104Научно-технические разработки

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Рекомендации по внедрению DVB эфирного вещания. Защитные отношения


С.Н. Песков, зам. директора по науке компании «Контур-М», к.т.н.;
И.А. Колпаков, ген. директор компании «Контур-М»;
С.Ю. Колгатин, директор по маркетингу компании «Контур-М»
Теле-Спутник - 10(144) Октябрь 2007 г.


Настоящая публикация является завершающей в серии статей [1], посвященных цифровому эфирному вещанию DVB-Т, и показывает предельные уровни мешающих сигналов как для аналоговых, так и для цифровых сигналов в зоне покрытия. В рамках отдельных публикацией будет показана методика расчета зоны покрытия эфирным передатчиком при выбранных условиях приема.

Прежде чем перейти к расчету зоны покрытия передатчиком (в рамках отдельной публикации), целесообразно рассмотреть предельные уровни мешающих сигналов, находящиеся в зоне его покрытия. Действительно, бессмысленно увеличивать зону покрытия цифровым передатчиком, если он будет мешать в определенной области нормальной работе аналогового или цифрового передатчика. Вполне логично предположить и обратное, что тот же передатчик в той же области будет мешать нормальному приему сигналов рассматриваемого передатчика.Следует сразу оговориться, что строгих предельных норм на уровни мешающих сигналов не существует. Все приводимые нормы носят экспериментально-статистический характер. Тем не менее, для большинства практических случаев они пригодны и позволяют вести сетевое планирование.
Для определения предельного уровня мешающего сигнала вводят понятие защитного отношения – PR (Protection Ratios). Таким образом, реальная зона покрытия будет определяться не только ранее рассмотренным отношением несущая/шум (C/N) в точке приема, но и PR, и в общем случае (с учетом ландшафта местности); будет существенно отличаться от идеальной окружности для любых условий приема.
Защитное отношение представляет собой отношение мощности полезного сигнала Рс к мощности мешающего передатчика Рп, которая в данном случае рассматривается как помеха, то есть PR = РСП. Напомним, что для цифровых сигналов рассчитывается усредненная (эффективная) мощность сигнала, измеряемая в полосе канала, а для аналогового – пиковая среднеквадратичная мощность синхроимпульсов видеосигнала. Большинство измерительных приборов адаптировано под такие измерения. PR обычно измеряется в децибелах: PR=10lg(РСП), dB.Если же вести отсчет PR в терминах напряженности поля, то его значение в децибелах определится как разность напряженностей электрических полей от рассматриваемого передатчика ЕС и мешающего передатчика ЕП, то есть PR = ЕС – ЕП, dB.
Для качественного приема BER на выходе декодера Витерби не должен превышать 2х10-4. Такая величина коэффициента ошибок позволяет следующему за Витерби декодеру Рида-Соломона снизить ее на входе демультиплексора до 2х10-11 , что примерно соответствует одной нескорректированной ошибке в час. В общем случае, для цифровых сигналов PR оценивается для тропосферной и непрерывной интерференции. Тропосферная интерференция (то есть взаимодействие полей основного сигнала и отраженных от тропосферы) оценивается для тропосферного прохождения радиоволн с вероятностью в 1…10% и в настоящей статье не рассматривается. Для аналоговых сигналов существуют четыре градации тропосферной интерференции и также нами не рассматриваются, так как аналоговое вещание можно считать «умирающим».
Для DVB-T вещания рассматриваются следующие три вида взаимодействия (интерференции):

• DVB-T сигнал воздействует на DVB-T сигнал.
• Аналоговый сигнал мешает нормальному приему DVB-T сигнала.
• DVB-T сигнал мешает нормальному приему аналогового сигнала.
Для всех этих видов интерференции следует рассматривать следующие виды частотной расстановки каналов:
• Частотное совмещение (CCI – Co-Channel Interference – соканальная интерференция) каналов.
• Работа в соседних каналах (ACI – Adjacent-Channel Interference – соседне-канальная интерференция). Такую интерференцию рассматривают для двух случаев: когда мешающий канал находится выше (n+1) или ниже (n-1) по частоте относительно рассматриваемого.
• Зеркальное расположение каналов, когда мешающий канал является зеркальным по отношению к рассматриваемому (основному).
Рассмотрим эти случаи [6].
DVB-T сигнал интерферирует с DVB-T сигналом. Для данной комбинации значения PR представлены в таблице 1. Практика полевых испытаний показывает, что PR для различных режимов и различных каналов могут быть получены через требуемые значения C/N, представленные в таблице 2 [2].



Для соседнего и зеркального каналов из-за отсутствия экспериментальных данных величину PR рекомендуется принимать величиной -40 dB.
На практике также присутствуют случаи расстановки каналов с частичным частотным перекрытием (стандарт по DVB-T допускает такую возможность). Для частотно перекрывающихся каналов, из-за отсутствия экспериментальных данных, PR должно экстраполировать с таблицей 1 следующим образом:
(1)
где: PRCCI – соканальное значение (таблица 1);
f – полоса частот, в которой перекрываются два DVB-T сигнала.
PR = -40 dB для случаев, когда расчеты по (1) дают значение PR < -40 dB. Например, для формата модуляции 64QAM c CR = 2/3 для Рэлеевского канала (как наихудший случай) для двух DVB-T каналов с частотным перекрытием в 0,5 МГц и стандартной полосе 7,6 МГц, расчетное значение PR = 10,2 dB. А при частотном перекрытии в 0,1 МГц достаточно всего 3,2 dB.
DVB-T сигнал интерферирует с аналоговым сигналом. Это часто встречаемый случай на практике на начальном этапе развертывания DVB сетей. Почти в каждой из зон покрытия присутствует поле от аналогового передатчика (иногда и от нескольких), которое в данном случае является мешающим, нежелательным. В таблице 2 представлены значения защитных отношений (PR) для разных форматов модуляции.



Значения PR, приведенные в таблице 2, справедливы для всех режимов звукового сопровождения, действующих в Европе (моно, стерео, NICAM и др.) для режимов 2k и 8k.
В таблице 3 представлены значения PR для соседних и зеркальных каналов приема. При одновременном наличии нескольких полей суммарное защитное отношение PR? определяется по формуле:

(2)
где PRi – защитное отношение по любому из действующих передатчиков.



Значения PR для частотно перекрывающихся каналов (64QAM, CR =2/3) представлены в таблице 4. Под частотной разностью понимается разность между несущей изображения аналогового TV сигнала и центральной частотой DVB-T сигнала, то есть .



Аналоговый АМ сигнал интерферирует с DVB-T сигналом. Настоящий подраздел рассматривает обратную задачу, когда вводимый DVB-T сигнал является помехой для существующего аналогового вещания. Величины для минимальных значений PR представлены в таблицах 5 и 6.





Сравнение представленных выше таблиц по предельным значениям защитных отношений показывает, что цифровые каналы значительно лучше защищены от воздействия аналоговых сигналов. Так, например, если напряженность поля аналогового сигнала на границе зоны покрытия составляет 54 dBµV, то напряженность поля цифровых сигналов в данных точках приема не должна превышать 14 dBµV (PR = 40 dB для совмещенных каналов, см. таблицы 5, 6). А вот если цифровой канал является соседним по отношению к аналоговому каналу, то напряженность поля аналогового сигнала может быть даже на 1…7 dB ниже по отношению к цифровому.
Таким образом, с точки зрения создания взаимных помех между аналоговыми и цифровыми сигналами для цифрового пакета никогда не следует выбирать частоту, которая хоть где-то в предполагаемой зоне охвата используется для аналогового вещания. Как уже отмечалось выше, цифровые каналы при плотной частотной сетке можно уверенно размещать в соседних (смежных) каналах. При этом предпочтение следует отдавать варианту n+1, то есть когда цифровой канал находится выше по частоте по отношению к аналоговому каналу, что понятно и из простейших логических рассуждений (максимальная удаленность несущей изображения от цифрового канала).
В настоящей статье не рассматриваются защитные отношения в части звуковых FM поднесущих традиционного AM TV вещания, так как если выполняются нормы на несущую изображения, то будут выполнены нормы и на звуковое сопровождение. Не рассматриваются защитные отношения и на другие стандарты цифрового телевизионного вещания, не принятые в России. Заинтересованные читатели могут ознакомиться с ними в [3, 4]. Для определения шумовых зон и зон интерференции аналогового TV вещания полезно ознакомиться с рекомендациями, изложенными в [5].
Авторы с удовольствием ответят на все вопросы и критические замечания.

Литература
1. С.Н. Песков, И.А Колпаков и др. Рекомендации по внедрению DVB эфирного вещания. «Теле-Спутник» 2007, №2-9.
2. С.Н. Песков, И.А. Колпаков и др. Рекомендации по внедрению DVB эфирного вещания. “Теле-Спутник” 2007, №2, с.102-108.
3. CEPT Cherter 97. The Chester 1997 Multilateral Coordination Agreement relating to Technical Criteria, Coordination Principles and Procedures for the introduction of Terrestrial Digital Video Broadcasting (DVB-T).
4. ITU-R Recommendation BT.1368-4. Planning criteria for digital terrestrial television services in the VHF/UHF bands.
5. ITU-R Recommendation P.370. VHF и UHF propagation curves for the frequency range 30 MHz to 1000 MHz. Broadcasting services.
6. ETSI TR 101 190 (2004-11). Digital Video Broadcasting (DVB); Implementation guidelines for DVB terrestrial services; Transmission aspects.


 
Теле-Спутник Октябрь 2007
наверх
 



Уважаемые посетители!
В связи с полной реконструкцией Архива, возможны ситуации, когда текст будет выводиться не полностью или неправильно (отсутсвие статей в некоторых номерах это не ошибка). Если заметите какие-то ошибки, то, пожалуйста, сообщите нам о них. Для связи можете воспользоваться специальной формой:

Номер журнала: *
Страница: *
Дополнительные сведения: *
Желательно четко опишите замеченную проблему - это поможет быстрее ее решить.
Мы не отвечаем на вопросы! Их следует задавать на нашем форуме!
Антиспам: * Нажмите мышкой на синий квадрат:


Поля, помеченные звездочкой (*)
обязательны для заполнения





Новый сайт