Enkla frekvensnätverk (SFN) i digital terrestrial Broadcasting

Beskrivning
Sändningskanalen (sökvägen) för markbunden TV-sändning betraktas vanligtvis och med rätta som den kanal av värsta kvalitet. Terrestrisk överföringskanal är underkastad många inflytelser - tillsatsbuller och andra störande signaler (nämligen i kommunala och industriella tätorter), signalekon - så kallad flervägsmottagning. Det finns främst de många ekon som mest påverkar kvaliteten på mottagna signaler. Denna effekt leder till blekning av plats- och frekvensselektiv. 

Efter en reflektion från naturliga och andra föremål kommer en eller flera olika fördröjda signaler (ekon) till den mottagande antennen. Dessa tidsfördröjda signaler orsakar allvarlig nedbrytning av en mottagen TV-signal och motsvarande bild, särskilt i den analoga tv, där ytterligare bilder verkar skiftade i skanningsriktningen - så kallade "spöken". Vid digital markbunden tv-sändning undertryckades effekterna av flervägsmottagning till stor del genom att välja sofistikerade moduleringsmetoder. En av många fördelar med de nya markbundna digitala videosändningstandarderna DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial definierade i ETS 300744), DVB-H (Handheld), men också nästa tjänster - t.ex. digital ljudsändning DAB (Digital Audio Broadcasting) eller DRM (Digital Radio Mondial) är, förutom stöd för mobil mottagning, undertrycket av flervägsmottagningskonsekvenser. I alla nämnda standarder används digital moduleringsmetod (C) OFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex). Den första symbolen C i förkortningen innebär att dataströmmen är skyddad av felkorrigerande kodning FEC (Forward Error Correction) för att upptäcka och korrigera fel som uppstår under överföringen.

 För symbolskydd används en block Reed-Solomon-kod, och för bitskydd används en invändig kod med olika kodhastigheter. Modulation (C) OFDM kännetecknas av hög robusthet mot inter-symbol interferens (ISI), vilket skulle hota den mottagna signalen och öka deras felfrekvens på grund av flervägsmottagningen. Digital sändning enligt ovan nämnda standarder kan utföras i så kallade singelfrekvensnätverk SFN (Single Frequency Network). Mottagning av mer fördröjda signaler från flera sändare som arbetar i enfrekvensnätet kan användas även för förbättring av sändarens effekteffektivitet.


Notera:
Tillämpningen av (C) OFDM-modulering är ett effektivt, mest använda, men endast möjliga verktyg för att eliminera effekterna av flervägsmottagning. Ett annat tillvägagångssätt är till exempel mottagare med flera sensorer med det vinkelorienterade systemet för mottagningsantenner och därmed komplicerad signalbehandling inklusive filtrering, sampling, konvertering av basband följt av placering och separering av olika signalkällor (så kallad Array Processing). En mer detaljerad översikt är utanför ramen för detta dokument och kan hittas i till exempel [4].


SFN: s princip
Signaltäckningen för ett visst område kan tillhandahållas av ett antal sändare, som sänder multiplexet av digital-tv eller radiosignaler i samma frekvenskanal. Deras delvisa signalbidrag i mottagningspunkten stör inte bara, under vissa omständigheter förbättrar de till och med mottagningen. Det är således uppenbart att enkelfrekvensnätverk av digitala sändare avsevärt kan förbättra användningen av frekvensband och kanaler såväl som energibalansen hos digitala sändare. Digitala sändare i SFN kan ha betydligt mindre effekt för signal täckning av det givna området tillräckligt för kvalitetsmottagning. SFN-metoder kan inte användas med den markanalogiska \ tv-sändningen, där faktiskt alla dagens världs TV-standarder använder amplitud vestigial sidebandmodulering och fungerar i
multifrekvensnät MFN (Multi Frequency Network).


Enfrekvensnät kan endast byggas i ett begränsat område, inte över ett helt land - även så litet som Tjeckien. Varför påverkas SFN-storleken faktiskt? Låt oss anta att inom det analyserade SFN-området:
• ett antal sändare DVB-T fungerar,
• alla sändare arbetar med samma frekvens,
• dessa sändare fungerar med samma och exakta tidssynkrona digitala datamultiplex,
• nivån på mottagna signaler var som helst i SFN-området når minst tröskelgränsvärdet (nivån, som DVB-T-mottagaren behöver för att kunna demodulera och avkoda signalen ordentligt). 



Tidssynkronisering av sändare i SFN
I ett enda frekvensnätverk måste alla enskilda sändare vara exakt tidssynkroniserade. Varje sändare måste sända helt identisk OFDM-symbol samtidigt. DVB-T-moduleringen är strukturerad i ramar, där en ram består av 68 OFDM-symboler. Fyra ramar utgör en så kallad superram och två superramar utgör så kallad megaram (i läget 2k fyra superramar). När det gäller olika tidsvaraktighet för symbolen OFDM, som beror på parametrarna för den använda moduleringen och kodningen (läge dvs antal bärare, kodhastighet, skyddsintervall etc.), kan tidsvaraktigheten för enstaka ram också vara annorlunda. 

Tidssynkronisering av alla överförda paket i transportströmmen för den slutliga datamultiplexen säkerställs av tidssignalen 1 pps (puls per sekund), som erhålls från GPS-systemet. Denna signal styr tidssynkron införing av specialpaketet MIP (Megaframe Initialization Packet) i transportströmmen i början av varje megaram. Transportströmmen MPEG2, genererad till exempel i lekcentret (TV-studio), kan transporteras till de enskilda sändarna av de olika distributionsnät (via satellit, mikrovågslinje, optisk fiber, ATM-nät) med olika tidsförseningar. Därför utförs tidssynkroniseringen med GPS-signalen igen i varje sändare. Ett resultat av denna operation är tillståndet, där varje DVB-T-sändare sänder identiska OFDM-symboler på exakt samma tid. 


SFN Vinst
Kraftbidrag från de enskilda sändare som arbetar i enfrekvensnätet lägger till. Därför visar det enskilda frekvensnätverket så kallad SFN-förstärkning. Denna förstärkning kan enkelt formuleras enligt följande - två DVBT-sändare med sändningseffekten Pv säkerställer under samma förhållanden (samma riktning och antennförstärkning) bättre signal täckning (större värden på fältintensiteten) i mottagarläget än en enda sändare med den dubbla sändningseffekten 2Pv. Kvantitativt uttryck av SFN-förstärkningen, som beror på mottagarpositionen och på många andra faktorer, ligger utanför detta uppsats. 

Om du vill bygga en radiostation, öka din FM-radiosändare eller behöver någon annan FM-utrustning, kontakta oss gärna: [e-postskyddad].

Lämna ett meddelande 

Namn *

E-postadress *

Telefon

Adress

Koda

Meddelande

 

meddelande~~POS=TRUNC