos 4 TV programů (RS kód
188, 204, 8; FEC 2/3; 64 QAM; mód 8k; D/T = ¼; 19,91 188, 204, 8; FEC 2/3; 64 QAM; mód 8k; D/T = ¼; 19,91 Mbit/s)Mbit/s)
Varianta B2 – současný přenos 3 TV programů (RS kód Varianta B2 – současný přenos 3 TV programů (RS kód 188, 204, 8; FEC 2/3; 16 QAM; mód 8k; D/T = ¼; 13,27 188, 204, 8; FEC 2/3; 16 QAM; mód 8k; D/T = ¼; 13,27 Mbit/s)Mbit/s)
Varianta A2 - vhodná pro mobilní příjem ( QPSK; FEC 2/3; Varianta A2 - vhodná pro mobilní příjem ( QPSK; FEC 2/3; 6,6 Mbit/s)6,6 Mbit/s)
DVB-T přenosDVB-T přenos
Typy kódování dle Shannonova Typy kódování dle Shannonova schématuschématu
Zdrojové kódování – Zdrojové kódování – převedení analogového převedení analogového obrazu a zvuku do digitální formy (nekompri-obrazu a zvuku do digitální formy (nekompri-movaný formát ITU R-601) využitím movaný formát ITU R-601) využitím DPCMDPCM a a komprimace využitím standartu komprimace využitím standartu MPEGMPEG tak, tak, aby bylo možno signál přenášet v aby bylo možno signál přenášet v analogovém TV kanálu PAL, SECAM, NTSCanalogovém TV kanálu PAL, SECAM, NTSC
Kanálové kódování – Kanálové kódování – zabezpečujezabezpečuje komprimovaný signál proti chybámkomprimovaný signál proti chybám
Modulace – Modulace – využívá se více nosných v systému využívá se více nosných v systému OFDMOFDM s modulacemi m-QAM, QPSK a.p. s modulacemi m-QAM, QPSK a.p.
DVB–T přenosDVB–T přenos
Vysílač pro multiplexování a komprimované zpracování digitálního TV
Standard MPEGStandard MPEG
Kódování s kompresí MPEG-2
Zdrojové kódování obrazu - přenosový standard vyvinutý skupinou ISO/IEC Moving Picture Experts Group – MPEG – umožňující číslicový signál komprimovat z 270 Mbitů/s na 4 – 15 Mbitů/s
Standard MPEGStandard MPEG Typy komprimačních metod obrazu v MPEG-2Typy komprimačních metod obrazu v MPEG-2 Zdrojové kódování:Zdrojové kódování: Diferenční impulsní kódové modulace DPCMDiferenční impulsní kódové modulace DPCM – na místo – na místo
PCM (kódování amplitud) převádíme na kód pouze jejich PCM (kódování amplitud) převádíme na kód pouze jejich změnyzměny
Kosinová transformaceKosinová transformace – nahrazujeme prostorové – nahrazujeme prostorové rozložení kódovaných hodnot spektrem jeho frekvenčních rozložení kódovaných hodnot spektrem jeho frekvenčních složek s amplitudami (transformačními koeficienty )složek s amplitudami (transformačními koeficienty )
Entropické kódování-Entropické kódování- kódování s proměnnou délkou slova kódování s proměnnou délkou slova VLC např. Huffmanův kód, u často přenášených vzorků je VLC např. Huffmanův kód, u často přenášených vzorků je krátká a naopakkrátká a naopak
Kanálové kódování :Kanálové kódování : Protichybové zabezpečení FEC- skupinové chyby Protichybové zabezpečení FEC- skupinové chyby Reed Reed
Solomonův blokový kódSolomonův blokový kód, vnitřní bitové chyby , vnitřní bitové chyby konvoluční konvoluční kódkód
Standard MPEGStandard MPEG
Prediktor DPCM u soustav MPEG
( SD – akuální vzorek, SP – předpověděný vzorek, – rozdíl )
Prediktor DPCM - porovnává hodnotu aktuálního vzorku s hodnotou předpověděnou, získanou v dřívějším cyklu
Standard MPEGStandard MPEG
Rozložení koeficientů u kosinové diskrétní transformace
Standard MPEGStandard MPEG
Komprimační a zabezpečovací obvody pro digitální TV Komprimační a zabezpečovací obvody pro digitální TV vysílánívysílání
Standard MPEGStandard MPEG
Standart MPEG-4 Poprvé vytvořen a publikován v roce 1998 Zásadně vylepšuje kompresní metody I.
generace pro MPEG-2 z hlediska kompresní účinnosti a flexibility. Předpokládá se pro SDTV bitový tok 1Mb/s
V roce 2003 dokončeny práce na MPEG-4 část 10, která využívá komprimační metody II. generace: Waveletová transformace WT Kódování dílčích pásem SBC (Sub Band Cosiny) Vektorová transformace VQ
Standart MPEGStandart MPEG
Blokové schéma digitálního zvukového přenosu v MPEG - 1
Kódování zvukových signálů v MPEG - 1
Standart MPEGStandart MPEG
Využitá zvuková kódování ve standartu MPEGVyužitá zvuková kódování ve standartu MPEG Základní kódování pro DVB-T je MPEG-1, vrstva 1 a 2Základní kódování pro DVB-T je MPEG-1, vrstva 1 a 2 Nová využívaná kódování MPEG-4 dle H.264, AAC Nová využívaná kódování MPEG-4 dle H.264, AAC
(Advance Audio Coding), MP3 (MPEG-1, vrstva 3) (Advance Audio Coding), MP3 (MPEG-1, vrstva 3) Zvukový signál Zvukový signál PCM používá vzorkování 48 kHz s 16 PCM používá vzorkování 48 kHz s 16
bitovým kódováním celkem 768 kb/sbitovým kódováním celkem 768 kb/s Dynamická změna intervalu kvantizačních stupňů Q Dynamická změna intervalu kvantizačních stupňů Q
pro snížení bitové rychlosti v závislosti na síle signálu pro snížení bitové rychlosti v závislosti na síle signálu až na 200 kb/s. Kvantizační šum je maskován signálem, až na 200 kb/s. Kvantizační šum je maskován signálem, kde N je šumový výkonkde N je šumový výkon
N = QN = Q2 2 / 12/ 12
OFDM modulace
OFDM modulace
Další vlastnosti OFDM modulace: Nosné jsou ortogonálně rozděleny po šířce kanálu
Kromě přenášených dat rámec obsahuje spojité a
rozptýlené pilotní buňky, které zajišťují
synchronizaci rámců, kmitočtu, času a.p.
OFDM modulace
Význam OFDM ochranných intervalů při mnohonásobných odrazech
Příjem DVB - TPříjem DVB - T
Řešení TV rozvodů pro příjem DVB-T Přímý rozvod televizních kanálů s digitálními multiplexy
– nejjednodušší varianta, dobrý stav rozvodu STA z hlediska šířky pásma (K>60) a vyzařování. Každý úč. má STB.
Rozvod televizních kanálů s kmitočtovými měniči – lze využít stávajících rozvodů STA, nutno využít 4. TV pásma. 3. pásmo obsazeno a STB neumí S kanály a některé ani VHF D/K. Každý úč. má STB.
Převod DVB-T signálů na analogové D/A měniči – lze využít stávajících rozvodů STA. Vyšší cena modulů. Na každý TV program jeden modul. Úč. nemusí mít STB.
Převod DVB-T na DVB-C – ekonomicky náročné řešení, spíše pro velké rozvody TKR.
Příjem DVB - TPříjem DVB - T
Podmínky příjmu DVB-T signálů na sídlištích
Příjem DVB - TPříjem DVB - T
Skupinový digitální pozemní a satelitní přijímač GRUNDIG STC 1200
Příjem DVB - TPříjem DVB - T
Blokové schéma skupinového digitálního
pozemního a satelitního přijímače
Digitální TV v domácnostiDigitální TV v domácnosti
Individuální pozemní DVB-T příjem přes set-top-box
Digitální TV v domácnostiDigitální TV v domácnosti
Digitální přijímač Set Top Box (STB)Digitální přijímač Set Top Box (STB) STB je STB je samostatný přijímačsamostatný přijímač digitálního pozemského digitálního pozemského
(terestriálního) vysílání ve spojení s běžným TV (terestriálního) vysílání ve spojení s běžným TV přijímačem a venkovní nebo pokojovou anténoupřijímačem a venkovní nebo pokojovou anténou
STB STB konvertuje digitální TV signálkonvertuje digitální TV signál na analogový, na analogový,
který lze přijímat běžným televizním přijímačem (TVP)který lze přijímat běžným televizním přijímačem (TVP) Uživatelské vybavení STBUživatelské vybavení STB – vstupní F nebo IEC – vstupní F nebo IEC
konektor pro připojení antény, výstupní SCART, S-konektor pro připojení antény, výstupní SCART, S-VHS, IEC konektor pro připojení TVP, dálkový VHS, IEC konektor pro připojení TVP, dálkový ovladač, štěrbinu pro kartu s podmíněným přístupem ovladač, štěrbinu pro kartu s podmíněným přístupem (pouze vyšší modely)(pouze vyšší modely)
Digitální Set Top BoxDigitální Set Top Box
Základní funkce STB:Základní funkce STB: Příjem volně vysílaných TV a R programů DVB-T Příjem volně vysílaných TV a R programů DVB-T
vysílaných v pásmech VHF a UHFvysílaných v pásmech VHF a UHF Příjem elektronického programového průvodce a Příjem elektronického programového průvodce a
teletextuteletextu Programové vybavení s obrazovkovým menu pro Programové vybavení s obrazovkovým menu pro
nastavení funkcínastavení funkcí Funkce automatického vyhledávání multiplexů DVB-T a Funkce automatického vyhledávání multiplexů DVB-T a
detekce programůdetekce programů Zobrazení jednoduché informace o síle a kvalitě signáluZobrazení jednoduché informace o síle a kvalitě signálu Rodičovský zámek, funkce časovače s automatickým Rodičovský zámek, funkce časovače s automatickým
vypnutímvypnutím Reset do výrobního nastaveníReset do výrobního nastavení
Digitální Set Top BoxDigitální Set Top Box
Blokové schéma Set Top Boxu propřipojeného k TVP
Digitální Set Top BoxDigitální Set Top Box Bloky Set Top Boxu – funkceBloky Set Top Boxu – funkce TunerTuner – vybírá jeden TV kanál o šířce 7 nebo 8 MHz, – vybírá jeden TV kanál o šířce 7 nebo 8 MHz,
konvertuje vf. signál do základního pásmakonvertuje vf. signál do základního pásma COFDM demodulátorCOFDM demodulátor – čip obsahující FFT, demodulátory – čip obsahující FFT, demodulátory
QAM, QPSK, Viterbiho a RS dekodér. Na výstupu je QAM, QPSK, Viterbiho a RS dekodér. Na výstupu je MPEG-2.MPEG-2.
Descrembler Descrembler – obvod pro zabránění neautorizovanému – obvod pro zabránění neautorizovanému přístupu k sledování placené TVpřístupu k sledování placené TV
DemultiplexorDemultiplexor- rozděluje obrazové, zvukové a datové - rozděluje obrazové, zvukové a datové tokytoky
Dekodér MPEGDekodér MPEG – obsahuje tři dekodéry (video, audio a – obsahuje tři dekodéry (video, audio a datový)datový)
MikroprocesorMikroprocesor – řídí procesy dekódování datových toků, – řídí procesy dekódování datových toků, zpracování servisních informací a uživatelského zpracování servisních informací a uživatelského rozhraní. Často se slučuje s dekodérem MPEG-2.rozhraní. Často se slučuje s dekodérem MPEG-2.
Digitální Set Top BoxDigitální Set Top Box
Blokové schéma Set Top Boxu pro interaktivní komunikaci přes MHP (Multimedia Home Platform). Na přijímací straně se předpokládá použití obrazovky a ovladače nebo bezdrátové klávesnice.
Příjem DVB - TPříjem DVB - T
Antény pro příjem DVB-T: Pokojové antény – pouze místa se silným
signálem. Pole značně nehomogení, proto všesměrová anténa – jednoduchý dipól nebo prutová anténa (H-polarizace)
Širokopásmová anténa reflektorová stěna – je vhodná pro příjem DVB-T,má dobrou směrovost a ziskovou frekvenční charakteristiku
Směrová anténa Yagi- jde o směrovou anténu s vysokým ziskem.Je vhodná pro dálkový příjem,nebo v místech s více vysílači
Příjem DVB - TPříjem DVB - T
Efekt impulsního rušení na dekódování obrazu
Graf závislosti citlivosti DVB-T na rušivé impulsy pro 2k a 8k
Digitální Set Top BoxDigitální Set Top Box
Příklad jednoduchého řešení STB Technisat
Digitální Set Top BoxDigitální Set Top Box
Přijímač DVB-T velikosti USB klíče s přídavnou anténou do PC a jeho blokové
schéma
Digitální Set Top Box Digitální Set Top Box
Blokové schéma zapojení PCI karty pro příjem DVB-T
Digitální Set Top BoxDigitální Set Top Box
Digitální Set Top BoxDigitální Set Top Box
Digitální Set Top BoxDigitální Set Top Box
Digitální TV v domácnostiDigitální TV v domácnosti
Příjem různých typů TV digitálních signálů na Integrovaný digitální televizor