Организация цифрового вещания

Цифровое вещание организовано следующим образом. На головной станции цифровые сигналы, которые нужно передать, кодируются кодерами MPEG, после чего они поступают на мультиплексор, собирающий сигналы в один цифровой поток со скоростью, равной сумме скоростей всех сигналов. Пропускная способность канала, измеряемая также в бит/с, должна превышать скорость цифрового потока. Затем этот поток необходимо преобразовать в форму, пригодную для передачи по каналу, т.е. подвергнуть его цифровой модуляции. В цифровом ТВ вещании применяется два метода модуляции – квадратурно-фазовая манипуляция QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) и квадратурно-амплитудная модуляция QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Суть этих методов одинакова: биты передаются путем скачкообразного изменения фазы синусоидального несущего колебания постоянной частоты. Однако, в методе QPSK амплитуда сигнала остается неизменной, а в методе QAM амплитуда меняется с цепью увеличения информативности передаваемого сигнала. Очевидно, метод QPSK характеризуется большей помехозащищенностью, но меньшей скоростью передачи, чем QAM. Поэтому QPSK используется в основном в каналах плохого качества, например, в каналах спутникового вещания.
В кабельном телевидении, где можно достигнуть гораздо большего отношения сигнал/шум, применяется QAM, что значительно повышает пропускную способность цифрового канала. Это дает ощутимую экономию занимаемой полосы частот. Существует несколько типов модуляции QAM: QAM-16, QAM-32, QAM-64 и другие. Они различаются количеством используемых уровней амплитуды в передаваемом сигнале а, следовательно, скоростью передачи и помехоустойчивостью. Из перечисленных типов наибольшую помехоустойчивость имеет QAM-16, а наименьшую – QAM-64, поскольку, чем большим количеством уровней передается сигнал, тем труднее их различить на приеме в результате действия искажений в канале. Аналогично количеству уровней квантования, количество уровней QAM определяется целой степенью числа 2. Суть методов квадратурной модуляции можно пояснить с помощью фазово-амплитудных диаграмм, показанных на рис. 3.10. По ним видно, что в модуляции QPSK используется только два уровня сигнала (нулевой и ненулевой), при QAM-16 используется уже 4 уровня сигнала, а, например, при QAM-64 будет использоваться 8 уровней.