В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Розалия Котикова
НИИР
Михаил Петров
НИИР
В настоящее время широкое распространение получает цифровое звуковое радиовещание в формате DRM в диапазонах низких, средних и высоких частот. В этих диапазонах частот в полосе одного радиоканала шириной 10 кГц возможна передача стереофонической программы высокого качества и нескольких информационных программ. Разработаны комплекты передающей и приемной аппаратуры, организованы сети цифрового звукового радиовещания в нескольких европейских странах, в том числе опытное вещание в нашей стране. Несомненно, цифровые методы передачи программ звукового вещания в указанных диапазонах частот дают существенные преимущества по сравнению с традиционным способом амплитудной модуляции.
Если говорить о внедрении цифровых методов в диапазоне ОВЧ (66-74 МГц и 87,5-108 МГц), где успешно применяется частотная модуляция, то получение большого эффекта от улучшения качества принимаемых звуковых программ не столь велико по сравнению с диапазонами НЧ, СЧ и ВЧ. Более существенным здесь является повышение эффективности использования частотного ресурса. В этом смысле цифровая система DAB-T ("Эврика-147") могла бы значительно улучшить использование полосы частот, отведенной для звукового радиовещания в диапазоне ОВЧ. Эта система позволяет организовать на одной несущей частоте в полосе 1,5 МГц до шести стереофонических программ звукового вещания и несколько дополнительных информационных программ. Однако внедрение этой системы требует полной реорганизации существующей аналоговой сети в диапазоне ОВЧ или организации вещания в других диапазонах частот.
Существуют системы, позволяющие организовать передачу цифровых сигналов одновременно с аналоговым сигналом в одном частотном канале. В частности, такими свойствами обладает система IBOC, в которой передача аналоговых сигналов звукового вещания осуществляется путем частотной модуляции несущего колебания, а передача цифровых сигналов производится в двух сформированных высокочастотных полосах частот, симметрично отстоящих от несущей частоты на 120-200 кГц. Однако, как убедительно было показано в статье Л. Канцельсона и Л. Козловой "Еще раз про IBOC и DAB" (Broadcasting. Телевидение и радиовещание. № 4 (72), 2008), эта система несовместима с существующей аналоговой сетью ЧМ-вещания из-за больших взаимных помех.
Авторы данной статьи предлагают другой вариант создания системы, позволяющей осуществлять одновременную передачу аналоговых и цифровых сигналов звукового вещания (ЗВ) в одном частотном канале. Предлагаемый способ заключается в применении цифрового метода передачи сигналов звукового вещания в формате DRM в канале частотного уплотнения на поднесущей частоте ЧМ-передатчика. В этом случае формируется сложный сигнал, который модулирует по частоте несущее колебание передатчика. Сложный сигнал представляет сумму низкочастотного аналогового сигнала в полосе частот комплексного стереосигнала (30 Гц - 53 кГц) и цифрового сигнала в формате DRM в спектре сигнала поднесущей частоты. Поднесущая частота располагается выше спектра комплексного стереосигнала. Сигнал DRM формируется в полосе частот +/-10 кГц от поднесущей частоты (рис. 1).
Девиация несущей частоты передатчика распределяется между аналоговым и цифровым сигналом следующим образом: большая часть девиации несущей частоты (80-90%) отводится на передачу аналогового сигнала, меньшая часть (20-10%) - на передачу цифрового сигнала в формате DRM.
Такое распределение девиации частоты между сигналами основного канала и сигналами дополнительного канала на поднесущей частоте характерно для систем частотного уплотнения в диапазоне ОВЧ - в частности, системы уплотнения вещательного канала УВК-2 (ОСТ 45.125-99 "Передатчики радиовещательные ОВЧ-диапазона, работающие в режиме частотного уплотнения. Параметры, технические требования, методы измерений". - ЦНТИ "Информсвязь". - М., 1999). При этом зоны уверенного приема сигналов аналогового основного и цифрового дополнительного каналов практически совпадают и незначительно отличаются от зоны приема ОВЧ ЧМ-передатчика при его работе в обычном (не уплотненном) режиме. Эффективность использования частотного ресурса увеличивается за счет того, что на одной несущей частоте производится передача двух программ звукового вещания и нескольких информационных программ. Причем передатчик может работать как в режиме передачи двух монофонических программ ЗВ ( основной и дополнительной), так и в режиме передачи двух стереофонических программ ЗВ или в любых других сочетаниях передачи.
Спектр частот сигнала в системе с частотным уплотнением и занимаемая полоса частот в эфире существенно отличаются от спектра частот и занимаемой полосы в системе IBOC. Спектр частот в предлагаемой системе представляет собой спектр ЧМ-колебания, промодулированного сложным сигналом, и выражается функцией Бесселя. В работе Г. Картьяну "Частотная модуляция" (1961) показано, что в этом случае ширина занимаемой полосы частот в эфире, ограниченная компонентами спектра на уровне 1% от величины немодулированной несущей, не превышает значения 2,5-3,5 от суммы девиаций несущей частоты всеми частотами модуляции.
На рис. 2 показана укрупненная блок-схема организации цифрового канала на поднесущей частоте в спектре модулирующего сигнала ОВЧ ЧМ-передатчика.
Прием цифровых сигналов дополнительного канала осуществляется радиовещательными приемниками с диапазоном ОВЧ при их доукомлектовании демодуляторами сигналов DRM. Укрупненная блок-схема приема сигналов основного и цифрового дополнительного каналов приведена на рис. 3.
В цифровом кодере-модуляторе (рис. 2) осуществляется:
В цифровом синтезаторе DRM производится формирование сигнала с поднесущей частотой, квадратурный перенос низкочастотного OFDM-сигнала на поднесущую частоту и усиление до необходимого уровня.
В полосовом фильтре осуществляется формирование полосы частот сигнала DRM в пределах +/-10 кГц от частоты поднесущей и необходимое ослабление компонент сигнала DRM за этой полосой. После полосового фильтра сформированный сигнал DRM поступает на широкополосный вход возбудителя ОВЧ ЧМ-передатчика, на низкочастотный вход которого подается аналоговый сигнал основного канала.
Система может быть быстро реализована, если использовать кодер и синтезатор DRM для передатчиков диапазона низких частот. В этом случае параметры модуляции несущего колебания ОВЧ-передатчика могут быть выбраны, например, такими же, как в действующей системе частотного уплотнения УВК-2. Система УВК-2 более 10 лет успешно функционирует на передатчике звукового сопровождения 3 ТВ-канала в г. Москве, осуществляя передачу по дополнительному каналу специальных программ для слушателей с нарушением зрения. В предлагаемой системе, как и в системе УВК-2, поднесущая частота выбирается равной 78,125 кГц, девиация несущей частоты передатчика сложным сигналом составляет +/-75 кГц, девиация несущей частоты цифровым сигналом DRM на поднесущей частоте равна +/-10 кГц. При таких параметрах система совместима с аналоговой сетью звукового радиовещания и может быть использована в период перехода от аналогового вещания к полностью цифровому вещанию после принятия соответствующего цифрового стандарта для диапазона ОВЧ.
Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #1, 2009
Посещений: 16498
Статьи по теме
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
