ГОСТ Р 58912-2020. Национальный стандарт Российской Федерации. Телевидение вещательное цифровое. Система эфирного наземного цифрового телевизионного вещания второго поколения DVB-T2. Общие технические требования

7.3 Первичная модуляция и отображение символов на сигнальные созвездия

7.3.1 Общие требования

7.3.1.1 В системе DVB-T2 для передачи сигналов необходимо использовать многочастотную схему модуляции с частотным распределением ортогональных несущих (OFDM).

7.3.1.2 Каждая из первичных несущих схемы модуляции OFDM должна модулироваться низкоскоростным цифровым потоком, являющимся частью общего передаваемого цифрового потока системы. В качестве видов первичной модуляции для различных условий передачи полезных данных допускается использовать QPSK, 16-QAM, 64-QAM и 256-QAM.

7.3.1.3 При передаче данных L1-сигнализации должна использоваться модуляция BPSK.

7.3.1.4 Каждый кадр FECFRAME (последовательность длиной 64 800 бит для обычного FECFRAME или 16 200 бит для короткого FECFRAME) должен быть отображен на кодированный и модулированный FEC-блок следующим образом. Сначала производится демультиплексирование последовательности входных битов в слова-ячейки в параллельном коде, а затем отображение этих слов-ячеек в значения точек сигнального созвездия. Число выходных ячеек с данными и эффективное число битов , приходящихся на одну ячейку в зависимости от вида модуляции, должно определяться согласно таблице 12 (см. также [1]).

 

Таблица 12

 

Параметры отображения битов на сигнальные созвездия

 

Длина блока LDPC Nldpc	Вид модуляции		Число выходных ячеек с данными
64 800	256-QAM	8	8100
	64-QAM	6	10 800
	16-QAM	4	16 200
	QPSK	2	32 400
16 200	256-QAM	8	2025
	64-QAM	6	2700
	16-QAM	4	4050
	QPSK	2	8100

 

7.3.2 Демультиплексирование битов в слова-ячейки

7.3.2.1 Поток битов v_di с выхода перемежителя по битам должен быть демультиплексирован в N_substreams подпотоков, число которых определено в таблице 13.

 

Таблица 13

 

Число подпотоков демультиплексора

 

Модуляция	Nldpc	Число подпотоков, Nsubstreams
QPSK	Любое	2
16-QAM		8
64-QAM		12
256-QAM	64 800	16
	16 200	8

 

7.3.2.2 Демультиплексирование определяется как преобразование битов v_di с выхода перемежителя по битам в биты подпотоков на выходе демультиплексора b_e,do, где:

v_di - последовательность битов на входе демультиплексора;

do = di div N_substreams - номер бита заданного потока на выходе демультиплексора;

di - номер бита в последовательности на входе демультиплексора;

e - номер демультиплексированного подпотока битов (0 <= e < N_substreams), который зависит от di.

При всех вариантах модуляции, за исключением QPSK (N_ldpc = 64 800 или 16 200) и 256-QAM (только N_ldpc = 16 200), на выходе демультиплексора слова ширины N_substreams разбиваются на два слова-ячейки шириной . Первые выходных битов образуют первые из парных выходных слов-ячеек , а оставшиеся выходные биты формируют вторые из парных выходных слов-ячеек подаваемых в формирователь сигнального созвездия.

В случае модуляции QPSK (N_ldpc = 64 800 или 16 200) и 256-QAM (только N_ldpc = 16 200) слова ширины N_substreams с выхода демультиплексора образуют слова-ячейки, которые передаются непосредственно в устройство формирования сигнального созвездия, при этом: .

7.3.3 Отображение слов-ячеек на точки сигнального созвездия

7.3.3.1 При отображения битовых комбинаций модулирующих кортежей на точки сигнального созвездия должно использоваться преобразование натурального кода в код Грея. Соответствие кодовых комбинаций кода Грея точкам сигнальных созвездий для допустимых видов модуляции показано на рисунках 9 - 13.

7.3.3.2 Положения точек на сигнальных созвездиях для используемых видов первичной модуляции определяются значениями битов модулирующих кортежей, поступающих в модулятор в отсчетные моменты времени для каждой ячейки q. В кортеже биты с четными индексами логической переменной y_u,q (y_0,q, y_2,q, y_4,q, ...) должны поступать в синфазный канал модулятора и задавать положение комплексного модулированного символа (сигнальной точки) z_q относительно действительной оси Re{z} сигнального созвездия. Биты с нечетными индексами (y_1,q, y_3,q, y_5,q, ...) должны поступать в квадратурный канал модулятора и задавать положение сигнальной точки z_q относительно мнимой оси Im{z} сигнального созвездия.

Точные значения действительного Re(z_q) и мнимого Im(z_q) компонентов сигнального созвездия, относящихся к ячейке q, приведены ниже для различных комбинаций входных битов y_i,q при различных видах первичной модуляции.

а) Модуляция BPSK

Длина кортежа равна одному биту (y_0,q). Модулирующие биты поступают только в синфазный канал, квадратурный канал постоянно находится в нулевом значении. Сигнальные точки располагаются на действительной оси в соответствии с данными таблицы 14. Вид сигнального созвездия показан на рисунке 9.

 

Таблица 14

 

Значения компонентов сигнального созвездия

Re(z_q) и Im(z_q) для модуляции BPSK

 

y0,q	1	0
Re(zq)	-1	1
Im(zq)	0	0

 

 

Рисунок 9 - Сигнальное созвездие при модуляции BPSK

 

б) Модуляция QPSK

Длина кортежа равна двум битам (y_0,q, y_1,q). Значения компонентов сигнального созвездия Re(z_q) и Im(z_q) в зависимости от значений битов кортежа приведены в таблицах 15 и 16 соответственно. Вид сигнального созвездия показан на рисунке 10.

 

Таблица 15

 

Значения компонентов сигнального созвездия Re(z_q)

для модуляции QPSK

 

y0,q	1	0
Re(zq)	-1	1

 

Таблица 16

 

Значения компонентов сигнального созвездия Im(z_q)

для модуляции QPSK

 

y1,q	1	0
Im(zq)	-1	1

 

 

Рисунок 10 - Сигнальное созвездие при модуляции QPSK

 

в) Модуляция 16-QAM

Длина кортежа равна четырем битам (y_0,q, y_1,q, y_2,q, y_3,q). Значения компонентов сигнального созвездия Re(z_q) и Im(z_q) в зависимости от значений битов кортежа приведены в таблицах 17 и 18 соответственно. Вид сигнального созвездия показан на рисунке 11.

 

Таблица 17

 

Значения компонентов сигнального созвездия Re(z_q)

для модуляции 16-QAM

 

y0,q	1	1	0	0
y2,q	0	1	1	0
Re(zq)	-3	-1	1	3

 

Таблица 18

 

Значения компонентов сигнального созвездия Im(z_q)

для модуляции 16-QAM

 

y1,q	1	1	0	0
y3,q	0	1	1	0
Im(zq)	-3	-1	1	3

 

 

Рисунок 11 - Сигнальное созвездие при модуляции 16-QAM

 

г) Модуляция 64-QAM

Длина кортежа равна шести битам (y_0,q, y_1,q, y_2,q, y_3,q, y_4,q, y_5,q). Значения компонентов сигнального созвездия Re(z_q) и Im(z_q) в зависимости от значений битов кортежа приведены в таблицах 19 и 20 соответственно. Вид сигнального созвездия показан на рисунке 12.

 

Таблица 19

 

Значения компонентов сигнального созвездия Re(z_q)

для модуляции 64-QAM

 

y0,q	1	1	1	1	0	0	0	0
y2,q	0	0	1	1	1	1	0	0
y4.q	0	1	1	0	0	1	1	0
Re(zq)	-7	-5	-3	-1	1	3	5	7

 

Таблица 20

 

Значения компонентов сигнального созвездия Im(z_q)

для модуляции 64-QAM

 

y1,q	1	1	1	1	0	0	0	0
y3,q	0	0	1	1	1	1	0	0
y5,q	0	1	1	0	0	1	1	0
Im(zq)	-7	-5	-3	-1	1	3	5	7

 

 

Рисунок 12 - Сигнальное созвездие при модуляции 64-QAM

 

д) Модуляция 256-QAM

Длина кортежа равна восьми битам (y_0,q, y_1,q, y_2,q, y_3,q, y_4,q, y_5,q, y_6,q, y_7,q). Значения компонентов сигнального созвездия Re(z_q) и Im(z_q) в зависимости от значений битов кортежа приведены в таблицах 21 и 22 соответственно. Вид сигнального созвездия показан на рисунке 13.

 

Таблица 21

 

Значения компонентов сигнального созвездия Re(z_q)

для модуляции 256-QAM

 

y0,q	1	1	1	1	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0
y2,q	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1	0	0	0	0
y4,q	0	0	1	1	1	1	0	0	0	0	1	1	1	1	0	0
y6,q	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1	0
Re(zq)	-15	-13	-11	-9	-7	-5	-3	-1	1	3	5	7	9	11	13	15

 

Таблица 22

 

Значения компонентов сигнального созвездия Im(z_q)

для модуляции 256-QAM

 

y1,q	1	1	1	1	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0
y3,q	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1	0	0	0	0
y5,q	0	0	1	1	1	1	0	0	0	0	1	1	1	1	0	0
y7,q	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1	0
Im(zq)	-15	-13	-11	-9	-7	-5	-3	-1	1	3	5	7	9	11	13	15

 

 

Рисунок 13 - Сигнальное созвездие при модуляции 256-QAM

 

7.3.3.3 Точки сигнального созвездия z_q для каждого вида модуляции должны быть нормализованы согласно коэффициентам, приведенным в таблице 23, для получения корректного значения комплексной ячейки f_q.

 

Таблица 23

 

Коэффициенты нормализации для разных видов модуляции

 

Модуляция	Коэффициент нормализации
BPSK	fq = zq
QPSK
16-QAM
64-QAM
256-QAM