550 likes | 819 Views
DVB-H (Digital Video Broadcasting - Handheld). Robert Toma. 2012. Obsah. Digitalizácia signálu Digitálna televízia DVB-T DVB-T2 DVB-H. Digitalizácia signálu. PCM CO der/ DEC oder. Digitalizácia signálu Pulzne Kódovaná Modulácia. Vzorkovanie, Kvantovanie, Kódovanie.
E N D
DVB-H(Digital Video Broadcasting - Handheld) Robert Toma 2012
Obsah • Digitalizácia signálu • Digitálna televízia • DVB-T • DVB-T2 • DVB-H
Digitalizácia signálu • PCM • COder/DECoder
Digitalizácia signálu Pulzne Kódovaná Modulácia • Vzorkovanie, Kvantovanie, Kódovanie
Digitálna televízia • Výhody: • Viac služieb na jeden frekv. kanál (cez mux.) • Kvalitný príjem (odolnejšia ako analog) • Pokrytie rovnakého územia s nižším výkonom (ako analog) • Mobilný príjem • Doplnkové služby • ...
Digitálna televízia • Nevýhody: • Miera komprimácie TS • Zavádzanie DTV • Paralelné šírenie signálu (analog a digital) • Výstavba nových pozemných vysielacích sietí • Legislatíva
Digitálna televízia • 1993 vznik DVB (Digital Video Broadcasting) • Rodina DVB: • DVB-C, C2, S, S2, CS, MC, T, T2, SI, TXT, CI, H
DVB-Handheld • Cieľ projektu DVB-H je prijímať digitálnu TV na zariadeniach, ktoré fungujú na batériu (mobilný telefón, PDA,... ) • Vychádza z už zavedeného štandardu DVB-T • Spotreba prijímačov DVB-T je príliš energeticky náročná nato aby boli mobilné
DVB-H • Požiadavky pre DVB-H: • Kompatibilita s DVB-T • Nízka energetická spotreba na prijímacej strane • ponúkané služby v prijateľnej kvalite • Dobré geografické pokrytie • Podpora dostatočnej mobility prijímacích zariadení
DVB-Terestrial • Definuje vysielanie digitálnej televízie terestriálnym spôsobom • Výhody: • Úspora frekvenčného pásma • Prídavné dátové služby (EPG, titulky, ...) • Vysielanie v HD • Možnosť prenosného, resp. mobilného prijímu
DVB-Terestrial • Nevýhody: • Nutnosť investovať do nového prijímacieho zariadenia (v prípade DVB-T2) • Digitalizácia štúdií • Úprava vysielacích sietí
DVB-T Zdrojové kódovanie • Postup pri spracovávaní signálu: • Analog. signál +PCM = digitálny signál • Komprimácia normou MPEG-2 (pred 270Mbit/s po 4-6Mbit/s ) • Vznik elementárneho vysielacieho toku
DVB-T Multiplexor • V multiplexore – zlučovanie viacerých elementárnych tokov do výsledného transportného toku (TS- transport stream)
DVB-T FEC • TS prechádza cez FEC (dopredná korekcia chýb) • FEC: • Reed-Solomon kóder (vonkajšie kódovanie) • Vonkajší prekladač • Konvolučný kóder (vnútorné kódovanie) • Vnútorný prekladač
DVB-T Modulácia, OFDM • Namodulovanie TS digitálnou moduláciou QPSK, 16QAM alebo 64QAM • Aplikácia OFDM na TS
DVB-T D/A, zosilnenie, vysielanie • Zmena digitálneho TS na analógový • Preloženie do vyššieho frekvenčného pásma • Zosilnenie • Vysielanie
DVB-T • V prijímači sa všetky procesy opakujú v opačnom poradí... tzn. ak RS kódovanie bolo prvé tak v prijímači bude RS dekódovanie posledné
DVB-T2 • Terestriálne vysielanie druhej generácie • Ešte väčšia prenosová kapacita (až 50%) • Signál menej náchylný na rušenie, šum
DVB-H • Inovácie oproti DVB-T: • V COFDM pribudne mód 4k • Rozšírenie signalizácie • Použitie Time-Slicing v rámci TS MPEG-2 • Použitie IP enkapsulácie v rámci TS
DVB-H • Vhodná otázka: Prečo vyvíjať nový štandard pre príjem TV do mobilov, PDA ak môžem TV sledovať prostredníctvom video streamingu... cez internet?
DVB-H • Vhodná odpoveď: V prípade streamovania videa cez 3G sa stretávame s faktom, keď počet nevýhod prevláda nad výhodami.
DVB-H Nevýhody 3G • nezaručený dátový tok v downlinku, znamená možné výpadky obrazu, zvuku • vyššia spotreba energie v mobile • nedostatočná kapacita sietí UMTS pre súčasné obslúženie viacero užívateľov • pomerne malé pokrytie UMTS sietí • nutnosť platby operátorovi za dátové prenosy, alebo za samotný obsah
DVB-H Multiplexovanie • Príspevkové signály DVB-T – MPEG2 • Príspevkové signály DVB-H – IPv4
DVB-HIP enkapsulácia • Vznik ethernetového rámca
DVB-HMPE-FEC • Multiprotocol Encasulation – Forward Error Correction • Dopredná ochrana na vrstve MPE • Cieľ – zlepšiť pomer SNR a zvýšiť odolnosť voči impulznej interferencii • Nie je nutná podmienka pre každý elementárny tok
DVB-HTime Slicing • Časové segmentovanie • Cieľ: úspora spotreby batérie • Metóda prenosu, ktorá užitočné zložky signálov napr. video zložku prenáša v tzv. burstoch (zhlukoch) • Každý burst nesie informáciu o vypnutí alebo zapnutí tunera (delta-t)
DVB-H Time SlicingDelta-t • Úlohou metódy ΔT je oznámiť čas medzi prijatým burstom a nasledujúcim (napr. „nasledujúci burst bude odoslaný o 5 500 ms od teraz“)
Postup spracovania signálu • Zdrojové kódovanie • Kanálové kódovanie • Procesy modulácie • Zosilnenie • Vysielanie
Zdrojové kódovanie • Komprimácia DS normou MPEG-2 (pred 270Mbit/s po 4-6Mbit/s ) • Vznik elementárneho vysielacieho toku • Prechod do multiplexora = vznik TS
Kanálové kódovanie • Scrambler • Vonkajší kóder • Vonkajší prekladač • Vnútorný kóder • Vnútorný prekladač
Kanálové kódovanie Scrambler • Dvojaká funkcia: • rozprestiera energiu signálu v TS, tým že ju vynásobí PNS • zavedenie tzv. podmieneného prístupu k vysielanému obsahu (kryptografické algoritmy, ktoré nepovoľujú príjem neoprávneným odberateľom)
Kanálové kódovanie Vonkajší kóder • Reed-Solomon kód RS(204, 188, t = 8) • Opravuje 8 bitov z 204 bitového slova
Kanálové kódovanie Vonkajší prekladač • Prekladač je zložený z I = 12 vetiev, ktoré sú cyklicky prepínané na dátový tok.
Kanálové kódovanie Vonkajší prekladač • Bajty sú do tabuľky zapisované po riadkoch v nezmenenom poradí avšak čítané sú už po stĺpcoch
Kanálové kódovanie Vnútorný kóder Konvolučný kóder s možnosťou zmeny kódovacieho pomeru • ½, 2/3, ¾, 5/6, 7/8
Kanálové kódovanie Vnútorný prekladač, mapovanie • skladá sa z bitového a symbolového prekladača
Procesy modulácie • Na takto upravenom bitovom toku sa aplikuje modulácia v základnom pásme (tzv. mapovanie) • V tomto prípade QPSK, 16-QAM, 64-QAM
Procesy modulácie OFDM • OFDM modulátor rozdelí sériový TS na paralelný • Vytvorenie OFDM signálu dosiahneme aplikáciou IFFT (inverznej rýchlej Fourierovej transformácie) • do OFDM symbolu pridáva ochranný interval (GI)
Zosilnenie, vysielanie • Posledným krokom pred vyslaním je zosilnenie vytvoreného PSK alebo QAM modulovaného signálu. Zosilnenie sa vykonáva prostredníctvom výkonového zosilňovača vysielača HPA (high power amplifier). Po zosilnení je vysielaný do okolia pomocou vysielacej antény vysielača
Budúcnosť DVB-H • Očakávania EU v 2008: 500 miliónov používateľov a objem na trhu 20 mild EUR • Zavedenie DVB-H zatiaľ nenapĺňa očakávania EU
Budúcnosť DVB-H • Druhá generácia: DVB-H2 v 2008 bol projekt pozastavený • Nezverejnené technické parametre
Budúcnosť DVB-H • Ďalšia generácia: DVB-NGH (Next Generation Handheld) už je vo finálnej fáze príprav • Zariadenia s podporou DVB-NGH by sa mali na trhu objaviť v 2013