Digitální televizní příjem DVB – T
Sponsored Links
This presentation is the property of its rightful owner.
1 / 45

Digitální televizní příjem DVB – T Ing.Vítězslav Jeřábek, CSc 2008 jerabek@fel.cvut.cz PowerPoint PPT Presentation


  • 81 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Digitální televizní příjem DVB – T Ing.Vítězslav Jeřábek, CSc 2008 jerabek@fel.cvut.cz. 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.

Download Presentation

Digitální televizní příjem DVB – T Ing.Vítězslav Jeřábek, CSc 2008 jerabek@fel.cvut.cz

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Digitální televizní příjem DVB – T

Ing.Vítězslav Jeřábek, CSc

2008

jerabek@fel.cvut.cz


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 Radiokomunikace

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 Czech Digital Group

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 Telefonica

bílá – termíny zahájení vysílání, černá – konec a doba souběhu ČT 1, ČT 2 v měsících


Přenos TV signálu

  • Typy TV vysílání:

  • LDTV – nízká rozlišovací schopnost

  • SDTV – standartní rozlišovací schopnost, počet obrazových bodů 864x625, poměr stran 4:3

  • HDTV – vysoká rozlišovací schopnost, počet obrazových bodů 1920 x 1080, poměr stran 16:9


Přenos digitálního TV signálu

  • Základní charakteristiky digitálního přenosu

    TV signálu

    • Vysílání více programů v jednom TV kanálu SDTV

    • Několik zvukových doprovodů

    • Současný přenos dalších programů – rádio, služby a.p.

    • Pružná volba kvality obrazu a zvuku až po HDTV

    • Možnost zavedení podmíněného přístupu CA

    • Vysoká kvalita příjmu TV i v složitých příjmových podmínkách

    • Možnost budování jednokmitočtových sítí SFN

    • Na pokrytí území stačí vysílač s menším výkonem než u analogových vysílačů


Přenos digitálního TV signálu

  • Výhody digitálního TV příjmu

  • Zvýšení počtu programů

  • Zvýšení kvality TV programů

  • Možnost poskytování doplňkových služeb

  • Možnost vnitřního přenosného příjmu

  • Ušetření nákladů za vysílání

  • Optimální vzužití kmitočtového spektra s SFN

  • Nevýhody digitálního TV příjmu

  • Nutnost investice do set-top boxů ( STB) a přestavbu společných TV antén (STA)

  • Nutnost investice do vybavení TV studií a TV sítí

  • Při příjmu nekvalitního signálu dochází k mrznutí, kostičkování a příp. k úplnému výpadku příjmu „Cliff efekt“


Přenos TV signálu

Problémy s přenosem analogové TV


Přenos TV signálu

Srovnání kvality analogového a digitálního TV vysílání


Přenos TV signálu

  • Nekomprimovaný TV signál

    • Y – jasový signál

    • CB , CR – chrominační signál

  • Vzorkování TV signálu (ITU-R 601)

    • Jasový signál – vzorkovací kmitočet 13,5 MHz

    • Chrominační signál - vzorkovací kmitočet 6,75 MHz

  • Číslicové formáty TV signálu

    • Základní studiový RGB formát – 4:4:4

    • Složkové kódování Y, CB , CR – 4:2:2

    • Komprimovaný TV signál Y, CB , CR – 4:2:0

      Chrominační složky se střídají ob řádek, používá se

      pro DVB-T přenosy


Digitální TV vysílání

  • DVB (Digital Video Brodcasting) – jde o mezinárodní konsorcium vytvořené TV společnostmi, výrobci a síťovými operátory celkem 260 členů z 35 států světa

  • DVB založeno 1993, vydává doporučení pro budování DVB

  • Typy DVB :

    • DVB-S družicové digitální video vysílání

    • DVB-C kabelové digitální video vysílání

    • DVB-T pozemské digitální video vysílání

    • DVB-H (handheld) kapesní digitální video vysílání (mobilní TF)


DVB-T přenos

  • Varianty systému DVB-T:

  • Podle počtu nosných COFDM

    • Systém 2k má 1705 nosných v kanálu 7 resp. 8 MHz

    • Systém 8k má 6817 nosných v kanálu 7 resp. 8 MHz

  • Dle způsobu modulace- QPSK, 16 QAM a 64 QAM

  • Varianty DVB-T:

    • Varianta C2 – současný přenos 4 TV programů (RS kód 188, 204, 8; FEC 2/3; 64 QAM; mód 8k; D/T = ¼; 19,91 Mbit/s)

    • Varianta B2 – současný přenos 3 TV programů (RS kód 188, 204, 8; FEC 2/3; 16 QAM; mód 8k; D/T = ¼; 13,27 Mbit/s)

    • Varianta A2 - vhodná pro mobilní příjem ( QPSK; FEC 2/3; 6,6 Mbit/s)


DVB-T přenos

Typy kódování dle Shannonova schématu

Zdrojové kódování – převedení analogového obrazu a zvuku do digitální formy (nekompri-movaný formát ITU R-601) využitím DPCM a komprimace využitím standartu MPEG tak, aby bylo možno signál přenášet v analogovém TV kanálu PAL, SECAM, NTSC

Kanálové kódování – zabezpečujekomprimovaný signál proti chybám

Modulace – využívá se více nosných v systému OFDM s modulacemi m-QAM, QPSK a.p.


DVB–T přenos

Vysílač pro multiplexování a komprimované zpracování digitálního TV


Standard MPEG

  • 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

Kódování s kompresí MPEG-2


Standard MPEG

  • Typy komprimačních metod obrazu v MPEG-2

  • Zdrojové kódování:

  • Diferenční impulsní kódové modulace DPCM – na místo PCM (kódování amplitud) převádíme na kód pouze jejich změny

  • Kosinová transformace – nahrazujeme prostorové rozložení kódovaných hodnot spektrem jeho frekvenčních složek s amplitudami (transformačními koeficienty )

  • Entropické kódování- kódování s proměnnou délkou slova VLC např. Huffmanův kód, u často přenášených vzorků je krátká a naopak

  • Kanálové kódování :

  • Protichybové zabezpečení FEC- skupinové chyby Reed Solomonův blokový kód, vnitřní bitové chyby konvoluční kód


Standard MPEG

  • Prediktor DPCM - porovnává hodnotu aktuálního vzorku s hodnotou předpověděnou, získanou v dřívějším cyklu

Prediktor DPCM u soustav MPEG

( SD – akuální vzorek, SP – předpověděný vzorek, D – rozdíl )


Standard MPEG

Rozložení koeficientů u kosinové diskrétní transformace


Standard MPEG

Komprimační a zabezpečovací obvody pro digitální TV vysílání


Standard 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 MPEG

  • Kódování zvukových signálů v MPEG - 1

Blokové schéma digitálního zvukového přenosu v MPEG - 1


Standart MPEG

  • Využitá zvuková kódování ve standartu MPEG

  • Základní kódování pro DVB-T je MPEG-1, vrstva 1 a 2

  • Nová využívaná kódování MPEG-4 dle H.264, AAC (Advance Audio Coding), MP3 (MPEG-1, vrstva 3)

  • Zvukový signál PCM používá vzorkování 48 kHz s 16 bitovým kódováním celkem 768 kb/s

  • Dynamická změna intervalu kvantizačních stupňů Q pro snížení bitové rychlosti v závislosti na síle signálu až na 200 kb/s. Kvantizační šum je maskován signálem, kde N je šumový výkon

    N = Q2 / 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 D při mnohonásobných odrazech


Příjem 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 skmitočtovými 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 - T

Podmínky příjmu DVB-T signálů na sídlištích


Příjem DVB - T

Skupinový digitální pozemní a satelitní přijímač GRUNDIG STC 1200


Příjem DVB - T

Blokové schéma skupinového digitálního

pozemního a satelitního přijímače


Digitální TV v domácnosti

Individuální pozemní DVB-T příjem přes set-top-box


Digitální TV v domácnosti

  • Digitální přijímač Set Top Box (STB)

  • STB je samostatný přijímač digitálního pozemského (terestriálního) vysílání ve spojení s běžným TV přijímačem a venkovní nebo pokojovou anténou

  • STB konvertuje digitální TV signál na analogový,

    který lze přijímat běžným televizním přijímačem (TVP)

  • Uživatelské vybavení STB – vstupní F nebo IEC konektor pro připojení antény, výstupní SCART, S-VHS, IEC konektor pro připojení TVP, dálkový ovladač, štěrbinu pro kartu s podmíněným přístupem (pouze vyšší modely)


Digitální Set Top Box

  • Základní funkce STB:

  • Příjem volně vysílaných TV a R programů DVB-T vysílaných v pásmech VHF a UHF

  • Příjem elektronického programového průvodce a teletextu

  • Programové vybavení s obrazovkovým menu pro nastavení funkcí

  • Funkce automatického vyhledávání multiplexů DVB-T a detekce programů

  • Zobrazení jednoduché informace o síle a kvalitě signálu

  • Rodičovský zámek, funkce časovače s automatickým vypnutím

  • Reset do výrobního nastavení


Digitální Set Top Box

Blokové schéma Set Top Boxu propřipojeného k TVP


Digitální Set Top Box

  • Bloky Set Top Boxu – funkce

  • Tuner – vybírá jeden TV kanál o šířce 7 nebo 8 MHz, konvertuje vf. signál do základního pásma

  • COFDM demodulátor – čip obsahující FFT, demodulátory QAM, QPSK, Viterbiho a RS dekodér. Na výstupu je MPEG-2.

  • Descrembler – obvod pro zabránění neautorizovanému přístupu k sledování placené TV

  • Demultiplexor- rozděluje obrazové, zvukové a datové toky

  • Dekodér MPEG – obsahuje tři dekodéry (video, audio a datový)

  • Mikroprocesor – řídí procesy dekódování datových toků, zpracování servisních informací a uživatelského rozhraní. Často se slučuje s dekodérem MPEG-2.


Digitální 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 - 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 - T

Graf závislosti citlivosti DVB-T na rušivé impulsy pro 2k a 8k

Efekt impulsního rušení na dekódování obrazu


Digitální Set Top Box

Příklad jednoduchého řešení STB Technisat


Digitální Set Top Box

Přijímač DVB-T velikosti USB klíče s přídavnou anténou do PC a jeho blokové schéma


Digitální Set Top Box

Blokové schéma zapojení PCI karty pro příjem DVB-T


Digitální Set Top Box


Digitální Set Top Box


Digitální Set Top Box


Digitální TV v domácnosti

Příjem různých typů TV digitálních signálů na Integrovaný digitální televizor


  • Login