8VSB – Wikipedia

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Modulationsmethode des amerikanischen ATSC-Digital-TV-Standards

8VSB ist die Modulationsmethode, die für die Ausstrahlung im digitalen Fernsehstandard ATSC verwendet wird. Die ATSC- und 8VSB-Modulation wird hauptsächlich in Nordamerika verwendet. Im Gegensatz dazu verwendet der DVB-T-Standard COFDM.

Eine Modulationsmethode gibt an, wie das Funksignal schwankt, um Informationen zu übermitteln. ATSC und DVB-T spezifizieren die Modulation, die für digitales drahtloses Fernsehen verwendet wird. Im Vergleich dazu ist QAM die Modulationsmethode für Kabel. Die Spezifikationen für ein kabelfähiges Fernsehgerät besagen möglicherweise, dass es 8VSB (für Rundfunkfernsehen) und QAM (für Kabelfernsehen) unterstützt.

8VSB ist eine 8-Level-Restband-Seitenbandmodulation. Im Wesentlichen wandelt es einen binären Strom in eine oktale Darstellung um, indem eine Amplitudenverschiebung einen sinusförmigen Träger auf eine von acht Ebenen tippt. 8VSB kann drei Bits übertragen (23= 8) pro Symbol; In ATSC enthält jedes Symbol zwei Bits aus dem MPEG-Transportstrom, die spaliermoduliert sind, um eine Drei-Bit-Figur zu erzeugen. Das resultierende Signal wird dann mit einem Nyquist-Filter bandpassgefiltert, um Redundanzen in den Nebenkeulen zu entfernen, und dann auf die Sendefrequenz verschoben.[1]

Modulationstechnik[edit]

Die Restseitenbandmodulation (VSB) ist ein Modulationsverfahren, das versucht, die spektrale Redundanz von PAM-Signalen (Pulsamplitudenmodulation) zu beseitigen. Das Modulieren eines Trägers durch eine reelle Datensequenz führt zu einer Summe und einer Differenzfrequenz, was zu zwei symmetrischen Trägerseitenbändern führt. Die Symmetrie bedeutet, dass eines der Seitenbänder redundant ist, sodass das Entfernen eines Seitenbandes weiterhin eine Demodulation ermöglicht. Da Filter mit einer Übergangsbandbreite von Null nicht realisiert werden können, hinterlässt die implementierte Filterung einen Rest des redundanten Seitenbandes, daher der Name “VSB”.

Durchsatz[edit]

In dem für MHz-ATSC verwendeten 6-MHz-Kanal (Megahertz) trägt 8VSB eine Symbolrate von 10,76 Megabaud, eine Bruttobitrate von 32 Mbit / s und eine Nettobitrate von 19,39 Mbit / s verwendbarer Daten. Die Nettobitrate ist aufgrund des Hinzufügens von Vorwärtsfehlerkorrekturcodes niedriger. Die acht Signalpegel werden mit einem Gittercodierer ausgewählt. Es gibt auch ähnliche Modulationen 2VSB, 4VSB und 16VSB. 16VSB sollte insbesondere für ATSC-Digitalkabel verwendet werden, aber die Quadraturamplitudenmodulation (QAM) ist die de facto Industriestandard stattdessen, da es billig und leicht verfügbar ist.

Energiesparvorteile[edit]

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Ein wesentlicher Vorteil von 8VSB für Rundfunkveranstalter besteht darin, dass es viel weniger Strom benötigt, um einen Bereich abzudecken, der mit dem des früheren NTSC-Systems vergleichbar ist, und es ist Berichten zufolge besser darin als das gebräuchlichste alternative System, COFDM. Ein Teil des Vorteils ist das im Vergleich zu COFDM erforderliche niedrigere Verhältnis von Spitze zu durchschnittlicher Leistung. Ein 8VSB-Sender muss eine Spitzenleistung von 6 dB (viermal) seiner Durchschnittsleistung haben. 8VSB ist auch widerstandsfähiger gegen Impulsrauschen. Einige Sender können denselben Bereich abdecken, während sie mit einer effektiven Strahlungsleistung von ungefähr 25% der analogen Sendeleistung senden. Während NTSC und die meisten anderen analogen Fernsehsysteme ebenfalls eine Restseitenbandtechnik verwenden, wird das unerwünschte Seitenband bei ATSC 8VSB-Übertragungen viel effektiver gefiltert. 8VSB verwendet dazu einen Nyquist-Filter. Die Reed-Solomon-Fehlerkorrektur ist das primäre System zur Wahrung der Datenintegrität.

Im Sommer 2005 veröffentlichte das ATSC Standards für Enhanced VSB oder E-VSB [1]. Mit der Vorwärtsfehlerkorrektur ermöglicht der E-VSB-Standard den DTV-Empfang auf Handheld-Empfängern mit geringem Stromverbrauch und kleineren Antennen, ähnlich wie bei DVB-H in Europa, jedoch mit 8VSB-Übertragung.

Streitigkeiten über die Verwendung von ATSC[edit]

Seit einiger Zeit gab es eine anhaltende Lobby für die Umstellung der Modulation für ATSC auf COFDM, die Art und Weise, wie DVB-T in Europa übertragen wird, und ISDB-T in Japan. Die FCC hat jedoch immer festgestellt, dass 8VSB die bessere Modulation für den Einsatz im digitalen Fernsehen in den USA ist. In einem Bericht aus dem Jahr 1999 stellte die Kommission fest, dass 8VSB eine bessere Schwellenwert- oder Träger-Rausch-Leistung (C / N) aufweist, eine höhere Datenratenfähigkeit aufweist, weniger Sendeleistung für eine gleichwertige Abdeckung benötigt und gegenüber Impuls- und Phasenrauschen robuster ist .[2] Infolgedessen lehnte sie im Jahr 2000 einen Antrag der Sinclair Broadcast Group auf Regelsetzung ab, wonach Rundfunkveranstalter zwischen 8VSB und COFDM wählen dürfen, wie es für ihren Versorgungsbereich am besten geeignet ist.[3]

In dem FCC-Bericht wurde auch anerkannt, dass COFDM “im Allgemeinen eine bessere Leistung in Situationen mit dynamischem Mehrweg” erwarten würde, beispielsweise im mobilen Betrieb oder bei Vorhandensein von Bäumen, die sich bei starkem Wind bewegen. Mit der Einführung von Demodulatoren der 5. Generation im Jahr 2005 und nachfolgenden Verbesserungen in den Generationen 6 und 7 beträgt die Ausgleichsspanne nun etwa –60 bis +75 Mikrosekunden (eine Streuung von 135 Mikrosekunden) und hat sowohl statische als auch dynamische Mehrwege in praktisch eliminiert 8VSB Empfang. Im Vergleich dazu beträgt die Entzerrungsspanne in COFDM –100 bis +100 Mikrosekunden (200 Mikrosekunden Spreizung), aber die Anwendung dieses großen Schutzbandraums für COFDM reduziert seine nützliche Nutzlast erheblich. Tatsächlich hat ein Großteil Europas aufgrund seiner reduzierten Nutzlastkapazität 1280 × 720p als HD-Standard für DVB-T1 übernommen[citation needed]. Die Einführung von DVB-T2 soll die Fähigkeit terrestrischer Übertragungen verbessern, 1920 × 1080p-Inhalte zu übertragen. 1920 × 1080i war von Anfang an Teil des 8VSB-Schemas, und seine verbesserten Demodulatoren hatten keinen Einfluss auf die angeborene Nutzlastkapazität[citation needed].

Aufgrund der fortgesetzten Übernahme des 8VSB-basierten ATSC-Standards in den USA und einer stark wachsenden ATSC-Empfängerpopulation ist eine Umstellung auf COFDM nun im Wesentlichen unmöglich. Die meisten analogen terrestrischen Übertragungen in den USA wurden im Juni 2009 abgeschaltet, und 8VSB-Tuner sind allen neuen Fernsehgeräten gemeinsam, was einen zukünftigen Übergang zu COFDM weiter erschwert.

8VSB gegen COFDM[edit]

Der zuvor zitierte FCC-Bericht stellte außerdem fest, dass COFDM in dynamischen und statischen Mehrwegesituationen auf hoher Ebene eine bessere Leistung aufweist und Vorteile für Einzelfrequenznetze und den mobilen Empfang bietet. Im Jahr 2001 kam ein von der COFDM Technical Group erstellter technischer Bericht jedoch zu dem Schluss, dass COFDM keine wesentlichen Vorteile gegenüber 8VSB bietet. In dem Bericht wurde abschließend empfohlen, die Empfänger an Außenantennen anzuschließen, die auf eine Höhe von etwa 9 m angehoben sind. Weder 8VSB noch COFDM zeigten in den meisten Testinstallationen in Innenräumen eine akzeptable Leistung.[4]

Es gab jedoch Fragen[who?] ob der COFDM-Empfänger für diese Tests ausgewählt wurde – ein Sendermonitor [2] Fehlen einer normalen Front-End-Filterung – färbte diese Ergebnisse. Wiederholungsprüfungen, die unter Verwendung derselben COFDM-Empfänger mit einem zusätzlichen Front-End-Bandpassfilter durchgeführt wurden, ergaben für den DVB-T-Empfänger erheblich verbesserte Ergebnisse, weitere Tests wurden jedoch nicht durchgeführt.[3][permanent dead link]

Die Debatte über 8VSB gegenüber COFDM-Modulation dauert noch an. Befürworter von COFDM argumentieren, dass es Multipath weitaus besser widersteht als 8VSB. Dies ist eine wichtige Eigenschaft der Modulation zum Empfangen von HDTV in z. B. fahrenden Fahrzeugen, die mit 8VSB nicht möglich ist. Frühe 8VSB-DTV-Empfänger (Digitalfernsehen) hatten in städtischen Umgebungen häufig Schwierigkeiten, ein Signal zu empfangen. Neuere 8VSB-Empfänger können jedoch besser mit Multipath umgehen, aber ein sich bewegender Empfänger kann das Signal immer noch nicht empfangen. Darüber hinaus erfordert die 8VSB-Modulation weniger Leistung, um ein Signal über dieselbe Entfernung zu übertragen. In weniger besiedelten Gebieten kann 8VSB aus diesem Grund COFDM übertreffen. In einigen städtischen Gebieten sowie für den mobilen Einsatz bietet COFDM möglicherweise einen besseren Empfang als 8VSB. Mehrere “verbesserte” VSB-Systeme waren in der Entwicklung, insbesondere E-VSB, A-VSB und MPH. Die Mängel bei 8VSB in Bezug auf den Mehrwegeempfang können behoben werden, indem zusätzliche Vorwärtsfehlerkorrekturcodes verwendet werden, die die nützliche Bitrate verringern, wie sie beispielsweise von ATSC-M / H für den mobilen / Handheld-Empfang verwendet wird. ATSC 3.0, der nächste große Fernsehstandard in den USA, wird COFDM verwenden.

Die überwiegende Mehrheit der US-Fernsehsender verwendet COFDM für ihr Studio, um Verbindungen herzustellen und Nachrichten zu sammeln[citation needed]. Hierbei handelt es sich um Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsverbindungen und nicht um Rundfunkübertragungen.

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ Sparano, David (1997). “WAS GENAU IST 8-VSB?” (PDF). Abgerufen 8. November 2012.
  2. ^ DTV-BERICHT ÜBER COFDM UND 8-VSB-LEISTUNG (PDF), FCC-Büro für Technik und Technologie, archiviert (PDF) vom Original am 14. April 2007abgerufen 2007-03-0430. September 1999.
  3. ^ Sinclair beansprucht breite Unterstützung für die Dtv-Petition, Television Digest with Consumer Electronics, 1999, archiviert von das Original am 02.09.2004abgerufen 2008-06-0611. Oktober 1999.
  4. ^ 8VSB / COFDM-Vergleichsbericht Archiviert 2005-11-22 an der Wayback Machine

Externe Links[edit]

Das DVB-T-Signal ist ein codiertes orthaginales Frequenzmultiplexsystem oder kurz COFDM, ebenso wie das Kabel (DVB-C) und der Satellit (DVB-S). Das DVB-T-Signal wird als QPSK-QAM oder Quadratur-Phasenumtastung und Quadraturamplitudenmodulation implementiert. Das DVB-S-Signal wird als QPSK-QFM- oder Quadratur-Phasenumtastungs-Quadraturfrequenzmodulation implementiert. Das DVB-C-Signal ist QPM QAM oder Quadraturphasenmodulation Quadraturamplitudenmodulation.


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