Декодер DVB-T2

Основные характеристики декодера DVB-T2

Декодер DVB-T2 предназначен для обнаружения и декодирования сигналов DVB-T2 (ETSI EN 302 755), разбора транспортного потока ISO/IEC 13818-1 и декодирования нешифрованного видео потока в формате MPEG-1/2/4. Декодер выносит решение об обнаружении сигнала DVB-T2 в следующем виде:

В случае обнаружения сигнала DVB-T2, декодер выдает параметры сигнала, передаваемые в структурах L1-pre signalling, L1-post signalling Configurable и Dynamic, такие как параметры OFDM и структура пилотов, передаваемые PLP каналы, параметры модуляции, идентификаторы передатчика и другие. Если транспортный поток декодирован, декодер выдает список передаваемых программ (Program Association Table) и видео/аудио потоков в каждой программе (Program Map Table) и выполняет декодирование выбранного видео потока.

Демодулятор так же выдает набор дополнительных параметров, характеризующих качество сигнала: уровень сигнала, сдвиг несущей частоты, количество декодированных фреймов, отношение сигнал/шум, относительное количество ошибок и др.

Принцип работы декодера DVB-T2

Процесс декодирования сигнала DVB-T2 начинается с поиска символа P1, установления грубой синхронизации и извлечения информации о типе преамбулы и режиме SISO/MISO (S1 field), размере FFT и группе защитного интервала (S2 field). После обнаружения символа P1 выполняется уточнение длинны защитного интервала и прием символа P2. Из символа P2 извлекаются и демодулируются данные L1-pre signalling, а затем L1-post signalling Configurable и Dynamic частей.

Когда получены все параметры сигнала, возможен прием Data symbols и декодирование данных. После компенсации сдвига несущей и символьной скорости, принятый сигнал проходит БПФ и подается на эквалайзер. Эквалайзер интерполирует оценку канала, получаемую по пилотам, и исправляет искажения вызванные многолучевым распространение сигнала, после чего данные демультиплексируются на различные потоки PLP.

Данные потока PLP последовательно проходят частотный деперемежитель, временной деперемежитель, деперемежитель ячеек, квадратурный демодулятор и битовый деперемежитель. Мягкие биты подаются на декодер LDPC и затем уже жесткие биты на декодер BCH. Из декодированных данных после дескремблирования и адаптации получается транспортный поток.

Работа петли символьной и частотной синхронизации состоят из грубой пре-БПФ оценки и точной пост-БПФ оценки ошибок синхронизации.

В каждом из декодированных PLP потоков ищется Таблица программ (Program Association Table). Таблица программ позволяет в свою очередь получить Таблицы элементарных потоков (Elementary Stream) для каждой из программ (Program Map Table). Из содержимого Таблиц элементарных потоков формируется общий список всех элементарных видео потоков, из которого ПО верхнего уровня выбирает видео поток, который необходимо декодировать.

Декодер MPEG-1/2/4 декомпрессирует выбранный видео поток и последовательно выдает видео кадры. Для удобства последующей обработки выходные кадры могут быть отмасштабированы для получения заданного размера, так же цветное изображение может быть преобразовано в черно-белый формат.

В процессе разработки, правильность алгоритмов декодирования DVB-T2 прверялась на The DVB-T2 Reference Streams DVB-T2 Verification & Validation Working Group. Качество декодирования сигнала контролировалось на тестовой среде, состоящей из модулятора, симулятора канала и демодулятор. Тестовая среда обеспечивала проверку качества декодирования в соответствии с разделом 14.2 Simulated system performance for 8 MHz channel документа ETSI TS 102 831. Модулятор DVB-T2 делался только для тестирования качества работы декодера. Декодер так же прошел проверку на разнообразных эфирных сигналах.

Формат данных

Параметры входных отсчетов задаются в структуре параметров декодирования. Частота дискретизации входных комплексных отсчетов (квадратурный сигнал) от 9.0 до 18.0 МГц. Формат отсчетов: 16, 24, 32 битные целые числа (fractional формат SQ15, SQ23 и SQ31 соответственно) или числа с плавающей точкой одинарной (float) или двойной (double) точности. Допустимый сдвиг несущей частоты +-500 кГц.

Выходные видео кадры выдаются в порядке показа кадров, в формате RGB 32 бит/пиксел для цветного и 8 бит/пиксел для черно-белого режимов. Размер кадра либо определяться исходным видео потоком, либо выполняется масштабирование для получения заданного размера. Так же имеется возможность сохранять транспортный поток в стандартный TS файл с последующим просмотром его с помощью медиаплеера.

Алгоритм поставляется в виде динамической библиотеки для использования на ПК под управление Windows или Linux, в поставку входит среда для демонстрации функций декодера с тестовыми векторами. Возможна оптимизация алгоритма для использования на встраиваемых DSP процессорах.