Исследование и разработка путей совершенствования сетей и оборудования цифрового радиовещания тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат наук Морозов Константин Юрьевич

• Морозов Константин Юрьевич
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Морозов Константин Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБОСНОВАНИЕ ПУТЕЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СЕТЕЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ЦИФРОВОГО РАДИОВЕЩАНИЯ

1.1 Основные характеристики и особенности современных систем цифрового радиовещания и входящих в них устройств

1.2 Влияние пик-фактора на энергетические и информационные характеристики цифрового сигнала. Методы снижения пик-фактора

1.3 Пути совершенствования сетей и оборудования цифрового радиовещания

1.4 Выводы по разделу

2 ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМНЫХ И СЕТЕВЫХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ЦИФРОВОГО РАДИОВЕЩАНИЯ

2.1 Исследование влияния параметров системы цифрового радиовещания на качество приема сигнала в различных условиях

2.2 Исследование вариантов построения одночастотных сетей цифрового радиовещания

2.3 Разработка методики оптимального подбора передатчика цифрового радиовещания

2.4 Исследование способов транспортировки вспомогательных данных

в сетях цифрового радиовещания

2.5 Выводы по разделу

3 ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МОДИФИЦИРОВАННОГО АЛГОРИТМА ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ЦИФРОВОГО РАДИОВЕЩАНИЯ DRM СО СНИЖЕННЫМ ПИК-ФАКТОРОМ

3.1 Разработка и реализации методики моделирования процессов формирования сигналов DRM со сниженным пик-фактором

3.2 Критерии оптимизации сигналов DRM при снижении пик-фактора

3.3 Сравнительное исследование методов снижения пик-фактора сигналов DRM

3.4 Разработка и исследование модифицированного алгоритма формирования сигнала DRM со сниженным пик-фактором

3.5 Выводы по разделу

4 РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИК

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Разработка экспериментального стенда и исследование энергетических и информационных характеристик сигнала DRM

4.2 Экспериментальные исследования модифицированного алгоритма снижения пик-фактора на основе оконного взвешивания с обратной связью с адаптивно изменяемой длиной окна

4.3 Выводы по разделу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка путей совершенствования сетей и оборудования цифрового радиовещания»

ВВЕДЕНИЕ

Международный опыт и успешное внедрение цифрового радиовещания (ЦРВ) за рубежом показывают его актуальность. Даже несмотря на некоторое отставание России в области развития цифрового радиовещания, процесс цифрови-зации эфира в современных условиях, как показывает опыт других стран, объективно неизбежен. Поскольку технологии ЦРВ обладают рядом достоинств (большая зона покрытия одного передатчика, отсутствие необходимости обратного канала), то даже с появлением мобильных сетей 4-го и 5-го поколений цифровые сети радиовещания не утратили своей актуальности для доставки медийного контента и вспомогательной информации (в т.ч. сигналов оповещения) на огромные пространства Российской Федерации.

Создание сетей ЦРВ имеет четкую ориентацию на охват устойчивым вещанием населенных пунктов, что фактически обеспечивает стопроцентный охват населения, а также транспортной инфраструктуры и максимального покрытия местности, ориентируясь при этом на мобильного абонента.

К настоящему времени в Российской Федерации приняты необходимые решения и выделен частотный ресурс для развертывания и развития следующих систем ЦРВ:

- система цифрового наземного мультимедийного вещания РАВИС;

- система цифрового радиовещания DRM (DRM30, DRM+);

- система цифрового радиовещания DAB/DAB+.

Есть основания полагать, что ЦРВ в России будет развиваться и, по аналогии со странами Европы и Северной Америки, займет свою «нишу», несмотря на складывающееся доминирование сетевых технологий.

С учетом указанных перспектив, дальнейшее совершенствование технологий и оборудования цифрового радиовещания, в том числе в направлении повышения его качества и энергетической эффективности, является актуальной научно-технической задачей.

Степень разработанности темы исследования характеризуется следующими основными достижениями.

В настоящее время качественные характеристики аналоговых сигналов радиовещания, в основном, удовлетворяют требованиям отечественных потребителей. В то же время, сети ЦРВ обладают неоспоримыми преимуществами, которые позволяют считать их создание в среднесрочной перспективе целесообразным, независимо от функционирования аналоговых сетей (А.Х. Султанов, Л.Е. Назаров, Л.Н. Кацнельсон и др. [3, 4, 12, 13, 99]). При этом необходимо будет рационально использовать свободный частотный ресурс, применять, по возможности, малозатратные технологии и ориентироваться на стопроцентный охват населения и транспортной инфраструктуры, в особенности - на мобильных абонентов.

Среди современных систем цифрового радиовещания наибольший интерес для Российской Федерации представляют:

- система цифрового наземного мультимедийного вещания РАВИС [5, 7, 8];

- система цифрового радиовещания DRM [6, 48];

- система цифрового радиовещания DAB/DAB+ [44].

Государственной комиссией по радиочастотам (ГКРЧ) приняты решения о выделении на территории Российской Федерации частот в диапазонах 65,8 - 74,0 МГц и 87,5 - 108,0 МГц для сетей стандартов РАВИС [26] и DRM+ [24], а также об использовании полосы радиочастот 174-230 МГц для цифрового радиовещания в стандарте DAB+ [25].

В рамках принятых и стандартизированных регламентаций [3, 4, 6, 7, 8, 12, 13, 44, 48] можно, тем не менее, выделить ряд направлений исследований и разработок, направленных на дальнейшее совершенствование системных, сетевых и технических решений ЦРВ.

Сюда относятся, в частности, вопросы планирования сетей, в том числе од-ночастотных (Т. Maier и др. [23, 63]), обоснования требований к оборудованию и критериев его выбора (О.В. Варламов, W. Hoeg и др. [2, 20, 44, 45, 46, 48, 49, 50, 57]), аналитического и имитационного моделирования работы сетей и оборудова-

ния [9, 44], методологии и технологий проведения измерений в целях контроля качества обслуживания (F. Maier, A. Tisse и др. [44, 63]).

По всем указанным вопросам имеются значимые результаты исследований и разработок, однако, эти направления нуждаются в дальнейшем развитии, в том числе с учетом специфики условий организации ЦРВ в России.

Существенную роль в обеспечении использования и совершенствования технологий и оборудования цифрового радиовещания играют исследования и разработки в области повышения эффективности формирования сигналов ЦРВ.

Все упомянутые выше системы ЦРВ используют технологию COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) - ортогональное частотное разделение каналов с кодированием, которая является разновидностью технологии OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) [5, 44, 48]. В числе главных проблем, присущих данной технологии и являющихся предметом научных исследований и прикладных разработок, выделяются проблемы синхронизации [84], оценки канала (Y.S. Cho и др. [84]) и снижения пик-фактора (Ю.С. Шинаков, O. Vaananen, S.S. Anwar и др. [32, 37, 75]).

Высокое значение пик-фактора OFDM-сигналов оказывает существенное негативное влияние на основные характеристики (В.В. Антипин, А.Х. Султанов, Л.Е. Назаров и др. [1, 10, 18, 29]). В частности, возникающие на пиках нелинейные искажения могут вызвать нарушение ортогональности поднесущих, повышение уровня межсимвольной и внутрисимвольной интерференции, интермодуляционные помехи, фазовые искажения и, как следствие, увеличить вероятность битовых ошибок при приеме сигнала (Ю.Н. Паршин, Р.Р. Файзуллин и др. [19, 31]). Кроме того, высокая пиковая мощность сигнала требует использования усилителя мощности с расширенным динамическим диапазоном и повышенной линейностью характеристики усиления, что в итоге снижает энергоэффективность оборудования и ухудшает его технико-экономические характеристики.

Российскими и зарубежными учеными разработаны и реализованы различные методы снижения пик-фактора OFDM-сигналов, в том числе: вставка вспомогательной последовательности (Ле Ван Ки и др. [15]); перемежение и блочное ко-

дирование (A.A. Ишмияров, С.Б. Макаров, A.X. Султанов, J. A. Davis и др. [11, 16, 22, 30, 42]); резервирование тона (E.-V. Cuteanu, C. Tellambura и др. [41, 73]); вставка тона (C. Tuna, T. Wattanasuwakull, W. Ch. Lee и др. [62, 74, 82]); активное расширение сигнального созвездия (E.-V. Cuteanu, B. Krongold, S. Vangalaa и др. [41, 59, 60, 61, 78]); нелинейное компандирование (T. G. Pratt, X. Huang [58, 72]); подавление пиков поднесущих (Ле Ван Ки и др.[15]); случайный сдвиг фазы; масштабирование огибающей [14]; клиппинг и фильтрация (K. Anoh, R.J. Baxley, A.K. Gurung, M.L. Mowla, L. Wang и др. [33, 35, 36, 37, 38, 55, 56, 69, 80, 83]) и ряд других.

Каждый из существующих методов имеет свои достоинства и недостатки, определяющие приоритетную область его применения. При этом наиболее существенными факторами в этом отношении являются [14, 15] вычислительная сложность метода, наличие и степень деградации сигнала, снижение (или сохранение) скорости передачи и энергетические характеристики сигнала.

С учетом требований к системам и оборудованию радиовещания, и в особенности, к техническим и экономическим характеристикам радиопередающих устройств, наиболее перспективными представляются методы, характеризующиеся низкой вычислительной сложностью и не требующие реализации сложных алгоритмов обработки сигналов в радиопередающем устройстве. В частности, этим требованиям соответствуют различные варианты метода клиппинга. Именно в рамках этого направления целесообразен поиск путей решения задач дальнейшего совершенствования методов и алгоритмов снижения пик-фактора сигналов цифрового радиовещания.

Цель работы - Исследование и разработка путей совершенствования оборудования цифрового радиовещания, методик и алгоритмов моделирования и формирования сигналов.

Для достижения поставленной цели в настоящей диссертационной работе решены следующие задачи исследований:

- обоснование путей совершенствования сетей и оборудования цифрового радиовещания;

- разработка методики оптимального подбора передатчика цифрового радиовещания на основе требований, учитывающих типичные и индивидуальные особенности оператора;

- адаптация и доработка методов и средств моделирования формирования, обработки и исследования сигналов DRM;

- сравнительное исследование методов снижения пик-фактора сигналов DRM методами моделирования;

- разработка модифицированного алгоритма формирования сигнала DRM со сниженным пик-фактором;

- экспериментальные исследования.

Объект исследований - оборудование цифрового радиовещания DRM.

Предмет исследований - методы и средства совершенствования оборудования цифрового радиовещания DRM.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана методика выбора передатчика цифрового радиовещания на основе системы весовых коэффициентов, учитывающей типичные и индивидуальные особенности оператора.

2. Разработана и программно реализована методика моделирования процесса формирования сигналов DRM, обеспечивающая исследование энергетических и информационных характеристик при различных способах снижения пик-фактора.

3. Исследован и разработан модифицированный алгоритм формирования сигналов цифрового радиовещания стандарта DRM со сниженным пик-фактором на основе оконного взвешивания с обратной связью с адаптивной подстройкой длины окна.

4. Получены новые результаты теоретических и экспериментальных исследований параметров качества сигналов DRM для различных способов снижения пик-фактора, подтверждающие эффективность модифицированного алгоритма.

Теоретическая значимость диссертационной работы:

- разработанная и программно реализованная методика моделирования, а

также модифицированный алгоритм формирования сигналов цифрового радиовещания стандарта DRM расширяют методологическую базу исследований в области моделирования и формирования цифровых сигналов;

- полученные новые результаты теоретических и экспериментальных исследований параметров качества сигналов DRM расширяют знания об эффективности различных способов формирования цифровых сигналов.

Практическая значимость диссертационной работы определяется возможностями непосредственного использования разработанных методик и алгоритма, а также результатов исследования параметров качества сигнала разработчиками устройств цифрового радиовещания. Реализация результатов работы

Результаты диссертационной работы, при активном непосредственном участии автора, успешно использованы в организациях и на предприятиях России. Реализация результатов работы и достигнутый эффект подтверждены соответствующими актами.

Работа соответствует следующим пунктам паспорта специальности 05.12.13 (Системы, сети и устройства телекоммуникаций):

п2. Исследование процессов генерации, представления, передачи, хранения и отображения аналоговой, цифровой, видео-, аудио- и мультимедиа информации; разработка рекомендаций по совершенствованию и созданию новых соответствующих алгоритмов и процедур.

п3. Разработка эффективных путей развития и совершенствования архитектуры сетей и систем телекоммуникаций и входящих в них устройств. Методы исследований

В работе использованы методы цифровой обработки и формирования сигналов, моделирования, численного и физического эксперимента, а также объектно-ориентированные средства программирования.

Обоснованность и достоверность результатов работы обеспечиваются адекватностью использованных методов и построенных на их основе расчетных моделей. Достоверность результатов работы подтверждается сопоставлением от-

дельных полученных результатов с опубликованными данными, а также сопоставлением результатов физического моделирования.

Личный вклад автора

Основные результаты диссертационной работы, обладающие научной новизной и выносимые на защиту, получены автором лично. В научных трудах, опубликованных в соавторстве, автору принадлежат обоснование требований, разработка моделей и методик, результаты расчетов и эксперимента.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. Методика выбора передатчика цифрового радиовещания на основе системы весовых коэффициентов, учитывающей типичные и индивидуальные особенности оператора.

2. Методика моделирования, обеспечивающая исследование энергетических и информационных характеристик сигналов DRM, и реализующая ее программа.

3. Модифицированный алгоритм формирования сигналов цифрового радиовещания стандарта DRM со сниженным пик-фактором на основе оконного взвешивания с обратной связью с адаптивной подстройкой длины окна.

4. Новые результаты теоретических и экспериментальных исследований параметров качества сигналов DRM для различных способов снижения пик-фактора.

Апробация результатов работы и публикации

Основные результаты по теме диссертационного исследования докладывались на XVII Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов» (Казань, 2019), XXI Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций» (Казань, 2019), 30-й Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (Севастополь, 2020), XXVI, XXVII и XXVIII Российских научно-технических конференциях ПГУТИ (Самара, 2019, 2020, 2021).

По тематике диссертационных исследований автором (лично и в соавторстве) опубликовано 16 печатных трудов. Основные научные и прикладные ре-

зультаты диссертационной работы опубликованы в 5 статьях в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в Перечень ВАК, 2 статьях в других изданиях и в 9 публикациях в форме текстов и тезисов докладов на международных и российских конференциях.

1. ОБОСНОВАНИЕ ПУТЕЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СЕТЕЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ЦИФРОВОГО РАДИОВЕЩАНИЯ

1.1. Основные характеристики и особенности современных систем цифрового радиовещания и входящих в них устройств

На сегодняшний день сети ЦТВ созданы практически полностью на всей территории в РФ. Эти сети вместе с телевизионными программами транслируют три аудио программы. Вместе с ЦТВ в РФ активно функционируют аналоговые радиовещательные сети, которые решают свои основные медийные задачи и охватывают практически все население субъектов федерации. Качественные характеристики аналоговых сигналов радиостанций удовлетворяют требованиям абонентов сетей. В этих условиях на ближайший обозримый период времени трудно ожидать повсеместного перехода на цифровое радиовещание.

Однако известно, что сети ЦРВ обладают неоспоримыми преимуществами, которые позволяют считать их создание целесообразным, невзирая на функционирование аналоговых сетей [3, 4, 12, 13, 99]. При этом необходимо учитывать, что действующие аналоговые сети, занимают практически весь диапазон FM и не планируют расширять свое присутствие в УКВ и НЧ, СЧ, ВЧ диапазонах. В соответствии с этим, необходимо использовать преимущества свободных диапазонов и при создании ЦРВ применять малозатратные технологии.

Следует отметить, что создание сетей ЦРВ имеет четкую ориентацию на охват устойчивым вещанием крупных населенных пунктов, что фактически обеспечивает стопроцентный охват населения. Сети ЦРВ, наряду с задачей стопроцентного охвата населения устойчивым аудио вещанием имеют задачи охвата радиовещанием транспортной инфраструктуры и максимального покрытия местности, ориентируясь при этом на мобильного абонента. Следовательно, при строительстве сетей ЦРВ необходимо ориентироваться как на возможность максимального покрытия местности с учетом существующих технологических объектов связи (здания, мачты и башни) так и на создание новых объектов связи, включая ис-

пользование необслуживаемых пунктов вещания и ретрансляторов, наиболее полно отвечающих условиям максимального покрытия требуемых территорий местности и транспортной инфраструктуры.

Среди современных систем цифрового радиовещания наибольший интерес для Российской Федерации представляют следующие:

- система цифрового наземного мультимедийного вещания РАВИС [5, 7, 8];

- система цифрового радиовещания DRM [6, 48];

- система цифрового радиовещания DAB, DAB+ [44].

Из стандартов ЦРВ следует отметить систему цифрового наземного мультимедийного вещания РАВИС, которая является системой российской разработки. Первые разработки РАВИС были начаты еще в 2000 г. Технические возможности системы позволяют передать одну телепрограмму в высоком качестве или до 12 аудиопрограмм в одном радиоканале. Прием программ обеспечивается в том числе в мобильном режиме.

25 июля 2019 г. Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ) приняла решение о выделении частот в диапазонах 65,8 - 74,0 МГц и 87,5 -108,0 МГц для создания на территории Российской Федерации сетей наземного цифрового звукового и мультимедийного вещания стандарта РАВИС (решение ГКРЧ № 19-51-03-2) [26].

Основные характеристики системы РАВИС приведены в таблице 1.1.

Как уже было отмечено, система цифрового наземного мультимедийного вещания РАВИС при относительно малой ширине полосы канала кроме передачи звуковых программ позволяет одновременно с ними передавать видеопрограмму в качестве, пригодном для мобильных устройств, что выгодно выделяет данную систему цифрового телерадиовещания на фоне других систем.

Система цифрового радиовещания DRM (от англ. Digital Radio Mondiale) изначально была разработана с целью замены системы аналогового радиовещания с амплитудной модуляцией в диапазонах коротких, средних и длинных волн.

Таблица 1. 1

Основные характеристики системы РАВИС

Характеристика Значение

Диапазон частот 65,8 - 74,0 МГц 87,5 - 108,0 МГц

Коррекция ошибок Код с малой плотностью проверок на чётность (ЬБРС-код) и код Боуза - Чоудхури - Хоквингема (ВСН-код)

Скорость кода 1/2; 2/3; 3/4

Тип модуляции COFDM

Количество поднесущих в полосе канала (всего/информационных): 100 кГц 200 кГц 250 кГц 215/196 439/400 553/504

Модуляция поднесущих QPSK, 16^ЛМ, 64^ЛМ

Ширина полосы канала 100 кГц, 200 кГц, 250 кГц

Защитный интервал 1/8

Длительность полезной части символа 2,25 мс

Разнос поднесущих по частоте 444 4/9 Гц

Скорость передачи данных в полосе канала 100 кГц 200 кГц 250 кГц от 80 до 350 кбит/с от 160 до 710 кбит/с от 200 до 900 кбит/с

Число аудиопрограмм 32 кбит/с передаваемых совместно в полосе канала 100 кГц 200 кГц 250 кГц от 2 до 10 от 4 до 22 от 6 до 28

Формат видеопрограммы/ число аудиопрограмм, передаваемых совместно в полосе канала 100 кГц 200 кГц 250 кГц от QCIF 5/1 до SIF 12,5/1 от QCIF 12,5/1 до СШ 25/5 от QCIF 12,5/1 до СШ 25/6

В 2007 году была представлена модификация данного стандарта под названием БКМ+, предназначенная для использования в диапазоне от 30 до 300 МГц и замены аналогового ЧМ-радиовещания (при этом модификацию стандарта для частот ниже 30 МГц стали называть БКМ30).

Попытки внедрения стандарта БЯМ в Российской Федерации начались в 2010 г., когда Правительственной Комиссией по развитию телерадиовещания в качестве российского стандарта цифрового радиовещания в диапазонах длинных, средних и коротких волн был утвержден стандарт БЯМ. Был разработан ряд нормативных документов, организовано вещание радиостанции «Голос России» на коротких волнах.

ВЧ диапазон удобен для сетей РВ, покрывающих большие территории и их строительство требуют особого рассмотрения при применении в отдельных регионах РФ. Диапазоны частот НЧ, СЧ, ВЧ (до 30 МГц) обладают рядом известных недостатков, которые не позволяют использовать их аналогично диапазону FM. Тем не менее, диапазон до 30 МГц может использоваться для гарантированного покрытия устойчивым цифровым аудио вещанием длинных транспортных артерий, которые не «покрыты» аналоговым FM и где нецелесообразно использовать диапазоны УКВ и ОВЧ ЧМ вещания путем создания, например, одночастотных сетей. Однако, кроме аудио вещания, сети диапазона до 30 МГц могут представлять различные медиа сервисные услуги. Для того, чтобы сети до 30 МГц были эффективными и рентабельными, необходимо выполнять предпроектное обследование по каждой создаваемой сети и рассматривать возможность реализации всего возможного комплекса услуг при оптимальных затратах на них. Следовательно, на этапе обследования должны быть отработаны следующие вопросы:

- проанализирована конкретная территория с имеющей на ней транспортной инфраструктурой;

- разработана структура ЦРВ сети;

- разработан перечень оказываемых разрабатываемой ЦРВ сетью;

- разработана и подана в ГРЧЦ частотно-территориальная заявка на выделение частот для конкретного участка сети;

- произведен выбор оборудования и спроектирована ЦРВ сеть диапазона до 30 МГц.

11 сентября 2018 г. Государственной комиссией по радиочастотам было принято решение о выделении полос частот в диапазонах 65,9 - 74,0 МГц и 87,5 -108,0 МГц для целей цифрового радиовещания в стандарте DRM+, что закреплено соответствующим протоколом заседания комиссии (решение ГКРЧ №18-46-01) [24].

Очевидно, что построение сетей ЦРВ в этих диапазонах осуществляется с учетом уже действующих на отдельных участках местности аналоговых сетей. В РФ УКВ диапазон на сегодняшний день практически не занят и может быть использован для создания сетей ЦРВ стандартов РАВИС и DRM+. Выбор стандарта диктуется потребностью абонентов как в аудио и видео вещании, так и в предоставлении мульти сервисных услуг и услуг специального применения. Что касается ОВЧ ЧМ диапазона 87-108 МГц, то его использование целесообразно лишь в местах, где это возможно, исходя из условий уже функционирующих аудио сетей. Выбор цифрового стандарта определяется конкретными потребностями абонента и выделенными частотными присвоениями. Например, при полосе частот 250 кГц (стандарт РАВИС) возможно организовать видеоканал и оказывать другие сервисные услуги, а при полосе частот 100 кГц целесообразно сформировать несколько аудио каналов с оказанием мульти сервисных услуг. Выбор стандарта и перечня услуг диктуется конкретными потребностями абонентов. При проектировании конкретной сети или участков сети должны быть учтены все обстоятельства, которые определяют структуру и возможности ЦРВ сети. К этим обстоятельствам относятся демографические особенности, рельеф местности, потребности абонентов, возможность использования уже существующих телекоммуникационных строений.

Основные характеристики системы DRM приведены в таблице 1.2.

Из преимуществ системы цифрового радиовещания DRM следует отметить возможность работы в режиме Simulcast, при котором в одном канале одновре-

менно передаются аналоговый и цифровой сигналы. Данный режим может быть полезен на время переходного периода с аналогового радиовещания на цифровое.

Таблица 1.2

Основные характеристики системы БЯМ

Режим

Характеристика БЯМЗО DRM+

А В С D Е

Диапазон частот до 30 МГц 30 - 300

МГц

Тип модуляции COFDM

Количество под-

несущих в полосе

канала:

4,5 кГц 98 92 - - -

5 кГц 110 104 - - -

9 кГц 202 182 - - -

10 кГц 226 206 138 88 -

18 кГц 410 384 - - -

20 кГц 458 410 280 178 -

100 кГц - - - - 213

Модуляция под- 16^АМ, 4- QAM,

несущих 64^АМ 16^АМ

Ширина полосы 4,5; 5; 9; 4,5; 5; 9; 10; 20 10; 20 100

канала, кГц 10; 18; 20 10; 18; 20

Защитный интер- 1/9 1/4 4/11 11/14 1/9

вал

Длительность по- 24 21 1/3 14 2/3 9 1/3 2 1/4

лезной части сим-

вола, мс

Разнос поднесу- 41 2/3 46 7/8 68 2/11 107 1/7 444 4/9

щих по частоте,

Гц

Скорость переда- от 4,8 до 72 кбит/с от 37,3

чи данных до 186,4 кбит/с

Число каналов в от 1 до 4 (аудиосигнал или данные)

мультиплексе

Система цифрового радиовещания DAB впервые была представлена в 1995 г. в редакции европейского стандарта ETS 300401. Более новая версия данной системы DAB+ была анонсирована в 2006 г. Основным отличием новой системы DAB+ от DAB является применение более современной технологии кодирования аудиосигнала MPEG-4 HE-AAC v2 (стандарт ISO/IEC 14496-3) взамен MPEG-1 Layer II (стандарт ISO/IEC 11172-3). Наибольшее распространение система DAB+ получила в Европе и Австралии.

Известно, что в ряде западноевропейских стран постепенно внедряется стандарт DAB, DAB+. В РФ также созданы условия для построения цифровых аудио сетей стандартов DAB. В первую очередь благодаря решению ГКРЧ о выделении диапазона под DAB. (16 апреля 2018 г. приняла решение об использовании полосы радиочастот 174-230 МГц для цифрового радиовещания в стандарте DAB+ (решение ГКРЧ №18-45-03) [25].

Указанный диапазон освобожден, ранее он занимался 6-12 каналами аналогового телевидения, который в ЦТВ не используется. Следует также отметить, что ранее созданная для приема каналов аналогового ТВ абонентская сеть (Антенна на подъезд) может быть использована для приема сигналов DAB, DAB+. Из преимуществ этих сетей перед остальными может быть отмечен тот факт, что занимаемая одним каналом полоса частот составляет 1536 кГц, позволяя в этой полосе сформировать 16 РВ программ. Недостатком является высокая стоимость абонентского оборудования.

Основные характеристики системы DAB+ приведены в таблице 1.3.

Система цифрового радиовещания DAB+ обладает стандартными функциональным возможностями, присущим всем цифровым системам радиовещания, такими как передача вспомогательных данных, работа в одночастотных сетях.

Особенностью данного стандарта является относительно широкая полоса канала 1,536 МГц. С одной стороны это обеспечивает возможность передачи большого количества аудио программ в одном мультиплексе, с другой стороны создает проблемы внедрения системы DAB+ в Российской Федерации, связанные с трудностями в конверсии радиочастотного спектра.

Таблица 1.3

Основные характеристики системы DAB+

Характеристика Значение

Диапазон частот 174-230 МГц

Тип модуляции COFDM

Количество поднесущих 1536

Модуляция поднесущих D-QPSK

Ширина полосы канала 1,536 МГц

Защитный интервал 246 мкс

Длительность полезной части символа 1 мс

Разнос поднесущих по частоте 1 кГц

Скорость передачи данных полная полезная 2,4 Мбит/с от 0,6 до 1,7 Мбит/с

Максимальное число субканалов в мультиплексе 64

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Морозов Константин Юрьевич, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Антипин В.В., Зиновьев Н.В. Влияние нелинейности передатчика на сигналы с OFDM // Научно-практические исследования. - 2019. - №8-2 (23). - С.31-34.

2. Варламов О.В. Разработка требований к приемному оборудованию сетей цифрового радиовещания стандарта DRM // T-Comm - Телекоммуникации и Транспорт. - 2013. - №9. - С.39-42.

3. Владыко А.Г., Ковалгин Ю.А., Мышьянов С.В. Первые шаги стандарта DRM+ в Российской Федерации // Электросвязь. - 2016. - № 5. - С. 60-66.

4. Горегляд В.Д., Ковалгин Ю.А., Мышьянов С.В., Соколов С.А. О выборе системы цифрового радиовещания для России // «Broadcasting». Телевидение и радиовещание. - 2015. - № 8. - С. 42-47.

5. ГОСТ Р 54309-2011 Аудиовизуальная информационная система реального времени (РАВИС). Процессы формирования кадровой структуры, канального кодирования и модуляции для системы цифрового наземного узкополосного радиовещания в ОВЧ диапазоне. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2012. - 43 с.

6. ГОСТ Р 54462-2011 Система цифрового радиовещания DRM. Требования и параметры. - М.: Стандартинформ, 2013. - 416 с.

7. Дворкович А.В., Дворкович В.П., Иртюга В.А., Митягин К.С. Стандарт цифрового мультимедийного вещания РАВИС 2.0 // Цифровая обработка сигналов и ее применение.: Докл. 19 Междун. конф. (DSPA-2017, Москва, 29-31 марта 2017 г.). - М.: 2017. - Выпуск XIX-1. - С. 222-225.

8. Дворкович В.П., Дворкович А.В. Цифровые видеоинформационные системы (теория и практика) // Москва: Техносфера. - 2012. - 1008 с.

9. Дьяконов В.П. MATLAB 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5. Основы применения. -М.: СОЛОН - Пресс, 2004. - 768 с.

10. Ершов А.Н., Березкин В.В., Петров С.В., Петров А.В., Почивалин Д.А. Особенности расчета и проектирования высокоскоростных радиолиний космиче-

ских аппаратов ДЗЗ // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. - 2018, т.5. - Вып.1. - С.52-57.

11. Ишмияров А.А. Повышение помехоустойчивости систем связи с ортогональным частотным уплотнением на основе метода предкодирования поднесу-щих частот: дисс. канд.тех.наук. - Уфа: УГАТУ, 2019. - 113 с.

12. Кацнельсон Л.Н. Системы цифрового радиовещания DAB, DAB+, DMB. Современное состояние // «Broadcasting». Телевидение и радиовещание. - 2015. -№ 1. - С. 25.

13. Ковалгин Ю.А., Сантуш В. Цифровое радиовещание: состояние, перспективы, тенденции в использовании радиочастотного ресурса // Труды учебных заведений связи. - 2017. - Т. 3. № 1. - С. 48-56.

14. Ле Ван Ки Повышение эффективности систем цифрового вещания при ОФДМ-модуляции радиосигнала: дисс. канд. тех наук. - М.: МФТИ (ГУ), 2018. -133 с.

15. Ле Ван Ки, Динь Тхи Хуен Чанг. Комбинированные методы снижения пик-фактора в системе РАВИС // Цифровая Обработка Сигналов. - 2018. - №4. -С.35-39.

16. Макаров С.Б. Применение блочного кодирования для снижения пик-факторов сигналов с OFDM. - СпБ: Санкт-Петербург, 2009. 174 с.

17. Митасов И.Ю., Саткенов Р.Б. Исследование методов снижения пик-фактора сигналов с ортогональным частотным мультиплексированием // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2018. -№4 (15). - URL: http://e-journal.omgau.rU/images/issues/2018/4/00638.pdf. - ISSN 2413-4066.

18. Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Влияние нелинейностей передатчика на многочастотные сигналы с ортогональным частотным мультиплексированием // Журнал радиоэлектроники. - 2010. - №12. - URL: http ://j re. cplire.ru/j re/dec 10/2/text.pdf

19. Паршин Ю.Н. Повышение энергетической эффективности передачи сигналов в нелинейном радиотракте // Радиотехника. 2018. № 3. С. 48-53.

20. Правила применения систем радиовещания. Часть I. Правила применения эфирных цифровых радиовещательных передатчиков, работающих в диапазонах частот 0,1485 - 0,2835 МГц; 0,5265 - 1,6065 МГц; 3,95 - 26,10 МГц. Утверждены приказом Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации от 04.02.2008 № 13 (зарегистрирован Минюстом России 20 февраля 2008 г., регистрационный № 11185) - 16 с.

21. Пукса А.О. Уменьшение пик-фактора OFDM сигнала с помощью методов, основанных на ограничении сигналов // Международный научно-исследовательский журнал. - № 12 (66). - Часть 5. - Декабрь 2017. - С.127-127.

22. Рашич А.В. Снижение пик-фактора случайных последовательностей многочастотных сигналов путем применения блочного кодирования и спектрально-эффективных методов манипуляции: дисс. канд. тех. наук. - СПб: СПбГПУ, 2009. - 171 с.

23. Рекомендации МСЭ-R BS.1660-8 (06/2019) Техническая основа для планирования наземного цифрового звукового радиовещания в полосе ОВЧ. - 86 с.

24. Решение ГКРЧ от 11.09.2018 № 18-46-01 О выделении полос радиочастот 65,9-74 МГц и 87,5-108 МГц для использования радиоэлектронными средствами цифрового эфирного звукового вещания стандарта DRM+. - 2 с.

25. Решение ГКРЧ от 16.04.2018 № 18-45-01 Об использовании полосы радиочастот 174-230 МГц радиоэлектронными средствами цифрового звукового радиовещания стандарта DAB+. - 3 с.

26. Решение ГКРЧ от 25.07.2019 № 19-51-03-2 Об использовании полос радиочастот 65,8-74 МГц и 87,5-108 МГц радиоэлектронными средствами цифрового звукового и мультимедийного радиовещания стандарта РАВИС. - 3 с.

27. Сарапульский радиозавод. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://srzudm.ru/index.php (дата обращения: 16.06.2020).

28. Системы наземного цифрового звукового радиовещания на автомобильные, переносные и стационарные приемники в диапазоне частот 30-3000 МГц // Рекомендация МСЭ-R BS.1114-10 (12/2017). - 96 с.

29. Султанов А.Х., Мешков И.К., Ишмияров А.А. Метод повышения энергетической эффективности систем OFDM, основанный на уменьшении пик-фактора // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2018. - №3. - С.25-31.

30. Султанов А.Х., Мешков И.К., Ишмияров А.А. Метод снижения пик-фактора в системах OFDM, основанный на предкодировании поднесущих // Электротехнические и информационные комплексы и системы. - 2018. - №3. - С.66-72.

31. Файзуллин Р.Р., Лернер И.М., Кадушкин В.В., Фатыхов М.М., Хайрул-лин М.И. Моделирование каналов связи радиотехнических систем передачи информации в условиях межсимвольных искажений // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. - 2017, т. 8. - № 1. - С. 46-49.

32. Шинаков Ю.С. Пик-фактор сигналов OFDM и нелинейные искажения в радиооборудовании систем беспроводного доступа. // Цифровая обработка сигналов. - 2012. - № 4. - С. 60-64.

33. Albdran S., Alshammari A., Matin M. Clipping and Filtering Technique for reducing PAPR In OFDM. // IOSR Journal of Engineering (IOSRJEN), Volume 2, Issue 9 (September 2012), - P.91-97.

34. Al-Jawhar Y.A., Ramli K.N., Taher M.A., Mohd Shah N. S., Audah L., Ahmed M.S. Zero-Padding Techniques in OFDM Systems // International Journal on Electrical Engineering and Informatics - Volume 10, Number 4, Desember 2018. - P.704-725.

35. Anoh K., Tanriover C., Adebisi B. On the Optimization of Iterative Clipping and Filtering for PAPR Reduction in OFDM Systems. // IEEE Access vol. 5. - 2017. -P.12004-12013.

36. Anoh K., Tanriover C., Adebisi B., Hammoudeh M. A New Approach to Iterative Clipping and Filtering PAPR Reduction Scheme for OFDM Systems. // IEEE Access vol. 6. - 2018. - P.17533-17544.

37. Anwar S.S., Kotgire S.L., Deosarkar S.B., Rani D. E. New Improved Clipping and Filtering Technique Algorithm for Peak-To-Average Power Ratio Reduction

of OFDM Signals. // International Journal of Computer Science and Communication, Vol. 3, No. 1, January-June 2012. - P.175-179.

38. Baxley R.J., Zhao C., Zhou G.T. Constrained Clipping for Crest Factor Reduction in OFDM. // IEEE transactions on broadcasting, vol. 52, No. 4, December 2006 - P.570-575.

39. Cornell L. Results of the DRM+ high power field trial in the United Kingdom // BBC Research White Paper WHP199. - July 2011. - 26 p.

40. Cornillet N., Crussiere M., Helard J.-F. Performance of the DVB-T2 system in a single frequency network: analysis of the distributed Alamouti scheme // IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting (BMSB-2011) (Nuremberg, Germany, 2011). [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/252017461_Performance_of_the_DVB-T2_System_in_a_Single_Frequency_Network_Analysis_of_the_Distributed_Alamouti_ Scheme (дата обращения: 17.04.2020).

41. Cuteanu E.-V., Isar A. PAPR Reduction of OFDM Signals using Gradual Projection Active Constellation Extension and Sequential Block Grouping Tone Reservation Hybrid Scheme. // International Journal on Advances in Telecommunications, vol 5, no 3 & 4. - 2012. - P.188-203.

42. Davis J. A., Jedwab J., Peak-to-Mean Power Control and Error Correction for OFDM Transmission Using Golay Sequences and Reed-Muller Codes//Elect. Lett., vol. 33, no. 4, Feb. 1997, pp. 267-268.

43. DRM Handbook // DRM Consortium, Postal Box 360, CH - 1218 Grand-Saconnex, Geneva, Switzerland - Revision 5, May 2020 - 81 p.

44. ETSI EN 300 401 V2.1.1 (2017-01) Radio Broadcasting Systems; Digital Audio Broadcasting (DAB) to mobile, portable and fixed receivers. - 124 p.

45. ETSI EN 301 234 V2.1.1 (2006-01) Digital Audio Broadcasting (DAB); Multimedia Object Transfer (MOT) protocol. - 79 p.

46. ETSI EN 302 245 V2.1.1 (2018-06) Transmitting equipment for the Digital Radio Mondiale (DRM) sound broadcasting service; Harmonised Standard for access to radio spectrum. - 26 p.

47. ETSI EN 302 755 V1.3.1. Digital Video Broadcasting (DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2). ETSI, April 2012.

48. ETSI ES 201 980 V4.1.2 (2017-04) Digital Radio Mondiale (DRM); System Specification. - 196 p.

49. ETSI TS 101 968 V1.3.1 (2009-04) Digital Radio Mondiale (DRM); Data applications directory. - 16 p.

50. ETSI TS 102 668 V1.1.2 (2014-11) Digital Radio Mondiale (DRM); DRM-TMC (Traffic Message Channel). - 14 p.

51. ETSI TS 102 831 V1.2.1. Digital Video Broadcasting (DVB); Implementation guidelines for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2). ETSI, August 2012.

52. ETSI TS 102 979 V1.1.1 (2008-06) Digital Audio Broadcasting (DAB); Journaline; User application specification. - 32 p.

53. Gatherer A., Polley M. Controlling clipping probability in DMT transmission // 31st Asilomar Conference on Signals, Systems, and Computers, 1997. - P. 578-584.

54. Gayathri R., Sangeetha V., Prabha S., Meenakshi D., Raajan N. R., PAPR Reduction in OFDM Using Partial Transmit Sequence (PTS)// International Journal of Engineering and Technology (IJET), Vol 5 No 2 Apr-May 2013, pp.1428-1431

55. Gurung A.K., AI-Qahtani F., Sadik A., Hussain Z.M. One-Iteration-Clipping-Filtering (OICF) Scheme for PAPR Reduction of OFDM Signals. // International Conference on Advanced Technologies for Communications, 2008. - P.207-210.

56. Gurung A.K., AI-Qahtani F., Sadik A., Hussain Z.M. Power Savings Analysis of Clipping and Filtering Method in OFDM Systems. // Telecommunication Australasian Networks and Applications Conference (ATNAC), 2008. - P.204-208.

57. Hoeg W., Lauterbach T. Digital Audio Broadcasting: Principles and Applications of Digital Radio, 2nd Edition // New York: Wiley. - 2004. - 360 p.

58. Huang X., Lu J., Zheng J., Chuang J., and Gu J., Reduction of peak-toaverage power ratio of OFDM signals with companding transform// IEE Elec. Lett., vol. 37, Apr. 2001, pp. 506-507.

59. Krongold B. S., Jones D. L., PAR reduction in OFDM via active constellation extension// IEEE Trans. Broadcast., vol. 49, no. 3, Sep. 2003, pp. 258-268.

60. Krongold B., Jones D., An active-set approach for OFDM PAR reduction via tone reservation, IEEE Trans. Signal Process., vol. 52, no. 2, Feb. 2004, pp. 495-509.

61. Krongold B.S., Jones D.L. PAR Reduction in OFDM via Active Constellation Extension. // IEEE transactions on broadcasting, vol. 49, No. 3, September 2003. -P.258-268.

62. Lee W. Ch., Choi J. P., Huynh Ch. K., A modified tone injection scheme for PAPR reduction using genetic algorithm//ICT Express 1, Oct. 2015, pp. 76-81

63. Maier F., Tisse A., Waal A. Evaluations and measurements of a single frequency network with DRM+ // European Wireless. - 2012. - EW. 18th European Wireless Conference.

64. Malkin M., Krongold B., Cioffi J. M. Optimal constellation distortion for PAPR reduction in OFDM systems // IEEE 19th Int. Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, September 2008. - P. 1-5.

65. Malode V. B., Patil B. P., PAPR Reduction Using Modified Selective Mapping Technique // Int. J. of Advanced Networking and Applications, Volume: 02, Issue: 02, 2010, pp. 626 - 630.

66. Mendicute M., Sobron I., Martinez L., Ochandiano P. DVB-T2: new signal processing algorithms for a challenging digital video broadcasting standard // Digital Video. - P. 185 - 206. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://cdn.intechopen.com/pdfs/8519/InTech-Dvb_t2_new_signal_processing_algo-rithms_for_a_challenging_digital_video_broadcasting_standard.pdf (дата обращения: 17.04.2020).

67. Mistry. H. N. Implementation of a peak windowing algorithm for crest factor reduction in WCDMA [Электронный ресурс] // https: //core.ac .uk/download/pdf/56368305 .pdf.

68. Moghaddamnia S., Waal A., Fuhrwerk M., Le C., Peissig J. On the efficiency of PAPR reduction schemes deployed for DRM systems // EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking. - 255 (2016). - 11 p.

69. Mowla M., Ali Y., Aoni A. Performance Comparison of Two Clipping Based Filtering Methods for PAPR Reduction in OFDM Signal. // International journal of Mobile Network Communications & Telematics ( IJMNCT) Vol. 4, No.1, February 2014. - P.23-34.

70. Pal H.K., Singh A.K. PAPR Reduction Technique Using Advanced Peak Windowing Method of OFDM System // International Journal of Soft Computing and Engineering (IJSCE), Volume-3, Issue-2, May 2013. - P.268-270.

71. Palicot J., Louet Y., Guel D. A New Clipping Function for PAPR Mitigation: The Gaussian Clipping Function // The Fourteenth Advanced International Conference on Telecommunications, AICT 2018. - P.63-68.

72. Pratt T. G. et al., OFDM link performance with companding for PAPR reduction in the presence of non-linear amplification//IEEE Trans. Broadcast., vol. 52, no. 2, June 2006, pp. 261-267.

73. Tellambura C., Improved Phase Factor Computation for the PAR Reduction of an OFDM Signal Using PTS//IEEE Commun. Lett., vol. 5, no. 4, Apr. 2001, pp. 135-137.

74. Tuna C., Jones D.L., Tone Injection With Aggressive Clipping Projection For OFDM PAPR//IEEE, ICASSP,2010, pp. 3278-3281

75. Vaananen O. Digital modulators with crest factor reduction techniques - Helsinki University of Technology, Electronic Circuit Design Laboratory, Report 42, Es-poo, 2006. - 127 p.

76. Vaananen O., Vankka J., Halonen K. Simple Algorithm for Peak Windowing and its application in GSM, EDGE and WCDMA systems // IEE Proceedings Communications - Vol. 152, No. 3, - June 2005. - P. 357-362.

77. Van Nee R., Prasad R. , OFDM for Wireless Multimedia Communications // Artech House Publishers, 2000 - 280 p.

78. Vangalaa S., Anuradha A. Adaptive Clipping Active Constellation Extension for PAPR Reduction of OFDM/OQAM System // 6th International Conference On Advances In Computing & Communications, ICACC 2016, 6-8 September 2016, Cochin, India - Procedia Computer Science 93, 2016. - P. 617-623.

79. Varahram P., Mohd Ali B., A Low Complexity Partial Transmit Sequence for Peak to Average Power Ratio Reduction in OFDM Systems// RadioEngineering, Vol. 20, No. 3, Sep. 2011, pp.677-682

80. Wang L., Tellambura C., A simplified clipping and filtering technique for PAR reduction in OFDM systems//IEEE Signal Process. Lett., vol. 12, no. 6, pp. 453456, Jun. 2005.

81. Wang Z., Sun E., Zhang Y. An overview of peak-to-average power ratio reduction techniques for OFDM signals // International Journal of Mobile Network Communications & Telematics (IJMNCT) - Vol. 6, No.3, - June 2016. - 20 p.

82. Wattanasuwakull T., Benjapolakul W., PAPR Reduction for OFDM Transmission by using a method of Tone Reservation and Tone Injection//IEEE ICICS, 2015, pp. 273-277.

83. Yadav S.P., Subhash S.C. Hardware Implementation of PAPR Reduction with Clipping and Filtering Technique for Mobile Applications. // International Journal of Engineering and Technology (IJET), Vol. 8, No. 5, Oct-Nov 2016. - P.2018-2033.

84. Yong S. Cho, Jaekwon Kim, Won Y. Yang, Chung G. Kang. MIMO-OFDM Wireless Communications with MATLAB - Wiley-IEEE Press, 2011. - 457 p.

85. Безлюдникова А.Л., Вишняков М.Г., Морозов К.Ю. Транспортирование синхронизированных вспомогательных данных в транспортных потоках DVB // Электросвязь. - 2015. - №8. - С.28-30.

86. Бузов А.Л., Морозов К.Ю. Методы снижения пик-фактора в радиовещательных передатчиках стандарта DRM // Радиотехника. - 2019. - №6(7). - С.24-29.

87. Минкин М.А., Морозов К.Ю. Алгоритм снижения пик-фактора сигналов радиовещания стандарта DRM методом оконного взвешивания с обратной связью с адаптивным изменением длины окна // Инфокоммуникационные технологии. -2021. - №1.

88. Морозов К.Ю. Модифицированный алгоритм формирования сигнала DRM+ со сниженным пик-фактором. // Радиотехника. - 2020. - №6(11) - С. 55-61.

89. Морозов К.Ю. Оптимальная фильтрация при ограничении пик-фактора сигнала // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2020. - №3

- С.82-89.

90. Морозов К.Ю. Методика выбора передатчиков различными потребителями. Ломая стереотипы // Broadcasting. Телевидение и радиовещание. - 2008. -№3 (63), часть 2. - С. 18-22.

91. Вишняков М.Г., Морозов К.Ю. Методика выбора передатчика DVB-T различными потребителями // Вестник СОНИИР. - 2007. - №4 (18). - С.53-55.

92. Вишняков М.Г., Морозов К.Ю. Особенности использования цифровых головных станций в сетях кабельного телевидения // Вестник СОНИИР. - 2009. -№4 (26). - C. 49-53.

93. Вишняков М.Г., Морозов К.Ю., Тимашков В.А. Кто заказывал MISO? Преимущества и недостатки использования распределенной схемы в ТВ-стандарте DVB-T2 // Радиочастотный спектр. - 2013. - №10 (40). - С.30-32.

94. Морозов К.Ю. Функциональные узлы передатчиков ОВЧ. Тенденции развития // Broadcasting. Телевидение и радиовещание. - 2007. - №3 (63), часть 2.

- С.19-21.

95. Бузов А.Л., Морозов К.Ю. Снижение пик-фактора в модуляторах стандарта DRM // Проблемы техники и технологий телекоммуникаций ПТиТТ-2019: XXI Международная научно-техническая конференция. - Т.1. - Казань, 2019. -С.49-51.

96. Бузов А.Л., Морозов К.Ю. Снижение пик-фактора сигнала DRM+ методом оконного взвешивания с обратной связью // Материалы XXII международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций ПТиТТ-20». - Самара, 2020. - С.27-28.

97. Минкин М.А., Морозов К.Ю. Особенности фильтрации внеполосных излучений сигнала стандарта DRM в процессе снижения пик-фактора // XXVIII российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ. - Самара, 2021.

98. Морозов К.Ю. Оптимальная фильтрация внеполосных составляющих сигнала DRM+ при ограничении пик-фактора // Материалы XVIII Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов ФиТПВП-2020» . - Самара, 2020. - С.55-56.

99. Морозов К.Ю. Перспективы перехода ОВЧ ЧМ радиостанций на цифровое радиовещание в РФ // XXVI российская научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ. - Самара, 2019. С.169-170.

100. Морозов К.Ю. Применение метода оконного взвешивания с обратной связью к сигналу стандарта DRM для снижения пик-фактора // XXVIII российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ. - Самара, 2021.

101. Морозов К.Ю. Снижение пик-фактора в модуляторах стандарта DRM+ методом клиппинга сигналов основной полосы // XXVII российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ. - Самара, 2020. - С.134.

102. Морозов К.Ю. Снижение пик-фактора сигналов DRM+ на основе глубокого клиппинга с адаптивно изменяемыми параметрами // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии (КрыМиКо'2020): сб. трудов 30-й МНТК. - Севастополь: СевГУ, 2020. - С. 150-151.

103. Морозов К.Ю. Эффективность методов снижения пик-фактора на основе клиппинга в модуляторах стандарта DRM+ // Физика и технические приложения волновых процессов: XVII Международная научно-техническая конференция. - Казань, 2019. - Т.3. - С.30-32.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Результаты расчетов параметров сигнала DRM после применения

методов снижения пик-фактора

(а) (б)

Рисунок А.1 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при классическом клиппинге для сигнала DRM30, режим помехоустойчивости B, режим размещения спектра 3, модуляция

поднесущих 16-QAM

(а) (б)

Рисунок А.2 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при классическом клиппинге для сигнала DRM+, режим помехоустойчивости Е, режим размещения спектра 0, модуляция

поднесущих 4-QAM

(а) (б)

Рисунок А.3 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при классическом клиппинге для сигнала DRM+, режим помехоустойчивости Е, режим размещения спектра 0, модуляция

поднесущих 16-QAM

(а) (б)

Рисунок А.4 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента

ограничения CR (б) при глубоком клиппинге с различными значениями коэффициента наклона k для сигнала DRM30, режим помехоустойчивости B, режим размещения спектра 3, модуляция поднесущих 16-QAM

23.8-

21.8-

19.8

© А 1 -1.к = -0,4 ---2.k =-0.3 ----3.k =-0.2 ----4 k =-0.1

- ......S.k = 0 ./V.*'" '' /

ч y

Él-J I ii

35-

25201510 5-О

i i -1.k ---2.k = -----3.k ----4.k ......5.k -0.4 -0.3 -0.2 -0,1 0

4.24

4,44

4.64 4.84

PAPR = 4.63 MER =21.5

S. 04

PAPR. дБ

1.45 1.55 1.65 1.75 1.S5 1.S5 2.05

1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1

CR =1.56 MER = 21,5 CR

(а) (б)

Рисунок А.5 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента

ограничения CR (б) при глубоком клиппинге с различными значениями коэффициента наклона k для сигнала DRM+, режим помехоустойчивости Е, режим размещения спектра 0, модуляция поднесущих 4-QAM

26.4-

24.4-

22.4-

20.4-

18.4-

I

- 1.к =0.1 - 2.k = 0

■ 3.k=-0.1 - 4.k = -0,2

■ 5.k = -0,3

4.54 4.54 4.74 4.B4 4.94 5.04 5.14

PAPR =4,69 MER =21,5 PAPR.дБ

(а)

22.9-

22.4-

21.9-

21.4-

20.9-

20.4-

i i -1.k = 0.1 / / t t t / / / t

- - 3. - 4. ... 5 t=-0, с = -0, = -0, i i t / / i / i / t f

/ t s t / t / / f f /

t i t t / / i i i / i / t

f

/ / / / t / / J é /' t i

» У / f / / / /

1.48 1.52 1.56 1.6 1.64 1.68 1.72

1.5 1.54 1.58 1.62 1.66 1.7 1.74

CR =1.57 MER = 21.5

(б)

CR

Рисунок А.6 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента

ограничения CR (б) при глубоком клиппинге с различными значениями коэффициента наклона k для сигнала DRM+, режим помехоустойчивости Е, режим размещения спектра 0, модуляция поднесущих 16-QAM

(а) (б)

Рисунок А.7 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при оконном взвешивании окном Гаусса с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM30, режим помехоустойчивости B, режим размещения спектра 3, модуляция

поднесущих 16-QAM

(а) (б)

Рисунок А.8 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при оконном взвешивании окном Гаусса с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM+, режим помехоустойчивости Е, режим размещения спектра 0, модуляция

поднесущих 4-QAM

22.9

22.4-

21.9-

21.4-

20.9-

20.4

© ж * 1 1 1 1 -1. winlength =7 t i * У t / /

- - 3. - 4. ... 5 vinlen vinlen vinlen gth = gth = gth 0 1 f / / / / t t / t t f * / /

/ / / y f t / f / S t é y

/ i t / * f / / / i t t

г t

/ / / / / t * / / / t i t /

/ / / / / / /

1.4В 1,52 1.56 ЦБ 1.64 1.63 1.72

1.5 1.54 1,53 1.62 1.66 1.7 1.7.

CR = 1.575 MER = 21.5 CR

(а) (б)

Рисунок А.9 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при оконном взвешивании окном Гаусса с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM+, режим помехоустойчивости Е, режим размещения спектра 0, модуляция

поднесущих 16-QAM

(а) (б)

Рисунок А.10 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при оконном взвешивании окном Хэмминга с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM30, режим помехоустойчивости B, режим размещения спектра 3, модуляция

поднесущих 16-QAM

(а) (б)

Рисунок А.11 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при оконном взвешивании окном Хэмминга с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM+, режим помехоустойчивости Е, режим размещения спектра 0, модуляция

поднесущих 4-QAM

(а) (б)

Рисунок А.12 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при оконном взвешивании окном Хэмминга с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM+, режим помехоустойчивости Е, режим размещения спектра 0, модуляция

поднесущих 16-QAM

ш 34.1 -

32.1 -

30.1 -

28.1 -

26.1-

24.1

А 1 -I.winlength = 7

---2.winlerigth = ----3.winlength = ----4.winlength = ......5.winler»gth = S 9 10 11

-

.y

.S" У

*

еЫ ït

5.57 5,77 5.97 6.17 6.37 657 6.77

PAPR = 6,44 MER = Э0.5 PAPR. дБ

(а) (б)

Рисунок А.13 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при оконном взвешивании окном Ханна с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM30, режим помехоустойчивости B, режим размещения спектра 3, модуляция

поднесущих 16-QAM

30-

25--

20-

15-

10-

I I I - I.winlength =8 ™ 2.winlength =9 _ 3.winlength = 1{ 4.winlength = 11 ......5. winlength = 12

-TJ"

1.4В 1.52 1.56

1.5 1.54

1.6 1.64 1.63 1.72

1.5В 1.62 1.66 1.7 1.74

CR = 1.58 MER = 21.5 CR

(а) (б)

Рисунок А.14 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при оконном взвешивании окном Ханна с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM+, режим помехоустойчивости Е, режим размещения спектра 0, модуляция

поднесущих 4-QAM

(а) (б)

Рисунок А.15 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при оконном взвешивании окном Ханна с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM+, режим помехоустойчивости Е, режим размещения спектра 0, модуляция

поднесущих 16-QAM

(а) (б)

Рисунок А.16 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при оконном взвешивании окном Блэкмана-Харриса с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM30, режим помехоустойчивости B, режим размещения спектра 3, модуляция

поднесущих 16-QAM

(а) (б)

Рисунок А.17 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при оконном взвешивании окном Блэкмана-Харриса с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM+, режим помехоустойчивости Е, режим размещения спектра 0, модуляция

поднесущих 4-QAM

(а) (б)

Рисунок А.18 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при оконном взвешивании окном Блэкмана-Харриса с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM+, режим помехоустойчивости Е, режим размещения спектра 0, модуляция

поднесущих 16-QAM

34.1

32.1

30.1

28.1

26.1

24.1

е * I -1. winlength = —---2. winlength = —3.winlength = —4.winlength = ......5. winlength = 7

а 9 10 11

У / / Л"

У у /У

еЫ I И

5,57 5,77 5,97 S.17 6,37

PAPR =6.47 MER =30.5

6,57 6.77

PAPR. дБ

(а) (б)

Рисунок А.19 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при оконном взвешивании окном Барлетта с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM30, режим помехоустойчивости B, режим размещения спектра 3, модуляция

поднесущих 16-QAM

23.4-

22.4-

21.4-

20.4

19.4-

-1-

■ 1. winlength = 3

■ ¿.winlength = Э

■ 3. winlength = 10

■ ^-.winlength = 11

■ 5. winlength = 12

£LiL

^JL

25.3-

23.3-

21.3-

19.3-

17.3-

4,51

4,61

I 1-1-

4,71 4.31

PAPR =4.77 MER = 21.5

4,91

5.01 PAPR. дБ

G -1-1-1- -1. winlength =8 ---2. winlength =9 ----3. winlength = 10 ----4. winlength = 11 ____■■

5.winle 4th = 12 ----"J

zl

el.l 1 -1

1,48 1.5

1,52 1.54 1.56 1.5S 1.6 1.62 1.64 1.66 CR = 1.575 MER = 21.5 CR

(а)

(б)

Рисунок А.20 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при оконном взвешивании окном Барлетта с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM+, режим помехоустойчивости Е, режим размещения спектра 0, модуляция

поднесущих 4-QAM

23.3-

21.3

20.3-

19.3-

SI А iJ 1 — 1. winlength --- 2.winlength = 9 = 10

----4 ......5 winlength winlength = 12 = 13

К!«*''

fib-"'

sl.l 1 ,1

22.9-

22.4-

21.9-

21.4-

20,9-

4.47 4.57 4.67 4.77 4.87 4.97 5,07 5,17 PAPR - 4.7В MER - 21.5 PaPR. дБ

20.4-

I I I I

- 1. win length = ?

---2.winlength = 10

----3.win length = 11

----4.winlength = 12 t

...... 5. win length = 13

И

и

i

/,

/ ;

1.4В 1.52 1.56 1.6 1.64 1 .ES 1.72

1.5 1.54 1.5В 1.62 1.66 1.7 1.74

CR =1.53 MER = 21.5 CR

(а) (б)

Рисунок А.21 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента ограничения CR (б) при оконном взвешивании окном Барлетта с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM+, режим помехоустойчивости Е, режим размещения спектра 0, модуляция

поднесущих 16-QAM

ш 34.1-

32.1-

30.1 -

28.1-

26.1-

24.1

© A I — 1. winlength = — ™ 2.winlength = ----3.winlength = ----4. winlength = 6

1 в 9 10 > y y -¡ir / 0'

sM I >1

5,57 5.77

5,97 6.17 6,37 PAPR =6,33 MER =30.5

6.57 6.77

PAPR. дБ

(а) (б)

Рисунок А.22 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента

ограничения CR (б) при оконном взвешивании с обратной связью окном Гаусса с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM30, режим помехоустойчивости B, режим размещения спектра 3, модуляция

поднесущих 16-QAM

(а) (б)

Рисунок А.23 - Зависимость коэффициента ошибок модуляции MER от пик-фактора PAPR (а) и коэффициента ошибок модуляции MER от коэффициента

ограничения CR (б) при оконном взвешивании с обратной связью окном Гаусса с различными значениями длины окна winlength для сигнала DRM+, режим помехоустойчивости Е, режим размещения спектра 0, модуляция

поднесущих 4-QAM

22.9-

22.4-

21.9-

21.4-

20.9-

20.4