NICAM Stereo dan Sistem Radio Satelit Geoff Lewis

Kelompok 3Andrian Risky Rahman (115514018)Restining Ayu A N ( 115514221 )M. Fiqih Adam( 105514022 )

ELKOM B 2011NICAM Stereo dan Sistem Radio SatelitGeoff Lewis

Kami mengambil radio stereo untuk saat ini, namun sistem FM yang telah kami gunakan selama bertahun-tahun sekarang sudah usang dan memakan sejumlah besar bandwidth yang berharga. Dalam bab ini, Geoff Lewis menelaah sistem NICAM yang digunakan untuk transmisi suara stereo di TV dan mencatat berbagai usulan yang ada untuk penyiaran suara digital. Sistem teleteks telah menunjukkan analog itu dan sinyal digital dapat dimasukkan dalam multipleks yang sama tanpa menciptakan gangguan bersama. Secara bersama-sama, ini mungkin menciptakan dorongan yang diperlukan untuk department teknik dari BBC dan apa yang sebelumnya IBA untuk mengembangkan bersama-sama dengan sistem yang sekarang dikenal sebagai NICAM-728 (Near Instantaneoust Companded Audio Multiplex 728 kbit / s). NICAM yang dapat disesuaikan dengan sesuai dengan semua PAL atau NTSC sistem, memungkinkan audio stereo kualitas CD hampir akan dikirimkan langsung ke rumah bersama sinyal televisi yang juga mencakup teleteks.

LATAR BELAKANG

transmisi NICAM mempertahankan 6 MHz channel audio FM monophonic standar dan menempatkan sinyal digital pada sub-carrier kedua yang terletak di 6,552 MHz atau 9 728 kHz di atas pembawa visi. Untuk sistem PAL yang menggunakan 5,5 MHz pembawa suara, sub-carrier NICAM terletak sekitar 5,85 MHz di atas pembawa visi. sub-carrier yang dipertahankan pada tingkat-20dB dan -10dB relatif terhadap visi puncak dan operator suara masing-masing, adalah diferensial dikodekan dengan sinyal digital untuk kedua saluran dari pasangan stereo menggunakan quadrature (empat fase) modulasi PSK. Menggunakan skema ini, setiap fase pembawa mewakili dua bit data dan sebagainya membagi dua kebutuhan bandwidth. Karena data yang dikodekan secara diferensial (DQPSK) itu hanya perubahan fase yang harus terdeteksi pada decoder penerima.Struktur sinyal NICAM-728 sistem

Gambar 22.1 Skema NICAM-728 Kompresi Data.

Sebuah bingkai multiplex transmisi dengan cara yang ditunjukkan pada Gambar 22.2 dengan bit tambahan yang digunakan sebagai berikut:

Gambar 22.2NICAM-728 bingkai multiplex.

8 bit (0100 1110) digunakan sebagai kata frame alignment (FAW);Bit 5 kontrol yang digunakan untuk memilih mode operasi (C 0 -C 4 ) Baik:Sinyal stereo terdiri dari saluran alternatif A dan B sampel; Dua sinyal mono independen, ditransmisikan dalam alter- nate frame; Satu sinyal mono ditambah satu 352 kbit / s channel data frame alternative;Satu 704 kb / s channel data, ditambah konsep-konsep lain sejauh ini terdefinisi;11 bit data yang sepenuhnya diperuntukkan bagi perkembangan masa depan.

NICAM sub-carrier muncul di kedua 32,948 MHz (39,5-6,552 MHz) atau 6,552 MHz tergantung pada Metode yang diadopsi untuk suara jika menggunakanpengolahan channel. Sebagaimana ditunjukkan oleh Gambar 22.3, komponen ini diperkuat dan gain dikontrol dalam receiver yang normal . spektrum membentuk Filter merupakan bagian dari sistem secara keseluruhan.

Gambar 22.3Decoding sinyal stereo NICAM-728.

Penerima NICAM-728

Gambar 22.4Decoding sinyal DQPSK.

DQPSK decoder

Gambar 22.4 yang mewakili semua yang sudah disederhanakan. Dua bagian utama yang terkait dengan pemulihan pembawa dan jam bit rate. Bagian pertama bergantung pada tegangan yang dikendalikan osilator kristal berjalan pada 6,552 MHz dan dua detektor fase untuk menumbuhkan pasang bit paralel, disebut sebagai sinyal I dan Q (In-phase dan quadrature). Sebuah sirkuit yang sama kedua yang terkunci dengan bit rate 728 kHz digunakan untuk sinkronisasi dan memulihkan data-stream. Adaptif Paralel slicers data dan sirkuit logika diferensial digunakan untuk persegi up pulsa data dan decode sinyal DQPSK. Bit pasangan kemudian dikonversi ke dalam format serial. Decoder praktis menggabungkan fase ketiga rangkaian detektor didorong dari rantai Q. Ini digunakan sebagai detektor amplitudo menghasilkan sinyal mematikan jika 6,552 MHz sub-carrier adalah tidak ada atau gagal. Sinyal bisu ini kemudian digunakan untuk mengganti sistem audio ke sinyal suara 6 MHz mono FM normal.

Gambar 22.5(a) spektrum saluran suara sebelum ADR.(B) Realokasi spektrum setelah pengenalan ADR.

Sistem ADR

Gambar 22.5 (a) menunjukkan spektrum frekuensi terkait dengan sinyal baseband televisi diterapkan pada Sistem ASTRA sebelum pengenalan ADR. Channel suara monofonik ditempatkan di 6,5 MHz atas pembawa visi dan dua jenis Wegener stereo saluran diposisikan di 7.02 dan 7.20 MHz. Pada lebih 180 interval kHz sekelompok stereo layanan radio sub-operator disertakan. Komponen pada 8.64 MHz digunakan untuk kontrol jaringan. Sebagai penyisihan audio stereo menjadi fitur standar dari penerima TV satelit, channel mono hampir menjadi berlebihan.Baru fre- spektrum quency untuk satelit ASTRA 1A 1D ditunjukkan pada Gambar 22.5 (b) dengan aslinya dua stereo saluran pada 7.02 dan 7.20 MHz dipertahankan, meninggalkan spektrum untuk mendukung 12 saluran radio stereo masing-masing spasi dengan 180 kHz. Dengan demikian, menjadi mungkin untuk menyediakan 12 stereo (atau 24 mono atau campuran dari dua) Audio chanel dengan masing-masing saluran TV pada 16 transponder yang empat satelit.

Gambar 22.6 (a) prosesor MPEG audio / encoder. (B) bingkai bitstream audio yang format MPEG.

MPEG Layer II (Musicam) pengolahan audio

Gambar 22.6 (a). Sampel PCM audio disaring menjadi 32 sub-band. Sebuah model yang didasarkan pada persepsi pendengaran manusia ini kemudian digunakan untuk menghasilkan satu set data yang digunakan untuk mengontrol quantising dan proses coding. Berturut-turut sampel dari setiap data sub-band dikelompokkan ke dalam blok di mana tingkat maksimum di setiap sub-band digunakan untuk menghitung faktor skala. Gambar 22.6 (b). Tahap formatter memasukkan data bit tambahan dan cek kontrol kesalahan. Sinyal tersebut kemudian diteruskan ke tahap modulasi digital. Pada penerima, data dari set kata-kata kode diterjemahkan untuk memulihkan berbagai elemen sinyal untuk merekonstruksi sampel sub-band quantised. Sebuah filter bank terbalik kemudian mengubah sub-band kembali ke kode PCM digital di asli 48 kbit / s sampling rate.

Gambar 22.7 Menghubungkan penerima untuk sistem satelit: (a) penerima yang satu dengan loop melalui kontrol. (b) TV / Radio makan melalui LNB satelit. (c) Gabungan penerima TV / radio.

Penerima ADR

Pada Gambar 22.7 (a), set ADR digabungkan melalui loopthrough ke penerima satelit normal, membagi sinyal menjadi dua bagian penyusunnya dan menghindari kebutuhan untuk menggunakan LNB yang terpisah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 22.7 (b). Penerima kemudian dikembangkan kemungkinan besar akan menggabungkan modul penerima ADR ke dalam sistem utama seperti yang tersirat oleh Gambar 22.7 (c). Apapun cara sistem ini dikerahkan, penerima / decoder akan sangat bergantung pada kontrol mikroprosesor dan fase loop terkunci.

Gambar 22.8 Diagram blok Notional dari ADR receiver / decoder.

Gambar 22.8 menunjukkan bagaimana pengolahan dapat dicapai. Input ke penerima akan melalui LNB yang menyediakan pertama sinyal IF pada 950-2050 MHz dengan switching Band, channel switching dan pemilihan polarisasi di bawah kendali mikroprosesor. Bagian satelit tuner bawah ini untuk mengubah frekuensi menengah kedua biasanya pada 480 MHz sebelum diperkuat di bawah kendali sistem AGC. Sinyal digital seri diformat menjadi 8-bit kata-kata paralel sebelum menjadi masukan ke demodulator QPSK.

Sistem ini yang berasal dari proyek pembangunan Uni Eropa (UE) Eureka 147 diterima oleh organisasi ITU-R sebagai salah satu standar dunia untuk penyiaran digital. DAB kadang-kadang disebut internasional sebagai Sistem Digital A. Proyek dikembangkan dari kebutuhan yang dirasakan untuk menemukan sistem yang bisa memberikan audio berkualitas CD ke dalam kendaraan bergerak dengan sedikit atau tidak ada efek distorsi multipath.Layanan ini dapat disampaikan oleh transmisi terestrial, satelit atau bahkan melalui jaringan kabel.

Digital Audio Broadcasting (DAB)

Sistem ini dapat memberikan berbagai layanan sebagai berikut: audio, stereo, mono atau bi-lingual; program yang terkait data, jenis program, pemancar Identifikasi, tanggal, waktu dll; Data independen untuk peta jalan, gambar dan bahkan diferensial Data GPS.

Konsep OFDM terdiri dari menghasilkan sejumlah besar frekuensi carrier dengan jarak yang sama.

Gambar 22,9 OFDM spektrum (a) (sin x) kurva / x respon, (b) spektrum operator gabungan.

Orthogonal frequency division multiplex kode (COFDM)

Masing-masing secara digital dimodulasi dengan sub-band frekuensi dan kemudian disaring untuk menghasilkan (sin x) x respon / seperti yang ditunjukkan pada Gambar 22.9 (a). Spektrum dari operator tetangga individu sehingga tumpang tindih dengan cara orthogonal ditampilkan. Ketika ini menggabungkan, spektrum keseluruhan menjadi praktis datar seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 22.9 (b). Kapasitas saluran mendekati nilai batas Shannon dan spektrum operator sehingga berperilaku sebagai bus transmisi paralel. Bandwidth yang dialokasikan dibagi menjadi N frekuensi dasar dan diatur untuk membawa saluran program P. Ada karena itu N / P disisipkan operator dasar yang membawa modulasi sub-band untuk program yang diberikan dengan cara yang ditunjukkan. Dalam prakteknya, baik 4 atau 8 fase PSK atau bahkan modulasi 64-QAM dapat digunakan.

Multipleks bit rate dikurangi audio yang bersama-sama dengan informasi layanan, program yang terkait data dan data independen menyediakan 2.048 Mbit / s data aliran yang didistribusikan ke semua pemancar dalam jaringan. Informasi konfigurasi multipleks ditransmisikan dalam program terkait kelompok data dan ini digunakan untuk memastikan decoding yang benar. Konsep ini juga dapat memberikan peringatan kepada penerima tentang perubahan yang akan datang dan jadi memastikan changeover mulus. Sinkronisasi yang benar dari sinyal untuk setiap pemancar adalah penting, maka salah satu kemungkinan sistem pengiriman akan melibatkan SDH (hirarki digital sinkron) sistem dari perusahaan telekomunikasi. Data adalah waktu dicap sebelum pengiriman ke jaringan distribusi sehingga waktu yang tepat untuk transmisi setiap paket secara akurat dikenal. Referensi waktu ini dapat dengan mudah diperoleh dari GPS digabungkan (global positioning system) penerima.

Sistem transmisi

Generator COFDM mengubah 2,048 Mbit/s aliran data menjadi sinyal I dan Q menggunakan DSP (digital signal processing) chip. Sebuah delay adjustable diatur melalui kontrol perangkat lunak untuk memastikan sinkron dengan pemancar lain dalam jaringan. Data tersebut dimodulasi menggunakan DQPSK pada operator masing-masing dari sistem COFDM.Output ini kemudian dimodulasi ke pembawa RF yang relatif rendah yang kemudian dapat upconverted untuk band transmisi akhir. Sebelum radiasi akhir, sinyal RF band pass disaring untuk menghilangkan komponen palsu yang mungkin menciptakan gangguan dengan transmisi DAB lainnya. Daya yang dipancarkan relatif rendah misalnya, menggunakan VHF Band III, total daya radiasi mungkin sekitar 1 kW.Membangkitkan sinyal transmisi

Gambar 22.10 diagram blok Notional dari 4-chip penerima DAB

Desain kemungkinan Penerima (Receiver)

Gambar 22.10 berdasarkan prinsip superhet merangkum satu pendekatan yang mungkin. Akhir tuner depan hanya perlu menjadi frekuensi switchable antara saluran dan sebagainya dapat dengan mudah diproduksi saat ini menggunakan permukaan mount teknologi dan chip ASIC khusus untuk operasi frekuensi yang lebih rendah. Akhirnya, seluruh tahap ini dapat diintegrasikan ke dalam satu chip yang adalah perangkat lunak dikendalikan. Jika relatif rendah yang dipilih, maka sinyal IF bisa dengan mudah diubah menjadi format digital pada tahap ini, sehingga menghilangkan banyak penyaringan biasanya terkait dengan amplifier analog tersebut. Karena modulasi kuadratur digunakan, telah menyarankan bahwa chip DSP menggunakan jam 50 MHz dapat dengan mudah menangani konversi dari 12,5 MHz sinyal IF. DSP kedua menangani semua paket data decoding, error control dan demodulasi.

Sistem ini, yang sering disebut secara internasional sebagai Sistem Digital B, telah dikembangkan oleh Jet Propulsion Laboratory (JPL) dari Amerika, di bawah sponsor dari Voice of America (VOA).Hal ini mampu memberikan audio stereo kualitas CD penuh pada 384 kbit / s bersama-sama dengan berbagai kualitas rendah dengan harga sedikit lebih lambat sampai ke 32 kbit / s. Sistem ini menggunakan pengkodean convolutional diikuti dengan interleaving untuk tingkat tinggi perlindungan kesalahan.Penerima untuk sistem ini dirancang untuk tahan terhadap memudar, gema dan efek multipath dengan dimasukkannya fitur berikut.

JPL sistem digital

pengkodean Convolutional baik pada 1/2 atau 1/3 tingkat dapat dipilih oleh operator selular, dengan 1/3 tingkat yang lebih disukai untuk penggunaan di bawah kondisi yang paling sulit. Viterbi decoding maksimum kemungkinan mapan untuk sistem kontrol kesalahan integritas yang tinggi. Karena efek multipath di daerah built-up dan dalam bangunan, disarankan bahwa penerimaan keragaman ruang akan diperlukan. Hal ini melibatkan menggunakan lebih dari satu udara pada masing-masing penerima.Sirkuit penerima akan mencakup equalizer yang secara otomatis memilih antara sinyal langsung dan tercermin.

Ada banyak pertanyaan dan masalah yang perlu diselesaikan sebelum layanan tersebut diterima secara luas dan membutuhkan penerimaan luas untuk memastikan biaya yang relatif rendah untuk pendengar.Pertimbangan penting lainnya melibatkan ketersediaan spektrum frekuensi dan ini bervariasi di seluruh dunia.Selain itu, organisasi penyiaran suara berbeda antara Eropa dan Amerika Serikat. Sementara sebagian besar Eropa memiliki stasiun memancar empat atau lima program yang berbeda dari situs pemancar yang sama, AS cenderung menggunakan program tunggal per transmitter dan ini tidak kondusif untuk jaringan frekuensi tunggal.Realitas penyiaran suara digital

TERIMA KASIH