Tehnologia Dvb T(t2) Analiza Experimentala a Performantelor
Lista figurilor și lista tabelelor
Figuri
Figura 2.1 Reprezentarea constelațiilor normale de semnal (QPSK, 16 QAM, 64 QAM, 256QAM)
Figura 2.2 Forma constelațiilor rotite 16 QAM
Figura 2.3 Schema subsistemului de codare în avans
Figura 2.4.Schema completă pentru protecție la erori
Figura 2.5 Structura cadrului FEC
Figura 2.6. Arhitectura sistemului DVB-T2
Figura 2.7 Structura cadrului T2
Figura 2.8 Conceptul de PLP
Figura 2.9 Modulul de adaptare a modului
Figura 2.10 Modulul de adaptare a fluxului
Figura 2.11 Procesul de întârziere ciclică cu Q
Figura 2.12 Codarea Alamouti
Figura 2.13 Codarea MISO-Alamouti
Figura 2.14 Structura informațiilor de semnalizare
Figura 2.15 Schema bloc DVB-T2 cu interfețele aferente
Figura 3.1 Structura sistemului DVB-T2
Figure 3.2 Modulația OFDM
Figura 3.3 Overhead-ul în cazul standardelor DVB-T și DVB-T2
Figura 3.4 Masca spectrală la DVB-T și modurile purtătoarelor
Figura 3.5 Masca spectrală la DVB-T2 și modurile aferente
Figura 3.6 Banda extinsă a DVB-T2 pentru modurile 32k
Figura 3.7 Comparație privind întrețeserea în cazul standardelor DVB-T/DVB-T2
Figura 3.8 Utilizarea cadrelor pentru extensii viitoare (FEF)
Figura 3.9 Blocuri în comun DVB-T2 și DVB-S2
Figura 3.10 Repartizarea pe glob pentru DVB-T și DVB-T2
Figura 4.1 Interfețele de ieșire pentru receptorul ReFeree T2
Figura 4.2 Interfețele de ieșire pentru receptorul ReFeree T2
Figura 4.3 Conectarea receptorului și a antenei de recepție
Figura 4.4 Meniul ce permite configurarea echipamentului ReFeree T2
Figura 4.5 Indicația faptului că se recepționează fluxul de date în DiviSuite
Figura 4.6 Posibilitățile de analiză ale fluxului în DiviSuite
Figura 4.7 Modulatorul LabMod DVB-T2
Figura 5.1 Antena situată lângă fereastră
Figura 5.2 Antena situată lângă ușă
Figura 5.3 Antena desfiletată din receptor
Figura 5.4 Setarea intrării
Figura 5.5 Montajul de laborator pentru transmisia/recepția semnalelor MPEG-2
Figura 5.6 Încărcare Butterfly_mp2v_2048_mp2a_192.ts în DiviPitch. Caracteristici.
Figura 5.7 Selectarea puterii de ieșire
Figura 5.8 Structura cadrului T2, scenariu transmisie/recepție MPEG-2
Figura 5.9 Parametrii PLP scenariu transmisie/recepție MPEG-2
Figura 5.10 Statisticile cadrului T2, scenariu transmisie/recepție MPEG-2
Figura 5.11 Rata netă și rata totală de bit pentru butterfly_mp2v_2048_mp2a_192.ts
Figura 5.12 Rata netă și rata totală de bit pentru newmobcal1920_12mbps.ts
Figura 5.13 Rata netă și rata totală de bit pentru newmobcal1920_12mbps.ts din fereastra modulatorului
Figura 5.14 Rata de bit la puterea de emisie de -5dB pentru butterfly_mp2v_2048_mp2a_192.ts
Figura 5.15 Rata de bit la puterea de emisie de -5dB pentru newmobcal1920_12mbps.ts
Figura 5.16 Rata de bit la puterea de emisie de -10dB pentru butterfly_mp2v_2048_mp2a_192.ts
Figura 5.17 Rata de bit la puterea de emisie de -10dB pentru newmobcal1920_12mbps.ts
Figura 5.18 Rata de bit la puterea de emisie de -20dB pentru butterfly_mp2v_2048_mp2a_192.ts
Figura 5.19 Rata de bit la puterea de emisie de -20dB pentru newmobcal1920_12mbps.ts
Figura 5.20 Montajul experimental format dintr-un calculator și modulator
Figura 5.21 Montajul experimental format din celalalt calculator și receptor
Figura 5.22 Fluxul transmis detectat MPEG-4
Figura 5.23 Proprietățile fluxului de transport selectat MPEG-4 TS
Figura 5.24 Caracteristicile cadrului T2 din modulator
Figura 5.25 Parametrii PLP aleși pentru studiul acoperirii semnalului
Figura 5.26 Structura cadrului T2 pentru studiul acoperirii semnalului
Figura 5.27 Rata netă de bit și rata totală de bit în condițiile scenariului acoperirii semnalului
Figura 5.28 Rata de bit pentru 256 QAM, +2dB la 3m de receptor
Figura 5.29 Imaginea obținută pentru 256 QAM, +2dB la 3m de receptor
Figura 5.30 Rata de bit pentru 256 QAM, +2dB la 4.5m de receptor
Figura 5.31 Imaginea obținută pentru 256 QAM, +2dB la 4.5m de receptor
Figura 5.32 Rata de bit pentru 256 QAM, -5dB la 3m de receptor
Figura 5.33 Imaginea pentru 256 QAM, -5dB la 3m de receptor
Figura 5.34 Rata de bit pentru 256 QAM, -5dB la 4m de receptor
Figura 5.35 Imaginea pentru 256 QAM, -5dB la 4m de receptor
Figura 5.36 Rata de bit pentru 256 QAM, -10dB la 3m de receptor
Figura 5.37 Imaginea pentru 256 QAM, -10dB la 3m de receptor
Figura 5.38 Rata de bit pentru 64 QAM, +2dB la 3m de receptor
Figura 5.39 Rata de bit pentru 64 QAM, -5dB la 3m de receptor
Figura 5.40 Figura pentru 64 QAM, -5dB la 3m de receptor
Figura 5.41 Parametrii PLP și rata netă pentru QPSK cu rata de cod 1/2
Figura 5.42 Imaginea pentru QPSK, cu rata de cod 1/2
Figura 5.43 Parametrii PLP și rata netă pentru 256QAM cu rata de cod 1/2
Figura 5.44 Imaginea pentru 256QAM cu rata de cod 1/2 la 1m
Figura 5.45 Parametrii PLP și rata netă pentru 256QAM cu rata de cod 5/6
Figura 5.46 Imaginea pentru 256QAM cu rata de cod 5/6 la 1m
Tabele
Tabelul 1.1. Formatele de comprimare a imaginii din familia MPEG
Tabelul 1.2 Standardele proiectului DVB(Digital Video Broadcast)
Tabel 2.1 Valoarea unghiului de rotație pentru diagramele de modulație
Tabelul 2.2 Numărul de celule la ieșire în funcție de dimensiunea blocului și schema de modulație
Tabelul 2.3 Corespondența între modurile DVB-T2 si numărul de purtătoare
Tabel 3.1 Lungimea intervalelor de gardă în DVB-T2/DVB-T pentru un canal de 8 MHz
Tabelul 3.2 Flexibilitatea celulelor pilot ale DVB-T2
Tabelul 3.3 Comparație între DVB-T2 și DVB-T2 Lite
Tabel 3.4 Comparație între standardele DVB-T și DVB-T2
Tabel 3.5 Grila de programe cu frecvențe pentru sistemul digital
Tabel 5.1 Recepționarea postului public TVR-HD
Tabel 5.2 Recepționarea postului public TVR-news
Tabel 5.3 Transmisia și recepția datelor în format MPEG-2
Tabel 5.4 SNR pentru QPSK la 1m
Tabel 5.5 SNR pentru QPSK la 3m
Tabel 5.6 SNR pentru QPSK la 5m
Tabel 5.7 SNR pentru QPSK la 7m
Tabel 5.8 SNR pentru 256QAM la 1m
Tabel 5.9 SNR pentru 256QAM la 3m
Tabel 5.10 SNR pentru 256QAM la 1m cu rata de cod 1/2
Tabel 5.11 SNR pentru 256QAM la 1m cu rata de cod 5/6
Lista acronimelor
A
ACI Adjacent Channel Interference – Interferențe la canalul adiacent
ACC Advanced Audio Coding – Codare audio avansată
ACM Adaptive Coding and Modulation – Schemă de codare și modulare adaptivă
ADSL Asymmetric digital subscriber line – Transmiterea asimetrică de date digitale, pe linie telefonică
ANCOM Autoritatea Națională pentru Administrare și Reglementare în Comunicații
АSI Asynchronous Serial Interface – Interfață asincronă serială
B
BB BaseBand – Banda de bază
BCH Bose Chaudhuri Hocquengham – Codul Bose Chaudhuri Hocquengham
BER Bit Error Rate – Rata erorii de bit
BICM Bit Interleaved Coding and Modulation – Modulul de codare și întrețesere de biți
BPSK Binary Phase Shift Keying – Modulație cu deviație de fază binară
C
C/N Carrier/Noise – Raport purtătoare-zgomot
CCI Co-Channel Interference – Interferențe co-canal
COFDM Coded OFDM – OFDM codat
CRC Cyclic Redundancy Check – Control Redundant Ciclic
D
DTT Digital Terrestrial Television – Televiziunea Digitală Terestră
DTV Digital Television – Televiziunea Digitală
DVB Digital Video Broadcasting – Difuziune Video Digitală
DVB-C Digital Video Broadcasting – Cable – Televiziune Digitală Terestră prin Cablu
DVB-H Digital Video Broadcasting – Handheld – Televiziune Digitală Portabilă
DVB-NGH Digital Video Broadcasting – Next Generation Handheld – Televiziune Digitală Portabilă de nouă generație
DVB-RSC Digital Video Broadcasting – Return Channel Satellite – Televiziune Digitală prin Satelit cu un Canal de Retur
DVB-S Digital Video Broadcasting – Satellite – Televiziune Digitală prin Satelit
DVB-S2 Digital Video Broadcasting – Satellite 2 – Generația a II-a pentru Televiziunea Digitală prin Satelit
DVB-SH Digital Video Broadcasting – Satellite services to Handhelds – Televiziune Digitală prin Satelit pentru dispozitivele mobile
DVB-T Digital Video Broadcasting – Terrestrial – Televiziune Digitală Terestră
DVB-T2 Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2nd generation – Generația a II-a pentru
Televiziunea Digitală Terestră
DTH Direct To Home – Servicii direct în casele utilizatorilor
E
EPG Electronic Programme Guide – Ghid de programe electronic
ETSI European Telecommunications Standards Institute – Institutul european pentru standarde de telecomunicații
F
FEC Forward Error Correction – Corecția erorilor în avans
FECFRAME Forward Error Correction Frame – Cadru corectat în avans
FEF Future Extension Frame – Cadru pentru extensie viitoare
FFT Fast Fourier Transform – Transformata Fourier rapidă
G
GFPS Generic Fixed-length Packetized Stream – Fluxuri pachetizate, generice de dimensiune fixă
GS Generic Stream – Fluxuri generice
GSC Generic Continuous Stream – Fluxuri generice continue
GSE Generic Stream Encapsulation – Încapsularea fluxului generic
GI Guard Interval – Intervalul de gardă
GSM Global System for Mobile Communications – Sistemul Global pentru Comunicațiile Mobile
H
HDTV High Definition TV – Televiziune de înaltă definiție
HEM High Efficiency Mode – Modul cu eficiență ridicată
HTTP Hypertext Transfer Protocol
I
IF Intermediate Frequency – Frecvență Intermediară
IFFT Inverse Fast Fourier Transform – Transformată Fourier Inversă
IP Internet Protocol – Protocolul Internet
IPDC IP Data Cast – Servicii audio, video și de date al căror conținut se bazează pe IP
ITU International Telecommunication Union – Uniunea Internaționala a Telecomunicațiilor
ITU-R ITU – Radiocommunication Sector – ITU – Sectorul de radiocomunicații
L
LPDC Low Density Parity Check – Verificarea parității la densitate redusă
M
MER Modulation Error Ratio – Rata erorii la modulare
MIMO Multiple Input, Multiple Output – Intrare multiplă, ieșire multiplă
MPEG Moving Picture Expert Group – Grupul Experților în Imagini
MPEG-TS MPEG- Transport Stream – Flux de transport MPEG
MSB Most Significant Bits – Biții cei mai importanți
N
NM Normal Mode – Modul normal
NTSC National Television System Committee – Sistem de televiziune analogică (America)
O
OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing – Modulația cu diviziune în frecvență
ortogonală
QAM Quadrature Amplitude Modulation – Modulația Amplitudinii în Cuadratură
QPSK Quadrature Phase Shift Keying – Modulație cu deviație de fază în cuadratură
P
PAPR Peak-to-Average Power Ratio – Raportul putere de vârf-putere medie
PAL Phase Alternate Line – Sistem de codare color pentru televiziunea analogică
PID Packet Identifier – Identificator de pachet
PLP Physical Layer Pipes – Tuneluri ale stratului fizic
PPV Pay Per View – Serviciile de vizionare cu taxă
R
RF Radio frequency – Radiofrecvență
RS Reed-Solomon – Codul Reed-Solomon
RSZ Raportul semnal-zgomot
S
SDTV Standard Definition Television – Televiziune standard
SECAM Sequenciel Couleur A Memoire – Sistem de televiziune analogică color (Franța)
SFN Single Frequency Network – Rețea cu o singură frecvență
SNR Societatea Națională de Radiocomunicații
T
T2 DVB-T2 – Generația a II-a pentru Televiziunea Digitală Terestră
T2-MI DVB-T2 Modulator Interface – Interfața modulatorului DVB-T2
TDM Time Division Multiplex – Multiplexare cu diviziune în timp
TFS Time Frequency Slicing – Partajarea frecvenței în timp
TPS Transmission Parameters Signaling – Parametri de Transmisie pentru Semnalizare
TS Transport Stream – Flux de transport
TV TeleVision – Televiziune
U
UDP User Datagram Protocol – Protocol de comunicație
UER Union européenne de radio-télévision – Uniunea Europeană de Radiodifuziune
UHD Ultra High Definition – Televiziune de Definiție Ultra Înaltă
UHF Ultra High Frequency – Frecvență Ultra Înaltă
V
VHF Very High Frequency – Frecvență Înaltă
VoD Video on Demand – Video la cerere
INTRODUCERE
Scopul principal al acestei teme este acela de a studia sistemul de radiodifuziune digitală terestră de generația a doua (DVB-T2) și performanțele pe care poate să le atingă în anumite scenarii în cadrul laboratorului.
Tema aleasă este una de mare actualitate întrucât în Romania, în momentul de față, procesul de trecere de la televiziunea analogică la televiziunea digitală este în desfășurare, iar standardul studiat ar trebui sa fie adoptat la nivel național din iunie 2015.
În lucrarea de față se realizează în prealabil o aprofundare a noțiunilor tehnice despre televiziunea digitală terestră și standardele care o compun.
Studiul experimental se referă la recepționarea canalelor TV existente în România, transmise prin DVB-T cu ajutorul echipamentelor existente în laboratorul facultății ETTI.
Având la dispoziție un modulator și un receptor din gama ENENSYS Referee, o antenă de recepție și un calculator, se vor efectua măsurători în sensul determinării unor parametri specifici, cum ar fi: rata netă de bit, rata totală de bit etc. pentru diferite scenarii ale plasării antenei în cadrul laboratorului.
Se evaluează calitatea semnalului atât pentru situațiile specificate, cât și pentru scenarii de emisie/recepție ale unor fluxuri video în format MPEG-2.
În ultima parte se va studia acoperirea semnalului recepționat, pe baza unui flux de transport în format MPEG-4. Acesta se va emite și se va recepționa utilizându-se echipamentele existente, pentru ca ulterior să se modifice parametrii emițătorului (de exemplu: configurația de codare, de modulație) în scopul ca acesta să fie recepționat cu o calitate cât mai bună. O calitate cât mai bună înseamnă posibilitatea de vizualizare a respectivului clip video cu o ușurință cât mai mare de către utilizator. Se obțin nivele de calitate diferită prin modificarea pametrilor emițătorului și poziționare corespunzătoare a antenei de recepție.
Se va obține o calitate superioară a imaginii codată MPEG-4 și sunetului în cazul recepționării semnalelor sub acest format, față de imaginea codată MPEG-2.
În primul capitol este studiată trecerea de la televiziunea analogică la televiziunea digitală, precum și avantajele pe care aceasta le aduce. Capitolul mai include și scurta descriere a standardelor ce aparțin proiectului DVB.
Al doilea capitol constituie prezentarea principalelelor specificații DVB-T2: schemele de modulație și codare, corectarea erorilor în avans și cadrele benzii de bază. Vor fi descrise caracteristicile definitorii și îmbunătațirile pe care le aduce prin robustețea specifică serviciului și structura cadrului, constelații rotite, diversitatea de transmisie, reducerea raportului putere de vârf – putere medie și capacitatea sistemului.
În capitolul al treilea urmează comparația detaliată a acestuia cu alte două standarde cu care ar putea avea cele mai multe caracteristici în comun.
În capitolul patru este descrisă aparatura experimentală, pentru ca în capitolul cinci să se realizeze testarea propriu-zisă a acestor echipamente pe baza scenariilor considerate.
Pe baza acestora se vor trage concluzii cu privire la modul cum influentează anumiti parametri calitatea semnalului.
Un obiectiv foarte important îl reprezintă documentarea despre stadiul privind implementarea DVB-T2 în România prin studiul de caz realizat la Radiocom.
CAPITOLUL 1: Introducere DVB
1.1 Trecerea de la televiziunea analogică la televiziunea digitală
Din momentul în care a apărut pentru prima dată ideea de televiziune și până în anul 1990 toate emisunile se realizau folosind sisteme analogice. In acea perioadă nu se puteau folosi sisteme digitale din cauza faptului că necesitau un proces complex și o serie de progrese tehnologice care până atunci nu erau disponibile.
Prin anii 2000 a fost posibilă trecerea de la televiziunea analogică la televiziunea digitală, de aici rezultând o serie de avantaje atât pe partea utilizatorului final, cât și pentru domeniul de frecvențe utilizat. Semnalul digital se obține prin conversie A/D dintr-un semnal analogic, prin parcurgerea a trei etape principale și anume: eșantionarea, cuantizarea și codarea.
Televiziunea digitală (DTV) folosește semnalele digitale pentru a emite și a recepționa sunete și imagini în mișcare, alcătuind în acest fel un sistem de telecomunicații.[1]
Trecerea de la analogic la digital a permis utilizarea mai eficientă a spectrului de radiofrecvență. Spectrul are o dimensiune finită, iar utilizarea semnalelor TV digitale a permis ca în cadrul aceleiași lărgimi de bandă în care este transmis un program TV analogic să fie transmise mai multe programe TV digitale.
Se definește noțiunea de de transmisiuni multiple (mai multe programe simultane pe același canal – multicasting). Astfel, se uitilizează o lărgime de bandă mult mai mică din spectrul respectiv.
Se introduc și ghiduri electronice ale programelor și se permite utilizatorilor accesul la servicii speciale precum programele TV interactive.
Un alt avantaj al formatului digital îl reprezintă simplitatea, semnalele putând fi prelucrate mult mai ușor, cât și robustețea la interferențe. Spre televiziunea analogică, sunt eliminate în totalitate perturbațiile de tip “sare și piper (purici)”, fiind înlocuită cu “înghețarea” imaginii atunci când avem de-a face cu un semnal recepționat înecat în zgomot sau prea slab.[2]
Fie că este vorba de semnal video, audio sau de date , informația utilă în domeniul digital se găsește în format binar, însă purtătoarea care reprezintă o oscilație de înaltă frecvență aparține domeniului analogic. Pentru transmisie se folosesc canalele cunoascute: fibra optica, cablu, radio etc.
Printre îmbunătățiri se mai numară și calitatea imaginii și a sunetului, creșterea numărului de programe TV și de asemenea a permis trasmiterea unor noi tipuri de servicii și posibilități de recepție a semnalelor digitale terestre.
1.2 Familia MPEG
În televiziunea digitală informația este supusă compresiei. Spre deosebire de transmisia analogică în care unui singur program i se alocă un canal de 8 MHz, aici pe un singur canal se pot structura mai multe programe într-un multiplex digital și astfel este permisă transmisia a 12 programe TV.
Multiplexul digital reprezintă un grup de canale de radiodifuziune și televiziune care se transmit pe cale radio terestră către utilizatori alături de alte servicii multimedia prin modulație digitală.
Comprimarea imaginii și a sunetului se realizează utilizând formatele din familia MPEG (MPEG 1,MPEG 2, MPEG 4, MPEG 7). Sunt folosite pentru codarea generică de imagini în mișcare și informație audio asociată. Caracteristicile acestora sunt prezentate în continuare în Tabelul 1.1.
Tabelul 1.2. Formatele de comprimare a imaginii din familia MPEG
MPEG-2 mai este denumit H.222 sau H.262 și se utilizează în sistemele de televiziune digitală pentru transmiterea semnalelor prin cablu, aer sau satelit.
MPEG-2 asigură o codare cu rate de eșantionare mici rezultând îmbunătățirea imaginii prin utilizarea unei tehnici de codare multicanal.
MPEG-2 AAC are o rată de compresie superioară și nu oferă compatibilitate.
O rată mare de compresie o ofera și MPEG-4, asigurându-se o calitate superioară a imaginii chiar dacă are nevoie de o codare cu rată mai mică (mai puțin de jumătate decât celelalte), fără să introducă elemente complexe care duc la creșterea costurilor. Standardul este utilizat în foarte multe aplicații având un grad ridicat de funcționare în ceea ce privește rezoluția și rata de transfer.
1.3 Difuziunea video digitală
Radiocomunicațiile constau în transmiterea și recepția la distanță a semnalelor (sunete și imagini) prin intermediul undelor radio.
Radiodifuziunea se definește ca o formă de radiocomunicație într-o singură direcție care are scopul transmiterii sistematice prin unde electromagnetice a programelor de radio și televiziune pentru recepția publică.[5] Astfel, se identifică doua forme: cea sonoră și cea vizuală.
Proiectul DVB a fost demarat de către Uniunea Europeană de Radiodifuziune ( UER ), începând din ianuarie 1995. A urmat aoi publicarea unui set de standarde de televiziune digitală, concepute pentru livrarea programelor către utilizatori, având patru opțiuni principale în funcție de tipul canalelor de comunicație pe care se face transmisia digitală a semnalului. Acestea sunt : terestre (DVB-T), satelitare (DVB-S), cablu (DVB-C) și dispozitive portabile handheld (DVB-H), de aici dezvoltându-se ulterior standardele de nouă generație. În tabelul 1.2 sunt enumerate toate standardele de televiziune digitală.
Tabelul 1.2 Standardele proiectului DVB(Digital Video Broadcast) Sursa:[6]
Standardele menționate au specificații distincte ce vor fi prezentate în continuare, avându-se în vedere diferențele privind adaptarea la fiecare canal de difuzare în parte. Nu se poate face o optimizare pentru toate aplicațiile întrucât între emisie și recepție există numeroase moduri care permit transmisia semnalului TV. Rezultă astfel metode și parametri diferiți utilizați în sincronizare, codare și modulație.
Utilizarea benzilor de frecvență UHF, destinate transmisiilor analogice, de către sistemul DVB, duce la necesitatea unor măsuri de protecție pe care ar trebui să le adopte împotriva interferențelor provenite de la serviciile analogice PAL, SECAM și NTSC. Acestea pot fi interferențe co-canal (CCI) și interferențe la canalul adiacent (ACI).
1.3.1 DVB-T
Inițial, proiectul DVB a elaborat sistemul de televiziune digitală terestră DVB-T, acesta devenind din anul 1997, una dintre cele mai raspândite tehnologii, fiind adoptat pe scară largă de numeroase țări care îl utilizează și astăzi.
La începuturile sale, sistemul de radiodifuziune video digitală terestră (DVB-T) avea ca prim obiectiv recepționarea semnalelor prin intermediul antenelor fixate pe acoperișurile clădirilor, de unde îi provine și numele. Totodată spectrul de frecvențe s-a dovedit compatibil cu cel definit de Acordul de la Geneva din 2006.
DVB-T presupune transmisia semnalelor video, audio și de date într-un flux de transport MPEG Sistemul oferă posibilitatea transmiterii pe calea aerului a programelor TV, atât în format SD, cât și HD.
Standardul de transmisiune HD permite transmisia canalelor cu o rezoluție mult mai bună decât cea oferită de sistemele analogice. Pentru full HD rezoluția este de 1920×1080 , în timp ce pentru sistemele PAL este de 768×576 rezultând într-un număr mai mic de puncte de reprezentare a imaginii și implicit o imagine mai proastă.
La rezoluția HD se adaugă o literă p, însemnând o transmisiune progresivă în care de exemplu pentru o imagine 1080p toate cele 1080 linii se transmit una după alta sau litera i, reprezentând o transmisie întrețesută în care se transmit prima oara liniile impare (540 linii) și apoi cele pare (540 linii). Pentru transmisia progresivă este nevoie de o lărgime de bandă dublă.
Există două tipuri de format ale imaginii: 16:9 și 4:3 rezultând că la aspectul unei imagini video se ține cont de dimensiunile televizorului cu care se vizualizează programele TV. Acest format reprezintă raportul dintre laturile imaginii, unde primul număr reprezintă lungimea, iar al doilea lățimea, raport ce formează de fapt aspectul unei imagini.
Astfel, pentru a se obține imagini cu o calitate vizuală foarte bună este necesar ca televizorul să fie setat pe același format cu care au fost realizate imaginile.
Eficiența în utilizarea benzilor de frecvență se obține prin utilizarea rețelelor cu o singură frecvență (SFN). O astfel de rețea se constituie dintr-un număr de emițătoare, aflate în vecinătate și în sincronism unul cu cealalt, funcționând pe aceeași frecvență fără a provoca interferențe deși transmit fluxuri de date identice.
Un element cheie ale interfeței radio (aer) o constituie schema de modulare folosită, DVB-T utilizând modulația COFDM. Aceasta presupune segmentarea fluxului de date inițial într-un număr de fluxuri digitale care au o serie de frecvențe purtătoare succesive, foarte apropiate între ele. Banda este astfel împărțită în sub-benzi pentru care se pot aplica trei scheme de modulație diferite: QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation) și 64QAM.
Alegerea uneia dintre scheme se face astfel încât să se obțină un compromis între rata datelor și robustețea semnalului.
Subpurtătoarele sunt ortogonale, pentru fiecare dintre ele existând aceeași rată de simbol. Astfel, spectrele se pot suprapune fără a mai exista interferențe între subpurtătoarele adiacente.
Dacă ne referim la interferența inter-simbol, aceasta poate fi eliminată cu ajutorul intervalului de gardă care este inserat înaintea fiecărui simbol OFDM. Prin transmitea lui se obține o rezistență mărită a sistemului la transmisia multicale. Receptorul va fi rezistent la acest tip de interferențe atâta timp cât timpul de răspândire al simbolurilor se dovedește a fi mai mic decât intervalul de gardă.
Pentru modurile de funcționare se definesc 2k și 8k, fiind vorba de 1705, respectiv 6817 de purtătoare.
Atunci când se folosesc mai puține purtătoare acestea trebuie să transporte o lărgime de bandă mai mare. Sunt influențate în acest fel atât rezistența la reflexii cât și distanța dintre emițătoare în rețelele SFN.
Modul 2k este adecvat când se lucrează cu un singur emițător și este vorba de rețele SFN de dimensiuni mici. Modul 8k se utilizează în cazul în care se lucrează cu un emițător și rețelele SFN de dimensiuni mici sau mari.
Intervalul de gardă poate fi ales 1/4 , 1/8 , 1/16 și 1/32 din lungimea simbolului, realizându-se astfel compromisul în funcție de capacitatea rețelei SFN.
Lărgimea de bandă poate fi de 6,7, sau 8 MHz cu o posibilă adaptare la cea disponibilă și separarea între canale.
Rata de reîmprospătare a ecranului poate fi una variată. Pentru televizoarele analogice acesta era influențată de frecvența de recepție locală. Este necesar ca televizoarele să se adapteze la noile cerințe prin introducerea unor noi funcționalități ce permit modulația digitală sau conversia semnalului prin intermediul unor adaptoare speciale.
Tehnologia a avansat foarte mult și ulterior au fost eliminate, dar nu în totalitate, unele dezavantaje cum ar fi zgomotul de cuantizare și blocurile de imagine, care apar din cauza folosirii anumitor algoritmi de compresie, mai mult sau mai puțin eficienți, precum și a lărgimii de bandă care se dovedește insuficientă.
1.3.2 DVB-T2
Obiectivul principal al acestei lucrări îl constituie standardul de radiodifuziune video digitală terestră de generație a doua DVB-T2, ale cărui specificații au fost publicate pentru prima dată în iunie 2008 de către proiectul DVB, urmând ca în septembrie 2009 să fie standardizat de către ETSI.
Inițial a fost definit ca o extensie a celui deja existent DVB-T, pentru ca de-a lungul timpului să devină cel mai avansat sistem terestru de televiziune digitală (DTT) din lume. Pentru țările în care încă nu s-a renuțat la sistemul de televiziune analogică este recomandată trecerea directă la această tehnologie de mare actualitate.
Noul standard se indentifică prin compatibilitate aducând totodată și unele îmbunătățiri precum flexibilitate și servicii suplimentare, care fac din el o tehnologie de viitor, cu un impact foarte mare la nivel global.
În dezvoltarea noului standard de generație a doua s-au avut în vedere doua direcții principale și anume: HDTV (televiziunea digitală de înaltă definiție) și trecerea de la televiunea analogică la cea digitală. Acesta suportă SD, HD, UHD, TV mobil sau orice combinație a acestora. Performanțele sistemului și caracteristicile lui vor fi descrise pe larg în capitolele următoare.
1.3.3 DVB-H
Recepția pentru dispozitivele portabile nu a fost avută în vedere încă de la început, însă a fost luată în considerare devenind o capabilitate de dorit, menținându-se totodată un nivel de compatibilitate comun între standarde.
Deși sistemul DVB-T și-a dovedit în timp flexibilitatea și capabilitatea de a fi potrivit atât pentru terminale fixe cât și pentru cele portabile, pe baza acestuia, în noiembrie 2004 a fost finalizată dezvoltarea unui nou standard DVB-H, pentru susținerea dispozitivelor handheld.
Se pot recepționa astfel programe TV pe dispozitive mobile cum ar fi telefoanele sau receptoarele mobile montate pe autovehicule. Recepționarea programelor se face cu o rezoluție mai mică decât în cazul celorlalte standard.
Alimentarea echipamentelor mobile se realizează prin intermediul bateriilor. Bateriile având o putere limitată, trebuie ca sistemul să îndeplinească anumite caracteristici care să permită întreruperea alimentării pentru anumite etaje din receptor.
Reducerea consumului de energie pentru terminalul mobil se face printr-un procedeu de partiționare în timp (time-sliced). Datele destinate unui anumit serviciu sunt transmise către terminale în pachete compacte, la un anumit interval de timp. Reducerea consumului de putere este de aproximativ 95% spre deosebire de modul în care funcționează tunerele DVB-T.
Serviciul DVB-H are capabilitatea de a ramâne disponibil în momentul când are loc un transfer al transmisiei de la o celulă la alta (handover), acesta rămânând insesizabil.
Sistemul se poate folosi și pentru transmisia serviciilor IP, transmisie ce se realizează prin același multiplexor ca cele DVB-H cu partiționare în timp.
Se poate folosi cu ușurință rețeaua celulara ( ex.GSM). Se dovedește astfel o flexibilitate și o scalabilitate a sistemului în diverse scenarii, chiar dacă este vorba de un vehicul aflat în mișcare sau un receptor aflat în interiorul unei clădiri.
Ca dezvloltare a sistemului de transmisie terestră există posibilitatea ca ambele să coexiste pe același multiplex. Se pot folosi canalele de 6 , 7 , și 8 MHz, cel mai des utilizat fiind cel din urmă.
Pe lângă sistemul DVB-T se introduc anumite funcționalități în plus atât la nivel de legatură cât și la nivelul fizic cum ar fi corecția anticipată a erorii (FEC). Acesta reprezintă un mijloc de eliminare a interferențelor ce pot atenua performanțele serviciilor, a datelor multicale ce trebuie livrate în medii cu un nivel ridicat de zgomot.
Semnalizarea TPS este folosită pentru a asigura transferul de la o celulă la alta prin transmiterea identificatorului celulei și pentru descoperirea rapidă a semnalului.
Se introduce modul 4k, prin care se efectuează optimizarea între mobilitate și dimensiunea unei celule. Se adaugă intrețeserea de simbol pentru cele doua moduri 2k și 4k.
1.3.4 DVB-S
DVB-S a fost unul dintre primele standarde convenite în proiectul DVB în anul 1994, pentru ca în august 1997 să fie finalizat, standard ce permite transmisia digitală a programelor de televiziune (SD/HD) prin satelit.
Acesta reprezintă un sistem relativ simplu care realizează codarea și modulația pentru servicii de satelit de 11/12 GHz, specificațiile lui fiind ulterior folosite și de alte sisteme media. Printre acestea se numară compatibilitatea cu fluxurile de date codate MPEG-2, schema de modulație folosită QPSK și o metodă de protecție la erori bazată pe un cod convoluțional concatenat cu un cod Reed-Solomon (RS) scurtat.
1.3.5 DVB-S2
Pe bazele acestuia și conform numeroaselor cereri din partea consumatorilor și a operatorilor de a avea acces la servicii de bandă largă prin satelit îmbunătățite, în 2003 a fost elaborat sistemul de generație a doua DVB-S2, standardizat și recunoscut de către ETSI și ITU-R. DVB-S2 are în comun câteva caracteristici cu DVB-T2 ce vor fi prezentate comparativ în cel de-al treilea capitol.
Conceptele avute în vedere în dezvoltarea noului standard au fost: o performanță superioară de transmisie, flexibilitate totală și o complexitate relativ scazută a receptorului. S-a demonstrat o mărire a capacității de date cu aproximativ 30% pentru aceeași dimensiune a antenei de recepție față de DVB-S, asigurându-se un compromis între performanță și complexitatea sistemului.
Sistemul a fost destinat pentru diverse tipuri de aplicații precum: difuzarea canalelor TV standard și de înaltă definiție, servicii interactive incluzând accesul la Internet cu o posibilă reducere a costurilor datorită optimizării prin adoptarea schemei de codare și modulare adaptive (ACM), aplicații profesionale și distribuirea conținutului de date. Prin această funcționalitate parametrii de transmisie pot fi optimizați pentru fiecare utilizator în parte, în funcție de tipul și capacitatea link-ului.
De asemenea, se caracterizează printr-o flexibilitate a semnalului multiplex, apărând noțiunea de multiplexare în timp (TDM) pe o singură purtătoare digitală.
Pot fi utilizate o multitudine de formate audio-video, fluxuri unice sau multiple de transport MPEG-TS (pachete de 188 byte), fluxuri continue de biți cât și pachete IP. MPEG2-TS se încapsulează în cadre User Datagram Protocol (UDP) și apoi în pachete IP.
Receptoarele de satelit au fost echipate pentru a putea decoda atât DVB-S cât și DVB-S2. S-a dorit ca noul standard să furnizeze servicii direct în casele utilizatorilor (DTH) prin intermediul unui receptor/decodor integrat, al unui sistem de antene colective, cât și a unor terminale de televiziune prin cablu.
1.3.6 DVB-C
DVB-C este sistemul digital de transmisie a programelor TV prin cablu și a fost dezvoltat în decembrie 1994, în același an în care apărea și DVB-S, având cu acesta o serie de caracteristici comune. Fluxul de date de transport MPEG-2 aplicat la intrare trece prin aceleași tipuri de procesare ca la sistemul prin satelit însă de data aceasta, fiind vorba de un mediu de propagare mult mai robust, nu mai este nevoie de codare convoluțională. Se pastrează, însă, pentru protecția erorilor codarea Reed-Solomon (RS). Ca scheme de modulație sunt folosite: 64QAM pentru cablu coaxial și 256QAM pentru fibra optică. Spre deosebire de DVB-S, raportul semnal-zgomot este îmbunătățit 30 dB.
Datorită canalului prin care se face transmisia au fost adăugate efecte suplimentare precum zgomotul, reflexiile și întârzierile de grup.
Referitor la receptoarele DVB-C, acestea au primul bloc funcțional identic cu tunerul de la televiziunea analogică.
1.3.7 DVB-RCS
Alături de cele principale Institutul European al Standardelor de Telecomunicații (ETSI) a mai publicat și standardul DVB-RCS, ce oferă serviciile de difuziune prin satelit cu un canal de retur pentru interactivitate. DVB-RCS a apărut pentru a satisface necesitatea înglobării tehnologiei bazată pe IP (Internet) prin satelit și s-a dovedit stabil de-a lungul timpului. În acest fel furnizorii de Internet se bucură de o zonă de acoperire mult mai extinsă de-a lungul întregului glob.
Standardul folosește un canal de retur permițând să fie realizate două transmisii. Este foarte potrivit pentru zone în care nu există o infrastructură de transmisie terestră instalată, întrucât nu are nevoie de cabluri ci numai de un link asemănător celui din ADSL dar prin satelit.
Se folosește o stație terestră foarte mică numită VSAT care permite transmiterea datelor prin satelit.
1.3.8 DVB-SH
DVB-SH permite transmiterea serviciilor de difuziune prin satelit către dispozitivele portabile și vine ca o completare a celorlalte standarde stabile. Fiind publicat în februarie 2007, standardul aduce îmbunătățiri față de DVB-H prin faptul că a fost definit pentru frecvențe sub 3GHz, fie că este vorba de rețele terestre sau de satelit.
Îmbunătățirile se aduc pentru a permite și transmisia prin satelit și se regăsesc în benzile suportate, pe langă UHF incluzând și benzile L sau S. În acest fel este potrivit pentru transmisii prin satelit, asigurând suprafețe mari de acoperire cât și terestre, atunci când este vorba de o zonă urbană unde clădirile înalte pot bloca recepția semnalelor prin intermediul satelitului.
Scopul său este de a asigura servicii audio, video și de date al căror conținut se bazează pe IP (IPDC-IP Data cast) unor dispozitive portabile mici precum telefonele mobile, PDA-urile.
Sunt oferite ghiduri de servicii electronice.
Standardele prezentate constituie substratul fizic și legătura de date pentru sistemul de distribuție. Interfațarea dispozitivelor DVB se realizează la nivel fizic prin interfețe seriale sincrone sau asincrone (ASI) sau paralela sincronă.
CAPITOLUL 2 – DVB-T2
Standardul DVB-T2, așa cum s-a precizat în capitolul introductiv, a fost elaborat de către proiectul DVB ca o extensie a standardului deja existent DVB-T, bazându-se în principal pe succesul și specificațiile tehnologice ale acestuia.
Așa cum îi spune și numele, standardul de generație a doua pentru difuziunea digitală terestră s-a dezvoltat cu scopul de a integra tehnologiile actuale de procesare a semnalului pentru a obține o utilizare îmbunătățită a resurselor spectrale. În acest fel s-a demonstrat că se pot obține câștiguri de până la 50% ale ratei de bit pentru aceeași lățime de bandă.
Pentru creșterea eficienței spectrale și a capacității cu până la 30%, utilizându-se infrastructura deja existentă a antenelor de emisie și recepție, au fost înglobate cele mai recente și evoluate tehnici de modulație și protecție la erori. Noul sistem oferă un semnal mult mai robust, în concordanță cu cerințele comerciale care au apărut din cauza constrângerilor de frecvență limitată.
Platforma de televiziune terestră necesita adoptarea de noi servicii și astfel au fost făcute unele modificări atât la nivel fizic cât și asupra configurațiilor de rețea.
Utilizatorii pot avea acces astfel la servicii noi precum o grilă de programe îmbunătățită din care să poată alege, HDTV, video-on-demand, interactivitate și un nivel sporit al calității audio și video.
Adăugarea noilor servicii necesită în același timp o alocare adițională de frecvențe în benzile IV/V (470-862 MHz) asigurându-se flexibilitatea.
Trebuie menționat faptul că platforma de televiziune terestră utilizează frecvențe în benzile III (174-230 MHz) și IV/V, menționate anterior. Utilizarea acestor benzi este foarte avantajoasă întrucât asigură un compromis între zona de acoperire pentru un anumit nivel de putere a emițătorului și distanța dintre emițătoare.
Au mai apărut serviciile de vizionare cu taxă (PPV) ce presupun vizionarea la cerere a unor filme sau evenimente programate, plata făcându-se doar pentru aceste servicii.
Specificațiile noului standard au fost inițial precizate pentru antenele de recepție montate pe clădiri, la fel ca la televiziunea analogică și pentru același spectru de frecvențe al canalelor, realizându-se compatibilitatea cu Acordul de la Geneva 2006.
Conform acestuia lățimile de bandă acceptate sunt 8, 7, 6 și 5 MHz la care se mai adaugă și cea de 1.7 MHz și 10 MHz.
În documentațiile finale ale standardului, DVB-T2 presupune furnizarea de servicii audio,
video și de date pentru echipamente fixe, portabile și mobile, recepția făcându-se cu o calitate superioară prin utilizarea antenelor deja existente.
Prețurile rezonabile ale receptoarelor fac din acest standard o soluție benefică de adoptare directă, fără a fi nevoie de trecerea inițială la DVB-T. Cele două standarde pot să coexiste, lucru care se și întâmplă în foarte multe țări în momentul actual.
În iunie 2011 la DVB-T2 a fost adăugat profilul T2-Lite , ca anexă a standardului care rămâne în continuare cel mai de succes sistem de transmisie terestră.
2.1 Specificațiile de nivel fizic ale standardului
DVB-T2 permite transmiterea semnalelor audio, video și de date comprimate în următoarele formate ale fluxului de transport de intrare: MPEG-4 sau H.264/AVC – numit ulterior MPEG-4.
2.1.1Modulația
Modulația este realizată prin OFDM, utilizând un număr mare de subpurtătoare și o gamă largă de moduri rezultând în acest fel un semnal cu o flexibilitate și o robustețe foarte mare.
Așa cum a fost prezentat anterior, prin OFDM semnalele vor fi ortogonale fără să interfereze între ele. Informația care trebuie transmisă este distribuită intercalat pe diferite subpurtătoare fiindu-i adăugat mai întâi un cod corespunzător pentru protecția la erori, rezultând astfel semnalele COFDM.
DVB-T2 a preluat modurile de la predecesorul său și a adăugat în plus o serie de purtătoare noi rezultând următoarele posibilități: 1k, 2k, 4k, 8k, 16k, 32k, 16k extins, 32k extins.
Cele două moduri ale purtătoarei 16k și 32k fac posibilă obținerea unei rețele cu o singură schimbare de frecvență SFN de dimensiuni superioare, fără alte modificări suplimentare ale intervalui de gardă. Pentru acestea există două moduri disponibile purtătoare normală și purtătoare extinsă.
Sunt utilizate o gamă largă de intervale de gardă potrivite pentru o arhitectură a transmițătorului ce oferă minimizarea overhead-ului. În literatura de specialitate overhead-ul se definește ca orice încărcare adițională a memoriei, benzii sau a oricărui alt tip de resurse. Pentru o implementare potrivită rețelei SFN nu se admite o valoare a intervalului de gardă mai mică de 500 us.
Posibile valori ale intervalului de gardă sunt: 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 19/256 și 1/128.
Standardul nu admite modulația diferențială. Există următoarele constelații:
QPSK, 16 QAM, 64 QAM, 256QAM.
Figura 2.1 Reprezentarea constelațiilor normale de semnal (QPSK, 16 QAM, 64 QAM, 256QAM) Sursa: [20]
2.1.2 Constelații rotite
Noutatea pe care o aduce DVB-T2 se regăsește în termenul de constelație rotită care aduce semnalului o îmbunătățire a robusteții.
Tehnica oferă avantajul că se poate cunoaște cu exactitate poziția punctelor din cadrul costelației de semnal fiind astfel posibilă o decodare mult mai bună, respectiv o îmbunătățire a performanțelor față de cazul constelațiilor normale.
Prin constelații rotite se asigură că informația care se pierde dintr-o celulă poate fi recuperată într-o altă celulă. Componentele în fază și în cuadratură se trimit în celule diferite și la intervale de timp diferite pentru a permite recuperarea.
Se admite rotația constelațiilor spre stânga cu un anumit unghi în funcție de modul ales. În tabelul 2.1 sunt prezentate valorile unghiurilor de rotație pentru toate cele 4 diagrame.
Tabel 2.1 Valoarea unghiului de rotație pentru diagramele de modulație Sursa: [21]
Figura 2.2 Forma constelațiilor rotite 16 QAM Sursa: [22]
2.1.3 Capacitatea sistemului
Canalul de transmisie terestră se caracterizează printr-o lărgime de bandă de 8 MHz, limita teoretică. Trebuie avute în vedere condițiile în care este realizată recepția semnalului.
Considerându-se că raportul semnal-zgomot trebuie să fie mai mare de 10 dB, a fost stabilită o formulă pentru calculul lărgimii de bandă a canalului cu o exactitate cât se poate de mare.
Considerând C-capacitatea canalului, exprimată în biți pe secundă, B-banda, exprimată în Hz și raportul semnal-zgomot în dB se obține formula:
2.1.4 Caracteristicile piloților împrăștiați
În cazul sistemelor care utilizează modulația OFDM, noțiunea de piloți împrăștiați se referă la amplitudini și faze cunoscute, celule OFDM care în partea de recepție fac posibilă compensarea deteriorărilor de canal. Acest lucru se realizează prin schimbări de frecvență și de timp.
Piloții împrăștiați sunt utilizați de către receptor pentru a realiza măsurători ale canalului cu scopul de a estima răspunsul pentru fiecare celulă OFDM în parte.
Cu scopul de a minimiza overhead-ul piloților împrăștiați se aleg în funcție de intervalul de gardă și dimensiune FFT. Se definesc pentru noul standard 8 opțiuni diferite: PP1 până la PP8 pentru adaptare la fiecare tip de scenariu în parte.
Așadar, informația utilă poate fi maximizată prin controlul fiecărui parametru, în funcție de tipul de transmisie dorit. În acest scop se pot ajusta numărul de purtătoare, intervalulul de gardă sau numărul piloților împrăștiați.
2.1.5 Schemele de corectare a erorii în avans (FEC)
În ceea ce privește corecția erorilor DVB-T2 a adoptat o combinație de coduri corectoare de erori, acestea fiind LDPC (Lowdensity parity-check) și BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquengham). Prin utilizarea lor este asigurată protecția la interferențe și nivele mari de zgomot.
Codarea LDPC (verificarea parității la densitate redusă) se bazează pe o serie de blocuri de cod lineare, denumirea provenind din conținutul matricilor de verificare a parității care conțin mai puține valori de 1 decât de 0. Avantajul îl reprezintă performanța ridicată, corespunzătoare folosirii unor algoritmi complecși, liniari în timp.
Codarea externă BCH se bazează pe coduri ciclice și este prima care se aplică cadrului ce constituie fluxul de intrare, generându-se un pachet care este protejat împotriva erorilor. Codurile sunt construite utilizând câmpuri finite ce pot corecta multiple erori de bit. Un mare avantaj îl constituie ușurința decodării
2.1.6 Rata de cod
Atunci cand se transmite un flux de date de dimensiuni mari utilizându-se un cod bloc, acesta este divizat la emisie într-un număr de mesaje de dimensiune fixă. Fiecare mesaj este codat separat într-un bloc și transmis la receptor care, în funcție de parametrii canalului și codul folosit, poate să recepționeze cu o performanță mai bună sau mai proastă blocurile care conțin informație fără erori.
Rata de cod se definește ca raportul între k-numărul de biți utili și n-numărul toal de biți ai blocului:
Se poate măsura și viteza de transmisie. Pentru o rată mare de cod rezultă că suma mesajelor efective a blocului tramsmis este mare.
Exista mai multe opțiuni și pentru rata codului la DVB-T2 cum ar fi: 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5 sau 5/6.
Ca un examplu pentru rata de 5/6, înseamnă că se inserează 1 bit redundant după fiecare 5 biți.
2.1.7 Conceptul de PLP
În sistemul DVB-T2 semnalele digitale audio , video și alte tipuri de date se transmit comprimat în tuneluri ale stratului fizic (PLP). În moduatorul care utilizează COFDM, canalele de date se găsesc sub această formă.
Acest tip de date permit transportul în mod independent de stuructură și cu parametri configurabili în funcție de tipul de receptor și de mediile în care vor fi utilizate. Fiecare furnizor de servicii în parte poate folosi propriul format, ajustat astfel încât să îndeplinească cerințele de capacitate pe care pot să le ofere. PLP-urile sunt transmise toate pe aceeași frecvență rezultând un singur canal.
Figura 2.8 Conceptul de PLP Sursa: [26]
Astfel de date sunt înglobate în pachete și apoi în cadre ale benzii de bază, adăugându-se un antet potrivit în funcție de conținutul cadrului.
Sunt definite o serie de profile ale cadrelor în funcție de numărul de tuneluri de nivel fizic încapsulate.
Profil de tip A: mono PLP – definește un singur flux de intrare
Profil de tip B: multi PLP – definește mai multe fluxuri de intrare și la rândul lui cuprinde mai multe moduri. Tunelurile se caracterizează prin tehnica divizării în timp. Acestea sunt:
-tip 1: o singură diviziune în timp a tunelului pentru un cadru T2 rezultând un receptor capabil să economisească o cantitate mult mai mare de putere.
-tip 2: două sau mai multe diviziuni de timp pentru cadrul T2 rezultând o creștere a diversității în timp. În cazul în care receptorul nu are nevoie de o economisire de putere se dorește pe cât posibil creșterea numărului de diviziuni.
2.1.8 Divizarea în timp
Conceptul divizării în timp face posibilă reducerea consumului de energie pentru echipamentele de recepție. Transmiterea serviciilor unui multiplex se realizează într-un bloc de timp oferind posibilitatea demodulării de către receptor a unui semnal pentru o fracțiune de timp specifică corespunzătoare unui anumit tip de serviciu. În timpul rămas receptorul poate să se ocupe de alte canale sau blocuri sau să ramână în așteptare.
În consecință, avantajul pe partea receptorului provine din posibilitatea economisirii de putere deoarece este necesară decodarea unui singur serviciu și nu a unui multiplex întreg de servicii.
Este posibil ca, pentru fiecare serviciu care trebuie livrat utilizatorului în cadrul unui canal, să fie modificată robustețea în scopul obținerii unui anumit scenariu de recepție și în anumite condiții de transmisie stabilite.
Influența factorilor externi precum poziția geografică, vremea, clădirile și formele de relief, poate fi redusă prin optimizarea performanțelor obținându-se un semnal cât mai robust care îndeplinește caracteristicile de propagare ale frecvenței canalului.
Întrețeserea în timp asigură o protecție sporită împotriva perturbațiilor provocate de zgomotul aleator într-o anumită arie de frecvență și pe o anumită perioadă de timp.
2.1.9 Diversitatea de transmisie
În ceea ce privește configurația de rețea, se înregistrează o creștere a performanțelor odată cu creșterea perioadei de simbol care permite scăderea proporțională a intervalului de gardă. Se au în vedere în acest sens și reflexiile multicale. În rețelele cu o singură schimbare de frecvență a fost introdusă codarea Alamouti care face referință la diversitatea de transmisie și creșterea acoperirii în rețele de dimensiuni mici.
Pe baza codării Alamouti receptorul e capabil să primească simultan semnale de la mai multe emițătoare beneficiind în acest fel de o creștere a capacității cu până la 30-40% în rețele SFN de dimensiune redusă în care se folosesc antene de recepție omnidirecționale.
2.1.10 Reducerea raportului putere de vârf-putere medie (PAPR)
Raportul putere de vârf putere medie (PAPR) este direct proporțional cu numărul de subpurtătoare utilizate în modulația OFDM. Prin urmare pentru un număr mare de subpurtătoare se obțin valori mari ale acestei mărimi care fac dificilă implementarea convertoarelor D/A și A/D, respectiv a amplificatoarelor de RF.
Prin utilizarea noilor tehnici introduse de DVB-T2 se permite o reducere semnificativă a consumului de energie electrică a emițătoarelor folosite în transmiterea semnalelor digitale de radiodifuziune și astfel a costului aferent acestui consum. S-a dovedit o reducere a raportului cu peste 25%.
2.2 Arhitectura sistemului
Arhitectura sistemului va fi prezentată în continuare pe baza conceptelor deja amintite, având schema bloc reprezentată în figura 2.6. Așa cum se observă sistemul poate fi divizat într-o serie de subsisteme atât la partea de emisie cât și partea de recepție. Numărul modulelor constituente depinde totodată de numărul de fluxuri PLP de la intrarea sistemului.
Analizându-se în linii mari se pot identifica 5 module și anume: modulul de adaptare a modului, modulul de adaptare a fluxului, modulul de întrețesere de biți, codare și modulație, modulul de mapare a cadrului și modulul modulatorului.
Figura 2.6. Arhitectura sistemului DVB-T2, Adaptat după Sursa: [27]
2.2.1 Structura cadrului T2
Sistemul DVB-T2 definește o nouă structură a cadrului care este alcătuită din supercadre, cadre T2, cadre pentru extensii viitoare (FEF) și apoi simboluri OFDM. Structura este prezentată în figura 2.7.
Un supercadru poate conține până la 255 de cadre T2 în care sunt combinate unul sau mai multe PLP-uri. La acest cadru se adaugă o serie de biți suplimentari ce formează cadre pentru utilizări viitoare. Durata cadrului T2 este de maxim 250 ms pentru sisteme de mare performanță. Cadrul este împărțit într-un preambul P1, simbol ce identifică semnalul DVB-T2, un alt preambul P2 ce conține semnalizările necesare și o a treia parte care reprezintă simboluri de date OFDM proprii serviciilor de televiziune terestră. P2 poate fi utilizat de mai multe PLP-uri.
Structura cadrului logic cuprinde cadre în banda de bază, care reprezintă unitatea principală a acestei structuri ,cât și cadre de întrețesere și blocuri TI.
Acestea se obțin ca urmare a procesărilor corespunzătoare fiecărui modul în parte.
Figura 2.7 Structura cadrului T2, Adaptat după Sursa: [23]
La intrarea sistemului pot apărea așadar ca fluxuri de intrare PLP ce pot avea diferite formate astfel:
fluxuri de transport (TS);
fluxuri generice (GS);
fluxuri generice continue (GSC) – reprezentând un pachet de lungime variabilă ale cărui dimensiuni nu sunt cunoscute de către modulator;
fluxuri pachetizate, generice de dimensiune fixă (GFPS)
2.2.2 Modulul de adaptare a modului
Modulul de adaptare a modului prezintă o interfață de intrare la nivelul căreia ajung fluxuri de intrare ce pot fi preluate de un preprocesor care le divizează în fluxuri logice de date ce sunt transportate prin PLP-uri individuale. Mai departe blocurile acestui modul împart fluxurile în câmpuri și fiecărui câmp i se inserează la început un antet în banda de bază constituit din 10 bytes. În acest fel sunt formate cadrele benzii de bază.
Cele trei blocuri din mijloc sunt opționale așa cum arată figura 2.9. Blocul opțional de sincronizare a fluxului de intrare asigură o rată de bit constantă și timp de întârziere la transmisie constant indiferent de tipul datelor de intrare. Următorul bloc, de asemenea opțional asigură identificarea și ștergerea pachetelor ce conțin fluxuri nule de transport în scopul evitării de a se transmite overhead-ul care nu este necesar. Pentru detecția erorilor la acest nivel se aplică o codare CRC pe 8 biți.
Figura 2.9 Modulul de adaptare a modului, Adaptat după Sursa: [23]
La nivelul acestui modul datele de intrare sunt procesate în două moduri disponibile: modul normal (NM) și modul cu eficiență ridicată (HEM) la nivelul căruia sunt implementate mecanisme de reducere a overhead-ului.
2.2.3 Modulul de adaptare a fluxului
Modulul de adaptare a fluxului are rolul de a forma cadrul în banda de baza. Este constituit din cele trei blocuri așa cum arată figura 2.10.
Figura 2.10 Modulul de adaptare a fluxului, Adaptat după Sursa: [23]
Programatorul este folosit pentru profilul de tip B de intrare al PLP . Programatorul va lua decizia cu privire la celulele din semnalul T2 care vor conține informație aparținând PLP-urilor, deși în acest stadiu nu se vor face niciun fel de modificări asupra fluxului, ci doar să decidă compoziția exactă a structurii cadrului. Programatorul are rolul de a număra blocurile corespunzătoare corectării erorilor în avans ale fiecărui PLP și calculează pe baza acestora valorile parametrilor dinamici de semnalizare pe care le introduce în informația de semnalizare din banda de bază L1.
Când informația necesară pentru transmisie nu este suficientă pentru a forma un cadru în banda de bază complet aceasta este completată de către blocul care succede programatorul. Câmpul inserat mai poate fi utilizat pentru a transporta informația de semnalizare în banda de bază.
Blocul de întrețesere în banda de bază are rolul de a distribui aleator biții din componența cadrului în banda de bază. Se utilizează o secvență de randomizare sincronă cu cadrul, obținută cu ajutorul unui registru de deplasare.
2.2.4 Modulul de codare și întrețesere de biți (BICM)
La intrarea lui se găsește cadrul în banda de bază format, căruia i se aplică codarea internă și codarea externă, întrețesere de biți, demultiplexarea biților în celule și maparea celulelor ca puncte ale constelațiilor de semnal care în final vor fi rotite și li se va aplica o întârziere ciclică, obținându-se la ieșire un semnal pentru modulul de mapare a cadrului.
Subsistemul de codare și corectare a erorii în avans este reprezentat în figura 2.3. La ieșire se obține cadrul ce conține fluxul căruia i s-au aplicat procesările corespunzătoare pentru corectarea erorilor (FEC). Sistemul funcționează în felul următor: fluxului de intrare i se atașează biții de verificare a parității corespunzători codului extern BCH și în continuare sunt atașați și biții codului intern LDPC de verificare a parității rezultând în final fluxul de ieșire.
Figura 2.3 Schema subsistemului de codare în avans Sursa: [24]
Prin aceste îmbunătățiri oferite de noile scheme de codare cu protecție la erori, LDPC și BCH combinate, se obține o rată netă de date de aproximativ 30% mai mare decât în cazul utilizării altor variante existente anterior. De asemenea, raportul semnal-zgomot este semnificativ îmbunătățit. Codorul BCH este precedat de un bloc de randomizare în banda de bază iar după codorul LDPC blocul de intercalare a biților. Se obține schema completă a subsistemului așa cum arată figura 2.4.
Figura 2.4.Schema completă pentru protecție la erori, Adaptat după Sursa: [23]
.
Cadrul FEC obținut, care conține datele protejate la erori constituie unitatea fundamentală a nivelului fizic pentru sistemul DVB-T2, având o lungime totală de 64.800 biți în format normal sau 16200 biți. Din această structură, biții de verificare a parității FEC reprezintă între 15 și 50%. Structura cadrului este prezentată în figura 2.5.
Figura 2.5 Structura cadrului FEC Sursa: [23]
Maparea biților în constelații de semnal se realizează la nivelul fiecărui cadru corectat în avans (FECFRAME) printr-o demultiplexare a biților în celule paralele și atribuirea unor valori ale constelațiilor folosite fiecărei celule în parte.
În tabelul 2.2 se precizează, în funcție de dimensiunea cadrului și tipul de modulație folosit, numărul de celule rezultate la ieșire. Un număr de n biți n=2,4,6,8 se mapează în 2n=N puncte ale constelației (celule), unde N=4,16,64,256.
Tabelul 2.2 Numărul de celule la ieșire în funcție de dimensiunea blocului și schema de modulație Sursa: [23]
Fiecare celulă trebuie apoi modulată folosind una din schemele de modulație disponibile. Pentru a mapa celulele de la ieșirea demultiplexorului în puncte ale constelațiilor corespunzătoare acestor scheme, se atribuie valori de pe axa reală (I) și imaginară (Q) dintr-un număr de combinații posibile.
2.2.4.1 Rotirea constelațiilor
Fiecare valoare a celulei corespunzătoare blocurilor de corectare a erorilor în avans sunt rotite în planul complex, iar partea imaginară va fi întârziată ciclic cu o celulă în cadrul fiecărui bloc.
În cazul celulelor cu informație de semnalizare L1 nu se folosesc constelațiile rotite, acestea rămânând nemodificate.
Utilizându-se constelațiile rotite, componenta Q nu va fi transmisă pe aceeași putătoare adică nu va fi transmisă în aceeași celulă. Acesteia i se aplică o întârziere rezultând componente de fază și cuadratură transmise pe purtătoare independente, respectiv celule diferite rezultând într-o demodulare mult mai ușoară. Procesul este descris în figura 2.11.
Figura 2.11 Procesul de întârziere ciclică cu Q, Adaptat după Sursa: [20]
2.2.5 Modulul de mapare a cadrelor
La intrarea modulului se găsesc cadrele FECFRAME corespunzătoare unor celule care vor fi întrețesute și repartizate uniform, astfel încât la nivelul receptorului distorsiunile și interferențele de canal din cuvintele de cod să nu fie corelate.
La ieșirea acestui bloc se obțin blocuri cu corecția erorilor în avans care vor fi grupate, într-un număr variabil, în cadre întrețesute. Cadrele sunt mapate direct într-una sau mai multe cadre T2. Fiecare cadru este de asemenea împărțit în unul sau mai multe blocuri TI, corespunzătoare utilizării memoriei o singură dată. Se realizează astfel întrețeserea în timp având 3 opțiuni posibile pentru fiecare PLP în parte:
un singur bloc TI mapat la un singur cadru T2;
un singur bloc TI mapat la mai multe cadre T2;
mai multe blocuri TI mapate la un singur cadru T2.
Formarea cadrului pentru sisteme cu un singur canal de radiofrecvență se face atașând informația de semnalizare L1 celulelor întrețesute în timp, iar ansamblul astfel format alcătuiește o celulă OFDM corespunzătoare. Aceasta e divizată la rândul ei în simboluri OFDM.
În structura cadrului există informația L1 de pre-semnalizare și post-semnalizare, conținând biții cei mai importanți prin care se realizează controlul asupra siguranței livrării datelor. De la un cadru T2 la altul, locul PLP-urilor se poate schimba, lucru semnalizat în P2 ce conține informația L1 de post-semnalizare.
Informațiile L1 sunt primele care sunt mapate în simbolurile P2, după care se atașează PLP-urile comune, urmate de informațiile auxiliare. Informațiile auxiliare trebuie să aibă aceeași putere medie ca restul datelor atașate și pot fi folosite în mod diferit de fiecare operator de rețea în parte. Numărul de biți al informațiilor auxiliare și poziția în care sunt plasați pot să difere de la un cadru la altul într-o rețea cu o singură schimbare de frecvență.
2.2.5.1 Cadrele pentru utilizări viitoare (FEF)
Cadrele pentru utilizări viitoare (FEF) sunt opționale și dețin date care pot să nu fie cunoscute de către receptor pentru a adresa versiunea curentă a standardului. Toate receptoarele DVB-T2 sunt capabile să detecteze acest tip de cadre care încep cu un simbol P1, însă nu toate pot fi decodate. Durata maximă a cadrelor FEF este de 250 ms.
Celulelor de date din simbolurile OFDM li se aplică o întrețesere în frecvență, adăugându-se ficărei celule din cadrul format câte o purtătoare de date în fiecare simbol. Rezultă astfel, pentru fiecare din cele 6 moduri un număr de purtătoare identificat în tabelul 2.3.
Tabelul 2.3 Corespondența între modurile DVB-T2 si numărul de purtătoare Sursa: [23]
2.2.6 Modulatorul
Codorul în spațiu și timp Alamouti modulează, într-o primă fază, fiecare grup de biți de informație, corespunzători unei scheme de modulație după care mapează câte un bloc format din două simboluri modulatcu antena de transmisie utilizându-se în acest sens o matrice de cod. În acest fel semnalele de ieșire, codate se transmit în perioade de transmisie consecutive cu ajutorul a două antene de transmisie diferite. Se consideră astfel schema din figura 2.12, rezultând o codare în spațiu și timp. În schema de codare Alamouti cele două secvențe transmise de cele două antene sunt ortogonale.
Figura 2.12 Codarea Alamouti Sursa: [27]
În cazul MISO, în care există două antene de emisie care nu transmit același semnal și o singură antenă de recepție, se utilizează codarea Alamouti modificată. Aceasta presupune codarea în perechi și anume pentru prima antenă se transmit două purtătoare nemodificate, iar pentru cea de-a doua se schimbă poziția purtătoarelor și li se aplică conjugarea și schimbarea de semn. Se urmărește în acest sens figura 2.13.
Figura 2.13 Codarea MISO-Alamouti Sursa: [28]
Celulele pilot reprezintă celule ce conțin informație de referință, informație utilizată la modularea celulelor dintr-un cadru OFDM. Valoarea transmisă e cunoscută la recepție. În scopul sincronizării cadrului în timp și frecvență, estimarea canalului, detecția zgomotului de fază și identifcarea modului de transmisie, DVB-T2 utilizează inserția a 5 tipuri de celulule pilot printre care și piloți continui și împrăștiați.
Strucrura OFDM folosită pentru fiecare mod de transmisie se specifică la nivelul blocului ce implementează OFDM prin transformata Fourier inversă.
Un cadru alcătuit din simboluri OFDM conține date și informație de referință. În partea de recepție, se începe un proces de scanare, fară ca receptorul să știe nimic despre canalul pe care s-a transmis sau semnalul recepționat.
Prezența semnalului e identificată de către receptor prin simbolul P1 după care acesta este folosit pentru sincronizare și pentru a se cunoaște dimensiunea transformatei. Această informație oferă posibilitatea de a identifica intervalul de gardă.
Informația suplimentară despre celulele pilot se obține prin decodarea informației de semnalizare L1, conținută în simbolurile P2.
Așadar, simbolurile P1 se folosesc pentru a identifica parametrii de emisie necesari pentru decodare la recepție și pentru a specifica ce tip de transmisie este utilizată. P1 mai este utilizat și pentru detecția corectă a sincronizării în frecvență și în timp.
Informația de semnalizare L1 este transmisă de la un capăt la altul prin intermediul a 16 simboluri de preambul P2, pentru fiecare cadru T2 în parte, având aceeași structură a simbolurilor cu cea prezentată anterior. Se constituie dintr-o parte de post și pre-semnalizare care sunt modulate și protejate la erori în mod independent.
Informația de pre-semnalizare permite recepția și decodarea informației de post-semnalizare, aceasta din urmă oferind parametrii necesari receptorului pentru a avea acces la PLP-uri. Structura este prezentată în figura 2.14.
Figura 2.14 Structura informațiilor de semnalizare, Adaptat după Sursa: [23]
2.3 Interfețele aferente subsistemelor descrise
Între subsistemul de codare și multiplexare și subsistemul de adaptare a fluxului se află interfața “TS”, având caracteristici corespunzătoare specificațiilor ETSI, valabilă și pentru extensia standardului.
Interfața cu modulatorul este interfața “T2-MI”, la nivelul căreia se găsesc cadre ale benzii de bază formate în subsistemul precedent face posibilă transferarea unor fluxuri de biți identice către toate emițătoarele din rețeaua SFN, precum și sincronizarea în timp a emițătoarelor.
Între modulator și receptor este interfața DVB-T2 constituită de canalul RF.
La nivelul receptorului există aceeași interfață “TS” între demodulator și decodorul de flux, ca la partea de emisie.
Ieșirea se poate diviza opțional într-un ansamblu de semnale de ieșire care vor fi transmise la antena de recepție, plasată la o distanță corespunzătoare față, constituindu-se astfel modul de transmisie MISO.
Figura 2.15 Schema bloc DVB-T2 cu interfețele aferente, Adaptat după Sursa: [28]
CAPITOLUL 3 – Comparație DVB-T2 cu DVB-T și DVB-S2
La dezvoltarea DVB-T2 s-a ținut seama de o serie de principii printre care cele mai importante fiind simplitatea în ceea ce privește translația între standarde (DVB-T, DVB-S2), cât și menținerea unor soluții deja existente în DVB-T, astfel încât să fie păstrată o coerență între toate standardele demarate de proiectul DVB.
DVB-T2 a adoptat, în cea mai mare parte, funcționalitățile tehnice ale DVB-T și DVB-S2. A fost construit pe baza standardului DVB-T, beneficiind de avantajul maturității și succesului de care acesta s-a bucurat de-a lungul timpului.
3.1 Comparație DVB-T2 cu DVB-T
DVB-T2 a avut ca punct de pornire nevoia de capacitate îmbunătățită pentru serviciile de televiziune de înaltă definiție (HDTV), în contextul în care standardul DVB-T nu mai avea posibilitatea de a îndeplini aceste cerințe.
În aceleași condiții de recepție și pentru aceleași scenarii se înregistrează pentru DVB-T2 o creștere teoretică a capacității de aproximativ 30% pentru un anumit raport purtătoare-zgomot C/N) specificat, comparativ cu DVB-T. Capacitatea a fost obținută pe baza îmbunătățirilor aduse prin tehnici de modulație și protecție la erori de ultimă generație. De asemenea se înregistrează o creștere semnificativă a informației utile față de standardul inițial.
La fel ca DVB-T, transmisiile trebuie să se facă prin utilizarea aceleași infrastructuri de antene și echipamente de transmisie deja existente. Pentru rețelele cu o singură schimbare de frecvență (SFN), ambele standarde ar trebui să atingă performanțe comparabile, evaluate în aceleași condiții.
Trebuie să fie asigurată interoperabilitatea între standarde, acestea având în comun posibilitatea de a transporta fluxuri de trasport precum MPEG-2 și GSE. Spre deosebire de DVB-T, DVB-T2 aduce și posibilitatea de transmisie a semnalului în format MPEG-4, iar împreună cu o rată de transfer mărită oferă posibilitatea ca mai mult de două canale HD să fie transmise pe același multiplex.
O îmbunătățire pe care DVB-T2 o aduce în favoarea standardului DVB-T este faptul că oferă posibilitatea ca fiecare serviciu în parte să aibă un nivel de robustețe specifică. Serviciile pot fi astfel prioretizate și se pot obține condițiile de recepție dorite.
Diferența principală dintre cele două standarde este faptul că DVB-T2 aduce noutatea utilizării PLP-urilor și maximizarea performanțelor în rețele cu o singură schimbare de frecvență. Așa cum se observă în figura 3.1, la nivelul conexiunii între multiplexor și modulatorul poartă T2 (Gateway) se transportă mai multe fluxuri MPEG-2 pentru fiecare PLP în parte. Modulatorul poartă încapsulează fluxurile de transport în cadre ale benzii de bază după care sunt trimise mai departe prin interfață modulatorului (T2-MI).
Figura 3.1 Structura sistemului DVB-T2 Sursa: [22]
Ceea ce au în comun cele două standarde este utilizarea modulației OFDM, de aici rezultând disponibilitatea pentru diverse aplicații, întrucât dispune de un număr mare de moduri care permit obținerea aceluiași nivel de flexibilitate pentru ambele cazuri.
Similaritățile celor două standarde provin dintr-o serie de parametri de bază cum ar fi: numărul de puncte în care se calculează transformata Fourier, anumite intervale de care permit utilizarea semnalelor multicale și a rețelelor SFN, precum și celulele pentru estimarea canalului la recepție. Odată cu DVB-T2, prin diversitatea parametrilor amintiți, apar unele îmbunătățiri care permit extinderea lărgimii de bandă.
O altă diferență față de DVB-T provine din introducerea modului 256 QAM care permite creșterea numărului de biți (8 biți) la nivelul unei celule, rezultând într-o creștere a capacității cu 33%, prin îmbunătățirea tehnicii de corecție a erorilor în avans de care beneficiază prin introducerea acestuia.
Avantajul în comparație cu DVB-T apare și prin creșterea eficienței spectrale și a ratei de bit cu până la 50% pentru aceeași bandă de frecvență.
Standardele au în comun schemele de modulație specifice DVB-T. Prin comparație cu DVB-T se înregistrează o creștere a perioadei de simbol cu un factor de doi (16k FFT), respectiv patru (32k FFT).
Se folosesc intervale de gardă, cu scopul de maximizare a informației utile. În DVB-T2 overhead-ul este redus până la aproximativ 6%, ca urmare a folosirii unor intervale de gardă mai mari. În figura 3.3 este reprezentată situația pentru fiecare standard în parte. Pentru un anumit procentaj al intervalului de gardă există posibilitatea creșterii în dimensiune a rețelei cu o singură schimbare de frecvență.
Figura 3.3 Overhead-ul în cazul standardelor DVB-T și DVB-T2, Adaptat după Sursa: [29]
Distanța maximă care ar trebui să existe, în cadrul unei rețele SFN, între emițătoarele adiacente ar trebui să fie cu cel puțin 30% mai mare decât cea obținută la același nivel de interferență pentru modul 8k al DVB-T.
Ca răspuns al cererilor comerciale a fost extinsă banda de frecvență de la specificațiile standardului DVB-T cu care are în comun banda de 8 MHz (în banda UHF IV/V), cea de 7 MHz (în banda VHF III) și 6 MHz ( America de Sud, SUA, Japonia, Filipine).
La DVB-T2 se adaugă banda de 10 MHz (nefolosită de către utilizatori), cea de 5 MHz ( banda L) și de 1.7 MHz (în banda VHF III). Extensia benzii oferă o creștere a capacității cu 400, până la 600 kb/s.
În figurile 3.4 și 3.5 sunt reprezentate spectrele semnalelor fără filtrare pentru un canal de 8 MHz cu interval de gardă de 1/8 pentru DVB-T și DVB-T2, precum și modurile aferente lor.
Densitatea spectrală totală de putere pentru purtătoarele celulelor modulate se compune din suma densităților de putere a tuturor purtătoarelor și depinde de tipurile de semnale din canalele adiacente. Lobul principal al densității spectrale de putere se limitează la dublul distanței dintre purtătoare, întrucât durata simbolului OFDM este invers proporțională cu distanța dintre purtătoare și mai mare decât aceasta.
Măștile spectrale arată comportamentul pe care îl are densitatea spectrală în afara benzii de frecvență, asigurând protecția minimă necesară în cazul transmisiilor în care emițătoarele analogice și digitale se situează la o mică distanță unul față de celălalt.
Figura 3.4 Masca spectrală la DVB-T și modurile purtătoarelor Sursa: [9]
Figura 3.5 Masca spectrală la DVB-T2 și modurile aferente Sursa: [28]
În cazul benzii VHF, apare problema ca măștile spectrale ale standardelor să nu coincidă și astfel va fi nevoie de intervale de gardă mai mari. În banda UHF nu există această problemă. Măștile spectrale ar trebui să coincidă astfel încât noul standard să nu introducă mai multe interferențe decât cel inițial.
O similitudine a celor două standarde este și utilizarea celulelor pilot la nivelul receptorului. Spre deosebire de DVB-T, există posibiliatea de a alege între 8 tipuri diferite de piloți împrăștiați, depinzând de condițiile de recepție și de rețeaua utilizată.
Prin alegerea făcută, pe baza intervalului de gardă și a dimensiunii pe care se calculează transformata în frecvență, receptorul poate fi capabil să compenseze schimbările din canal.
Overhead-ul celulelor pilot este de asemenea minimizat. DVB-T se caracterizeză prin faptul că una din 12 celule modulate are piloți împrăștiați rezultând într-un overhead de 8% și care nu depinde de intervalul de gardă ales.
Pentru celulele piloților continui este aplicată aceeași optimizare pentru reducerea overhead-ului la 0.35% din total față de 2.6% în cazul standardului inițial.
Standardul DVB-T nu include în specificațiile sale întrețeserea în timp, prin urmare este susceptibil la interferențe și la variația canalelor în timp. În cazul standardului DVB-T2, însă, apar îmbunătățiri în ceea ce privește robustețea semnalului la interferențe prin introducerea atât a întrețeserii în timp cât și a creșterii perioadei de simbol, prin introducerea modului 32k. Avantajul folosirii acestei tehnici aduce îmbunătățiri ale perfomantei și la nivelul variației canalelor în timp.
Diferențele majore ale DVB-T2 în comaparație cu DVB-T provin din folosirea unei combinații a întrețeserii în timp și în frecvență după cum urmează:
Întrețesere de biți la nivelul blocurilor de corecție a erorilor în avans;
Întrețesere de celule la nivelul blocurilor de corecție a erorilor în avans;
Întrețesere în timp la nivelul PLP-urilor;
Întrețesere în frecvență la nivelul simbolurilor OFDM.
În acest fel nu va mai exista o corelație a erorilor întrucât biții eronați sunt distribuiți în mod egal în cadrul blocurilor de corecție FEC, iar erorile se pot corecta mult mai ușor având o distribuție de genul. În figura 3.7 se poate compara întrețeserea în timp în cazul celor două standarde. Nu sunt reprezentate celulele pentru transmiterea informațiilor de semnalizare (L1).
Figura 3.7 Comparație privind întrețeserea în cazul standardelor DVB-T/DVB-T2 Sursa: [29]
Prin utilizarea unor noi coduri de corecție a erorii în avans precum și introducerea noii tehnici a constelațiilor rotite de semnal se obțin, în condiții de dificultate ale recepției radio, îmbunătățiri majore ale performantelor. Această nouă tehnică permite creșterea numărului de biți transportați de o celulă, iar fiecare punct al constelației este protejat independent.
DVB-T2 se definește printr-o diversitate de transmisie inexistentă în standardul inițial obținută prin posibilitatea emițătoarelor de a transmite același tip de informație, în semnale diferite, cu ajutorul codării Alamouti în rețeaua MISO.
În lipsa acestei opțiuni recepția se desfășoară cu dificultate din cauza ecourilor care apar pe canal. În acest fel se mărește aria de acoperire în care semnalele transmise pot fi recepționate cu aceeași putere.
Utilizarea cadrelor pentru extensie viitoare (FEF) este un mecanism care nu apare la DVB-T și oferă posibilitatea de transmisie pentru extensiile viitoare precum DVB-NGH (Next Generation Handheld) sau T2-Lite așa cum arată figura 3.8.
Figura 3.8 Utilizarea cadrelor pentru extensii viitoare (FEF), Adaptat după Sursa: [28]
T2-Lite reprezintă un nou profil care utilizează cadrele FEF ale DVB-T2, fiind o extensie a acestuia. Se obține micșorarea costurilor de implementare, având o complexitate mai redusă cu 50 % și un consum de putere mai mic. Oferă o rată de bit maximă de 4 Mb/s pentru fiecare serviciu în parte. Au fost adăugate două rate de cod pentru controlul erorilor LDPC și anume 1/3 și 2/5. Receptoarele normale DVB-T2 ignoră semnalele T2-Lite.
O prezentare comparativă între caracteristicile T2-Lite față de DVB-T2 este figurată în tabelul 3.3, în care a fost reprezentat cu roșu ceea ce oferă în plus.
Tabelul 3.3 Comparație între DVB-T2 și DVB-T2 Lite Sursa: [30]
Standardul de generație a doua se deosebește de DVB-T prin introducerea unor mecanisme de reducere a raportului putere de vârf-putere medie (PAPR), cu scopul de reducere a intermodulațiilor precum și a costurilor aferente transmisiei așa cum a fost descris în capitolul anterior.
La nivelul receptorului, DVB-T2 folosește blocuri similare cu cele folosite de receptorul DVB-T, de aceea un receptor capabil să decodeze un flux de transport T2 poate fi folosit și pentru decodarea semnalelor DVB-T. Între cele două receptoare există o foarte mică diferență de preț, pentru aceeași putere de ieșire.
În cazul problemelor legate de recepție, specificațiile noului standard menționează că nu ar trebui să apară o întârziere suplimentară, față de DVB-T, mai mare de 0.3s la timpul în care este selectat serviciul. Același lucru se aplică și pentru timpul necesar schimbării canalului la nivelul receptorului.
Similaritățile și diferențele dintre DVB-T și DVB-T2 care au fost prezentate pot fi sintetizate în tabelul 3.4. Au fost reprezentate cu roșu caracteristicile pe care DVB-T2 le aduce în favoarea DVB-T.
Tabel 3.4 Comparație între standardele DVB-T și DVB-T2 Sursa: [31]
3.2 Comparație DVB-T2 cu DVB-S2
Pe lângă specificațiile de bază adoptate de la DVB-T, noul standard de generație a doua a mai adoptat și unele caracteristici și tehnologii ale standardului de radiodifuziune prin satelit de generație a doua DVB-S2.
Una dintre similarități se referă la arhitectura sistemului și anume la formarea cadrelor în banda de bază prin încapsularea fluxurilor de transport primite.
Arhitectura a fost gândită astfel încât să existe o compatibilitate între mecanismele folosite în DVB-S2 pentru procesarea semnalelor de intrare și codare ale erorilor în avans. Pentru DVB-T2 acestea au fost extinse prin caracteristici suplimentare pentru maximizarea eficienței.
Prin urmare, se definește aceeași structură a antetului și a cadrului în banda de bază, precum și blocurile constituente ale modulului de adaptare care realizează sincronizarea fluxului de intrare, ștergerea pachetelor nule, inserția antetului în banda de bază. În figura 3.9 se pot observa blocurile respective.
Figura 3.9 Blocuri în comun DVB-T2 și DVB-S2, Adaptat după Sursa: [23]
DVB-T2 are în comun cu DVB-S2 utilizarea combinației de coduri LDPC și BCH pentru protecția împotriva zgomotului de nivel înalt și a interferențelor. Noile coduri permit unei cantități mai mari de date să fie transportată în același canal. Schema de corecție a erorilor în avans (FEC) a celor două standarde se diferențiază de cea utilizată în DVB-T pentru care se folosesc coduri convoluționale și Reed-Solomon.
3.3 Comparație privind răspândirea pe glob a DVB-T2 și DVB-T
În privința răspândirii pe glob a standardelor DVB-T și DVB-T2, se are în vedere figura 3.10. Există unele țări care au adoptat doar DVB-T2 ceea ce este recomandat și pentru cele în care nu există încă o tehnologie de radiodifuziune digitală implementată și există țări în care cele două coexistă.
Figura 3.10 Repartizarea pe glob pentru DVB-T și DVB-T2 Sursa: [31]
UK , este una din acele țări și a fost prima care a adoptat standardul de generație a doua, serviciile de radiodifuziune devenind disponibile pentru utilizatori în martie 2010.
La scurt timp standardul a fost adoptat și de Italia, Germania în 2012 și țările nordice: Suedia, Finlanda. În 2013 a avut loc tranziția la televiziunea digitală a țărilor precum Grecia, Polonia și Bulgaria, urmate în 2014 de Ungaria și Macedonia. Pentru 2015 România, Albania, Muntenegru și Turcia au anunțat și ele tranziția.
A fost testată transmisia Ultra-HD, 4K, aceasta însemnând transmisia a de 4 ori mai multe linii care se transmiteau pentru canalele HD. DVB-T nu oferă această posibilitate.
Astfel de servicii au fost livrate și în afara Europei în : Nigeria, Kenya, Uganda. Aproximativ 150 de țări au testat sau adoptat cele două standarde.
3.4 Progresul în România
În România, procesul de tranziție de la televiziunea analogică la cea digitală este unul aflat în desfășurare. Fiind membră a Uniunii Europene și având obligația ca până la sfârșitul anului 2015 să adopte serviciile DVB ca un substituent al televiziunii analogice, România și-a propus ca acest proces să fie finalizat în iunie 2015.
Planul pentru România a fost implementarea directă a serviciului DVB-T2, întrucât nu există încă o infrastructură a standardului DVB-T. În acest fel va fi adoptată o soluție avantajoasă, de viitor, care nu este cu mult mai costisitoare ca implementare și nu în ultimul rând, de actualitate.
În țara noastră, în momentul de față există posibiliatea de a emite experimental de către SNR, DVB-T în Sibiu și în București, pentru acesta existând o zonă destul de extinsă în care pot fi recepționate următoarele canale reprezentate în tabelul 3.5
Tabel 3.5 Grila de programe cu frecvențe pentru sistemul digital Sursa: [33]
Canalele marcate cu roșu în tabelul de mai sus s-au raportat ca fiind cu probleme, iar cele cu numele tăiat au fost transmise temporar pentru testare și nu se pot recepționa.
ANCOM (Autoritatea Națională pentru Administrare și Reglementare în Comunicații) a realizat în martie 2014 o licitație pentru acordarea licențelor de utilizare a frecvențelor radio pentru difuzarea programelor prin sistemul de radiodifuziune digitală terestră de generație a doua.
Printr-o procedură competitivă pot fi obținute 5 multiplexuri de DVB-T2, 4 în UHF și unul în VHF, pentru taxa minimă de 300.000 euro. Licențele ar trebui acordate de pe 17 iunie 2015, având o valabilitate de 10 ani.
În documentul publicat de ANCOM există specificația pentru cei care câștigă MUX1 din banda UHF să difuzeze în mod transparent, necodat, canalele publice și private care se transmit prin sistemul analogic existent, având o acoperire de 80% din teritoriu.
Câștigătorii celorlalte multiplexuri scoase la licitație trebuie să aibă până în mai 2017 minim 36 de stații de emisie în cadrul fiecărei rețele corespunzătoare lor.
În România mare parte dintre programele digitale sunt transmise de către Societatea Națională de Radiocomunicații. SNR a demarat implementarea tehnologiei și stabilirea strategiei de trecere la televiziunea digitală.
La acestă licitație au participat numai SNR și RCS&RDS, având în vedere faptul că este vorba de difuzarea necodată a canalelor TV și cu impunerea cerințelor minimale de acoperire.
Societatea Națională de Radiocomunicații a câștigat trei dintre multiplexuri în UHF, inclusiv MUX1, în timp ce pentru restul de două nu au existat cereri.
În urma acestei licitații ANCOM a declarat că : “Prin intermediul celor 3 MUX-uri, RADIOCOM va transmite atât programele publice ale Societății Române de Televiziune, cât și programele altor producători de content, numărul total al acestora fiind de aproximativ 40 de programe în format SD. Prin cele 3 multiplexuri se pot transmite și programe în format HD.
Astfel, RADIOCOM va putea furniza și alte servicii asociate cum ar fi: subtitrare, EPG (Electronic Programme Guide), Video on Demand (VoD – programe video la cerere, contra cost), transmitere de date (de exemplu buletin meteo) etc.
Programele care vor fi transmise pe multiplexul nr. 1 sunt de tip free-to-air, adică vor putea fi recepționate gratuit, fără plata unor abonamente suplimentare.”
CAPITOLUL 4 – Prezentarea echipamentelor Enensys și a mediului de lucru
Un punct important al acestei lucrări a fost familiarizarea cu mediul de lucru în care au fost realizate studiile experimentale. Echipamentele folosite au fost disponibile în cadrul laboratorului de la etajul trei al Facultății de Electronică, Telecomunicații și Tehnologia Informației.
Aparatura experimentală s-a compus dintr-un emițător LabMod DVB-T2, de la firma Enensys din Franța, un receptor ReFeree T2 de la aceeași firmă precum și alte echipamente utilizate în vederea conexiunii și a recepționării semnalului: PC-uri, o antenă de recepție și o serie de conectori.
4.1 Receptorul ReFeree T2
Echipamentul de recepție ReFeree T2 realizează recepția live a canalelor DVB-T și DVB-T2 și în același timp analizarea completă a fluxului recepționat, vizionarea și înregistrarea acestuia.
Alimentarea lui se face cu mare ușurință prin intermediul unui cablu USB care se conectează la un PC de unde se lansează și aplicația software disponibilă, de la același producător, care dispune de o serie de operații care se pot realiza pe baza semnalului recepționat.
Recepția se realizează în timp real, iar monitorizarea parametrilor pentru standardul DVB-T2 se poate face cu ușurință, indiferent de modul în care se face transmisia, fie că este vorba de semnale PLP independente sau multiple, fie că sunt monitorizate rețele SFN sau MISO. Parametri de radiofrecvență ai DVB-T pot fi și ei monitorizați în acest fel.
Pentru conexiunea cu acest echipament sunt disponibile o serie de interfețe reprezentate în figurile 4.1 și 4.2.
Figura 4.1 Interfețele de ieșire pentru receptorul ReFeree T2 Sursa: [37]
Figura 4.2 Interfețele de ieșire pentru receptorul ReFeree T2 Sursa: [37]
Conexiunea cu calculatorul precum și alimentarea se face prin intermediul a doua cabluri USB conectate la portul de intrare USB 2.0 și Aux Power. Cele două LED-uri specifică statusul celor două interfețe, care vor fi funcționale în momentul în care se detectează culoarea verde.
Există pentru intrare mufa ASI IN, folosită pentru intrări de tip MPEG2-TS și semnale în banda de bază de la interfața modulatorului. Intrările 1PPS, 10MHz, GPS și de date, precum și ieșirea ASI sunt rezervate pentru utilizări viitoare și măsurători bazate pe referințe externe.
La ieșirea de RF se conectează antena, pentru recepția programelor digitale DVB-T/DVB-T2, având o gamă de frecvențe în benzile UHF și VHF. Ansamblul și antena sunt reprezentate în figura 4.3.
Figura 4.3 Conectarea receptorului și a antenei de recepție
LED-ul de pe panoul central specifică statusul întregului echipament și anume:
roșu – când DiviSuite și ReFeree T2 nu sunt conectate;
portocaliu – când DiviSuite și ReFeree T2 sunt conectate dar nu a fost pornită nicio analiză;
verde – ReFeree T2 este conectat și se poate utiliza prin softul aferent.
Softul DiviSuite, care permite utilizarea receptorului, a fost dezvoltat și livrat împreună cu acesta și se instalează înaintea echipamentului. Configurarea se face din meniul principal prezentat în figura 4.4.
Figura 4.4 Meniul ce permite configurarea echipamentului ReFeree T2 Sursa: [39]
Acesta permite capturarea în timp real a fluxului video și analiza lui ulterioară. Un decodor video integrat permite decriptarea serviciilor SD, HD, MPEG-2/4, H.264 pentru fluxul DVB-T2. Există și 3 facilități separate care se pot instala ulterior pentru monitorizarea de radiofrecvență (RFScope plugin), analiza fluxului de transport MPEG2 (TS Analyzer plugin) și analiza T2-MI (T2-MI Analyzer Plugin). Recepția semnalelor RF este posibilă și fără activarea facilității respective.
Din acestă aplicație se poate verifica dacă s-a început recepția fluxului de date în partea de jos a bării care indică statusul. În figura 4.5 se indică faptul că dispozitivul este conectat și semnalul este recepționat.
Figura 4.5 Indicația faptului că se recepționează fluxul de date în DiviSuite Sursa: [39]
După recepție se pot vizualiza rata netă de bit și rata totală precum și nivelul semnalului, raportul semnal-zgomot (SNR), rata erorii la modulare (MER), rata erorii de bit, reprezentarea constelațiilor de semnal și parametrii de modulație.
Fluxul recepționat se poate vizualiza, înregistra sau trimite spre o adresă IP dată, în acest sens utilizându-se următoarele butoane din figura 4.6.
Figura 4.6 Posibilitățile de analiză ale fluxului în DiviSuite Sursa: [39]
4.2 Modulatorul LabMod DVB-T2
Echipamentul de emisie folosit în realizarea scenariilor de emisie-recepție în laborator este LabMod DVB-T2 care apare în figura 4.7.
Figura 4.7 Modulatorul LabMod DVB-T2 Sursa: [40]
Acesta este folosit pentru testarea, în condiții de laborator, a fluxurilor emise prin DVB-T2 și permite schimbarea parametrilor de emisie cu scopul îmbunătățirii calității imaginii în funcție de anumite condiții de realizare a recepției. Modulatorul oferă o soluție completă și eficientă în scopul configurării unei rețele de televiziune digitală. Se vor genera fluxuri de radiofrecvență și semnale I/Q de înaltă calitate, pentru o gamă numeroasă de scenarii posibile. Este permisă și simularea canalului.
Echipamentul dispune de o antenă de emisie încorporată. Există două interfețe de ieșire de RF de 85 MHz – 870 MHz. Pentru sincronizare dispune de un semnal de ceas intern de 10 MHz.
Interfețele de intrare ale modulatorului care permit modularea mai multor tipuri de fluxuri de intrare sunt:
ASI – permite intrări precum fluxuri de transport TS și T2-MI
USB 2.0 – permite conexiunea cu calculatorul prin intermediul unui cablu USB
Prin intermediul aplicației DiviCatch permite încărcarea fluxurilor de transport ale căror caracteristici sunt identificate direct de către aplicație.
Conexiunea cu calculatorul se mai realizează pe baza unui cablu de rețea 10/100 Base-T (Ethernet) și a unei adrese IP pe baza căreia se accesează interfața web a echipamentului, acesta dispunând de un server HTTP integrat. Din fereastra de management și control se pot vizualiza și eventual modifica parametrii de funcționare și de emisie a semnalului. Se pot obține statistici în timp real ale ratei de bit netă și totală.
Oferă opțiunea de utilizare a PLP-urilor multiple (până la 8 PLP-uri). Opțiunile pentru configurarea parametrilor de modulație sunt cele corespunzătoare standardului DVB-T2. În capitolul următor se vor efectua modificări ale acestor parametri în vederea obținerii anumitor scenarii de emisie-recepție.
CAPITOLUL 5 – Studii experimentale
5.1 Recepționarea posturilor publice
Acest scenariu prezintă recepția a posturilor publice DVB-T din România ce se emit pe anumite frecvențe din banda rezervată acestui standard. Se realizează montajul experimental alcătuit din antena de recepție, calculator și receptorul DVB-T/T2 Measurement Receiver (Enensys Referee). Conexiunea între receptor și calculator se realizează cu ajutorul a doua cabluri USB. În mufa corespunzătoare semnalului de RF de la receptor se înfiletează antena de recepție. Se lansează aplicația DiviSuite1.1, aplicație ce permite recepționarea semnalului digital dorit și prin conexiunea ce se realizează cu programul VideoLAN, se permite vizionarea acestuia.
Recepționarea semnalului DVB-T public se poate face prin selectarea canalului, iar parametrii pot fi analizați în continuare prin opțiunile pe care le are aplicația respectivă. În cadrul acestui studiu experimental am recepționat canalul public TVR-HD, cu frecvență recepționată de 738MHz și pentru acesta am efectuat măsurătorile următoare. Pe această frecvență este emis de către SNR un multiplex format din 3 posturi publice și anume TVR-HD, TVR1 și TVR2.
Tabel 5.1 Recepționarea postului public TVR-HD
Am realizat 3 scenarii pentru diferite poziții ale antenei în cadrul laboratorului.
Scenariul 1
Figura 5.1 Antena situată lângă fereastră
Scenariul 2
Figura 5.2 Antena situată lângă ușă
Scenariul 3
Figura 5.3 Antena desfiletată din receptor
Pe toată perioada simulării rata totală de bit a rămas la valoarea de 23.42 Mb/s. Poziția antenei în laborator influențează în mod direct nivelul semnalului recepționat și implicit calitatea imaginii.
Măsurătorile efectuate cu antena de recepție plasată în două poziții diferite în interiorul laboratorului au mai fost realizate și pentru o altă frecvență, de 778MHz, canalul recepționat fiind TVR news.
Tabel 5.2 Recepționarea postului public TVR-news
În cazul postului recepționat în format HD se obține o calitate superioară a imaginii decât în cazul postului în format SD. Acest lucru se poate constata și prin scăderea ratei nete de bit pentru postul TVR-news.
5.2.Transmiterea-recepția semnalelor în laborator
5.2.1.Transmiterea semnalelor în format MPEG-2
Pentru acest scenariu se introduce în configurația realizată anterior modulatorul Enensys DVB-T2.
Modulatorul dispune de o serie de parameri din care se poate seta tipul fluxului utilizat pentru realizarea măsurătorilor respective. Așa cum arată figurile 5.4 și 5.5, modulatorul se conectează printr-un cablu USB pentru partea de emisie și un cablu Ethernet pentru accesarea interfeței modulatorului.
Figura 5.4 Setarea intrării
Figura 5.5 Montajul de laborator pentru transmisia/recepția semnalelor MPEG-2
Pentru acest scenariu au fost folosite două fișiere în format MPEG-2 de dimensiuni diferite, Butterfly.ts cu o rată de bit de 2.048 Mbps și Newmobcall.ts cu o rată de bit de 1.920 Mbps. Se evaluează calitatea transmisiei din punct de vedere perceptual pentru fiecare fișier în parte la modificarea unui singur parametru și anume puterea de transmisie. Am folosit 4 valori ale acesteia. Se poate determina de asemenea și rata netă de bit și rata totală de bit.
Încărcarea celor două fișiere se face din fereastra Playlist a aplicației oferită de DiviPitch v3.1 a modulatorului DVB-T2. Modulatorul are capacitatea de a detecta automat caracteristicile fluxului de transport introdus așa cum arată figura 5.5.
Figura 5.6 Încărcare Butterfly_mp2v_2048_mp2a_192.ts în DiviPitch. Caracteristici.
Pentru pornirea transmisiei, se accesează interfața modulatorului prin intermediul unui browser și a adresei IP prin care este configurat echipamentul. Aceasta pune la dispoziție o serie de ferestre care permit modificarea parametrilor de transmisie, foarte utili în testarea performanțelor. Ferestrele sunt prezentate în figurile următoare. Se setează pentru transmisie în fereastra aferentă figurii 5.7 frecvența centrală de transmisie de 800 MHz, precum și puterea de ieșire a modulatorului, parametru modificabil în acest scenariu. Se pornește cu o putere maximă de 2dB, după care se scade la -5,-10 și -20 dB.
Figura 5.7 Selectarea puterii de ieșire
În figurile 5.8, 5.9 și 5.10 se observă parametrii de plecare, parametrii care au rămas constanți pe toată durata scenariului. S-a ales lățimea canalului de 8MHz, modul 1k, intervalul de gardă 1/16. Evaluarea s-a făcut pentru aceeași schemă de modulație 256-QAM, cu rata de cod 5/6 și s-au folosit constelațiile rotite.
Figura 5.8 Structura cadrului T2, scenariu transmisie/recepție MPEG-2
Figura 5.9 Parametrii PLP scenariu transmisie/recepție MPEG-2
Figura 5.10 Statisticile cadrului T2, scenariu transmisie/recepție MPEG-2
Cu ajutorul ferestrei de monitorizare a parametrilor de transmisie a fișierului video, care apare în figura 5.13 , precum și a ferestrei receptorului din figurile 5.11, 5.12, prin aplicația DiviSuite, folosită și în scenariul anterior, se poate determina rata netă și rata totală de bit pentru fiecare fișier în parte. Rata netă de bit este marcată cu verde, în timp ce rata totală de bit este marcată cu roșu.
În fereastra corespunzătoare transmisiei video se poate analiza calitatea imaginii. Rezultatele obținute au fost notate în tabelul 5.3.
Tabel 5.3 Transmisia și recepția datelor în format MPEG-2
Se poate observa că rata netă de bit se menține constantă, pentru fiecare scenariu, indiferent de puterea de emisie setată. Rata totală de bit rămâne constantă la valoarea de 41.6 Mb/s, indiferent de fișierul folosit, depinzând doar de parametrii setați inițial.
Se constată că pentru ambele fișiere de intrare, atunci când se utilizează o putere de 2dB se obține o calitate bună a imaginii și a sunetului, pe când la scăderea puterii la -20dB recepția nu mai are loc și imaginea “îngheață”, fenomen corespunzător transmisiilor digitale.
Pentru fișierul cu o rată mai mică de bit se observă o degradare a calității imaginii față de cazul fișierului cu rată mai mare de bit, ce provine din faptul că este transmisă mai puțină informație.
Figura 5.11 Rata netă și rata totală de bit pentru butterfly_mp2v_2048_mp2a_192.ts
Figura 5.12 Rata netă și rata totală de bit pentru newmobcal1920_12mbps.ts
Figura 5.13 Rata netă și rata totală de bit pentru newmobcal1920_12mbps.ts din fereastra modulatorului
În figurile 5.14 – 5.19 se observă fluctuațiile semnalului la schimbarea puterii de emisie. Fluctuațiile rare semnifică un semnal de o calitate bună, iar fluctuațiile dese, obținute la -10 dB rezultă într-o imagine foarte greu de perceput. La -20 dB nu se mai recepționează niciun flux de transport.
Figura 5.14 Rata de bit la puterea de emisie de -5dB pentru butterfly_mp2v_2048_mp2a_192.ts
Figura 5.15 Rata de bit la puterea de emisie de -5dB pentru newmobcal1920_12mbps.ts
Figura 5.16 Rata de bit la puterea de emisie de -10dB pentru butterfly_mp2v_2048_mp2a_192.ts
Figura 5.17 Rata de bit la puterea de emisie de -10dB pentru newmobcal1920_12mbps.ts
Figura 5.18 Rata de bit la puterea de emisie de -20dB pentru butterfly_mp2v_2048_mp2a_192.ts
Figura 5.19 Rata de bit la puterea de emisie de -20dB pentru newmobcal1920_12mbps.ts
5.2.2 Transmiterea fișierelor în format MPEG-4
În acest scenariu se vor studia acoperirea oferită de modulator în cadrul laboratorului pentru a testa performanțele de transmisie și recepție a fluxului de date, precum și modificarea în mod corespunzător a parametrilor pentru a obține o calitate foarte bună a imaginii și a sunetului.
În vederea realizării scenariului, pentru a oferi posibilitatea de deplasare la distanțe variabile față de antena de recepție, a fost nevoie de adăugarea unui al doilea calculator la care să fie conectat modulatorul DVB-T2. Receptorul a rămas conectat la PC-ul folosit în scenariile anterioare.
Măsurătorile se vor realiza la diferite distanțe între antena de recepție, care este independentă și conectată la intrea RF a receptorului, și cea de emisie, integrată în modulator. PC-ul conectat la receptor va fi folosit pentru interpretarea informației recepționate. Se va folosi în acest sens, pentru vizualizarea informației procesate, programul VLC.
Se folosesc aceleași aplicații software ca în cazurile anterioare, oferite de producătorii echipamentelor DiviPitch si DiviSuite.
Montajul experimental este prezentat în figurile 5.20 si 5.21.
Figura 5.20 Montajul experimental format dintr-un calculator și modulator
Figura 5.21 Montajul experimental format din celalalt calculator și receptor
Figura 5.22 Fluxul transmis detectat MPEG-4
Figura 5.23 Proprietățile fluxului de transport selectat MPEG-4 TS
Fluxul de date folosit pe tot parcursul acestor scenarii este un flux de tip MPEG-4, reprezentat de un fișier video în format .ts (Transport Stream). Caracteristicile fluxului de transport se pot identifica în figurile 5.22 și 5.23. A fost detectat de către modulator un flux cu o dimensiune a cadrului de 188 bytes și cu rata estimată de 10,2 Mbps.
5.2.2.1 Studiul acoperirii semnalului recepționat DVB-T2
Pentru studiul acoperirii, parametrii de transmisie care au fost setați se pot identifica în figurile 5.24, 5.25 și 5.26.
Figura 5.24 Caracteristicile cadrului T2 din modulator
Figura 5.25 Parametrii PLP aleși pentru studiul acoperirii semnalului
Figura 5.26 Structura cadrului T2 pentru studiul acoperirii semnalului
Prin urmare, parametrii care au fost menținuți pe toată durata scenariului au fost următorii: o lărgime de bandă de 8MHz, modul 2k, intervalul de gardă de 1/32, modulația informației de semnalizare L1 64 QAM. Pentru structura cadrului, incluzând numărul de cadre T2 dintr-un super cadru și numărul de simboluri dintr-un cadru T2, modulatorul oferă opțiunea de optimizare, însemnând că aceste valori vor fi alese astfel încât să fie posibilă realizarea scenariului în funcție de parametrii aleși. A fost selectată constelația rotită 256 QAM și o rată de cod 5/6. Corectarea erorii în avans se realizează cu un cod LDPC normal. De asemenea, pentru numărul maxim de blocuri de corectare a erorii există opțiunea de optimizare.
Scenariul 1
Se realizează scenariul pentru o putere de emisie setată la 2dB, utilizând constelația 256 QAM.
Se consideră distanța între antena de emisie și cea de recepție de 3m, obținându-se o rată netă de bit 10.41 Mb/s și o rată totală de bit de 11.7 Mb/s așa cum se poate identifica și în figura 5.27 obținută din interfața web a modulatorului, respectiv figura 5.28 ce reprezintă fereastra de monitorizare a receptorului. Pentru aceasta din urmă se poate identifica momentul în care începe recepția printr-o creștere abruptă a pantei ratei semnalului, după care se stabilizează. Imaginea captată cu ajutorul programului VLC are o calitate foarte bună, așa cum se poate observa în figura 5.29. Nu exită niciun fel de întrerupere, nici a imaginii și nici a sunetului.
Figura 5.27 Rata netă de bit și rata totală de bit în condițiile scenariului acoperirii
Figura 5.28 Rata de bit pentru 256 QAM, +2dB la 3m de receptor
Figura 5.29 Imaginea obținută pentru 256 QAM, +2dB la 3m de receptor
În cazul următor parametrii au rămas nemodificați, inclusiv puterea de emisie, și a fost crescută distanța antenei de recepție la 4.5m față de emițător. Distanța reprezintă chiar limita de recepție pentru valoarea de 2 dB a puterii de emisie. Dacă antena receptorului s-ar depărta la o distanță mai mare de 4.5m nu se mai poate recepționa niciun flux de date. În acest punct se observă în figura 5.30 câteva fluctuații ale ratei semnalului recepționat, însă are și perioade în care se stabilizează, calitatea imaginii rămânând la fel de bună ca în cazul anterior. Acest lucru se poate observa în figura 5.31.
Figura 5.30 Rata de bit pentru 256 QAM, +2dB la 4.5m de receptor
Figura 5.31 Imaginea obținută pentru 256 QAM, +2dB la 4.5m de receptor
Scenariul 2
Se realizează scenariul pentru o putere de emisie de -5dB, utilizând constelația 256 QAM.
Distanța dintre antena de emisie și cea de recepție se consideră ca fiind 3m, și se obține aceeași rată netă de bit 10.41 Mb/s și aceeași rată totală de bit de 11.7 Mb/s. Se poate observa din figura 5.32 că semnalul recepționat este constant. Imaginea este una de calitate bună așa cum arată figura 5.33, însă, există întreruperi puțin vizibile în anumite momente.
Figura 5.32 Rata de bit pentru 256 QAM, -5dB la 3m de receptor
Figura 5.33 Imaginea pentru 256 QAM, -5dB la 3m de receptor
Pentru puterea de emisie de -5dB considerată, limita de recepție se află la numai 4m față de emițător, mai puțin decât în cazul precedent. Se observă asfel că pentru o putere de transmisie mai mică, scade implicit și distanța la care poate fi plasată antena de recepție pentru a se putea recepționa ceva. Din figurile 5.34 și 5.35 se poate concluziona că există perioade aproximativ egale în care semnalul este sau nu constant, rezultând la recepție o imagine uneori sacadată, dar care își păstrează fluența.
Figura 5.34 Rata de bit pentru 256 QAM, -5dB la 4m de receptor
Figura 5.35 Imaginea pentru 256 QAM, -5dB la 4m de receptor
Scenariul 3
Se realizează scenariul pentru o putere de emisie de -10dB, utilizând constelația 256 QAM. Considerând aceeași parametri de emisie și distanța dintre cele două antene fiind de 3m, se constata că dacă s-ar mai crește distanța nu se mai recepționează nimic. În concluzie, distanța de 3 m reprezintă limita de recepție pentru o putere de -10dB. Recepția semnalului este întreruptă la un interval relativ constant așa cum reiese și din figura 5.36. De asemenea calitatea imaginii este bună numai pe anumite perioade scurte de timp. În afara acestor perioade imaginea este sacadată și apar întreruperi vizibile.
Figura 5.36 Rata de bit pentru 256 QAM, -10dB la 3m de receptor
Figura 5.37 Imaginea pentru 256 QAM, -10dB la 3m de receptor
Dacă se modifică puterea de emisie la -20dB și se utilizează în continuare constelația 256QAM, la fel ca ceilalți parametri se constată că pentru o distanță între emisie și recepție de 3m semnalul nu mai poate fi recepționat.
Prin urmare, pentru o putere de emisie de -20 dB, pentru a recepționa un flux de transport corespunzător distanța dintre cele două antene ar trebui să scadă sub 3m.
Se constată astfel că pentru a avea semnal la recepție este nevoie de puteri mari de emisie pentru distanțe mai mari între antene.
Scenariul 4
În acest caz a fost schimbată constelația semnalului la 64 QAM, restul parametrilor rămânând la fel. Cu antena de recepție plasată la 3m față de emițător și puterea de emisie setată la valoarea de 2dB se poate observa că se obține un semnal constant cu o rată netă de bit 10.41 Mb/s și o rată totală de bit de 11.53 Mb/s. Valorile se regăsesc și în figura 5.38. Se înregistrează o scădere a ratei totale de bit în cazul folosirii schemei de modulație 64 QAM. Se obține o imagine de o calitate foarte bună dar care nu va atinge niciodată performanțele din situația precedentă, din primul scenariu, în care diferă doar tipul de modulație folosită. Prin urmare, nicio altă constelație de semnal nu va depăși sau atinge calitatea imaginii și sunetului obținute prin folosirea constelației 256 QAM, lucru evident deoarece se folosesc 28 puncte în care semnalul este mapat spre deosebire de 26 puncte în cazul modulației 64 QAM.
Figura 5.38 Rata de bit pentru 64 QAM, +2dB la 3m de receptor
Scenariul 5
Pentru acest caz tipul de constelație folosit a rămas 64 QAM, cu aceeași distanță între cele două antene, modificându-se numai puterea de emisie la -5dB. Se constată că în cazul folosirii acestei scheme de modulație și cu păstrarea distanței de 3m imaginea începe să se degradeze încă de la utilizarea unei puteri de emisie de -5 dB. Imaginea are o calitate mai proastă devenind mai încețoșată și având câteva întreruperi, lucru care se poate vedea și în forma semnalului recepționat din figura 5.39. Imaginea capturată în acest scenariu corespunde figurii 5.40.
Figura 5.39 Rata de bit pentru 64 QAM, -5dB la 3m de receptor
Figura 5.40 Figura pentru 64 QAM, -5dB la 3m de receptor
Rezultatele acestor măsurători au facut posibilă aprecierea performanțelor pe care echipamentele de emisie/recepție le pot avea în cadrul scenariilor considerate pentru simulările din laborator.
5.2.2.2 Evaluarea performanțelor la schimbarea schemelor de modulație și a distanței dintre antene
În acest scenariu s-a dorit evaluarea felului în care se modifică raportul semnal-zgomot în funcție de schema de modulație folosită și distanța la care este poziționată antena de recepție față de cea de emisie. De asemenea a fost posibilă și evaluarea calității imaginii din punct de vedere perceptual. Pentru aceasta s-a menținut puterea de emisie la -5dB. Scenariul a fost realizat pentru două dintre schemele de modulație QPSK și 256-QAM, acestea fiind chiar modulațiile limită (inferioară și superioară) de semnal acceptate de standardul DVB-T2. Se va modifica corespunzător în cadrul laboratorului poziția antenei de recepție.
Aplicația proprie modulatorului permite generarea unor rapoarte ale rezultatelor, prezentate sub formă de tabel, în mod constant, la anumite momente de timp setate de către utilizator. Se consideră acesta ca moment de începere a generării raportului momentul în care începe recepția semnalului.
Scenariul 1
În primul caz se alege constelația de semnal QPSK și se modifică distanța emisie-recepție la 4 valori: 1m, 3m, 5m și 7m. Timpul în care a avut loc emisia semnalului a fost de aproximativ 1 minut pentru toate testele realizate. În tabelele 5.4, 5.5, 5.6 și 5.7 se găsesc rezultatele obținute ale raportului semnal-zgomot în decibeli în funcție de momentele de timp la care a fost măsurat.
Pentru distanța de 1m față de emițător se obține pe parcusul unui minut un raport semnal-zgomot constant la valoarea de 24.8 dB și o caliate foarte bună a imaginii, neexistând întreruperi.
Tabel 5.4 RSZ pentru QPSK la 1m
La o distanță de 3m față de emițător, RSZ-ul fluctuează între 20.2 dB și 21.7 dB pe parcursul unui minut, obținându-se o imagine de calitate bună, dar mai scăzută în comparație cu primul caz. Se poate observa deja că pe măsură ce antena de recepție se depărtează de cea de emisie se obține un raport semnal-zgomot mai mic.
Tabel 5.5 RSZ pentru QPSK la 3m
Pentru cazul în care antena de recepție este placată la distanță de 5m se obțin valori ale RSZ-ului între 15.1 dB și 20.1 dB cu fluctuații mai mari, rezultând în acest fel o imagine captată la receptor cu întreruperi destul de rare.
Tabel 5.6 RSZ pentru QPSK la 5m
La 7m față de receptor RSZ-ul scade semnificativ, având fluctuații semnificative, iar în unele momente ajunge chiar la valoarea zero, rezultând o imagine cu multe întreruperi vizibile.
În concluzie, pe măsură ce distanța emițător-receptor crește apare o scădere a raportului semnal-zgomot și implicit a calității imaginii.
Tabel 5.7 RSZ pentru QPSK la 7m
Scenariul 2
Se alege pentru acest caz o constelație de semnal cu un număr mult mai mare de puncte și anume constelația 256QAM, proprie DVB-T2. S-au înregistrat rapoarte ale rezultatelor în tabelele 5.8 și 5.9 pentru doar două valori ale distanței la care este plasată antena de recepție: 1m și 3m. La depășirea valorii de 3m nu mai este posibilă recepția fluxului de transport.
Pentru distanța de 1m față de emițător se obține ca și în cazul scenariului 1, pentru aceleași date de intrare un RSZ constant la valoarea de 25.1 dB pe parcursul unui minut. Și în acest caz se obține o imagine de calitate bună și fluentă.
Tabel 5.8 RSZ pentru 256QAM la 1m
La poziționarea antenei față de emițător la 3m, raportul semnal-zgomot scade semnificativ apărând fluctuații între 15.1 și 15.6 rezultate în întreruperi ale imaginii la anumite intervale. Imaginea captată “îngheață” pe parcursul recepției, însă sunetul este mai fluent.
Tabel 5.9 RSZ pentru 256QAM la 3m
În urma rezultatelor obținute se poate concluziona că RSZ-ul scade mult mai brusc la alegerea constelației 256 QAM, calitatea înrăutățindu-se în aceeași măsură. Constelația QPSK permite o distanță mai mare între antena de emisie și cea de recepție, putând fi posibilă recepția fluxului de date până la 7m, pe când în cazul constelației 256QAM limita de recepție este atinsă la doar aproximativ 3m (2.5m).
5.2.2.3 Evaluarea performanțelor la schimbarea ratei de cod pentru diferite scheme de modulație
Acest scenariu a fost realizat pentru cele două constelații de semnal utilizate și în scenariul precedent QPSK și 256 QAM pentru care s-a dorit evaluarea modului în care influențează schimbarea ratei de cod pentru fiecare în parte și calitatea imaginii care se obține pentru o rată de cod mai mică sau mai mare. S-au ales două valori pentru rata de cod folosită și anume 1/2 și 5/6. Puterea de emisie a rămas setată la -5 dB, putere ce oferă o imagine recepționată de calitate medie spre bună la diferite distanțe față de receptor. Distanța aleasă pentru poziționarea antenei de recepție este de 1m. Se pot vizualiza parametrii setați pentru fiecare caz în parte în figurile 5.41, 5.43 și 5.45.
Scenariul 1
În cazul schemei de modulație QPSK, cu rata de cod setată la 1/2 și distanța de 1m între antene se obține o imagine neclară, imposibil de urmărit. Imaginea este pixelată așa cum se poate deduce din figura 5.42. Rata netă de bit obținută în aceste condiții este de 6.8 Mb/s.
Figura 5.41 Parametrii PLP și rata netă pentru QPSK cu rata de cod 1/2
Figura 5.42 Imaginea pentru QPSK, cu rata de cod 1/2
Pentru această schemă de modulație nu a fost posibilă schimbarea ratei de cod la valoarea de 5/6.
Scenariul 2
În acest caz se modifică la 256-QAM constelația de semnal, rata de cod rămânând la valoarea de 1/2, precum și distanța de 1m între emițător și receptor. Se obțin diferențe majore față de cazul în care s-a folosit constelația QPSK cu aceeași rată de cod, imaginea fiind una de calitate bună, fluentă și ușor de urmărit. Așa cum arată rezultatele din tabelul 5.10 se obține un RSZ mare, de aproximativ 25 dB și corespunzător figurii 5.43 se obține o rată netă de bit de 27.2 Mb/s, superioară celei din cazul precedent. Imaginea captată poate fi observată în figura 5.44.
Tabel 5.10 RSZ pentru 256QAM la 1m cu rata de cod 1/2
Figura 5.43 Parametrii PLP și rata netă pentru 256QAM cu rata de cod 1/2
Figura 5.44 Imaginea pentru 256QAM cu rata de cod 1/2 la 1m
Scenariul 3
Se menține schema de modulație 256 QAM și aceeași distanță între antenele de emisie/recepție și se modifică rata de cod la valoarea de 5/6. Se poate constata din tabelul 5.11 o creștere a ratei de bit față de cazul folosirii unei rate de cod de 1/2, ajungându-se la valori de 25.2 dB. Rata netă de bit a crescut și ea la valoarea de 45.5 Mb/s, așa cum arată figura 5.45. Însă, pentru aceste setări se obține o imagine de prostă calitate cu întreruperi dese ce face recepția video mult mai greu de urmărit. Acest lucru se poate observa în imaginea captată din figura 5.46.
Tabel 5.11 RSZ pentru 256QAM la 1m cu rata de cod 5/6
Figura 5.45 Parametrii PLP și rata netă pentru 256QAM cu rata de cod 5/6
Figura 5.46 Imaginea pentru 256QAM cu rata de cod 5/6 la 1m
În urma rezultatelor obținute, se poate concluziona că în cazul folosirii unei rate de cod mai mici se obține o îmbunătățire a calității imaginii pentru același tip de constelație folosit, în condiții de RSZ mic. De asemenea la menținerea aceleiași rate de cod se obține o calitate net superioară a imaginii în cazul folosirii constelației 256 QAM față de cazul în care a fost folosită constelația QPSK.
CONCLUZII
În această lucrare s-a realizat evaluarea performanțelor care pot fi oferite de standardul de televiziune digitală terestră DVB-T2 prin teste efectuate în cadrul laboratorului care dispune de echipamente de emisie și recepție necesare.
Prin schimbarea parametrilor de emisie ai unui flux de transport în format MPEG-4 s-a putut determina felul în care evoluează calitatea imaginii recepționate și pentru care dintre parametri sau combinație de parametri se obține o calitate superioară.
În recepționarea posturilor publice transmise la nivelul Bucureștiului în format SD și HD s-a constatat o calitate foarte bună și implicit o rată netă de bit mai mare pentru postul TVR-HD cu antena poziționată corespunzător.
În urma scenariilor de emisie/recepție a fluxurilor MPEG-2, pentru fișierele video de rezoluții diferite imaginea are o calitate foarte bună, la o putere de emisie de 2 dB , aceasta scăzând progresiv și apărând fenomenul de înghețare a imaginii, propriu transmisiilor digitale, pentru ca la puterea de emisie de -20 dB să nu se mai recepționeze niciun flux de transport. S-a obținut o rata netă de bit mai mare pentru fișierul cu rezoluția mai mare.
Pe baza testelor realizate asupra fișierului MPEG-4, de 10.4Mb/s, pentru scenariile realizate cu scopul de a studia acoperirea pe care modulatorul poate să o ofere, s-a constatat că schema de modulație 256-QAM oferă cea mai bună calitate a imaginii. Aceasta funcționează foarte bine atunci când antena de recepție este plasată în vecinătatea modulatorului. Pentru o distanță mai mare între antene este nevoie de o putere de emisie mare.
Ultimele scenarii s-au evaluat pentru o putere de emisie ce oferă o calitate medie spre bună pentru diferite distanțe emițător-receptor.
La scăderea ordinului de modulație scade implicit numărul de puncte din constelație rezultând rate de transmisie mai mici, însă există avantajul că semnalul devine mai puțin susceptibil la zgomot deoarece va exista o distanță mai mare între punctele adiacente.
A fost dovedit faptul că schema de modulație QPSK oferă o rezistența cea mai mare la zgomot atunci când se mărește distanța dintre antene, utilizându-se numai 2 biți/simbol, spre deosebire de 256-QAM cu 8 biți/simbol.
În cazul schimbării ratei de cod s-a constatat că pentru o rată de cod mică, în care 50% din biți corectează erori restul fiind biți utili rezultă o imagine de bună calitate.
Raportul semnal-zgomot scade odată cu creșterea distanței între antene, cea mai bună valoare obținându-se pentru 256-QAM dar la distanțe mici de emițător și cu rata de cod 5/6. Această combinație oferă o rată netă mare, capabilă să transmită semnalul cu o calitate superioară. Pentru distanțe mai mari se folosesc scheme de modulație cu ordin mai redus.
În privința stadiului privind implementarea standardului DVB-T2 s-a constatat că pentru România procesul de tranziție la televiziunea digitală este unul foarte întârziat, deși, fiind membră a Uniunii Europene avea obligația ca în 2015 să renunțe definitiv la transmisiile analogice. Există însă unele neajunsuri cum ar fi incopatibilitatea cu acest standard a receptoarelor existente de care dispune populația, nivelul de semnal la recepție care implică necesitatea ctreșterii punctelor de emisie până la 700 de stații pentru un multiplex național precum și indisponibilitatea de fonduri a posturilor TV locale.
Având în vedere faptul că pentru realizarea unui multiplex digital este necesară o perioadă de 2 ani precum și cerințele impuse de ANCOM la acordarea celor 3 multiplexe digitale către SNR în banda UHF, în momentul de față s-a început etapa de testare pentru transmisiile din multiplexul MUX1. Începând cu 17 iunie 2015 transmisiile analogice în bemzile UHF au încetat, menținându-se pâna la sfârșitul lui decembrie 2016 numai emisia temporară în VHF a postului TVR1 pentru continua informare a populației. Până la achiziționarea unor echipamente noi, în această etapă premergătoare se folosesc cele existente care au transmis în UHF, dorindu-se acoperirea în municipiile București, Timișoara, Cluj-Napoca și Iași. Emițătoarele se doresc a fi upgradate și se vor testa parametrii si calitatea astfel obținute. Se vor determina zonele de serviciu și ce echipamente de recepție sunt necesare pentru populație.
MUX1 prevede acoperirea a minim 90% din populație pâna la 31 decembrie 2016. MUX2 și MUX4 vor permite transmiterea programelor TV comerciale pâna la 17 mai 2017, etapa începând în 2016.
În urma acestor implementări, programele transmise liber prin DVB-T2 vor avea o calitate superioară. Realizarea multiplexului MUX1 se va face cu echipamente noi de emisie și se vor putea recepționa de către deținătorii unor televizoare cu tunere DVB-T2 integrate și a unei antene care are un câștig de minim 10 dB, care are un cablu coaxial cu pierderi mici, de bună calitate. Antena trebuie orientată spre emițător. O altă posibilitate este achiziționarea unui receptor digital extern (set top box) și a unei antene cu aceleași caracteristici. Receptorul se conectează la televizorul clasic prin ieșiri digitale sau analogice.
Etapa de implementare propriu-zisă a multiplexului prevede 118 amplasamente de diferite puteri cu pachete de programe de 14-16 programe în format SD sau combinate SD-HD. O zonă de alocare ce cuprinde suprafața unui județ (36 de zone pentru România) presupune folosirea unui singur canal.
Demersurile realizate or să permită determinarea celei mai bune variante de implementare din punct de vedere tehnic și economic. Pe baza rezultatelor obținute în realizarea rețelei MUX1 se vor lua deciziile necesare pentru implementarea următoarelor două care prevăd instalarea a 36 de emițătoare pe multiplex până la data estimată.
Așadar, cu ajutorul SNR-ului care are o istorie de opt decenii și dispune de rețele foarte extinse de emițătoare și translatoare de televiziune, România încearcă să se integreze noilor cerințe cât mai curând posibil și totodată sa mențină disponibilă informarea locuitorilor săi.
BIBLIOGRAFIE
[1]. “Televiziunea digitală” – http://ro.wikipedia.org/wiki/Televiziune_digital%C4%83, accesat în aprilie 2015
[2]. Platforma de laborator “Tehnologia DVB-T” – prof. Alexandru Rusu http://www.comm.pub.ro/~arusu/Lab%20A310%20Master%20RO/Platforme/TRDAD_Platforma_DVBT%20v3.pdf, accesat în aprilie 2015
[3]. “MPEG-2” – http://en.wikipedia.org/wiki/MPEG-2, accesat în aprilie 2014
[4]. “H.264” – http://ro.wikipedia.org/wiki/H.264, accesat în aprilie 2014
[5]. “Televiziune digitală. Sisteme, parametri de bază și metode de măsurări” RT 38370700-003:2009” – Anexa nr. 1 la Ordinul nr. 15 din 02.02.2012
[5]. “Principii ale comunicațiilor prin unde radio” – http://vega.unitbv.ro/~nicolaeg/Radio-TV_TSTC+EA_%2020142015/=Curs%20TV_%20pt%20TSTC/Curs%2001%20Principii%20ale%20radiodifuziunii.pdf, accesat în aprilie 2015
[6]. “What is DVB Digital Video Broadcasting – Tutorial” -http://www.radio-electronics.com/info/broadcast/digital-video-broadcasting/what-is-dvb-tutorial.php, accesat în aprilie 2015
[7]. “What is DVB-T?” – http://www.radio-electronics.com/info/broadcast/digital-video-broadcasting/what-is-dvb-t-basics-tutorial.php, accesat în aprilie 2015
[8]. “HDTV” – http://www.dvbt.ro/hdtv/, accesat în aprilie 2015
[9]. “Tehnologia DVB/T” – Cursuri TRDAD(Tehnologii Radio Digitale de Acces și Difuzare), prof. Ion Marghescu
[10]. “Tehnica de modulație OFDM” – Cursuri TRDAD, prof. Ion Marghescu
[11]. “General Overview of DVB-T” – http://www.enensys.com/technologies/dvb-t-overview.html, accesat în aprilie 2015
[12]. What is DVB-T2? – http://www.radio-electronics.com/info/broadcast/digital-video-broadcasting/what-is-dvb-t2-basics-tutorial.php, accesat în aprilie 2015
[13].“DVB-H”-http://www.radio-electronics.com/info/broadcast/digital-video-broadcasting/what-is-dvb-h-tutorial.php, accesat în aprilie 2015
[14]. ETSI TR 102 377 V1.4.1 (2009-06) – Digital Video Broadcasting (DVB);DVB-H Implementation Guidelines
[15]. 2nd Generation Satellite – https://www.dvb.org/resources/public/factsheets/DVB-S2_Factsheet.pdf, accesat în mai 2015
[16]. Cristina Gabriela GHEORGHE, “Comparație între sistemul DVB-C2 și sistemul DVB-C”, TELECOMUNICATII, Anul LVI, nr 2/2013
[17]. What is DVB-RCS?- http://www.radio-electronics.com/info/broadcast/digital-video-broadcasting/what-is-dvb-rcs-tutorial.php, accesat în mai 2015
[18]. What is DVB-RCS?http://www.radio-electronics.com/info/broadcast/digital-video-broadcasting/what-is-dvb-sh-tutorial.php, accesat în mai 2015
[19] DigiTAG – Digital Terrestrial Television Action Group- Understanding DVB-T2 – Key technical, business & regulatory implications – DVB-T2_Handbook.pdf
[20]. Modulation Peatterns – http://www.slideshare.net/truongxuan1029/1223-32308866, accesat în mai 2015
[21]. Rotated Constellations for DVB-T2. D. Perez Calderón#, C. Oria#, J. García#, P.López#, V. Baena#, I. Lacadena*. # Electronic
[22] General overview of DVB T2 standard – http://www.enensys.com/technologies/dvb-t2-overview.html, accesat în mai 2015
[23] ETSI EN 302 755 V 1.1.1 (2008-10): „Digital Video Broadcasting (DVB); Frame structure, channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system
[24]. Cristina Gabriela GHEORGHE, “Sistemul de radiodifuziune video terestră digitală de generația a doua (DVB-T2)”, TELECOMUNICAȚII, Anul LII, nr 1/2009
[25]. “Block code” – https://en.wikipedia.org/wiki/Block_code, accesat în mai 2015
[26]. BENEFITS OF USING MULTIPLE PLP IN DVB-T2, ENENSYS Technologies – http://www.enensys.com/documents/whitePapers/ENENSYS%20Technologies%20-%20Benefits%20of%20using%20multiple%20PLP%20in%20DVB-T2.pdf, accesat în mai 2015
[27]. Digital Video Broadcasting 2nd Generation Terrestrial Simulation – Amr Kamal El-Din Gamal El-Din, Eman Magdy Ibrahim, 7Islam Haytham Ahmad.
[28] ETSI TS 102 831 V1.2.1 (2012-08) Digital Video Broadcasting (DVB); Implementation guidelines for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2)
[29]. “Transition from Analog to Digital (Digital Terrestrial Television: Trends, Implementation & Opportunities), Workshop: Network planning aspects: New generation of DTV: DVB-T, DVB-T2 and DVB-T2 Lite
[30]. ENENSYS Technologies POSTER – Find Your Way in DVB-T2-http://www.enensys.com/uploaded/Documents/whitePapers/ENENSYS%20Technologies%20-%20POSTER%20-%20Find%20Your%20Way%20in%20DVB-T2.pdf, accesat în mai 2015
[31]. 2nd Generation Terrestrial The World’s Most Advanced Digital Terrestrial TV System – https://www.dvb.org/resources/public/factsheets/dvb-t2_factsheet.pdf
[32]. Tot ce vrei să știi despre DVB-T -“O scurtă pledoarie în favoarea DVB-T2” – http://www.dvbt.ro/o-scurta-pledoarie-in-favoarea-dvb-t2/ , accesat în iunie 2015
[33]. Tot ce vrei să știi despre DVB-T – “Listă canale DVB-T România” – http://www.dvbt.ro/lista-canale-dvb-t-romania/, accesat în iunie 2015
[34]. Tot ce vrei să știi despre DVB-T – “E posibil să avem cândva 4 multiplexe naționale iar tehnologia să fie DVB-T2?” – http://www.dvbt.ro/e-posibil-sa-avem-candva-4-multiplexe-nationale-iar-tehnologia-sa-fie-dvb-t2/, accesat în iunie 2015
[35]. Tot ce vrei să știi despre DVB-T – “Trei dintre multiplexurile digitale au fost câștigate de către SNR” – http://www.dvbt.ro/trei-dintre-multiplexurile-digitale-au-fost-castigate-de-catre-snr/, accesat în iunie 2015
[36]. ANCOM
[37]. DVB-T DVB-T2 Measurement Receiver ReFeree-T2 Product Detail http://www.enensystest.com/products/ product-detail/product/dvb-t2-measurement-receiver.html/, accesat în iunie 2015
[38]. ReFeree T2 User's Manual, http://www.enensystest.com/, accesat în iunie 2015
[39]. DiviSuite User's Manual, http://www.enensystest.com/, accesat în iunie 2015
[40]. DVB-T2 Lab Modulator Product Page – http://www.enensys.com/products/test-and-monitoring-:modulators/dvb-t2-lab-modulator.html/, accesat în iunie 2015
[41]. Labmod DVB-T2 User’s Manual, http://www.enensystest.com/, accesat în iunie 2015
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Tehnologia Dvb T(t2) Analiza Experimentala a Performantelor (ID: 163932)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.