Рандомизация

Схема приемопередатчика OFDM

На рис. 8 приведена функциональная схема приемопередатчика OFDM. Входной поток с выхода кодера изображения и звука поступает на помехоустойчивый кодер, а затем на формирователь QAM сигнала. После вставки пилот-сигналов и преобразования результата в параллельную форму производится обратное быстрое преобразование Фурье (ОБПФ). В результате формируется n поднесущих. После преобразования в последовательную форму, циклического расширения, необходимого для устранения межканальной интерференции, и фильтрации осуществляется цифроаналоговое преобразование, затем сигнал поступает в высокочастотную часть передатчика.

На приеме осуществляются обратные преобразования. С выхода высокочастотной части приемника и аналого-цифрового преобразования сигнал подается на устройства оценки символьной и частотной синхронизации. После когерентного переноса на промежуточную частоту осуществляется прямое быстрое преобразование Фурье (БПФ). Затем производится коррекция канала и демодуляция QAM сигнала. После помехоустойчивого декодирования бинарная последовательность поступает на декодер изображения и звука.

Рис.8. Функциональная схема приемопередатчика OFDM.

Рандомизация данных является первой операцией, выполняемой в системе DVB-T (рис. 1). Ее цель - превратить цифровой сигнал в квазислучайный и тем самым решить две важные задачи. Во-первых, это позволяет создать в цифровом сигнале достаточно большое число перепадов уровня и обеспечить возможность выделения из него тактовых импульсов (такое свойство сигнала называется самосинхронизацией). Во-вторых, рандомизация приводит к более равномерному энергетическому спектру излучаемого радиосигнала (как известно, спектральная плотность мощности случайного шума постоянна на всех частотах, поэтому превращение сигнала в квазислучайный способствует выравниванию его спектра). Благодаря равномерному спектру повышается эффективность работы передатчика и минимизируется мешающее действие радиосигнала цифрового телевидения по отношению к аналоговому телевизионному сигналу, излучаемому другим передатчиком в том же канале. Рандомизации предшествует операция адаптации цифрового потока, представляющего собой последовательность транспортных пакетов MPEG-2 (рис. 9). Пакеты, имеющие общую длину 188 байтов (синхробайт, записываемый как число 47 в шестнадцатеричной форме или 01000111 - в двоичной, и 187 байтов передаваемых данных), объединяются в группы по восемь пакетов. Синхробайт первого пакета группы инвертируется, образуя число 101110002 = B816. Собственно рандомизация осуществляется путем сложения по модулю 2, то есть посредством логической операции "исключающее ИЛИ" (XOR) цифрового потока данных и двоичной псевдослучайной последовательности PRBS (Pseudo Random Binary Sequence).

Рис.9. Адаптация транспортных пакетов MPEG-2

Генератор последовательности PRBS построен на базе 15-разрядного регистра сдвига, охваченного цепью обратной связи (рис. 10). Для того, чтобы формируемая последовательность лишь походила на случайную и в приемнике можно было бы восстановить передаваемые данные, в начале каждого восьмого пакета производится инициализация генератора PRBS путем загрузки в него числа 100101010000000. Первый после инициализации бит псевдослучайной последовательности PRBS складывается с первым битом первого байта транспортного потока, следующего за инвертированным байтом синхронизации. Байты синхронизации транспортных пакетов не должны рандомизироваться. Для упрощения работа генератора PRBS не прекращается во время всех восьми пакетов, но в интервале синхробайтов сложение с псевдослучайной последовательностью не производится (для этого используется сигнал разрешения) и синхробайты остаются нерандомизированными. Таким образом, длительность псевдослучайной последовательности оказывается равной 1503 байтам (187+188x7=1503).

Восстановление исходных данных на приемной стороне осуществляется с помощью такого же генератора PRBS, который инициализируется в начале каждой группы из восьми пакетов адаптированного транспортного потока (на начало группы указывает инвертированный синхробайт пакета).

Рис.10. Рандомизация данных

Дата добавления: 2014-01-20