Слайд 1Кафедра телекомунікацій
Дисципліна: «Проектування телекомунікаційних безпроводових систем-2»
Лекція №7 «Побудова мереж цифрового телебачення
стандарту DVB-T»
Слайд 2Питання для розгляду:
1. Цифрове ТВ стандарту DVB-T
1.1 Конференція ЖЕНЕВА-2006
(GE-06)
1.2 Переваги впровадження цифрового телеви- зіонного мовлення
1.3 Етапи переходу України на ефірне цифрове ТБ
1.4 Плановані типи мереж цифрового ТБ
1.5 Перетворення сигналів і даних в передавачі DVB-T
1.6 Структура приймального тракту системи DVB-T
1.7 Параметри DVB-T радіосигналу в режимах 2К і 8К
1.8 Узагальнена схема мережі цифрового ТБ стандарту DVB-T
1.9 Забезпечення синхронізації передавачів одночастотної мережі DVB-T
1.10 Схема організації синхронного телевізійного мовлення стандарту DVB-T в Одеському регіоні
Слайд 31. Цифрове ТВ стандарту DVB-T
1.1 Конференція ЖЕНЕВА 2006 (GE-06, РКР-06, травень-червень
2006 г.)
Основне питання РКР: перехід с аналогового на цифрове наземне ТВ мовлення
Кількість Держав, які брали участь в РКР-06: 104
Слайд 4До якої угоди прийшли на РКР-06?
1) Стаття 12 С
Угоди «Женева-06» ... для більшості країн «Перехідний період закінчується ... 17 червня 2015 року»…
Робота аналогових станцій після 2015 року практично неможлива через перешкоди від цифрових телевізійних станцій особливо в прикордонних зонах;
Робота аналогових станцій захищається від перешкод до 2015 року на міжнародному рівні.
2) частотні плани для цифрового телебачення і радіомовлення в смугах повинні знаходитися в смугах 174-230, 470-862 МГц
Слайд 5Карта поширення стандартів цифрового ТБ в світі
Слайд 61.2 Переваги впровадження цифрового телевізійного мовлення
Користувач
1. Більше програм для користувача
2. Інтерактивні
послуги
3. Висока якість аудіо-та відеоінформації
4. Переносимість і мобільність
Мовник
1. Організація платформи платного телебачення
Держава
1. Эффективне використання спектру
2. Цифровий дивиденд
Слайд 71.3 Етапи переходу України на ефірне цифрове ТБ
2001 – Початок експериментального
мовлення DVB-T в Києві на 51 ТВК
2006 – Проведення конкурсного відбору та початок експериментального цифрового мовлення DVB-T в м.Києві на 41, 43, 51, 64 ТВК
2006 – Підписання Україною Угоди Женева-2006
2007 – Тестове мовлення DVB-H в м.Києві на 47 ТВК
2009 – Тестове мовлення DVB-T MX-4 в Одеській, Київській, Житомирській областях
2010 – Перші тести DVB-T2 в Одесі на 35 ТВК
2011 листопад – початок роботи національної мережі DVB-T2 по всій території України (ТОВ «Зеонбуд»)
2012 березень – кодування сигналу в національній мережі DVB-T2
2014 вересень – зняття кодування сигналів в DVB-T2
Слайд 91.4 Планируемые типы сетей цифрового ТВ
Багаточастотна (MFN, Multi-frequency network)
– традиційні мережі ефірного ТБ з поодинокими передавачами, які передають один і той же цифровий пакет ТВ програм на різних несучих частотах.
2) Одночастотна (Синхронна) (SFN, Single frequency network) – мережу ефірного ТБ, в якій передавачі одночасно передають один і той же цифровий пакет ТВ програм на одній і тій же частоті.
Слайд 10Приклад синхронної і многочастотной мереж ефірного ТБ мовлення
Слайд 11Зміна напруженості поля для одиночної ТВ станції і синхронної ТВ мережі
Слайд 12Переваги мереж синхронного мовлення :
1) Раціональне використання радіочастотного ресурсу;
2) Збільшення зони
покриття (за рахунок використання ефекту мережевого посилення)
Недоліки :
Необхідність забезпечення режиму синхронної роботи передавачів :
А) необхідність синхронізації несучих частот (Росходження несучих частот передавачів повинна складати <1 Гц) - вирішується шляхом подачі на кожен з передавачів сигналів від системи супутникової навігації GPS;
Б) необхідність випромінювання одного і того ж цифрового мультиплексу усіма передавачами синхронної мережі в один і той же момент часу (вирішується за допомогою введення в транспортний потік MPEG TS спеціальних MIP-пакетів, в яких міститься інформація про те, в який момент часу передавач повинен випромінювати наступний мегафрейм + вирішується шляхом введення на кожному з передавачів індивідуального часу затримки на випромінювання)
Слайд 13Сумарне покриття зони обслуговування без мережевого посилення
Слайд 14Сумарне покриття зони обслуговування з мережевим посиленням
Слайд 15Завдання, які вирішуються при побудові синхронних мереж цифрового телевізійного мовлення
• Вибір
місць розташування та режиму роботи мережі DVB-T;
• Вибір обладнання головної станції для підготовки мультиплексу (пакету ТВ програм);
• Вибір обладнання локальних передавальних станцій DVB-T;
• Вибір способу і обладнання для доставки мультиплексу до локальних передавальних станцій DVB-T;
Слайд 17Карта зон синхронного цифрового ТБ мовлення (відповідно до плану «Женева-2006»)
Кількість зон
- 81
Слайд 18Приклад зони синхронного цифрового ТБ
Слайд 19Приклад реального покриття цифровим ТБ стандарту DVB-T2 (Львівська обл.)
Слайд 21Приклад реального покриття цифровим ТБ стандарту DVB-T2 (Київська обл.)
Слайд 22Приклад реального покриття цифровим ТБ стандарту DVB-T2 (Тернопільська обл.)
Слайд 231.5 Перетворення сигналів і даних в передавачі DVB-T
Слайд 25Особливості систем кодування в передавачі:
1) Зовнішнє кодування:
Код Рида – Соломона (RS):
на вхід кодера подається пакет транспортного потоку (MPEG TS) тривалістю 188 байт
на виході - пакет тривалістю 204 байта; надмірність кодування - 16 байт;
швидкість кодування : R = 188/204
2) Внутрішнє кодування:
Сверточний код зі швидкостями кодування: R = ½, 2/3,3/4, 5/6….
Слайд 26Принцип перемежения (интерливінга) бітів (байтів)
Вихідна послідовність:
Послідовність після переміщення:
Послідовність після деперемеження:
Слайд 28Особливості:
1) Поднесущие (Підканалы) є ортогональними по відношенню один до одного;
2) Ортогональність піднесучих
дозволяє системам ТВ добре справлятися з вузькосмуговими перешкодами, які можуть придушити частина піднесуть. Завдяки коригуючих кодів інформацію можна отримати з непошкоджених піднесучих.
3) Крім цього, в OFDM кожна піднесуча може модулюватися різної схемою модуляції, наприклад, QPSK, 16-QAM або 64-QAM. При такому підході можна адаптивно регулювати стійкість і швидкість потоку даних для кожного ТВ каналу окремо.
Слайд 30OFDM-символ – це сукупність канальних символів всіх N частот, у перебігу
певного проміжку часу (зазвичай рівного тривалості символу окремого каналу).
Слайд 31Спектр радіосигналу DVB-T в режимах 2К и 8К
ТВ радіоканалі спектр системи
DVB-T за рахунок використання схеми модуляції OFDM має дуже хорошу прямоугольность. Повна спектральна щільність потужності модульованих несучих OFDM є сумою спектральних густин потужності безлічі несучих.
Слайд 32Спектрограмма радіосигналу DVB-T (відсутність перешкоди)
Слайд 33Порівняння спектрів цифрового ТБ і аналогового ТБ
Радіосигнал аналогового ТБ:
Полоса радіочастот: 8
МГц;
Кількість ТВ программ: 1
Радіосигнал ЦТВ DVB-T2:
Полоса радіочастот: 8 МГц;
Кількість ТВ программ: 8
Слайд 34Розподіл пілот-сигналів в спектрі DVB-T сигналу
Кожен символ OFDM містить 6817 несучих
у режимі 8k і 1705 несучих в режимі 2k. Число несучих корисних даних є незмінним від символу до символу і за вирахуванням службових несучих становить 6048 несучих у режимі 8k і 1512 несучих у режимі 2k.
Слайд 35 Пілот-сигнали – спеціальним чином промодулірованной несучі, які призначені для «полегшення»
роботи декодера при визначенні параметрів каналу зв'язку, налаштування, і синхронізації.
TPS служить для передачі інформації про:
- режимі модуляції;
- канального кодування;
- використання чи невикористання ієрархічної модуляції.
Прийнявши і розшифрувавши TPS, абонентський пристрій зможе коректно провести демодуляцію і декодування прийнятого сигналу
В режимі 8К для ТPS – 68 несучих;
В режимі 2К для ТPS – 17 несучих.
Слайд 36Захисний интервал
Для боротьби з перешкодами, обумовлених многолучёвим РРВ в OFDM символ
включений захисний інтервал (Guard Interval, GI).
Особливості:
1) Протягом захисного інтервалу приймач «чекає» приходу всіх багатопроменевих компонент OFDM радіосигналу і після закінчення цього інтервалу починає обробку ОFDM символу.
2) Тривалість цього захисного інтервалу може становити 1/4, 1/8, 1/16 або 1/32 від тривалості OFDM символу.
3) Чим більший захисний інтервал (GI), тим:
більша відстань між передатчиками, працюючими в синхронній мережі;
Меньша швидкість передачі корисної інформації.
Слайд 374) В якості захисного інтервалу використовують так званий циклічний префікс, який
є копією закінчення сигналу розміщеної попереду. Це дозволяє зберегти ортогональність.
Слайд 38
Захисний інтервал (продовження)
TS = TG + TU
TU
GI
TS
Слайд 401.6 Структура приймального тракту системи DVB-T
Слайд 411.7 Параметры DVB-T радиосигнала в режимах 2К и 8К
Слайд 43Градації швидкостей передачі в стандарті DVB-T
(ETSI TR 101 190)
Слайд 44Методика розрахунку швидкості передачі інформації в DVB-T
Слайд 45Швидкість передачі сигналів і відношення сигнал/шум для радіосигналу DVB-T ( ETSI
TR 101 190)
Слайд 46Сигнальні сузір'я основних видів модуляції, використовуваних в DVB-T
Слайд 47Передатчики DVB-T в Україні ( на 2015 рік)
Слайд 48Зона покриттия ТВ каналу №64 (мобільний прийом, який ведеться на антену
в посиленням 0 ДБД (наприклад, штиркової), встановлену на висоті 1,5 м над поверхнею землі)
Слайд 49Зона покриття ТВК №64 для стаціонарного прийому (антена з посиленням 14
ДБД), встановлена на висоті 10 м від поверхні землі
Слайд 501.8 Узагальнена схема мережі цифрового ТБ стандарту DVB-T
Слайд 521.9 Забезпечення синхронізації передавачів одночастотной мережі DVB-T
Основна ідея:
Синхронізація забезпечується за рахунок
вставки в транспортний потік (MPEG TS) MIP-пакетів. MIP, переданий у складі N-го мегафрейма (8 фреймів при 8К та 32 фрейма при 2К), містить інформацію, необхідну для синхронізації мегафрейма з номером N+1. Таким, чином MIP пакет вказує точний час, коли потрібно передавати в ефір наступний мегафрейм. Передавачі приймають мегафрейм та чекаючи зазначеного часу, передають мегафрейм в ефір.
Слайд 54Збільшення зони покриття синхронної мережі за допомогою ретрансляторів(гэп-филлер)
Слайд 55Структура мережі зв'язку цифрового ТБ з використанням мережі передачі даних для
доставки поширюється сигналу з мережі ефірних радіопередавачів(MPEG over IP)
Особливості:
Використання протоколів RTP/UDP а не TCP/IP
2) Режим «мультикаст».
Слайд 56(59 ТВК, 74-а зона)
1.10 Схема організації синхронного телевізійного мовлення стандарту DVB-T
в Одеському регіоні
Слайд 59Недоліки мереж синхронного ТВ мовлення:
1) неможливість незалежної вставки місцевої програми в
мультиплекс в конкретному населеному пункті
2) Для місцевого мовника, орієнтованого на покриття невеликого населеного пункту, перехід на цифровий формат у режимі синхронної мережі, буде економічно необґрунтованим