Enkeltfrekvensnettverk (SFN) i digital terrestrisk kringkasting

Introduksjon
Overføringskanalen (banen) for bakkenett TV-sendinger blir ofte og med rette betraktet som kanalen av dårlig kvalitet. Terrestrisk overføringskanal er underlagt mange påvirkninger - additiv støy og andre forstyrrende signaler (nemlig i kommunale og industrielle tettsteder), signalekko - såkalt flerveismottak. Det er hovedsakelig de mange ekkoene som mest påvirker kvaliteten på mottatte signaler. Denne effekten fører til falming av plassering og frekvens. 

Etter en refleksjon fra naturlige og andre gjenstander, kommer ett eller flere forskjellige forsinkede signaler (ekko) til mottaksantennen. Disse tidsforsinkede signalene forårsaker alvorlig nedbrytning av et mottatt TV-signal og tilsvarende bilde, spesielt i det analoge fjernsynet, der flere bilder vises forskjøvet i skanneretningen - såkalte "spøkelser". I digital bakkenett-TV-kringkasting ble effekten av flerveismottak i stor grad undertrykt ved å velge sofistikerte modulasjonsmetoder. En av mange fordeler med de nye terrestriske digitale videosendingstandardene DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial definert i ETS 300744), DVB-H (Handheld), men også neste tjenester - f.eks. Digital lydkringkasting DAB (Digital Audio Broadcasting) eller DRM (Digital Radio Mondial) er, bortsett fra støtte for mobil mottak, undertrykkelsen av flerveismottaket. I alle nevnte standarder brukes digital modulasjonsmetode (C) OFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex). Det første symbolet C i forkortelsen betyr at datastrømmen er beskyttet av feilrettingskodingen FEC (Forward Error Correction) for å oppdage og rette feil som oppstår under overføringen.

 For symbolbeskyttelse brukes en blokk Reed-Solomon-kode, og for bitbeskyttelse brukes en konvolusjonskode med forskjellige kodefrekvenser. Modulering (C) OFDM er preget av høy robusthet mot inter-symbol interferens (ISI), noe som vil true det mottatte signalet og øke deres feilrater på grunn av flerveismottaket. Digital kringkasting i ovennevnte standarder kan utføres i såkalt enkeltfrekvensnettverk SFN (Single Frequency Network). Mottak av mer forsinkede signaler fra flere sendere som arbeider i det enfrekvente nettverket, kan benyttes til og med for å forbedre effekteffektiviteten til sendere.


OBS:
Bruken av (C) OFDM-modulering er et effektivt, ofte brukt, men bare mulig verktøy for å eliminere virkningene av flerveismottak. En annen tilnærming er for eksempel multisensormottak med det vinkelorienterte systemet for mottaksantenner og følgelig kompleks signalbehandling inkludert filtrering, sampling, konvertering av basisbånd fulgt av plassering og separasjon av forskjellige signalkilder (såkalt Array Processing). En mer detaljert oversikt er utenfor omfanget av denne artikkelen og kan for eksempel finnes i [4].


Prinsippet for SFN
Signaldekningen til et visst område kan tilveiebringes av et antall sendere, som overfører multipleksen av digital-TV eller radiosignaler i den samme frekvenskanalen. Deres delvise signalbidrag i mottakspunktet forstyrrer ikke bare, under visse omstendigheter forbedrer de mottaket. Det er således åpenbart at enkeltfrekvensnettverk av digitale sendere betydelig kan forbedre bruken av frekvensbånd og kanaler så vel som energibalansen til digitale sendere. Digitale sendere i SFN kan ha betydelig mindre effekt for signaldekningen i det gitte området som er tilstrekkelig for kvalitetsmottak. Metoder for SFN kan ikke brukes med den terrestriske analoge \ tv-kringkasting, der faktisk alle dagens TV-standarder benytter amplitude vestigial sideband-modulering og fungerer i
multifrekvensnettverk MFN (Multi Frequency Network).


Enfrekvensnett kan bare bygges i et begrenset område, ikke over et helt land - selv ikke så lite som Tsjekkia. Hvorfor påvirkes SFN-størrelsen faktisk? La oss anta at i det analyserte SFN-området:
• et antall sendere DVB-T opererer,
• alle sendere har samme frekvens,
• disse senderne fungerer med samme og nøyaktige tidssynkron digital datamultiplex,
• nivået på mottatte signaler hvor som helst i SFN-området når minst mulig terskelgrenseverdien (nivået, som DVB-T-mottaker trenger for å kunne demodulere og avkode signalet riktig). 



Tidssynkronisering av sendere i SFN
I et enkeltfrekvensnettverk må alle de enkelte sendere være nøyaktig tidssynkronisert. Hver sender må kringkaste absolutt identisk OFDM-symbol samtidig. DVB-T-modulasjonen er strukturert i rammer, hvor en ramme er sammensatt av 68 OFDM-symboler. Fire rammer utgjør en såkalt superramme og to superrammer utgjør såkalt megaramme (i modus 2k fire superrammer). Med hensyn til forskjellige tidsvarigheten til symbolet OFDM, som avhenger av parametrene for brukt modulering og koding (modus dvs. antall bærere, kodefrekvens, beskyttelsesintervall osv.), kan tidsvarigheten til enkelt ramme også være forskjellig. 

Tidssynkronisering av alle overførte pakker i transportstrømmen til det endelige datamultiplexet sikres av tidssignalet 1 pps (puls per sekund), som er anskaffet fra GPS-systemet. Dette signalet kontrollerer tidssynkron innsetting av spesialpakken MIP (Megaframe Initialization Packet) i transportstrømmen i begynnelsen av hver mega-ramme. Transportstrøm MPEG2, generert for eksempel i lekesenteret (TV-studio), kan føres til de enkelte sendere av de forskjellige distribusjonsnettverk (via satellitt, mikrobølgelinje, optisk fiber, minibanknett) med forskjellige tidsforsinkelser. Derfor blir tidssynkroniseringen med GPS-signalet utført igjen i hver sender. Et resultat av denne operasjonen er tilstanden, der hver DVB-T-sender sender samme OFDM-symboler på nøyaktig samme tid. 


SFN gevinst
Kraftbidrag fra de enkelte sendere som arbeider i enkeltfrekvensnettet, legger til. Derfor viser enkeltfrekvensnettet såkalt SFN-forsterkning. Denne forsterkningen kan ganske enkelt formuleres som følger - to DVBT-sendere med kringkasting Pv sikrer under samme forhold (samme retning og antenneforsterkning) bedre signaldekning (større verdier av feltintensiteten) i mottakerposisjonen enn en enkelt sender med den doble kringkastingskraften 2Pv. Kvantitativ uttrykk for SFN-forsterkningen, som avhenger av mottakerposisjonen og på mange andre faktorer, er utenfor omfanget av denne artikkelen. 

Hvis du ønsker å bygge en radiostasjon, kan du øke FM-radiosenderen eller trenger andre FM-utstyr, Ta gjerne kontakt med oss: [e-postbeskyttet].

Legg igjen en beskjed 

Navn *

Epost *

Telefon

Adresse

Kode

Melding

 

Meldingsliste