Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

42 страницы

517.00 ₽

Купить ГОСТ Р 54309-2011 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Распространяется на систему передачи РАВИС для цифрового наземного узкополосного вещания в ОВЧ диапазоне частот. Система РАВИС позволяет осуществлять информационное звуковое стереовещание и видеовещание как в случае стационарного приема, так и при расположении приемника в движущемся транспорте в городских условиях с плотной застройкой, многолучевостью и отсутствием прямой видимости антенны передатчика, а также в районах со сложным рельефом, в горной местности и густых лесных массивах. Данная система может быть использована вещателями, силовыми ведомствами, банковскими структурами, организациями городского и междугороднего транспорта. Система РАВИС обеспечивает передачу цифрового информационного потока в узкополосном канале с шириной полосы 100; 200 или 250 кГц. Стандарт устанавливает: - основные принципы построения системы для цифрового наземного узкополосного вещания; - процессы формирования кадровой структуры, методов канального кодирования, мультиплексирования и модуляции системы.

 Скачать PDF

Оглавление

1 Область применения

2 Термины и определения

3 Обозначения и сокращения

4 Общие положения

     4.1 Структурная схема

     4.2 Кодирование источника и мультиплексирование входных данных

     4.3 Формат передаваемых данных

     4.4 Режимы передачи

     4.5 Цифровые потоки, аудио- и видеоформаты

5 Требования к процессам формирования кадровой структуры, канального кодирования и модуляции

     5.1 Общие требования

     5.2 Требования к процессу формирования КД

     5.3 Требования к процессу рандомизации распределения энергии

     5.4 Требования к подсистеме канального кодирования

     5.5 Требования к внешнему кодированию БЧХ

     5.6 Требования к внутреннему кодированию ШРС

     5.7 Требования к битовому перемежению

     5.8 Требования к отображению битов на ячейки

     5.9 Требования к отображению ячеек на созвездие

     5.10 Требования к перемежению ячеек

     5.11 Требования к временному перемежению

     5.12 Требования к общей схеме OFDM-модуляции

     5.13 Требования к кадровой структуре OFDM

     5.14 Требования к частотному перемежению

     5.15 Требования к пилотным несущим

     5.16 Требования к несущим ППС

     5.17 Определение скорости полезного информационного потока

Приложение А (справочное) Радиочастотные характеристики системы

Приложение Б (справочное) Моделирование работы системы

Приложение В (рекомендуемое) Коррекция пик-фактора сигнала OFDM

Приложение Г (рекомендуемое) Разнесенная передача

Приложение Д (обязательное) Вычисление циклического избыточного кода

Приложение Е (обязательное) Процедура формирования матриц кода LDPC

Библиография

 
Дата введения01.09.2012
Добавлен в базу01.09.2013
Актуализация01.02.2020

Этот ГОСТ находится в:

Организации:

24.02.2011УтвержденФедеральное агентство по техническому регулированию и метрологии22-ст
ИзданСтандартинформ2012 г.
РазработанФГУП ГРЧЦ

Realtime audiovisual information system (RAVIS). Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial narrowband broadcasting system for VHF band. Technical specification

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

ГОСТР

54309-

2011

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

АУДИОВИЗУАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ (РАВИС)

Процессы формирования кадровой структуры, канального кодирования и модуляции для системы цифрового наземного узкополосного радиовещания в ОВЧ диапазоне

Технические условия

ш

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2012

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1    Разработан Федеральным государственным унитарным предприятием «Главный радиочастотный центр» (ФГУП «ГРЧЦ»)

2    ВНЕСЕН Федеральной службой по надзору в сфере связи «Роскомнадзор»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 февраля 2011 г. № 22-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ, 2012

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

-    формирование КД;

-    рандомизация распределения энергии КД;

-    внешнее кодирование КД (блочный код БЧХ);

-    внутреннее кодирование КД (блочный код LDPC);

-    битовое перемежение ПКД;

-    отображение битов на ячейки модуляционного созвездия;

-    перемежение ячеек в рамках одного или нескольких ПКД;

-    временное перемежение в рамках одного или нескольких ПКД;

-    отображение данных всех логических каналов на ячейки OFDM;

-    частотное перемежение и ввод служебных несущих;

-    коррекция пик-фактора;

-    ОБПФ;

-    введение защитного интервала и формирование полного сигнала OFDM.

Система допускает различные уровни модуляции QAM и различные скорости канального кодирования в канале КОС, которые используют для достижения оптимального соотношения между скоростью цифрового потока и надежностью (помехозащищенностью). Каналы ИСК и НКД отличает большая помехозащищенность и соответственно большая зона охвата вещанием и устойчивость приема по сравнению с каналом КОС.

Блок адаптации входного потока играет роль интерфейса и предоставляет возможность подключения к кодеру канала любого входного потока со скоростью, не больше заданной. Кроме того, блок адаптации входного потока формирует элементарные КД для дальнейшей обработки кодером канала.

Блок рандомизации осуществляет процедуру рассеивания энергии двоичного цифрового потока, превращая длинные последовательности идущих подряд нулей или единиц в псевдослучайную двоичную последовательность. Данная операция обеспечивает энергетический выигрыш при дальнейшем формировании радиосигнала (выигрыш по пик-фактору сигнала).

Блок помехозащитного кодирования включает в себя каскад из двух помехоустойчивых кодеров: БЧХ и LDPC. Выходная длина ПКД после канального кодирования для канала КОС зависит от полосы радиоканала, а также от наличия или отсутствия каналов ИСК и НКД (см. таблицу 6). Длина ПКД для канала НСК составляет 1312 бит, а для канала НКД — 1066 бит.

Битовый перемежитель предназначен для ослабления влияния пакетных битовых ошибок. Битовый перемежитель работает в пределах одного ПКД.

Блок модуляции осуществляет отображение последовательности групп битов (1 — BPSK, 2 — QPSK, 4 — 16-QAM, 6 — 64-QAM) на точки выбранного сигнального созвездия.

Перемежитель ячеек представляет из себя частотный перемежитель, обеспечивающий дополнительную устойчивость сигнала кчастотным замираниям в канале.

Временной перемежитель предназначен для глубокого перемежения одного или нескольких ПКД для защиты от временных замираний канала. Временной перемежитель присутствует только в канале КОС.

Работа канала НСК обеспечивается тем же набором блоков, что и работа канала КОС, за исключением временного перемежителя. Кроме того, для повышения помехоустойчивости данного канала используется только модуляция QPSK и скорость канального кодирования 1/2. Канал НКД построен аналогично каналу НСК, при этом используется только модуляция BPSK и скорость канального кодирования 1/2.

Мультиплексор потоков формирует из поступающих на его вход модулированных ячеек данных различных каналов OFDM-символы. При этом каждый канал отображают на определенное число несущих. Канал НСК отображают на 32 несущие, канал НКД — на 26 несущих. Число несущих канала КОС зависит от используемой полосы радиочастотного канала и наличия или отсутствия дополнительных каналов данных — НСК и НКД. После отображения данных всех каналов на несущие OFDM осуществляют частотное перемежение, в результате которого низкоскоростные надежные потоки передаются на различных несущих в различных символах OFDM, что повышает устойчивость системы передачи данных кчастотно-селективным замираниям. Кадр OFDM состоит из 41 символа OFDM. Размер ПКД в логическом канале данных равен произведению количества несущих OFDM, соответствующих логическому каналу данных, на число символов в кадре OFDM (см. 6.4, таблица 6).

Далее в мультиплексированный поток OFDM-символов вводят пилотные несущие и несущие ППС, обеспечивающие на стороне приема возможности синхронизации, коррекции канальных искажений и передачи дополнительной информации, в том числе о параметрах модуляции и канального кодирования, наличия различных каналов данных и пр.

ГОСТ Р 54309-2011

Коррекция пик-фактора сигнала является необязательной, но рекомендуемой. Возможный алгоритм коррекции пик-фактора приведен в приложении В.

На выходе ОБПФ формируют временной дискретизированный сигнал, который после введения защитного интервала поступает на вход блока ЦАП.

При использовании разнесенной передачи до ввода защитного интервала осуществляют введение задержки сигнала (см. приложение Г).

5.2 Требования к процессу формирования КД

Размер КД зависит от параметров канального кодирования (см. 6.4, таблица 6) и равен размеру некодированного блока БЧХ-кода Kbch.

КД состоит из заголовка, полезной нагрузки и заполнения.

В качестве полезной нагрузки могут быть использованы данные следующего типа (формата):

-ТП;

-    ПД, а именно, пакеты фиксированной или переменной длины;

-    пакеты протокола УИП;

-    НСПД.

Описание полей заголовка КД представлено в таблице 4.

Полезную нагрузку, представляющую собой пользовательские данные, записывают после заголовка. Ее размер записывают в поле длины данных заголовка, этот размер не может превышать значения, равного размеру КД минус размер заголовка.

Заполнение записывают после полезной нагрузки, если ее размер плюс размер заголовка меньше размера КД; заполнение производят нулями.

Таблица 4 — Описание полей заголовка КД

Поле

Размер

Описание

1 Тип данных, TYPE

1 Б (или более)

Поле состоит из битовых данных

Биты

поля

TYPE

Биты 0, 1

2 бит

Тип потока данных:

00Ь — пакеты протокола УИП;

01 b — непрерывный поток данных, структура которого неизвестна канальному кодеру, НСПД;

10Ь — поток пакетов переменной или постоянной длины, размер которых не превышает 65536 бит, ПД; lib—ТП

Бит 2

1 бит

Индикатор присутствия временной метки первого полного пакета данных в данном КД (для потоков типа ТП и ПД):

1 — временная метка первого полного пакета данных присутствует;

0 — временная метка первого полного пакета данных отсутствует

Бит 3

1 бит

Индикатор пакетов переменной длины для режима ПД: 1 — пакеты переменной длины;

0 — пакеты постоянной длины

Бит 4

1 бит

Индикатор добавления временнбй метки к заголовку пользовательского пакета (для потоков типов ТП и ПД):

1 — к заголовку каждого пользовательского пакета добавлена временная метка;

0 — временная метка не добавляется к заголовку пользовательского пакета

Бит 5

1 бит

Индикатор добавления номера КД: 1 — поле номера КД присутствует; 0 — поле номера КД отсутствует

Бит 6

1 бит

Зарезервирован

Бит 7

1 бит

Индикатор присутствия следующего байта, относящегося к полю TYPE:

1 — следующий байт относится к полю TYPE;

0 — следующий байт относится к следующему полю заголовка

2 Число битов пользовательского пакета UPL

2 Б

Поле присутствует только для данных ПД и только при сброшенном бите 3 поля TYPE (пакеты постоянной длины)

Окончание таблицы 4

Поле

Размер

Описание

3 Число битов поля данных DFL

2 Б

Длина поля данных, содержащего пользовательские пакеты

4 Число битов сдвига начала синхронизации SYNCD

2 Б

Расстояние от начала поля данных до начала пользовательского пакета (равно 0, если начало пользовательского пакета совпадает с началом поля данных; равно 65535, если в поле данных нет начала ни одного пакета); это поле отсутствует в режиме НСПД

5 Временная метка TIME

2 Б

Временная метка первого полного пакета данных (присутствует, если выставлен бит 2 в поле TYPE)

6 Номер КД N

2 Б

Порядковый номер текущего кадра данных по модулю 65536 (присутствует, если выставлен бит 5 в поле TYPE)

7 Контрольная сумма CRC-8

1 Б

CRC-8 для полей с первого по шестое (алгоритм расчета CRC-8 приведен в приложении Д)

ПД, пакеты фиксированной длины...................8    Б;

Размер заголовка кадра данныхзависит от типа данных полезной нагрузки, переменной или фиксированной длины пакетов, наличия временной метки пакетов, наличия номера КД:


ПД, пакеты переменной длины.....................6    Б;

ТП.......................................6    Б;

УИП......................................6    Б;

НСПД.....................................4    Б.

Размер заголовка увеличивается на 2 Б при передаче временной метки (выставлен бит 2 поля TYPE заголовка КД).

Размер заголовка увеличивается на 2 Б при передаче номера КД (выставлен бит 5 поля TYPE заголовка КД).

Размер заголовка кадра данных увеличивается на 1 Б при увеличении поля TYPE (выставлен бит 7 поля TYPE заголовка КД).

Пользовательские пакеты снабжаются заголовками (0,2 или 4 Б):

-    временная метка, 2 Б, если выставлен бит 4 поля TYPE (передача временной метки пользовательского пакета) — только для потоков типа ТП и ПД;

-    длина пакета, 2 Б, если выставлен бит 3 поля TYPE (пакеты переменной длины) — только для потоков типа ПД.

5.3 Требования к процессу рандомизации распределения энергии

КД рандомизируют (скремблируют) в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 3.

Порождающий полином для ПСДП имеет вид 1 + х14 + х15.

Загрузку инициализирующей последовательности «100101010000000» в регистры ПСДП, как указано на рисунке 3, следует проводить при начале обработки каждого КД.

Первый бит на выходе генератора ПСДП должен быть применен к первому биту (т. е. к старшему биту) первого байта КД.

Инициализирующая последовательность

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15


<3


00000011


г>

XOR


Рандомизированный выходной поток битов


Входной поток битов (от старшего к младшему)


Рисунок 3 — Схема рандомизации данных


ГОСТ Р 54309-2011
5.4    Требования к подсистеме канального кодирования

Подсистема канального кодирования должна выполнять внешнее кодирование БЧХ, внутреннее кодирование LDPC и побитовое перемежение. Входной поток должен состоять из КД, а выходной поток — изПКД.

Каждый КД, содержащий Kbcb битов, должен обрабатываться подсистемой канального (помехозащитного) кодирования для формирования ПКД, содержащего Nldpc битов Nbch - Kbch проверочных битов систематического внешнего кода БЧХ должны быть присоединены в начале КД, размер КД, таким образом, увеличивается до Nbch = Kidpc битов Njdpc - K/dpc проверочных битов внутреннего кодера LDPC должны быть присоединены в конце КД.

5.5    Требования к внешнему кодированию БЧХ

Для генерации ПКД код БЧХ (Nbch, Kbch), корректирующий Ошибок, должен быть применен к каждому КД. Примитивные полиномы кода БЧХ приведены в таблице 5.

Для получения порождающего полинома д(х) кода коррекции f ошибок кодера БЧХ следует перемножить первые Примитивных полиномов, соответствующих Nbch (см. таблицу 5).

Таблица 5 — Примитивные полиномы кодера БЧХ

Примитивные полиномы кодера БЧХ для различных значений Nbch

Примитивные полиномы для 512 <Л/ЬсЛ < 1024

0i М

1 + X6 + X7 + X9 + X10

02(х)

1 + X2 + X3 + X4 + X10

03(х)

1 +х2 + х3 + х4 + х5 + х6 + х8 + х9 + х10

04(х)

1 + X + X2 + X4 + Xs + X9 + X10

05(х)

1 + X + X2 + X5 + X6 + X8 + X10

06(х)

1 + X2 + X4 + X5 + X10

Примитивные полиномы для 2048 < Nbch < 4096

0i М

1 + X6 + X8 + X11 + X12

Примитивные полиномы кодера БЧХ для различных значений Nbcb

02(х)

1 + X2 + X6 + X8 + X9 + X11 + X12

0з(х)

1 + X6 + X9 + X10 + X12

04(х)

1 + X2 + X6 + X7 + X9 + X11 + X12

05М

1 + X3 + X4 + Xs + X6 + X7 + X8 + X10 + X12

06(х)

1 + Х + Х3 + Х4 + Х5 + Х7 + Х10 + Х11 + X12

07(х)

1 + X2 + X4 + X6 + X9 + X11 + X12

08(х)

1 + X2 + X3 + X7 + X8 + X9 + X10 + X11 + X12

9д(х)

1 + х + х2 + х4 + х6 + х8 + х9 + х1112

01 оМ

1 + X + X2 + X7 + X10 + X11 + X12

Примитивные полиномы для 4096 <Л/ЬсЛ < 8192

01М

1 + X9 + X10 + X12 + X13

02(х)

1 + х3 + х4 + х6 + х8 + х9 + х13

03(х)

1 + Х2+ Xs + X6 + X9 + X12 + X13

04(х)

1 + X3 + X4 + Xs + X7 + X10 + X11 + X12 + X13

05М

1 + х + х5 + х6 + х7 + х8 + х13

06(х)

1 + X4 + Xs + X6 + X8 + X12 + X13

Окончание таблицы 5

Примитивные полиномы кодера БЧХ для различных значений Nbch

Примитивные полиномы для 4096 < Nbcb <8192

97(х)

1 + X + X7 + X8 + X9 + X10 + X13

д8 М

1 + X4 + X6 + X8 + X9 + X10 + X11 + Х12+ X13

09(х)

1 +Х2 + Х3 + Х4 + Х5 + Х6 + Х7 + Х8 + Х9 + Х10 + Х11 + X12 + X13

01 о(х)

1 + X + X2 + X4 + X8 + X10 + X13

Примитивные полиномы для 8192 <Л/ЬсЛ < 16384

0i М

1 + X + X3 + Xs + X14

02(х)

1 + X6 + X8 + X11 + X14

03(х)

1 + X + X2 + X6 + X9 + X10 + X14

04(х)

1 + X4 + X7 + X8 + X10 + X12 + X14

д5(х)

1 + X2 + X4 + X6 + X8 + X9 + X11 + X13 + X14

д6(х)

1 + X3 + X7 + X8 + X9 + X13 + X14

д7(х)

1 + X2 + X5 + X6 + X7 + X10 + X11 + X13 + X14

д8(х)

1 + X5 + X8 + X9 + X10 + X11 + X14

д9(х)

1 + X + X2 + X3 + X9 + X10 + X14

д iqW

1 + X3 + X6 + X9 + X11 + X12 + X14

Параметры канального кодирования и размеры кадров да иных для всех каналов передачи данных приведены в таблице 6.

Таблица 6 — Параметры канального кодирования системы РАВИС

Примерная скорость кода

Некодированный блок БЧХ КЬсЛ

Кодированный блок БЧХ Nbch■ Некодированный блок LDPC К1фс

Коррекция / ошибок БЧХ-кода

Nbch Kbch

Кодированный блок LDPC Nldpc (число несущих в канале данных)

Канал основного сервиса (КОС), радиоканал 100 кГц

1/2

3904

4024

10

120

8 036 КОС (196 несущих)

2/3

5232

5362

130

3/4

5896

6026

1/2

3368

3488

120

6 970 КОС (170 несущих) + НКД

2/3

4520

4650

130

3/4

5096

5226

1/2

3248

3368

120

6 724 КОС (164 несущих) + НСК

2/3

4352

4482

130

3/4

4912

5042

1/2

2712

2832

120

5 658 КОС (138 несущих) + + НСК + НКД

2/3

3656

3776

130

3/4

4112

4242

ГОСТ Р 54309-2011

Продолжение таблицы 6

Примерная скорость кода

Некодиро ванный блок БЧХ Kbch

Кодированный блок БЧХ Nbch. Некодиро-ванный блок LDPC

X-Idpc

Коррекция / ошибок БЧХ-кода

Nbch Kbch

Кодированный блок LDPC Л/(фС (число несущих в канале данных)

Канал основного сервиса (КОС), радиоканал 200 кГц

1/2

8056

8196

10

140

16 400 КОС (400 несущих)

2/3

10792

10932

3/4

12160

12300

1/2

7536

7666

130

15 334 КОС (374 несущие) + НКД

2/3

10088

10228

140

3/4

11360

11500

1/2

7416

7546

130

15 088 КОС (368 несущих) + НСК

2/3

9920

10060

140

3/4

11176

11316

1/2

6880

7010

130

14 022 КОС (342 несущие) + НСК + НКД

2/3

9208

9348

140

3/4

10376

10516

Канал основного сервиса (КОС), радиоканал 250 кГц

1/2

10192

10332

10

140

20 664 КОС (504 несущие)

2/3

13640

13780

3/4

15360

15500

1/2

9664

9804

140

19 598 КОС (478 несущих) + НКД

2/3

12928

13068

3/4

14560

14700

1/2

9536

9676

140

19 352 КОС (472 несущие) + НСК

2/3

12760

12900

3/4

14376

14516

1/2

9008

9148

140

18 286 КОС (446 несущих) + НСК + НКД

2/3

12048

12188

3/4

13576

13716

Низкоскоростной канал (НСК)

1/2

592

652

6

60

1 312 (32 несущие)

Надежный канал данных (НКД)

1/2

472

532

6

60

1 066 (26 несущих)

Кодирование БЧХ входной битовой информационной последовательности М=(т0, ть ... , mKbch 2, mKbch-\ ) выполняют следующим образом:

-полином сообщения m(x)=mKbch -\XKbch~^+mKbch_2xKbch~2 + ... +т^х + т0 умножают на

X^bch^Kbch •

- xNhch-Kbch делят на порождающий полином д(х), остаток равен d(x) =

Nbch~K, , -Л

= dNbchKbch-,X bc/,4...+c/lX+do:

13

- создают выходное кодовое слово lbch, которое формирует информационное слово lbch для кодирования с помощью кодов LDPC в соответствии со следующим выражением:

lbch - (/'о, /1, ... »(Nfcrl) - (do, du dNbch-Kbch_2, dNbch-Kbch_i ,...,m0,irh.....mKbch-2, mKbch-1).

Примечание — Эквивалентный полином кодового слова имеет вид с(х) = xNbch~Kbch т (х) + d(x).

5.6 Требования к внутреннему кодированию LDPC

Кодер LDPC обрабатывает выход внешнего кодирования lbcb = (i0,i^,... ,//<■    ^ какблок информа

^N/dpc1 ^    ^0’ ^1 ’ ''' ’ ^Idpc 1’ ^0’ Pb ’ Idpc-KidpQ-l

\jj^j    I'lfj pnMDOnQULI D ТОППМ1 Ю R    ‘

ции размером K/c/pc битов и систематически кодирует его в кодовое слово А размером Л/Ирс, где А — (Xq, Х|, 7^2, ...,

7dp.

A/I

Задача кодера — определить

Параметры кода LDPC А/и„“с/с/с приведены в таблице 6.

idpc ~ KidPc = Midpc проверочных битов (p0, p,.....pM _1) для каждого блока из Kldpc информационных битов (/0, л,,... ,!кШрс-1 )■    Wpc

Матрица Н, используемая для расчета проверочных битов кода LDPC, имеет MLDPC строк, KLDPC столбцов и содержит относительно малое число ненулевых элементов hn т = 1, нерегулярно распределенных по строкам и столбцам.

Правило получения каждого из проверочных битов записывают в форме:

K/dps    K/dps

Pi =    +    Pi-1,/ = 1, ■ ■ ■ , Midpc, Po = 'ZhQ jij .

7 = 1 ’    7=1

Кодирование осуществляют с использованием матрицы /-/соответствующей размерности.

Процедура формирования матриц /-/для всех используемых параметров кода LDPC приведена в приложении Е.

5.7 Требования к битовому перемежению

Выход А кодера LDPC подвергают побитовому перемежению, которое представляет собой перемежение со сдвигом начала столбцов.

При перемежении со сдвигом начала столбцов биты данных А,-, поступающие от кодера LDPC, последовательно записывают в перемежитель по столбцам и последовательно считывают по строкам (старший бит заголовка ПКД считывают первым), как показано на рисунке 4. Запись стартовой позиции каждого столбца сдвигают на tc в соответствии с таблицей 7, в которой представлены значения tc для с = 0,..., 11; для остальных значений tc = fcmod 12-

Запись

Столбец 1    Столбец    Nc


Чтение

Старший

бит ПКД


Рисунок4 — Процедура битового перемежения


ГОСТ Р 54309-2011

Число строк побитового перемежителя Nr = 41, число столбцов Л/с = Nidpcd'\v Nr.

Модуль перемежения определен следующим образом:

-    входной бит А,-с индексом /', при 0 </'< Nldpc записывают в столбец с,-, строку г,-модуля перемежения,

где с,-= /' div Л/г,

П = (/' mod Nr + tCj mod ! 2) mod Nr]

-    выходной бит v; с индексом j для 0 <j < N!dpc считывают из строки г-, столбец с,-, где/у = у div Л/с,

Су = j mod Nc.

Таблица 7 — Сдвиг стартовой позиции столбца записи при битовом перемежении

Номер столбца с

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Параметр сдвига tc

0

2

5

9

9

13

17

19

19

23

31

37

5.8 Требования к отображению битов на ячейки

Один или несколько ПКД должны быть преобразованы в кодированный и модулированный БПД. Для этого поток входных битов сначала разделяют на кодовые слова ячеек, а затем эти слова отображают на модуляционное созвездие. Эффективное число битов на ячейку модуляции r|MOD приведено в таблице 8. БПД состоит из r|MOD ПКД, таким образом, число ячеек выходных данных в БПД равно Njdpc.

Таблица 8 — Число битов на ячейку модуляции

Тип модуляции

Число битов на ячейку д M0D

64-QAM

6

16-QAM

4

QPSK

2

BPSK

1

Разделение последовательности битов на модулирующие значения ячеек осуществляют следующим образом: битовый поток у,-, поступающий от битового перемежителя, разделяют (демультиплексируют) на Nsubstreams подпотоков, как показано на рисунке 5, значение Nsubstreams = цмоо.

Вход    Выход

v0,vbv2,... ^

Демультиплексор

й0,0’ “0,1’ “0,2’-■■

Ью> *1,1. *1,2"---

b Nsubstreams-1

0’ ^Nsubstreams^^’-"

Рисунок 5 — Демультиплексирование потока битов на подпотоки

Разделение потока битов определяют как отображение побитово перемеженных входных битов i/,-на выходные биты Ье у,

гДе J ~ ^ div N'substreams’

е — индексы битов, демультиплексированных на подпотоки (0 <е < Nsubstreams), которые зависят от значения / в соответствии с тем, как определено в таблице 9;

V,-— вход демультиплексора;

/ — индекс бита во входном потоке;

Ье у — выход демультиплексора;

j — индекс бита в заданном потоке на выходе демультиплексора.

15

Таблица 9 —Зависимости номеров входных и выходных битов демультиплексора

Формат модуляции

Соответствие битов

QPSK

Номер входного бита / div Nsubstreams

0

1

Номер выходного бита е

0

1

16-QAM

Номер входного бита / div Nsubstreams

0

1

2

3

Номер выходного бита е

3

1

0

2

64-QAM

Номер входного бита / div Nsubstreams

0

1

2

3

4

5

Номер выходного бита е

5

1

3

4

0

2

5.9 Требования к отображению ячеек на созвездие

Каждое кодовое слово ячеек [y,q,..., Уцмсю-\я] = [Ь/ Ьцмоо_Хд], поступающее от демультиплексора, должно быть отображено на точку созвездия одного из типов: BPSK, QPSK, 16-QAM или 64-QAM — для получения точки созвездия zq до нормализации.

Точные значения действительных и мнимых компонентов Re(Zg) и Im^) для каждой комбинации соответствующих входных битов yiq приведены для различных созвездий в таблице 10.

Созвездия и детализация применяемого к ним отображения показаны на рисунке 6.

Точки созвездия zq для каждого входного кодового слова ячеек [у,- q,..., Улмсю-1,д] нормализуют в соответствии с таблицей 11 для получения точного комплексного значения ячейки, которое должно использоваться при модуляции.

ГОСТ P 54309—2011

Таблица 11 — Коэффициенты нормализации точек созвездия

Модуляция

Нормирующий коэффициент

Модуляция

Нормирующий коэффициент

BPSK

ZQ

16-QAM

yVTo

QPSK

64-QAM


QPSK: порядок битов - y0 q y1 q;
Re{z} отображает y0q, Im{z} отображает y1 q lm{z}

j

10 " I

-1 •

00 1 —

1

-1

1 ^

1

• -

—1*

11

01


16-QAM: порядок битов -y0 q у y2 q y3q,
Re{z} отображает y0 q, y2 q, Im{z} отображает y1c/, y3q

lm{z}


1000

1001

1

J

10*10

ion"

1

1

-3#

0010

- 1 • 0011

00*00

00*01 1 —

1

-3

1

-1

-I1.

1 ^

3

• -

1101

1111

0111

0101

• -

-3*

1100

1110

0110

0100


64-QAM: порядок битов - y0 q y1q y2q y3q y4q y5 q,
Re{z} отображает y0 q, y2q, y4q, Im{z} отображает y1(?, y3q, y5q

lin{z}

1

к

-7*

100000

100010

101010

101000

001000 001010 000010 000000

-5*

100001

100011

101011

101001

001001

001011

000011

000001

-3#

100101

100111

101111

101101

001101

001111

000111

000101

-1 •

100100

1

100110

1

101110

101100

1

001100 001110

_1_1_

000110 000100

_1_1_

1

-7

1

-5

-3

1

-1

i

3

5

7

—1#

110100

110110

111110

111100

011100

011110

010110 010100

-3*

110101

110111

111111

111101

011101

011111

010111

010101

-5»

110001

110011

111011

111001

011001

011011

010011

010001

-7#

110000

110010

111010

111000

011000 011010 010010 010000

Рисунок 6 — Отображение битов ячеек на созвездия QPSK, 16-QAM и 64-QAM


17


ГОСТ Р 54309-2011

Содержание

1    Область применения...................................................1

2    Термины и определения................................................1

3    Обозначения и сокращения..............................................2

4    Общие положения....................................................4

4.1    Структурная схема.................................................5

4.2    Кодирование источника и мультиплексирование входных данных...................6

4.3    Формат передаваемых данных..........................................6

4.4    Режимы передачи..................................................6

4.5    Цифровые потоки, аудио- и видеоформаты..................................6

5    Требования к процессам формирования кадровой структуры, канального кодирования и модуляции ..............................................................7

5.1    Общие требования.................................................7

5.2    Требования к процессу формирования КД..................................9

5.3    Требования к процессу рандомизации распределения энергии....................10

5.4    Требования к подсистеме канального кодирования............................11

5.5    Требования к внешнему кодированию БЧХ.................................11

5.6    Требования к внутреннему кодированию LDPC...............................14

5.7    Требования к битовому перемежению....................................14

5.8    Требования к отображению битов на ячейки................................15

5.9 Требования к отображению ячеек на созвездие..............................16

5.10    Требования к перемежению ячеек......................................18

5.11    Требования к временному перемежению..................................18

5.12    Требования к общей схеме OFDM-модуляции...............................19

5.13    Требования к кадровой структуре OFDM..................................20

5.14    Требования к частотному перемежению..................................20

5.15    Требования к пилотным несущим......................................21

5.16    Требования к несущим ППС..........................................23

5.17    Определение скорости полезного информационного потока.....................25

Приложение А (справочное) Радиочастотные характеристики системы...................26

Приложение Б (справочное) Моделирование работы системы.........................27

Приложение В (рекомендуемое) Коррекция пик-фактора сигнала OFDM..................29

Приложение Г (рекомендуемое) Разнесенная передача.............................31

Приложение Д (обязательное) Вычисление циклического избыточного кода................32

Приложение Е (обязательное) Процедура формирования матриц кода LDPC...............33

Библиография........................................................39

III

5.10 Требования к перемежению ячеек

Псевдослучайный перемежитель ячеек должен равномерно распределять ячейки в БПД, чтобы обеспечивать в приемнике декорреляцию канальных искажений и сдвигать последовательность перемежения в БПД на протяжении одного блока временного перемежения (БВП, см. 5.11).

Вход перемежителя ячеек (gr Q,gr 1,..., gy Wce//s1 ) должен представлять собой ячейки данных БПД с индексом г, сформированного с помощью созвездия, г обозначает увеличивающийся индекс БПД внутри БВП. Этот индекс сбрасывают в нуль в начале каждого БВП. Выход перемежителя ячеек должен представлять собой вектор (dr Q,dr ^,...,drN    ),    определенный    выражением

’    ’    ’    cells    1

dr, Lr(q) = 9r, q ДЛЯ КЭЖДОГО <7=0,1.....Л/^и ,

где Nceus — число выходных ячеек данных на БПД (равное Nldpc) и

/_Дд) — функция перестановки, применяемая к r-му БПД в рамках БВП.

Функцию Lr{q) определяют следующим образом: L^q) = (q Kr) mod Ncells. Значения /^приведены в таблице 12.

Таблица 12 — Значения Кг для функции перестановки L^q)

r

0

1

2

3

4

5

Kr

99259

99401

99559

99679

99793

99901

5.11 Требования к временному перемежению

БВП состоит из одного или нескольких БПД. Его отображают на целое число (один или несколько) кадров OFDM. Длительность БВП Л/т, выраженная в кадрах OFDM, передается в ППС, NT= 1,..., 6.

Запись

Рисунок 7 — Схема временного перемежителя


Чтение

Первая


Временной перемежитель представляет собой строчно-столбцовый блоковый перемежитель, число столбцов NTc = 41 в перемежителе равно числу символов в кадре OFDM. Графическое представление временного перемежителя показано на рисунке 7. Данные ячеек записывают в столбцы, а считывают построчно.

Число строк временного перемежителя NTr = (A/ce//s • NT) div NTc.

Модуль перемежения определен следующим образом:

- входную ячейку uTi с индексом / при 0 </' < (A/ce//s • NT) записывают в столбец cTj, строку rTj модуля перемежения, гдест/= /div NTp rTi = i mod NTr]

- выходную ячейку vTj с индексом у для 0 <j < (A/ce//s • NT) считывают из строки rTj, столбец cTj, rflerT/ = ydivA/Tc, cTj = j mod NTc.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

АУДИОВИЗУАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ (РАВИС)

Процессы формирования кадровой структуры, канального кодирования и модуляции для системы цифрового наземного узкополосного радиовещания в ОВЧ диапазоне

Технические условия

Realtime audiovisual information system (RAVIS). Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial narrowband broadcasting system for VHF band. Specifications

Дата введения — 2012—09—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на систему передачи РАВИС для цифрового наземного узкополосного вещания в ОВЧ диапазоне частот. Система РАВИС позволяет осуществлять информационное звуковое стереовещание и видеовещание как в случае стационарного приема, так и при расположении приемника в движущемся транспорте в городских условиях с плотной застройкой, многолучевостью и отсутствием прямой видимости антенны передатчика, а также в районах со сложным рельефом, в горной местности и густых лесных массивах. Данная система может быть использована вещателями, силовыми ведомствами, банковскими структурами, организациями городского и междугороднего транспорта. Система РАВИС обеспечивает передачу цифрового информационного потока в узкополосном канале с шириной полосы 100; 200 или 250 кГц.

Настоящий стандарт устанавливает:

-    основные принципы построения системы для цифрового наземного узкополосного вещания;

-    процессы формирования кадровой структуры, методов канального кодирования, мультиплексирования и модуляции системы.

2    Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1    блок временного перемежения (time interleaving block): Множество ячеек, в которых выполняется временное перемежение.

2.2    блок помехозащищенных данных (FEC block): Множество из A/ce//s ячеек OFDM, передающих все биты одного или нескольких помехозащищенных кадров данных.

2.3    защитный интервал (guard interval): Временной интервал, вводимый между двумя последовательными OFDM-символами, предназначенный для защиты полезной части сигнала от искажений, связанных с эфирным многолучевым распространением.

2.4    кадр OFDM (OFDM frame): Совокупность символов OFDM, с начала кадра возможно декодирование передаваемых данных.

2.5    кадр данных (data frame): Множество из Kbch бит, формирующее вход одного процесса канального кодирования (кодирование БЧХ и LDPC).

2.6    пик-фактор сигнала (PAPR, peak-to-average power ratio): Отношение пиковой амплитуды сигнала к его среднеквадратичному значению.

2.7    символ OFDM (OFDM symbol): Сигнал длительностью Ts, включающий в себя все активные несущие, модулированные соответствующими значениями, а также защитный интервал.

2.8    синхробайт (sync byte): Байт со значением 47 в шестнадцатеричной системе счисления. Используется для определения начала транспортного пакета.

Издание официальное

2.9    транспортный пакет MPEG-2 (MPEG-2 transport packet): Последовательность из 188 Б, у которой первый байт является синхробайтом [1].

2.10    универсальная инкапсуляция потока (generic stream encapsulation): Протокол инкапсуляции пакетныхданных [2].

2.11    ячейка OFDM (OFDM cell): Значение, модулирующее одну несущую OFDM на протяжении одного символа OFDM, например, одна точка созвездия.

2.12    ячейка данных (data cell): Ячейка OFDM, не являющаяся пилотной или ячейкой параметров передачи сигнала.


3 Обозначения и сокращения

ш


В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения:


Af

А

h

"П MOD

16-QAM

64-QAM

^е, j

С(х)

С/

ст/

Ст, I, к

d(x)

di

dr mav


dr,q

div


fc

g(x)

9iM.g2M,

9r,i

н

iu

[bch

'j

lm(x)


K,


Kh


bch


infi


K/dpc

IS

''max

^min

Kr

Kfotal

I

L

ЦЯ)

M


—    округление в сторону минус бесконечности: округление в сторону меньшего целого числа, [xj <х;

—    полоса радиоканала;

—    кодовое слово LDPC;

—    биты кодового слова LDPC;

—    число битов на символ созвездия;

—    16-позиционная модуляция QAM;

—    64-позиционная модуляция QAM;

—    выходные биты с индексом j подпотока е, поступающие с демультиплексора битов на подпотоки;

—    полином кодового слова кода БЧХ;

—    номер столбца битового перемежителя;

—    номер столбца временного перемежителя;

—    значение ячейки для несущей к символа / кадра т\

—    остаток от деления т(х) на д(х) при кодировании БЧХ;

—    проверочные биты кода БЧХ;

—    максимальное допустимое число единичных элементов в строке матрицы Н кодера LDPC;

—    выход перемежителя ячеек для ячейки q БПДг;

—    оператор целочисленного деления, определенный следующим образом: xdivy =

= L*/yJ;

—    центральная частота РЧ сигнала;

—    порождающий полином кода БЧХ;

—    примитивные полиномы, необходимые для получения порождающего полинома кода БЧХ;

—    ячейки данных на входе перемежителя ячеек;

—    матрица для расчета проверочных битов кода LDPC;

—    элементы матрицы Н кодера LDPC;

—    выходное кодовое слово кодера БЧХ, состоящее из Nbch битов;

—    биты кодового слова кода БЧХ, формирующие информационные биты кода LDPC;

—    мнимая часть комплексного числа х;

-7Й;

—    индекс несущей OFDM;

—    индекс несущей относительно центральной частоты;

—    число битов некодированного блока кода БЧХ;

—    число информационных несущих логического канала / (КОС, ИСК, НКД);

—    число битов некодированного блока кода LDPC;

—    индекс последней активной несущей (с максимальной частотой);

—    индекс первой активной несущей (с минимальной частотой);

—    параметр в функции перестановки перемежителя ячеек;

—    число несущих OFDM;

—    индекс символа OFDM в кадре;

—    число символов в кадре OFDM;

—    функция перестановки перемежителя ячеек для r-го БПД в БВП;

—    информационное сообщение из Kbch битов, поступающее на кодер БЧХ;


2



М)dpc т тi т{х) mod

MPEG Surround ■

П;


N

N>

Nr

N,

Nr N, N. Л/, N NTr P(r)

Pi

q

r

П

rTi

R


bch


cells

Idpc


substreams


symb


Tc


DF

'fec


Re(x)

s(t)

s/

SYNCD

t

tc

Tp


>U

TIME

TYPE

uTi

v/

vTi

W;

XOR

Zq

ACE

BPSK

CD

CIF

CRC-8

DBPSK

DFL


■    число проверочных битов кода LDPC;

■    индекс кадра OFDM;

■    биты сообщения на входе кодера БЧХ;

■    полином сообщения на входе кодера БЧХ;

■    оператор взятия по модулю, определенный следующим образом: xmody = х- у|_х/у_|; - стандарт компрессии многоканальных звуковых сигналов;

■    число столбцов матрицы Н кода LDPC, содержащих / единиц;

■    поле заголовка КД, содержащее порядковый номер КД;

■    число битов в блоке, кодированном кодом БЧХ;

■    число столбцов битового перемежителя; числоячеекОБОМ на БПД;

■    число битов блока, кодированного кодом LDPC;

■    число строк битового перемежителя;

■    число подпотоков, генерируемых демультиплексором битов на подпотоки;

■    длительность полезной части символа OFDM в отсчетах;

■    число кадров OFDM в блоке временного перемежения (длительность БВП);

■    число столбцов во временам перемежителе;

■    число строк во временном перемежителе;

значение сдвига для перемежителя ячеек в r-м БПД БВП; проверочные биты кода LDPC;

■    индекс ячейки в кодированном и модулированном кодовом слове LDPC;

■    индекс БПД в БВП;

■    номер строки битового перемежителя;

■    номер строки временного перемежителя;

■    примерная скорость помехоустойчивого кодирования;

■    доля полезной информации в кадре данных;

■    скорость помехоустойчивого кодирования;

■    действительная часть комплексного числа х; математическая модель сигнала OFDM; биты информации ППС;

псевдослучайная последовательность, используемая при формировании матрицы Н кодера LDPC;

поле заголовка КД, описывающее сдвиг до начала пользовательского пакета; число ошибок, корректируемых кодом БЧХ;

■    значение сдвига начала столбца с;

■    длительность кадра OFDM;

■    длительность защитного интервала;

■    общая длительность символа OFDM;

■    длительность активного символа OFDM;

■    поле заголовка КД, содержащее временную метку первого полного пакета;

■    поле заголовка КД, описывающее данные, содержащиеся в КД;

■    входные ячейки временного перемежителя;

■    выходные биты битового перемежителя со сдвигом начала столбцов;

■    выходные ячейки временного перемежителя;

■    бит /опорной последовательности ПСДП на уровне символа;

■    операция «исключающего ИЯИ»/операция сложения по модулю 2;

■    бит/ кодового слова ячеек q, поступающий от демультиплексора битов на кодовые слова ячеек;

■    точка созвездия до нормализации;

■    метод активного расширения созвездия (active constellation extension);

■    двухпозиционная фазовая манипуляция (binary phase shift keying);

■    компакт-диск (compact disk);

■    размер кадра видео 352 х 288 пиксела (common intermediate format);

■    восьмибитовый циклический избыточный код (cyclic redundancy check); ■дифференциальная двухпозиционная фазовая манипуляция (differential binary phase shift keying);

■    длина поля данных (data field length);


3


—    система наземного цифрового телевизионного вещания (digital video broadcasting-terrestrial);

DVB-T

DVB-T2

FEC

H.264/AVC

НЕ-ААС

LDPC

MPEG-2

OFDM

PS

QAM

QCIF

QPSK

SBR

SIF

UPL

Б

БВП

БПД

БПФ

БЧХ

КД

КОС

НКД

HCK

НСПД

ОБПФ

ОВЧ

ПД

ПКД

ППС

ПСДП

РАВИС

CKO

ТП

УИП

ЦАП

—    система наземного цифрового телевизионного вещания второго поколения (digital video broadcasting-terrestrial, second generation);

—    упреждающая коррекция ошибок, помехоустойчивое кодирование (forward error correction);

—    Рекомендация Международного союза электросвязи ITU-R Н.264 — улучшенное видеокодирование (advanced video coding);

—    высокоэффективное улучшенное аудиокодирование (high efficiency advanced audio coding);

—    коды с малой плотностью проверок на четность (low density parity check);

—    группа стандартов цифрового кодирования и мультиплексирования видео- и аудиосигналов (motion picture experts group);

—    схема цифровой модуляции - ортогональное частотное мультиплексирование (orthogonal frequency-division multiplexing);

—    параметрическое кодирование стереозвукового сигнала (parametric stereo);

—    квадратурно-амплитудная модуляция (quadrature amplitude modulation);

—    размер кадра видео 176 х 144 пиксела (quarter common intermediate format);

—    четырехпозиционная фазовая манипуляция (quadrature phase shift keying);

—    воссоздание спектральной полосы — метод повышения эффективности аудиокодирования (spectral band replication);

—    размер кадра видео 320 х 240 пикселов (source inputformat);

—    длина пользовательского пакета (user packet length);

—    байт;

—    блок временного перемежения;

—    блок помехозащищенных данных;

—    быстрое преобразование Фурье;

—    двоичный блоковый код коррекции ошибок Бозе-Чоудури-Хоквингема (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem multiple error correction binary block code);

—    кадр данных;

—    канал основного сервиса;

—    надежный канал данных;

—    низкоскоростной канал;

—    неструктурированный поток данных;

—    обратное быстрое преобразование Фурье;

—    диапазон очень высоких частот (30—300 МГц);

—    пакетные данные;

—    помехозащищенный кадр данных;

—    параметры передачи сигнала;

—    псевдослучайная двоичная последовательность (pseudo random binary sequence, PRBS);

—    аудиовизуальная система реального времени (realtime audiovisual system, RAVIS);

—    среднеквадратичное отклонение;

—    транспортный пакет MPEG-2;

—    универсальная инкапсуляция потока (generic stream encapsulation, GSE);

—    цифро-аналоговый преобразователь.

4 Общие положения

Система РАВИС предназначена для использования в радиовещательных полосах I и II ОВЧ диапазона частот (65,8—74,0 и 87,5—108,0 МГц). Диапазон частот, используемый для вещания РАВИС, позволяет локализовать вещание, т. е. на одной и той же частоте в разных городах передавать различные программы. При этом радиус покрытия передатчиком является достаточным для обеспечения приема в отдаленных пунктах там, где другим способом осуществить вещание невозможно.

Система РАВИС предназначена для приема в транспорте, а также на переносные и стационарные приемные устройства. Она позволяет передавать в одном канале шириной 250 кГц более 10 программ стереозвукового вещания CD качества либо видеопрограмму с несколькими каналами звукового сопровождения. Предусмотрены варианты системы при ширине полосы 200 и 100 кГц с меньшей пропускной способностью и меньшим числом звуковых программ в мультиплексе.

4

ГОСТ Р 54309-2011

Кроме ширины полосы канала предусмотрено несколько возможныхзначений параметров канального кодирования и модуляции системы РАВИС, что позволяет организовывать вещание в различных условиях окружающей среды и помеховой обстановки, обеспечивая вещателю выбор между надежностью передачи и скоростью передачи данных в системе. Эти параметры позволяют также организовывать вещание в одночастотных сетях, например, вдоль автомобильных трасс.

В системе предусмотрены, помимо логического канала КОС, канал передачи низкоскоростных данных с повышенной надежностью передачи (НСК) и канал высоконадежной передачи данных (НКД). Эти логические каналы могут использоваться, например, в системах оповещения о чрезвычайных ситуациях ит.д.

4.1 Структурная схема

Структурная схема передающей части системы РАВИС представлена на рисунке 1.

Составные части блока обработки, канального кодирования и перемежения входныхданных в каждом из трех каналов системы РАВИС представлены на рисунке 2.

На вход каждого из трех каналов подают данные различного типа с соответствующей скоростью передачи, поступающие от кодеров источников (звук, видео, др. данные) и мультиплексоров.

Из входных данных формируют КД (см. 6.2). Далее проводят рандомизацию энергии внутри КД (см. 6.3). Рандомизированные КД подвергают помехозащитному канальному кодированию, включающему в себя внешнее (см. 6.4) и внутреннее (см. 6.5) кодирование (кодер БЧХ и кодер LDPC). Далее изменяют порядок следования битов внутри ПКД (битовое перемежение, см. 6.6), проводят отображение битов КД на точки модуляционного созвездия (см. 6.7,6.8), перемежение ячеекданных (см. 6.9) и перемежение блоков ячеек (временное перемежение) в рамках одного или нескольких КД (см. 6.10). Временное перемежение предусмотрено только для КОС.

Далее проводят формирование символов и кадров OFDM: отображение ячеекданных всех каналов на несущие OFDM (см. 6.11), перемежение данных несущих (см. 6.13), ввод пилотных несущих (см. 6.14) и несущих ППС (см. 6.15) с учетом номера символа, коррекцию пик-фактора (см. приложение В), формирование сигнала символа OFDM во временной области с помощью ОБПФ, формирование задержки при использовании разнесенной передачи (см. приложение Г), ввод защитного интервала (см. 6.12).

Сформированный на этом этапе в цифровом виде сигнал РАВИС преобразуют в аналоговую форму, фильтруют, переносят на частоту вещания, усиливают по мощности и излучают.

Рисунок 1 — Структурная схема передающей части РАВИС

Рисунок 2 — Составные части блока обработки, канального кодирования и перемежения входных данных

5

4.2    Кодирование источника и мультиплексирование входных данных

На входы каналов данных КОС, НСК и НКД подают двоичные данные, переносящие различную информацию. В первую очередь система РАВИС предназначена для передачи видео- и звуковой информации. Эта информация должна предварительно подвергаться эффективному кодированию с целью устранения как статистической избыточности, таки избыточности восприятия (визуальной, звуковой).

Примечание — В настоящее время наиболее перспективными для использования в системе РАВИС являются звуковой кодер НЕ-ААС [3] (включая кодирование SBR, PS, MPEG Surround) и видеокодер H.264/AVC [4]; кодер НЕ-ААС позволяет передавать в потоке 32 Кбит/с высококачественный стереозвук, а кодер H.264/AVC обеспечивает видео высокого качества формата CIF 25 кадров/с при потоке менее 500 Кбит/с.

Закодированные данные источников мультиплексируют с использованием различных форматов, включая пакеты постоянной (в том числе ТП MPEG-2) и переменной длины.

4.3    Формат передаваемых данных

Подаваемые на вход трех логических каналов данные могут иметь различный формат, который указывается в заголовке КД. Предусмотрены четыре типа (формата) данных:

-    пакеты данных постоянной или переменной длины;

-    ТП (пакеты фиксированной длины известного размера и структуры);

-    пакеты протокола УИП;

-    НСПД.

4.4    Режимы передачи

В системе РАВИС используют три режима передачи с полосой радиоканала 100; 200 или 250 кГц.

Радиоканал 250 кГц: всего 553 несущих, из них 504 информационных.

Радиоканал 200 кГц: всего 439 несущих, из них400 информационных.

Радиоканал 100 кГц: всего 215 несущих, из них 196 информационных.

Кроме логического канала КОС могут передаваться один или два дополнительных логических канала данных — низкоскоростной канал (НСК, пропускная способность около 12 Кбит/с) и надежный канал данных (НКД, пропускная способность около 5 Кбит/с).

Размер КД в логическом канале КОС зависит от полосы радиоканала, скорости канального кодирования и присутствия или отсутствия дополнительных каналов данных. Допустимые скорости канального кодирования — 1/2,2/3, 3/4; допустимые типы модуляции — QPSK, 16-QAM, 64-QAM.

Размер кадра данных в логическом канале НСК — 656 бит, скорость канального кодирования — 1/2, тип модуляции — QPSK. Данные канала передают на 32 информационных несущих.

Размер кадра данных в логическом канале НКД — 533 бит, скорость канального кодирования — 1/2, тип модуляции — BPSK. Данные канала передают на 26 информационных несущих.

Интервал между несущими составляет (4000/9) Гц. Длительность полезной части символа OFDM составляет 2,25 мс. Длительность защитного интервала — 1/8. Кадр OFDM состоит из 41 символа.

4.5    Цифровые потоки, аудио- и видеоформаты

Скорости цифровых потоков в одном радиоканале для всех комбинаций модуляционного созвездия и скорости помехоустойчивого кодирования приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Скорости цифровых потоков в одном радиоканале

Тип созвездия

Скорость кода

Скорость потока данных, Кбит/с

Канал 100 кГц

Канал 200 кГц

Канал 250 кГц

QPSK

1/2

80

160

200

2/3

100

210

270

3/4

120

240

300

16-QAM

1/2

150

320

400

2/3

210

420

530

3/4

230

470

600

64-QAM

1/2

230

470

600

2/3

310

630

800

3/4

350

710

900

ГОСТ Р 54309-2011

Возможное число передаваемых программ звукового стереофонического вещания формата 32 Кбит/с в одном радиоканале для всех комбинаций модуляционного созвездия и скорости помехоустойчивого кодирования приведено в таблице 2.

Таблица 2 — Возможное число передаваемых звуковых программ в одном радиоканале

Тип созвездия

Скорость кода

Число звуковых программ (32 Кбит/с)

Канал 100 кГц

Канал 200 кГц

Канал 250 кГц

QPSK

1/2

2

4

6

2/3

3

6

8

3/4

3

7

9

16-QAM

1/2

4

9

12

2/3

6

13

16

3/4

7

14

18

64-QAM

1/2

7

14

18

2/3

9

19

24

3/4

10

22

28

Предпочтительные видеоформат и число передаваемых программ звукового стереофонического сопровождения формата 32 Кбит/с в одном радиоканале для всех комбинаций модуляционного созвездия и скорости помехоустойчивого кодирования приведены в таблице 3.

Таблица 3 — Предпочтительные видеоформат и число передаваемых звуковых программ в одном радиоканале

Тип созвездия

Скорость кода

Видеоформат, число кадров/с (число аудиопрограмм)

Канал 100 кГц

Канал 200 кГц

Канал 250 кГц

QPSK

1/2

QCIF, 5 (1)

QCIF, 12,5 (1)

QCIF, 12,5 (1)

2/3

QCIF, 5 (1)

QCIF, 12,5 (1)

SIF, 12,5 (1)

3/4

QCIF, 10 (1)

SIF, 12,5 (1)

SIF, 12,5 (1)

16-QAM

1/2

QCIF, 10 (1)

SIF, 12,5 (1)

CIF, 12,5 (2)

2/3

QCIF, 12,5 (1)

CIF, 12,5 (2)

CIF, 25 (1)

3/4

QCIF, 12,5 (1)

SIF, 25 (1)

CIF, 25 (2)

64-QAM

1/2

QCIF, 12,5 (1)

SIF, 25 (1)

CIF, 25 (3)

2/3

SIF, 12,5 (1)

CIF, 25 (3)

CIF, 25 (4)

3/4

SIF, 12,5 (1)

CIF, 25 (5)

CIF, 25 (6)

Данные в таблицах 1—3 приведены для логического канала КОС при отсутствии каналов ИСК и

НКД.

5 Требования к процессам формирования кадровой структуры, канального кодирования и модуляции

5.1 Общие требования

Система канального кодирования и OFDM-модуляции — это функциональный блок, выполняющий адаптацию данных от выхода кодера источника сигнала к характеристикам канала. Потоки данных всех логических каналов данных (КОС, ИСК, СКД) подвергают следующим преобразованиям (см. рисунки 1,2):

7