Базовые вопросы внедрения сетей наземного цифрового ТВ вещания
Компания «В-Люкс» ? одна из первых в России, кто получил опыт расчета, проектирования, строительства, настройки одночастотных сетей наземного телевизионного вещания (SFN) в цифровом стандарте DVB-T/H. Этот опыт позволяет специалистам компании уже сейчас с успехом заниматься всем комплексом работ и услуг в этой области, начиная от технико-экономического обоснования и предпроектного обследования и заканчивая гарантийным и послегарантийным обслуживанием сетей цифрового телерадиовещания. Предоставление заказчикам полного спектра услуг, таких как проектирование и расчет сетей, выбор и поставка оборудования, монтаж и пуско-наладка, гарантийное и послегарантийное обслуживание, обучение персонала и многое другое позволяет компании «В-Люкс» удовлетворить все возможные потребности Заказчика и обеспечить сдачу готовой сети «под ключ».
Освоение опыта отечественного рынка телерадиовещания, изучение и применение лучших зарубежных технологий является для компании «В-Люкс» основой для успешного внедрения цифрового телевидения и радио в России. В своей работе наши инженеры и менеджеры опираются на глубокие знания международного стандарта цифрового вещания EN 300744, который устанавливает нормы на систему вещательного цифрового ТВ.
Как известно, этот международный стандарт используется в России и описывает требования к функциональным блокам оборудования, предназначенного для адаптации полосы ТВ сигнала с выхода транспортного мультиплексера MPEG-2, к характеристикам вещательного наземного канала. Поток данных при этом обрабатывается следующими процессами:
• Формирование транспортного потока и разупорядочение для распределения мощности.
• Внешнее кодирование (RS).
• Внутреннее кодирование (избыточный сверточный код).
• Внутреннее перемежение.
• Наложение сигналов на набор несущих (mapping) и модуляция.
• Передача уплотненного сигнала с ортогональным частотным разделением (OFDM).
Эта система напрямую сопоставима с кодированным ТВ сигналом MPEG-2, ISO/IEC 13818. Поскольку система разработана для предоставления услуг эфирного цифрового вещания и предназначена для работы в диапазонах UHF и VHF, где уже существуют аналоговые сигналы, то необходимым требованием является обеспечение защиты от высокого уровня помех совмещенного канала (CCI) и соседнего канала (ACI), излучаемых существующими сигналами. Так же необходимо, чтобы такая система обеспечивала максимальную эффективность использования спектра, что для России является очень актуальным. Это достигается применением одночастотных сетей (SFN).
Радиосигналам телевидения свойственна многолучевость при распространении, обусловленная наличием препятствий и неоднородностей среды распространения. В DVB-H для больших одночастотных сетей специально разработан режим 8К. В этом режиме имеется небольшой разнос несущих, и возможны достаточно большие защитные интервалы. Традиционными способами улучшения приема на обслуживаемой территории являются увеличение передаваемой мощности и высоты подвеса антенной системы. С другой стороны, этому же может способствовать применение остронаправленных приемных антенн, способных ослабить эхо-сигналы. Применение мощного сверточного кода также позволяет защититься от многолучевости, однако это ведет к уменьшению скорости потока.
Еще одной проблемой при работе одночастотных сетей в условиях дефицита частотного ресурса являются помехи от совмещенного и смежного каналов. Опыт показывает, что цифровые ТВ системы более устойчивы к помехам совмещенного канала, чем аналоговые.
Это только часть проблем, с которыми можно столкнуться при внедрении цифрового наземного вещания. Однако стоит упомянуть еще о некоторых из них, достаточно существенных. Среди них: возможное влияние фазового шума и джиттера несущих, причинами которых могут быть преобразователи частоты, тюнеры. Cтоит помнить и об импульсных шумовых помехах, вызываемых домашней бытовой техникой, работой промышленного оборудования, линий электропередач. Влияние на сигнал могут оказывать гармонические помехи и помехи от аналоговых ТВ станций и в обратную сторону, эффект Допплера при движении приемного терминала.
В связи с вышесказанным, очень важным вопросом при строительстве и внедрении SFN сетей является использование качественного передающего оборудования. Собственно COFDM сигнал очень сложен по амплитуде, частоте, и нелинейность усилителя мощности передатчика может послужить причиной плохого приема и интерференции по соседнему каналу. Поэтому в цифровом возбудителе передатчика должна быть предусмотрена адаптивная амплитудная и фазовая нелинейная предварительная коррекция, которая осуществляет цифровую оптимизацию работы передатчика, тем самым позволяя увеличить зону охвата при заданной выходной мощности. Более того, адаптивная линейная предварительная коррекция позволяет компенсировать возможные амплитудные и фазовые изменения характеристик комбайнеров, фильтров и т.д.
Одна из наиболее сильных особенностей COFDM – это наличие защитного интервала. Его величина ограничивает скорость передачи, но преимущество заключается в надежности передачи. Оптимальный выбор защитного интервала и соответствующие регулировки на передающих станциях позволяют добиться устойчивой работы одночастотной сети в условиях многолучевого распространения и присутствия эхо-сигналов.
При разработке, планировании, моделировании и расчете одночастотных наземных сетей цифрового телевизионного вещания, в частности, для вещания на мобильные абонентские терминалы, компания «В-Люкс» использует современные программно-аппаратные средства. Среди них ? программное обеспечение ICS telecom в сочетании с электронными картами местности, которые позволяют учесть рельеф местности, плотность городской застройки, особенности распространения сигнала и другие факторы. Эти инструменты позволяют инженерам компании эффективно планировать SFN сети, строить оптимальные модели распространения, планировать крупномасштабные региональные сети и даже проводить детальный расчет зоны покрытия внутри зданий и сооружений.
Для проектирования, строительства, монтажа и наладки передающего оборудования одночастотных сетей специалисты компании «В-Люкс» опираются на использование «Правил применения оборудования систем телевизионного вещания», утвержденных Мининформсвязи РФ в 2006 году. Эти правила дают классификацию требований к телевизионным передатчикам, определяют эти требования, параметры и нормы к ним.
Одним из наиболее важных документов, оформляемых при производстве пусконаладочных работ на передающем оборудовании, является протокол качественных показателей телевизионного передатчика. Этими качественными показателями, измеряемыми при настройке цифровых телевизионных передатчиков в соответствии с нормами, установленными «Правилами применения…», являются:
1. Выходная мощность передатчика. Отклонение мощности от номинального значения должно быть в пределах не более ±10%.
2. Значение центральной частоты передатчика. Отклонение центральной частоты в спектре выходного сигнала от средней частоты рабочего канала должно быть в пределах ±100 Гц.
3. Уровни побочных радиоколебаний. Должны быть не более -60 дБ по отношению к эффективной мощности радиопередатчика.
4. Уровень спектральной плотности мощности внеполосных составляющих спектра выходного сигнала передатчика в области отстроек ± (3,9...12) МГц от центральной частоты не должен превышать значений:
Частота отстройки, МГц Относительный уровень, дБ
Минус 12 Минус 100
Минус 10,75 Минус 78,7
Минус 9,75 Минус 78,7
Минус 4,75 Минус 73,6
Минус 4,185 Минус 59,9
Минус 3,9 Минус 32,8
3,9 Минус 32,8
4,25 Минус 66,1
5,25 Минус 78,7
6,25 Минус 78,7
11,25 Минус 78,7
12 Минус 100
5. Коэффициент битовых ошибок BER. Перед декодером Витерби должен быть не более 10-9.
6. Среднеквадратическое значение коэффициента ошибок модуляции МЕR должно быть не менее 35 дБ.
Эти параметры позволяют оценить качество функционирования отдельной передающей станции и получить информацию для настройки всей сети в целом.
Освоение опыта отечественного рынка телерадиовещания, изучение и применение лучших зарубежных технологий является для компании «В-Люкс» основой для успешного внедрения цифрового телевидения и радио в России. В своей работе наши инженеры и менеджеры опираются на глубокие знания международного стандарта цифрового вещания EN 300744, который устанавливает нормы на систему вещательного цифрового ТВ.
Как известно, этот международный стандарт используется в России и описывает требования к функциональным блокам оборудования, предназначенного для адаптации полосы ТВ сигнала с выхода транспортного мультиплексера MPEG-2, к характеристикам вещательного наземного канала. Поток данных при этом обрабатывается следующими процессами:
• Формирование транспортного потока и разупорядочение для распределения мощности.
• Внешнее кодирование (RS).
• Внутреннее кодирование (избыточный сверточный код).
• Внутреннее перемежение.
• Наложение сигналов на набор несущих (mapping) и модуляция.
• Передача уплотненного сигнала с ортогональным частотным разделением (OFDM).
Эта система напрямую сопоставима с кодированным ТВ сигналом MPEG-2, ISO/IEC 13818. Поскольку система разработана для предоставления услуг эфирного цифрового вещания и предназначена для работы в диапазонах UHF и VHF, где уже существуют аналоговые сигналы, то необходимым требованием является обеспечение защиты от высокого уровня помех совмещенного канала (CCI) и соседнего канала (ACI), излучаемых существующими сигналами. Так же необходимо, чтобы такая система обеспечивала максимальную эффективность использования спектра, что для России является очень актуальным. Это достигается применением одночастотных сетей (SFN).
Радиосигналам телевидения свойственна многолучевость при распространении, обусловленная наличием препятствий и неоднородностей среды распространения. В DVB-H для больших одночастотных сетей специально разработан режим 8К. В этом режиме имеется небольшой разнос несущих, и возможны достаточно большие защитные интервалы. Традиционными способами улучшения приема на обслуживаемой территории являются увеличение передаваемой мощности и высоты подвеса антенной системы. С другой стороны, этому же может способствовать применение остронаправленных приемных антенн, способных ослабить эхо-сигналы. Применение мощного сверточного кода также позволяет защититься от многолучевости, однако это ведет к уменьшению скорости потока.
Еще одной проблемой при работе одночастотных сетей в условиях дефицита частотного ресурса являются помехи от совмещенного и смежного каналов. Опыт показывает, что цифровые ТВ системы более устойчивы к помехам совмещенного канала, чем аналоговые.
Это только часть проблем, с которыми можно столкнуться при внедрении цифрового наземного вещания. Однако стоит упомянуть еще о некоторых из них, достаточно существенных. Среди них: возможное влияние фазового шума и джиттера несущих, причинами которых могут быть преобразователи частоты, тюнеры. Cтоит помнить и об импульсных шумовых помехах, вызываемых домашней бытовой техникой, работой промышленного оборудования, линий электропередач. Влияние на сигнал могут оказывать гармонические помехи и помехи от аналоговых ТВ станций и в обратную сторону, эффект Допплера при движении приемного терминала.
В связи с вышесказанным, очень важным вопросом при строительстве и внедрении SFN сетей является использование качественного передающего оборудования. Собственно COFDM сигнал очень сложен по амплитуде, частоте, и нелинейность усилителя мощности передатчика может послужить причиной плохого приема и интерференции по соседнему каналу. Поэтому в цифровом возбудителе передатчика должна быть предусмотрена адаптивная амплитудная и фазовая нелинейная предварительная коррекция, которая осуществляет цифровую оптимизацию работы передатчика, тем самым позволяя увеличить зону охвата при заданной выходной мощности. Более того, адаптивная линейная предварительная коррекция позволяет компенсировать возможные амплитудные и фазовые изменения характеристик комбайнеров, фильтров и т.д.
Одна из наиболее сильных особенностей COFDM – это наличие защитного интервала. Его величина ограничивает скорость передачи, но преимущество заключается в надежности передачи. Оптимальный выбор защитного интервала и соответствующие регулировки на передающих станциях позволяют добиться устойчивой работы одночастотной сети в условиях многолучевого распространения и присутствия эхо-сигналов.
При разработке, планировании, моделировании и расчете одночастотных наземных сетей цифрового телевизионного вещания, в частности, для вещания на мобильные абонентские терминалы, компания «В-Люкс» использует современные программно-аппаратные средства. Среди них ? программное обеспечение ICS telecom в сочетании с электронными картами местности, которые позволяют учесть рельеф местности, плотность городской застройки, особенности распространения сигнала и другие факторы. Эти инструменты позволяют инженерам компании эффективно планировать SFN сети, строить оптимальные модели распространения, планировать крупномасштабные региональные сети и даже проводить детальный расчет зоны покрытия внутри зданий и сооружений.
Для проектирования, строительства, монтажа и наладки передающего оборудования одночастотных сетей специалисты компании «В-Люкс» опираются на использование «Правил применения оборудования систем телевизионного вещания», утвержденных Мининформсвязи РФ в 2006 году. Эти правила дают классификацию требований к телевизионным передатчикам, определяют эти требования, параметры и нормы к ним.
Одним из наиболее важных документов, оформляемых при производстве пусконаладочных работ на передающем оборудовании, является протокол качественных показателей телевизионного передатчика. Этими качественными показателями, измеряемыми при настройке цифровых телевизионных передатчиков в соответствии с нормами, установленными «Правилами применения…», являются:
1. Выходная мощность передатчика. Отклонение мощности от номинального значения должно быть в пределах не более ±10%.
2. Значение центральной частоты передатчика. Отклонение центральной частоты в спектре выходного сигнала от средней частоты рабочего канала должно быть в пределах ±100 Гц.
3. Уровни побочных радиоколебаний. Должны быть не более -60 дБ по отношению к эффективной мощности радиопередатчика.
4. Уровень спектральной плотности мощности внеполосных составляющих спектра выходного сигнала передатчика в области отстроек ± (3,9...12) МГц от центральной частоты не должен превышать значений:
Частота отстройки, МГц Относительный уровень, дБ
Минус 12 Минус 100
Минус 10,75 Минус 78,7
Минус 9,75 Минус 78,7
Минус 4,75 Минус 73,6
Минус 4,185 Минус 59,9
Минус 3,9 Минус 32,8
3,9 Минус 32,8
4,25 Минус 66,1
5,25 Минус 78,7
6,25 Минус 78,7
11,25 Минус 78,7
12 Минус 100
5. Коэффициент битовых ошибок BER. Перед декодером Витерби должен быть не более 10-9.
6. Среднеквадратическое значение коэффициента ошибок модуляции МЕR должно быть не менее 35 дБ.
Эти параметры позволяют оценить качество функционирования отдельной передающей станции и получить информацию для настройки всей сети в целом.
Другие публикации по теме:
Обсудить на форуме
На главную
