文摘
本文描述了设计和实现一个多通道的OFDM-based数字视频广播系统测试平台超高(UHD)广播服务定义。开发了数字视频广播系统测试平台已经安装在商业广播电台,和审判的广播服务系统已经通过商业在职网络执行。性能测量,现场试验也执行。评估的实际性能实现的系统,商业广播使用机顶盒。此外,通过使用测量接收机等系统性能评估的误码率,每,中国北车。因为高效视频编码(HEVC)可以成功地与原始数据的传输多媒体内容51.6 Mbps,多通道UHD服务可以在单个物理6 mhz服务通道。
1。介绍
最近各种先进的广播技术研究和开发1- - - - - -4]。在地面广播系统中,传输标准支持4 k超高定义(UHD)广播服务进行了调查和开发5,6]。此外,对于多通道UHD广播服务,正交频分复用(OFDM)为基础的数字视频广播系统设计(7,8]。
在这篇文章中,一个OFDM-based数码广播传输系统设计并实现了支持多通道UHD服务。首先,可见性的阈值设计评估系统在加性高斯白噪声(AWGN)和衰落信道。和可见性的评估阈值(ToV)设计系统的性能比现有的数字广播系统(9,10]。ToV绩效评估后,实施,现场可编程门阵列(fpga)。此外,评估实现传输系统的性能,进行了田间试验通过商业在职网络(11韩国大田市)。在田间试验,实现测量发射机和接收机之间的距离是27.1公里,和中间的测试路线,一个放大器采用。检查的顺利操作系统实现的,一个商业机顶盒(STB)是使用。
此外,评估性能,频谱分析仪和实时交通流分析器被认为是。测试结果显示,运行平稳,性能优越的OFDM-based实现数字视频广播系统发射机。
本文的其余部分组织如下。部分2介绍了系统的实现模型系统。部分3描述了硬件实现和主要系统参数。部分4描述了现场试验条件。测试结果提供了部分5。最后,给出了结论部分6。
2。实现OFDM-Based数字视频广播系统模型
OFDM-based实现数字视频广播结构如图1。如图1物理层的发射机是由管道(PLP)处理,框架构建器,OFDM一代。PLP是作为一个独立的逻辑通道。每个PLP处理块由一个数据输入处理块,向前纠错代码(FEC)和交叉块,和QAM映射块。联邦选举委员会由Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (BCH)外代码和低密度奇偶校验(LDPC)内的代码。而修正传输错误的方法,是一个非常强大的技术,它产生一个错误条件。BCH码可以删除造成的错误地板LDPC译码器的接收器。选举委员会的编码比特然后映射到正交幅度调制(QAM)符号和最终分配给每个子通道的OFDM符号(7,12]。
接下来,一个数据切片器生成一个或多个PLP片数据。一个数据块或多个数据片的组合生成一个传输框架。传输帧传输通过快速傅里叶逆变换(传输线)和数模转换(DAC)在一个OFDM块产生一个射频(RF)信号。
最后,把一块L1信号传输到序言帧传输信息的一部分。这是相关数据片的位置,可调整在接收机接收一个数据块(7,12]。
接收器的操作在一个传统的6或8 MHz电视调谐器广泛传输信号的带宽可以提取部分,其中包含所需的服务。这部分由一个数据块,从来没有超过传统的接收器带宽调谐器(7,12,13]。
3所示。硬件实现和OFDM-Based数字广播系统的主要参数
图2描述了实现OFDM-based数字广播系统与选举委员会的编码器,调制器,DAC转换。对于一个方便的实现,每个董事会使用相同的FPGA实现。在执行委员会,联邦选举委员会运行编码器和调制器是由控制电脑。DAC模块将复杂的数字信号转换为44 MHz如果模拟信号。射频升频器设计独立并将44 mhz如果信号转换成射频信号。控制模块设计的实现控制。表1- - - - - -3显示使用传感器实现。一个方便的实现中,我们使用相同的FPGA实现董事会。表4显示了实现数字广播系统的主要系统参数对6 mhz带宽(7,14]。
的参数表4,实现多通道UHD广播服务51.6 mbps,保护间隔(GI), 1/64 9/10 4096 QAM, coderate选择我们的现场试验。
系统配置和设备设置如图3。在发射端,mpeg - 2 TS发生器用于生成HEVC流并通过DVB-ASI界面上的。在广播网络,光纤和同轴网络使用。使用光纤传输站的入口接待建筑,和同轴网络用于在建广播有线电视。广播网络是利用多系统操作员(美索)在韩国。
在接收端,机顶盒接收到下游信号和接口UHD显示,监控电脑,流分析仪。新加坡旅游局包括调谐器、解调器、HEVC解码器。为数字电视调谐器可以支持数字接收标准。
4所示。现场试验条件
评估的性能实现OFDM-based数字视频广播系统发射机,实地试验是在一个商业在职网络环境。图4显示了实现现场试验床OFDM-based数字视频广播系统。在实现系统、板式选举委员会的编码器和调制器是发达,这是由电脑控制的。RF上升变换器将44 MHz的如果频率信号转换为所需的射频通道。在该测试中,225 mhz是射频中心频率。
路线用于田间试验中所描述的图4。前端位于Seonhwa-dong Jung-Gu,韩国大田市。从这个前端,下游信号被传输到实验室的电子通信彻底Yuseong站充当推动信号放大器。图5显示了广播网络的配置。广播网络是连接到一个前端通过光纤和实验室距Seonhwa站约27.1公里。一个光网络单元(ONU)将光信号转换为射频信号最后通过同轴电缆网络分布。的网络配置提交审判是描绘在图6。
(一)提交测试路线结构
(b)现场测试网络功能
5。绩效评估
5.1。绩效评估和比较
检查ToV设计系统误码性能评估在AWGN和衰落信道环境。此外,评估设计系统的性能比现有的数字广播系统。
表5显示了系统参数对比现有的传输方案(9,10),实现传输方案。目前使用现有的传播方法是基于一个载体,可以传输最多38.8 mbps,而实现基于多载波传输方法和传输最大51 mbps提供的传输速度提高了约30%。的情况(9),基于1024 - qam系统设计和实现了UHD有线电视。此外,系统的数据速率(9]类似的实现系统与1024 qam。因此,在本节中,ToV性能之间的设计方案9),本文实现的系统的比较。
图7展示设计的数字视频广播系统的误码性能根据调制和coderate在AWGN信道。在1024 qam coderate 9/10的情况下,传输速度是48.84 mbps,约为29.35分贝。自ToV系统(932.7 db,设计系统的性能大约3分贝比的系统9在类似的传输条件。和4096 qam ToV 9/10 coderate大约35分贝。因此,在设计系统的情况下4096 qam和coderate 9/10,如果传输通道的信噪比高于35 db,多通道UHD服务可以成功。
图8描述了误码性能在回声通道1的表6(15]。在这种衰落信道,4096 qam的ToVs coderate 9/10和9/10 1024 qam coderate 36.3 db和30.7 db,分别。ToV衰落信道的性能大约是1.5 db比AWGN信道,因为这种衰落信道模型正确地反映了实际广播网络环境,应保证信噪比高于36.3 db提供多通道UHD内容与4096年在职qam广播网络。
5.2。现场试验结果和讨论
如前所述,成就一个流的比特率51.6 Mbps, 4096 QAM和LDPC码率是9/10。在我们的论文中,实现了流的比特率51.6 mbps意味着数据传输速率没有头和飞行员符号。图9显示接收到的广播信号的频率响应。光谱结果描述的中心频率为225 MHz,和输入功率测量的模拟-数字转换器(ADC)是-27.48 dBm在6 MHz通道带宽。图10显示了星座均衡后的接收信号的过程。星座倾倒和描述的数据在一个监控电脑连接到接收器。图中,平衡的接收信号的分析显示出明显的QAM星座点。
检查接收到的信号信息商业接收信号分析仪在图3。这个商业信号分析仪显示L1信号数据和联邦选举委员会第2部分帧头图中描述11。所有的参数都是一样的,如表所示4。这意味着FEC编码器和调制器实现正常工作。
田间试验的结果是主要用来评估两个方面:接收性能和无缝流接收状态。测量接收性能,商业机顶盒被修改。从修改后的机顶盒,串口输出数据收集的监控电脑。图12显示的是测量载波噪声比(C / N)和BER BCH译码器后商业机顶盒。测量了C / N的值为40.25分贝。这个值优于所需(36.3 dB)如图8。,如射频升频器模拟部分和数字逻辑块正确发展。此外,测量误码率是零,因为优越的C / N的接收器。接收方系统配置如图13。正如所料,视频显然在UHDTV上播放。此外,无缝播放。
此外检查51.6 Mbps的成就流比特率,接收信号的比特率是由TS分析仪监控图3。图14描述了TS分析器的结果。在图中,接收方可以获得从发达系统常数51.6 mbps。
6。结论
OFDM-based数字视频广播系统发射机用fpga实现了多通道UHD服务,和实现发射机测试在一个商业在职广播网络。此外,实现系统的性能是衡量商业机顶盒和信号分析仪。测试结果表明,该实现OFDM-based数字视频广播发射机可以达到51.6 mbps的多通道UHD广播服务的传输速度。此外,各种测试结果描述如接收信号频谱、误码性能,中国北车4096 qam的相关性能和物理网络状态。这些测试结果可以提供基本的信息OFDM-based数字视频广播技术在许多国家和可能导致下一代数字广播系统的发展。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这项工作得到了学院信息与通信技术促进(IITP)授予由韩国政府2016-0-00106号(MSIP)发展智能射频信号在IP技术的基于光学IP网络媒体服务。