Ксьонзенко П. Я., Попов К. С., Севрук А. А. АТЗТ «РОКС» Київ – 03148, Україна Тел.: (8044) 4072077; e-mail: pks@roks.com.ua Ліпатов А. А. Військова частина А0375 а / я 103, м. Київ, 01015, Україна Тел.: (8044) 2904173

Анотація – Розглянуто характеристики комплексу обладнання (далі – Комплексу) для передачі декількох телевізійних програм з аналогової радіорелейної лінії (РРЛ) із смугою пропускання 24 МГц.

I. Вступ

Рис. 2. Структурна схема БФПЦП.

Завдання підвищення ефективності використання діючих аналогових телевізійних радіорелейних систем передачі вельми актуальна. Один з варіантів продовження життя аналогових РРЛ – передача по них двох і більше телевізійних каналів у цифровому форматі. Застосування цифрових методів модуляції і завадостійкого кодування крім збільшення інформаційної ємності ствола РРЛ та можливості інтеграції РРЛ з системами передачі даних, дозволяє збільшити кількість прольотів РРЛ за рахунок регенерації цифрового сигналу.

II. Загальна характеристика і структура комплексу

Як показано на рис.1, сигнали «Аудіо» і «Відео» передаються телевізійних каналів посту

Рис. 1 Структурна схема Комплексу (варіант 1). Fig. 1 Block diagram of the Complex (variant 1)

Передача телевізійного сигналу в цифровому форматі по аналогової РРЛ може бути здійснена у відповідності зі схемою (рис. 1): пают на вхід блоку формування пакету цифрових програм (БФПЦП) [1]. Сформований в БФПЦП цифровий сигнал у стандарті DVB-S на частоті 70 МГц надходить на вхід передавального обладнання типової аналогової радіорелейного станції (РРС). Пройшовши один або кілька прольотів, сигнал з виходу приймача РРС надходить на вхід підвищувального перетворювача, що забезпечує перенесення спектра сигналу з частоти 70 МГц в L-діапазон для сполучення приймального тракту РРС зі стандартними приймачами DVB-S. Ці приймачі здійснюють відновлення вихідних аналогових телевізійних сигналів.

Основним елементом комплексу є БФПЦП. Його структурна схема представлена ​​на рис. 2:

Fig. 2. Block diagram of BDPSP

БФПЦП реалізує весь комплекс функцій з формування групового цифрового телевізійного сигналу:

• перетворення кожного аналогового відео-(до 4-х) і аудіо-(до 8-и) сигналу в цифровий формат MPEG-2;

• об’єднання (мультиплексування) окремих потоків в єдиний транспортний потік;

• завадостійке кодування і цифрову модуляцію транспортного потоку у відповідності зі стандартом DVB-S [2] або DVB-С [3].

За рахунок застосування елементної бази високого ступеня інтеграції вдалося знизити габарити вироби (блок виконаний у стандартному 19 “корпусі типорозміру 1U), енергоспоживання і вартість.

БФПЦП також може використовуватися як регенератора цифрового сигналу. В цьому випадку кодери MPEG-2 замінюються спеціалізованим приймачем DVB-S, здатним обробляти до 4-х цифрових програм.

Основні технічні характеристики БФПЦП представлені в табл. 1:

Таблиця 1 Table 1

Входи MPEG2 кодера

• композитного сигналу

•   S-video

• 2 входи звуку

Формат вихідного відеосигналу (точок х ліній)

•   D1 (720×576)

•   HD1 (352x 576)

•   SIF (352×288)

•   QSIF (176x 144)

Макс. швидкість відео на виході кодера MPEG-2

15 Мбіт / с

Формат звукового супроводу

• Стерео

• 2 незалежних канали • Моно

Метод компресії звуку

MPEG2, layers 1&2

Частота дискретизації звуку

• 32 кГц • 44,1 кГц • 48 кГц

Модуляція

QPSK, QAM16, QAM32

Швидкість вихідного потоку

3,75 – 30 Мбод

Вихідна частота

70 МГц

Потужність вихідного сигналу

До 1 мВт (регулюється)

III. Результати випробувань комплексу

Випробування Комплексу були проведені навесні 2004 р. на ОРТПЦ в Одесі та Донецьку. Чотири телевізійні програми у форматі DVB-S передавалися в радіорелейного стовбурі 6-пролітної РРЛ. Основні параметри сигналу і результати випробувань представлені в таблиці 2:

Таблиця 2 Table 2

Вид модуляції

QPSK

Смуга сигналу по рівню -10 дБ, МГц

22,86

Символьна швидкість потоку, Мбод

17,14

Коефіцієнт згортального кодування (FEC)

5/6

Інформаційна швидкість потоку, Мбіт / с

26

Вірогідність помилки на вході декодера Вітербо

5×10′3

Вірогідність помилки на вході декодера MPEG2

10′11

Результати випробувань в цілому були визнані замовниками прийнятними. При цьому були виявлені наступні особливості роботи Комплексу:

• при використанні QPSK модуляції в смузі частот ствола РРЛ (24 МГц) можна забезпечити інформаційну швидкість передачі до 26 Мбіт / с (3-4 цифрових телевізійних каналу);

• неможливість використання високопозіціонних видів модуляції типу QAM внаслідок впливу нелінійності приемопередающего тракту РРЛ, а також обмежувачів на входах передавачів;

• необхідність введення регулювання і контролю параметрів трактів РРЛ, критичних для цифрових методів модуляції (зокрема, групового часу затримки);

IV. Перспективи розвитку комплексу

Для подолання зазначених вище недоліків розробляється альтернативний варіант побудови системи, структура якого представлена ​​на рис. 3.

Рис. 3. Структурна схема РРЛ (варіант 2).

Fig. 3. Block diagram ofRRL (variant 2)

При такій побудові системи БФПЦП формує груповий цифровий сигнал у відповідності зі стандартом DVB-С. Завдяки застосуванню модуляції QAM смуга сигналу складає 7,2 МГц, тобто відповідає стандартному аналоговому телевізійному сигналу. Вихід QAM-модулятора реалізується на частоті 4,5 МГц. Сформований таким чином сигнал подається на відеовхід частотного модулятора РРЛ. На приймальному боці цифровий сигнал з відеовиходу ЧС-демодулятора поступає на підвищуючий перетворювач, що забезпечує перенесення спектра сигналу з 4,5 МГц на одну з частот в діапазоні 46 … 860 МГц для сполучення приймального тракту РРС зі стандартними приймачами DVB-C.

Очікується, що висока лінійність відеотракту і стабільність його параметрів протягом всієї лінії дозволять:

• підвищити інформаційну ємність лінії за рахунок використання високо-позиційної модуляції (QAM64);

• збільшити кількість прольотів без регенерації (при проходженні QAM64 сигналу через лінійний Відеотракт РРЛ з подальшою передачею по нелінійному радіочастотного тракту ЧМ сигналу);

• спростити експлуатацію системи за рахунок виключення необхідності настройки РРЛ перед введенням Комплексу в експлуатацію.

I. Висновок

Результати випробувань показали, що запропоновані рішення щодо підвищення ефективності телевізійних аналогових РРЛ є перспективними і будуть затребувані вітчизняними споживачами. Цьому сприяють:

• можливість збільшення інформаційної ємності РРЛ в 3-4 рази без введення додаткових стовбурів;

• порівняно низька вартість цифрового обладнання (на порядок нижче зарубіжних аналогів);

• відсутність необхідності в істотній модернізації діючого обладнання.

Відзначимо, що має місце зацікавленість в даному обладнанні ряду національних телерадіокомпаній, а також концерну PPT.

VI. Список літератури

[1] Наритнік Т. Н., Ксьонзенко П. Я., Попов К. С., Севрук А. А. Телекомунікаційна система розподілу цифрового телебачення і даних. – 13-а Міжнародна Кримська конференція «СВЧ-техніка та телекомунікаційні технології ». Матеріали конф. Севастополь: Вебер, 2003, стор 43-46.

[2]    ETSI Standart EN 300 421 V1.1.2 (1997-08) “Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite service.

[3]    ETSI Standart EN 300 429 V1.1.2 (1997-08) “Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for cable systems”.

THE COMPLEX OF EQIPMENT FOR DIGITAL TV TRANSMISSION THROUGH THE ANALOGOUS RADIO RELAY LINK

Ksonzenko P. Ya., Popov K. S., Sevruk A. A.

ROKS Co.

Kiev – 03148, Ukraine phone: (8044) 4072077; e-mail: pks@roks.com.ua Lipatov A. A.

Military Department A0375 subscriber box 103, Kiev – 01015, Ukraine phone: (8044) 2904173

Abstract – Characteristics of the Complex of equipment for several TV programs transmission through the analogous radio relay link (RRL) are considered.

I.  Introduction

Increasing of efficiency of the analogous RRL is a very actual problem. Transmission of TV signals in digital form is one of the ways of analogous radio relay stations’ (RRS) life prolongation. This solution increases the RRL’s capacity, makes the

integration with data transmission systems possible. The usage of digital modulation techniques and antinoise coding allows increasing the distance of RRL (due to regeneration of digital signal by the repeater stations).

II.  Main part

The structure of the Complex of equipment for digital TV signal transmission through the analogous RRL (ARRL) is shown in Fig. 1. Transmitting and receiving equipment of the ARRS (RF-to-IF part) remains unchanged. The main part of the Complex is the Block for Digital TV Programs Set Producing (BDPSP). The Block performs analog-to-digital conversion and MPEG2 compression of several TV signals, multiplexing them into a single Transport Stream, modulation (QPSK, QAM) and antinoise coding according to DVB-S/C standard (see Fig. 2). Technical characteristics of BDPSP are shown in Table 1.

Table 1.

MPEG2 Encoder’s Inputs

• Composite

• S-video

• 2 Audio Inputs

Format of Output Video (pix x lines)

. D1 (720 x 576)

• HD1 (352×576)

• SIF (352×288)

• QSIF (176×144)

Max. MPEG-2 Encoder Output Bit Rate

15 Mbps

Audio Encoding Mode

• Stereo

• Dual Channel

• Single Channel

Audio Compression Method

MPEG2, layers 1&2

Audio Encoder Sampling Rate

.32 kHz .44,1 kHz .48 kHz

Modulation

QPSK, QAM16, QAM32

Output Symbol Rate

3,75 – 30 Msps

Output Frequency

70 MHz

Output Power

Up to 1 mW

Professional DVB-S receivers are used for analogous TV signal reconstruction.

The Complex has already been tested. Four TV programs (26Mbps usable bit rate, QPSK modulation, 22MHz bandwidth) passed through 8 GHz ARRL more than 100 km long with 6 repeater stations. The results are very satisfactory (see Table 2).

Some perspectives of ARRL evolution concerned with subsequent FM-modulation (currently used in ARRL) of QAM-64 carrier before transmission are also discussed.

III.  Conclusion

The results of tests show that the offered solutions are perspective and claimed by the domestic consumer. The next features promote this:

•       the Complex increases the informational capacity of RRL in 3-4 times without rolling out of additional trunks;

•     comparatively low cost of digital equipment;

•       transmitting and receiving equipment of currently operating ARRL do not require significant modifications.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»