Система кодирования аудиовизуальной информации и ее передачи в узкополосном канале (разработка Российской Федерации) Федеральное Агентство по Науке и Инновациям ЗАО «НИИР-КОМ» ФГУП «Главный Радиочастотный Центр»

I и II полосы частот ОВЧ диапазона, мобильный прием информации Радиоканал с полосой частот 200 или 250 кГц Радиоканал с полосой частот 200 или 250 кГц Пропускная способность – кбит/с Пропускная способность – кбит/с Работа в условиях многолучёвости и при отсутствии прямой видимости антенны передатчика Работа в условиях многолучёвости и при отсутствии прямой видимости антенны передатчика Устойчивый приём в движущемся транспорте в городских условиях с плотной застройкой, в лесистой и горной Устойчивый приём в движущемся транспорте в городских условиях с плотной застройкой, в лесистой и горной местности Многоканальное стереофоническое вещание или видеоинформационное вещание Основные технические характеристики системы

Требования к системе Удовлетворение постоянно возрастающего спроса на частотные присвоения систем связи без пересмотра частотных планов Использование передовых методов кодирования звуковой и видеоинформации и других мультимедийных данных Обеспечение высокой спектральной эффективности и энергетического КПД по сравнению с аналоговыми системами Обеспечение большей надежности сервиса путем использования передовых методов канального кодирования и модуляции Обеспечение выбора между расширением зоны покрытия и качеством услуг при заданной мощности излучения Возможность использования масштабируемого кодирования, разнесенного приема или передачи Обеспечение различных сервисов данных (оповещение в ЧС, информация в публичном транспорте, информационные службы) Обеспечение поддержки одночастотных сетей Реализация производства дешевых приемников

Особенности распространения радиоволн в городских условиях с плотной застройкой Поглощение и рассеяние радиосигнала с изменением расстояния до точки приема (степенной закон с показателем от -1,5 до -2) Быстрые замирания (интерференция лучей в точке приема, распределения Райса или Релея) Медленные замирания - затенения от жилых массивов, модулирующие принимаемый сигнал с логарифмически нормальным распределением при σ = 1…4,5 дБ (от сельской местности до центра крупного города) Размытие спектра и допплеровский эффект (до 30 Гц при значительном числе движущихся переотражателей) Пространственная корреляция, зависящая от частоты излучения, плотности и этажности застройки Частотная корреляция (интегральный масштаб – кГц) Изменение поляризации за счет отражений

Схема кодера источника

Параметры кодера источника Кодирование звука: MPEG-1 Layer III: 64 – 320 кбит/с Dolby AC3: 32 – 640 кбит/с MPEG-4 HE-AAC: 12 – 128 кбит/с Кодирование видео: MPEG-2: Мбит/с, от 352х288 до 720х576, от 12.5 до 25 кадр/с, MPEG-4 AVC: Мбит/с, от 160х120 до 720х576, от 3 до 25 кадр/с интеллектуальные алгоритмы кодирования, разработанные на базе российских патентов, обеспечивают эффективную компенсацию движения, адаптивный подбор коэффициентов квантования, гибкое регулирование скорости выходного потока, изменение длины и состава групп кадров (количества Р- и В-кадров в группе), изменение размеров групп кадров при смене сюжета Дополнительные данные: текстовые графические произвольные бинарные

Схема передатчика

Спектр радиосигнала на промежуточной частоте

Схема приёмника

Предпочтительные аудио/видео форматы при ширине канала 250 кГц Тип QAM- созвездия Скорость LDPC-кода Защитный интервал 1/41/8 поток, кбит/с формат видео, кадр/с стерео- звук, кбит/с поток, кбит/с формат видео, кадров/с стерео- звук, кбит/с QPSK1/ QCIF, QCIF, QPSK2/ QVGA, QVGA, QPSK3/ QVGA, QVGA, QAM1/ CIF, CIF, QAM2/ CIF, 2532CIF, QAM3/ CIF, 2532CIF, 2532

Некоторые результаты исследований Режим работы:модуляция 16-QAM скорость LDPC-кодирования 3/4 защитный интервал 1/8 Скорость полезного цифрового потока: 570 кбит/с Вероятность ошибки на выходе декодера БЧХ:~ (раз в час) Модель канала Сигнал/шум, дБ Гаусс13,5 Гаусс + Райс14 Гаусс + Релей17

14 дБ Гаусс+Райс 17 дБ Гаусс+Рэлей 13.5 дБ Гаусс Формы 16-QAM созвездий при наличии помех

Формы 16-QAM созвездий при сдвиге частоты 25 Гц Гауссовский шум 16 дБ

Видео 300 кбит/с 352х288 (CIF), 25 кадров/с

Видео 480 кбит/с 352х288 (CIF), 25 кадров/с

Видео 480 кбит/с 352х288 (CIF), 25 кадров/с

Отношение сигнал/шум при проезде по Садовому кольцу

Трек проезда в сторону г. Одинцово

32 кбит/с, QCIF, 5 к/с64 кбит/с, QCIF, 12,5 к/с 128 кбит/с, CIF, 25 к/с256 кбит/с, CIF, 25 к/с Качество видео при различных скоростях выходного потока