Характеристики европейского и американского стандартов цифрового наземного телевидения для сравнения
Стандарт
ATSC разрабатывался американскими компаниями. Он охватывает области эфирного и кабельного телевидения, хотя, на практике, реализованы только эфирные системы ATSC. Так как в США нет единого стандарта спутникового цифрового телевидения, то при разработке ATSC не ставилось требование его совместимости с каким-либо спутниковым стандартом.С другой стороны, в сильной мере учитывались требования компьютерной отрасли. В ATSC введены стандарты разложения на 480 и 720 строк с построчной разверткой и 480 и 1080 с чересстрочной. Стандарты телевидения высокой четкости (720 или 1080 строк) предполагают обязательное использование формата изображения 16/9.
Для совместимости с американским стандартом аналогового телевидения NTSC определена фиксированная ширина полосы канала 6 МГц и частота передачи кадров 60 Гц. В качестве аудиостандарта принят уже действующий в Америке для передачи цифрового радио Dolby AC-3. Для эфирных передач определена 8-уровневая амплитудная модуляция с частично подавленной боковой полосой (8-VSB). Она, в сочетании с системой канального кодирования, позволяет передавать полезные данные с единственной скоростью — 19.3 Мбит/с.
Таблица1. Основные технические параметры стандартов ATSC и DVB-T |
|||
Характеристика стандарта |
ATSC 8-VSB |
DVB-T COFDM |
Комментарий |
1. Алгоритм видеокомпрессии |
MPEG-2 |
MPEG-2 |
Используется режим 4:2:0 MP (Main Profile)Для SDTV- главный уровень ML (Main Level), для HDTV-высокий уровень HL (High Level). |
2. Алгоритм аудиокомпрессии |
Dolby 5.1 AC-3 |
MPEG-2 Layer II |
Возможно изменение, например, Австралия выбрала DVB-T с Dolby 5.1 AC-3 |
3. Критерий надёжности приёма |
Вероятности ошибки бита 3*10-6 на входе декодера MPEG-2, что эквивалентно приёму с ошибкой 2.5 сегментов /с (вероятность ошибки сегмента 1.93*10-4 на выходе декодера Рида-Соломона) |
Вероятности ошибки бита 10-11 на входе декодера MPEG-2, что эквивалентно вероятности ошибки бита 2*10-4 на входе декодера Рида-Соломона |
Более жёсткий критерий в DVB-T ориентирован на возможность передачи данных одновременно с изображением и звуком |
4. Пороговое отношение С/Ш в гауссовском канале, соответствующее критерию надёжности |
Порог видимости (ПВ): |
Порог прозрачности (ПП) приёма данных: |
Для оценки соответствующего эквивалентного ПП в ATSC-приёмнике c эквалайзером с прибавить к ПВ 0.8 дБ.ATSC имеет теор. выигрыш 1.5 дБ за счёт большого фазового шума в DVB-T |
Теория |
14.9 дБ |
16.5 дБ |
|
Практика |
15.1 дБ |
19.2 дБ |
|
5. Энергетическая эффективность (Eб/N0) |
Eб/N0 -отношение энергии, приходящейся на бит информации к спектральной плотности шума N0 в полосе частот F радиоканала. Eб/N0 (дБ) = С/Ш-10log(Rб/F) |
||
Теория |
10.6 дБ |
11.0 дБ |
|
Практика |
11.9 дБ |
14.6 дБ для Dt/Tu =1/16 |
|
6. Скорость передачи информации Rб и спектральная эффективность |
Rб=Const=19.39 Мб/с при F=6 МГц |
Rб=14.8, 16.4, 17.4 и 17.9 Мб/с при F= 6 МГц и Dt/Tu = 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 соответственно. |
Формально по 3 дБ полосе частот DVB-T на 4% эффективнее. Однако рассредоточенные опорные несущие (-8%) и защитный ин тервал (-20%,-11%,-6%,-3% для Dt/Tu = 1/4, 1/8, 1/16, 1/32) снижают её на 24%, 19%, 10% и 7% в сравнении с ATSC |
7. Телевидение высокой чёткости (HDTV) |
Главное назначение стандарта |
Поддерживает в полосах 7 и 8 МГц. В полосе 6 МГц проблема фазового шума |
Канал HDTV в стандарте DVB-T (2K,R=2/3, Dt/Tu = 1/8) работает в Австралии в 7МГ-канале в МВ диапазоне (191.25 МГц). |
8. Метод оценки частотной характеристики радиоканала |
Адаптивный эквалайзер в приёмнике с возможностью обучения по синхросигналам сегментов и кадров |
L рассредоточенных пилот-сигналов. L=524/131 для режима 8K/2K. Период сканирования=4 COFDM символа |
Метод оценки в DVB-T снижает как спектральную (L пилотов составляют 1/12 или 8% полосы частот), так и энергетическую эффективность (передача с повышенной на 2 дБ мощностью) системы. |
9. Пик-фактор |
6.2-6.7 дБ |
9.5 дБ |
В 99.99 % времени ATSC имеет выигрыш около 2 дБ. |
10. Приём при наличии отражений от статического объекта (статическая многолучёвость) |
Допускает отношение С/Э до 0 дБ при увеличении С/Ш на 15-20 дБ |
Допускает С/Э = 3-4 дБ при увеличении порогового отношения С/Ш на 6-7 дБ. |
DVB-T имеет преимущества лишь при увеличении порогового отношения С/Ш на 6-7 дБ |
11. Приём при наличии отражений от подвижного объекта (динамическая многолучёвость) |
Плохо |
Незначительное отличие от случая статической многолучёвости |
|
12. Приём на мобильный прёмник |
Не допускает |
Только режим 2K с низкоскоростными режимами модуляции QPSK и 16QAM и R=1/2 |
DVB-T обеспечивает приём на мобильный приёмник на скорости до 120 км/ч в ВЧ области ДМВ диапазона. В США обсуждается самостоятельный проект для мобильного сервиса на основе COFDM. |
13. Влияние ЦТВ на приём аналоговых ТВ программ как при совместном использовании канала, так и на соседние каналы |
Низкое |
Среднее |
ATSC имеет преимущества за счёт энергетического выигрыша 4 дБ, что позволяет работать при меньшей мощности передатчика. |
14. Влияние АТВ на приём ЦТВ при совместном использовании канала |
Низкое и достигается режекцией несущей |
Низкое |
Канада адаптировала ATSC, а Австралияпроводила сравнительные испытания стандартов без режекции. |
15. Влияние ЦТВ на ЦТВ при совместном использовании канала |
Низкое |
Среднее |
Шумоподобность сигнала ЦТВ позволяет рассматривать его как дополнительный шум, поэтому сказывается энергетический вигрыш ATSC в 4 дБ. |
16. Влияние импульсных помех от бытовых электроприборов |
Низкое |
Среднее |
Наибольшее влияние в метровом диапазоне и НЧ области ДМВ диапазона |
17. Чувствительность к фазовому шуму |
Низкая |
Высокая |
Приёмник DVB-T для 8K более чувствителен к фазовому шуму, чем для 2K. |
18. Приём на комнатную антенну |
Затруднён |
При HDTV затруднён |
Для уверенного приёма дополнительно возможно использование домашних одночастотных ретрансляторов (gap-fillers) |
19. Одночастотная сеть |
В DVB-T синхронная крупномасштабная сеть (до 67 км между передатчиками) может иметь очень большую стоимость |
||
- крупномасштабная |
Нет |
Да |
|
- с ретрансляцией |
Да |
Да |
|
20. Версии на 50 и 60 Гц |
Поддерживаются |
Поддерживаются |
|
21. Возможность работы в каналах с полосами частот F= 6,7 и 8 МГц |
Поддерживаются |
Поддерживаются |
Для ATSC-приёмника в полосах 7 и 8 МГц может понадобиться разработка фильтра для режекции несущей и поднесущих АТВ при совместном использовании канала. Приём- ник DVB-T в полосе 6 МГц очень чувствите- лен к фазовому шуму, особенно для режима 8K |