Orbis pictus21. století

Tato prezentace byla vytvořenav rámci projektu

Orbis pictus 21. století

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Modulace pro přenos digitálního TV vysíláníModulace pro přenos digitálního TV vysíláníPřednáška č.2Přednáška č.2

Obor: Elektriář

Ročník: 3.

Vypracoval: Ing. Ladislav Polák, doc. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

OB21-OP-EL-ELZ-KRAT-U-3-008

OBSAH

Modulace OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex)

Vlastnosti modulace OFDM

Modulace s více nosnými - OFDM

Digitální modulace z hlediska počtu použitých nosných lze rozdělit na další skupinu:

přenos s jednou nosnou - používá digitální modulace ve formě FSK a vektorové modulace (QPSK, QAM). Díky vícecestnému šíření se projevují v kanále úniky, které jsou frekvenčně a polohově selektivní. Dále mohou být zřejmá echa, přeslechy ostatních signálů, impulsní rušení a amplitudová a skupinová zpoždění.

přenos s více nosnými - informace je přenášena digitálně pomocí velkého množství (až tisíců) nosných frekvencí s násobným protichybovým zabezpečením a datovým prokládáním. OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulace představují modulace pro terestrický přenos.

OFDM modulace – základní popis

Modulační metoda OFDM spočívá v použití několika desítek až tisíců nosných kmitočtů. Nosné jsou dále modulovány dle potřeby různě robustními modulacemi QPSK nebo M-QAM. Jednotlivé nosné jsou vzájemně ortogonální (tj. jejich skalární součin je nulový), takže maximum každé nosné by se mělo překrývat s průchody nulou ostatních. Datový tok celého kanálu se tak dělí na stovky dílčích datových toků jednotlivých nosných. Tím, že ve výsledku jsou toky na jednotlivých nosných přenášeny relativně nízkou modulační rychlostí, je OFDM odolná vůči vícecestnému (multipath) šíření. Dále se využívá vkládání ochranného intervalu – času, kdy se nevysílá žádná nová informace. Na přijímací straně je tak možné nerušeně přijmout právě vysílaný symbol. OFDM se tedy vyznačuje vysokou odolností vůči interferencím mezi symboly ISI (Inter Symbol Interference) a nosnými ICI (Inter Carrier Interference).

Spektrum OFDMSpektrum OFDM

Principielní koncepce vysílače a přijímače Principielní koncepce vysílače a přijímače

Realizace OFDM

Symboly OFDM jsou vyjádřeny spojitou funkcí času. Příslušné modulátory mohou mít podobu podle předchozího obrazu, v praxi se však používá modulace založená na diskrétní Fourierově transformaci DFT.

OFDM je možné získat ve vysílači pomocí této transformace, v praxi implementované algoritmem inverzní rychlé Fourierovy transformace IFFT . Na přijímací straně probíhá demodulace analogicky použitím přímé diskrétní Fourierovy transformace DFT. Transformace DFT, implementována i zde algoritmem FFT, potom ve skutečnosti realizuje přijímač se vzorkovaným přizpůsobeným filtrem

Blokový diagram OFDM vysílače/přijímačeBlokový diagram OFDM vysílače/přijímače

Na obrazu je naznačeno jedno z možných řešení OFDM vysílače a přijímače. Začněme vysílačem: přenášené bity jsou nejprve v bloku serio-paralelního převodníku (splitter) přiřazeny do skupin (představujících modulaci M-QAM). Jednotlivé skupiny přechází do bloku IFFT a dochází k jejich transformaci.

Jednotlivé skupiny (obvykle 512, 1024 nebo 2048 v závislosti na šířce kanálu) vlastně tvoří frekvenční složky spektra (subnosné), které jsou blokem IFFT převedeny do časové oblasti. Po průchodu blokem IFFT jsou jednotlivé skupiny převedeny zpět do sériového tvaru a je přidán ochranný interval CP (cyclic prefix), který je tvořen několika posledními vzorky z OFDM symbolu. Signál je dále tvarován a v bloku D/A převeden do analogové formy, přeložen do příslušného frekvenčního pásma a zesílen. V přijímací části dochází analogicky inverznímu postupu.

1. Vít, V. Televizní technika – přenosové barevné soustavy. BEN – technická literatura, Praha, 1997.

2. Fischer, W. Digital Video and Audio Broadcasting Technology. A practical Engineering Guide. Springer, 2009.

3. Reimers, U. DVB. The Family of International Standards for Digital Video Broadcasting. Springer, 2005.

4. www. access.feld.cvut.cz – výseldky výzkumu a další informace nejen z oblasti přístupových telekomunikačních sítí

5. www. wikipedia.org – internetová encyklopedie

Použitá literatura

Děkuji Vám za pozornost

Ladislav Polák, Tomáš Kratochvíl

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010