Elektrotehnički fakultet Univerzitet u Beogradu
Digitalna televizija (DVB-T standard)
doc. dr Aleksandar Nešković e-mail:
[email protected] RADIO-SISTEMI 05/06
VHF – TV (frekvencijski plan)
RADIO-SISTEMI 05/06
UHF – TV (frekvencijski plan)
. . . 69
RADIO-SISTEMI 05/06
Digitalna televizija (DVB – Digital Video Broadcasting) - spektar analognog PAL signala -
RADIO-SISTEMI 05/06
Digitalna televizija (DVB – Digital Video Broadcasting) - spektar DVB-T signala -
RADIO-SISTEMI 05/06
Kvalitet prenosa
Digitalna televizija (DTV) - prednosti
Veći broj programa (multicast)
Bolji kvalitet slike (HDTV)
Novi servisi (podaci i iTV)
Tri glavna DTV standarda: • DVB (Digital Video Broadcasting) u Evropi DVB is praktično svetski prihvaćeni standard, • ATSC (Advanced Television Standards Committee) ili DTV u SAD, • ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting ) u Japanu RADIO-SISTEMI 05/06
DVB karakteristike
• MPEG-2 kodovanje za video, audio i prenos podataka • DVB video format • podržani su HDTV i SDTV • formiranje slike: interlaced i progressive • dimezije ekrana: 4:3, 16:9 i 2.21:1 • promenljiva rezolucija u zavisnosti od kanala i države (do 1920x1152)
RADIO-SISTEMI 05/06
Rezolucija slike - standardi
RADIO-SISTEMI 05/06
DVB – standardi DVB-S (Satellite) (satelitski prenos, modulacija - 4PSK & 8PSK) DVB-C (Cable) (kablovski prenos, modulacija – 16 QAM 64 QAM & 256 QAM) DVB-T (Terestrial) (zemaljski prenos, modulacija - COFDM) DVB-H (Handheld) DVB-MHP(Multimedia Home Platform) RADIO-SISTEMI 05/06
DVB-T implementacija • Ako u toku već uspostavljene veze mobilni korisnik promeni ćeliju, u okviru nove ćelije dodeljuje mu se novi radio-kanal.
RADIO-SISTEMI 05/06
Organizacija DVB-T RF kanala COFDM radio-kanal se deli u frekvencijskom i u vremenskom domenu
RADIO-SISTEMI 05/06
Organizacija podnosilaca U okviru svakog vremenskog segmenta (OFDM simbol) svakom definisanom frekvencijskom podopsegu pridružuje se jedan podnosilac
RADIO-SISTEMI 05/06
Organizacija podnosilaca Da bi se izbegla međusobna interferencija nosilaca, podnosioci se postavljaju na međusobni razmak koji je jednak inverznoj vrednosti trajanja jednog simbola. U tom slučaju se kaže da su podnosioci međusobno “ortogonalni“.
RADIO-SISTEMI 05/06
Zaštitni intervali Velika vremenska disperzija signala na prijemu dovodi do velike interfrencije.
Za vreme zaštitnog intervala u prijemniku se ignoriše primljeni signal
Markeri za sinhronizaciju Kao sinhronizacioni markeri koriste tzv. “pilot” nosioci koji se pravilno raspoređuju u okviru organizacione strukture radio-kanala.
RADIO-SISTEMI 05/06
Preslikavanje podataka na OFDM simbole Frekvencijski feding često zahvata više susednih frekvencijskih podopsega! Kontinualni niz bita se širi na razmaknute podnosioce u okviru svakog OFDM simbola - frekvencijski interleaving.
RADIO-SISTEMI 05/06
Osnovne DVB-T konstelacije Svakoj konstelaciji odgovara određeni stepen robusnosti ! Grubo, 4QAM je 4 do 5 puta tolerantniji na šum u poređenju sa 64QAM !
RADIO-SISTEMI 05/06
Nehijerahijski modovi – potreban odnos C/N
RADIO-SISTEMI 05/06
DVB-T – konfiguracije
RADIO-SISTEMI 05/06
RPC – referentne planske konfiguracije
RADIO-SISTEMI 05/06
RPC – referentne planske konfiguracije
RADIO-SISTEMI 05/06
DVB-T – mobilni prijem
RADIO-SISTEMI 05/06
DVB-T – mobilni prijem Odnos C/N & granične brzine u slučaju “tipične urbane sredine” - bez diversitija -
RADIO-SISTEMI 05/06
DVB-T hijerarhijske modulacije RF kanal se deli u dva virtuelna kanala !!! Prvi virtuelan kanal uvek koristi 4QAM konstelaciju. Taj kanala je dosta robustan (otporan na smetnje) i naziva se kanalom visokog prioriteta (HP – High Priority Stream).
Drugi kanal, koji je manje robustan i u okviru koga se primenjuju konstelacije 4QAM i 16QAM naziva se kanalom niskog prioriteta (LP – Low Priority Stream) RADIO-SISTEMI 05/06
DVB-T hijerarhijske modulacije Primer za fiksni i portabl prijem
Zamena osnovnog moda 64QAM-2/3 sa hijerarhijskom modulacijom HP: 4QAM-1/2 & LP: 16QAM-2/3
Poboljšanje robusnosti sistema (npr., za indoor pokrivanje)
RADIO-SISTEMI 05/06
DVB-T hijerarhijske modulacije Primer - povećanje kapaciteta radio-kanala U pojedinim slučajevima, radio-difuzni operator može imati interes da prihvati modifikaciju teritorijalne pokrivenosti kako bi ostvario veći protok korisnih informacija. Zamena osnovnog moda 64QAM-2/3 sa hijerarhijskom modulacijom HP: 4QAM-3/4 & LP: 16QAM-3/4
Po cenu distorzije u pogledu teritorijalne pokrivenosti (5dB razlike između HP i LP kanala), kao i po cenu veće osetljivosti LP kanala na istokanalnu interferenciju, dobija se za nekoliko Mbps veći kapacitet kanala.
DVB-T hijerarhijske modulacije Primer – mobilni prijem U pogledu mobilnog prijema čini se da su najpogodnije 4QAM i 16QAM konstelacije ako se primene zajedno sa intenzivnim zaštitnim kodovanjem. Ako su operatoru na raspolaganju dva RF kanala, jedan od njih se može koristiti za servis mobilnog prijema (2 programa), dok se drugi kanal može koristiti za standardni fiksni i portabl prijem (5-6 programa) (scenario 1).
Drugo rešenje uvođenja servisa (scenario 2) podrazumeva primenu hijerarhijske modulacije HP: 4QAM-1/2 i LP: 16QAM-3/4 uz zaštitni interval 1/16.
DVB-T hijerarhijske modulacije Istovremeno emitovanje programa visoke (HD) i standardne (SD) definicije • Dok se digitalna TV ne razvije, najveći broj prijemnika neće biti HD tipa. Zbog toga neki operatori planiraju da istovremeno vrše prenos programa u HD (High Definition) i SD (Standard Definition) formatu. • Za ove namene se može koristiti hijerarhijska modulacija HP: 4QAM-3/4 i LP: 16QAM-3/4 uz zaštitni interval 1/16 (HP: 8.78 Mbps i LP: 17.56 Mbps). • Takođe, moguće je u okviru HP kanala smanjiti kodni odnos na 4QAM-1/2 po cenu smanjenja ukupnog protoka (HP: 5.86Mbps), ali uz smanjenje potrebnog odnosa C/N kako bi se poboljšao portabl i mobilni prijem. RADIO-SISTEMI 05/06
SFN (Single Frequency Network) mreža COFDM modulacija omogućava korišćenje više istokanalnih predajnika (naravno, sinhronizovanih) u okviru jedne ćelije sistema. Raspoređivanjem predajnika male snage lakše se prevazilaze problemi radiosenki koji su po pravilu izraženi kog predajnika velikih snaga.
RADIO-SISTEMI 05/06
Sinhronizacija u frekvencijskom domenu • Simulcast način rada podrazumeva sinhronizaciju kako u vremenskom tako i u frekvencijskom domenu !!! • Tačnost i stabilnost frekvencije su kritičniji nego što je to slučaj u okviru klasičnih radio-sistema, s obzirom na činjenicu da treba obezbediti apsolutnu poziciju (frekvenciju) svakog pojedinačnog podnosioca bez obzira na frekvenciju osnovnog RF kanala.
RADIO-SISTEMI 05/06
Sinhronizacija u vremenskom domenu • Svi predajnici treba da emituju isti OFDM simbol istovremeno. • Na osnovu univerzalne vremenske refrence (GPS) u multipleksni signal se utiskuju vremenski markeri. U okviru svakog predajnika, COFDM procesor izdvaja utisnute vremenske markere i na osnovu njih određuje početak emitovanja.
RADIO-SISTEMI 05/06
I stop !!!
RADIO-SISTEMI 05/06