misure dvb-t

Televisione Digitale Misure DVB-T

Domenico Spoto

Ministero Sviluppo Economico - Dip.

Comunicazioni -

Portanti “di servizio” nel DVB-T


Comunicazioni -

Continual pilots

Frequenza fissa; posizione fissa nel diagramma della costellazione

usate per il controllo automatico della frequenza (AFC)

Scattered pilots

posizione spettrale variabile; posizione fissa nel diagramma della costellazione; si spostano continuamente in frequenza

usate per la stima del canale e per l’equalizzazione

TPS carrier

posizione spettrale fissa; modulazione BPSK; usate per trasmettere i parametri del segnale (TPS veloce canale di informazione Tx > Rx

Continual Pilots TPS Carrier = Transmission

Parameter Signalling


Comunicazioni -

TPS Carrier

68 Bit su 68 Simboli

Parametri COFDM – parametri IQ

MER: è la misura della somma di tutte le interferenze che si verificano

durante la trasmissione (modulazione).

In pratica è il rapporto tra la potenza del segnale e la potenza del rumore

Valore di riferimento per il modulatore: da 38 a 40 dB

Valore di riferimento per il TX:

da 36 a 38 dB

Parametri COFDM – BER

BER: è il parametro principale per descrivere la qualità di una trasmissione digitale.

BER_b_V (CBER) : fornisce un’indicazione del tasso d’errore introdotto dal canale

BER_b_RS: in genere un BER_b_RS = 2 x 10-4 implica una trasmissione QEF, considerata come soglia minima di ricezione

BER_a_RS: serve a valutare il tasso d’errore del TS alla postazione dell’utente rispetto a quello preso come riferimento per una trasmissione QEF (BER_a_RS =10-11)

trasmessibitsnumero

erratibitsnumeroBER

__

__


Comunicazioni -

SFN & Intervallo di guardia (8 MHz)

Il tempo totale di simbolo è uguale al tempo di simbolo

+ l’intervallo di guardia (tg) in cui viene parzialmente

replicata l’informazione contenuta nel simbolo utile


Comunicazioni -

DVB-T Datarates (8 MHz)


Comunicazioni -

Reti SFN – la sincronizzazione

In una rete SFN, tutti i trasmettitori devono essere sincronizzati

Solamente se tutti i trasmettitori irradiano le stesse informazioni, allo

stesso tempo, e’ possibile evitare interferenze distruttive

I ricevitori GPS danno il riferimento per la sincronizzazione

L’uscita 1pps deve avere le

caratteristiche seguenti:

•forma d’onda rettangolare;

•frequenza 1 pps ;

•livello TTL;

•ampiezza impulso 100μs ±10μs;

RIFERIMENTO DI FREQUENZA E DI TEMPO

Caratteristiche di qualità del segnale a 10 MHz:

•Le uscite devono avere una precisione

migliore di 1x10-12 riferita a 10 MHz.

•In caso di mancanza dei segnali di

riferimento, il generatore deve

mantenere una precisione di 2*10-10

riferita a 10 MHz per 24 ore.

•La precisione a breve termine deve

essere migliore di 1*10-12 (10-100s)

riferita a 10MHz.

Sincronizzazione

Il “Phase noise” si

misura con uno

spectrum analyzer, o

con specifici test set.

Le frequenze a cui

misurare il phase noise

sono definite dall’ETSI,

ma non i livelli.

OFFSET dalla portante

Livello accettato [dBc/Hz]

10 Hz - 65

100 Hz - 85

1 kHz - 85

10 kHz - 95

100 kHz - 113

1 MHz - 130

Per questa misura è

indispensabile utilizzare uno

spectrum analyzer ad elevata

risoluzione

La RWB ottimale è di 10 Hz;

meglio se si utilizza 1Hz

Misura di Phase Noise

Max Delay - Ritardo Massimo (Correzione Dinamica Attivata)

Il ritardo massimo indica la differenza in tempo tra il momento in cui un dato

Mega-frame parte dal Network adapter SFN e quello in cui il corrispondente Mega-

frame COFDM è disponibile all'antenna di ogni Trasmettitore nella rete SFN.

Il ritardo massimo è un valore regolabile nell'adattatore SFN.

Il valore scelto deve essere maggiore del ritardo effettivo più lungo.

Il valore è contenuto in ogni MIP.

Nell'adattatore SFN vengono costruiti Mega-Frames a partire dal Transport Stream MPEG

in ingresso.

La durata di un Mega-Frame dipende dall'intervallo di guardia selezionato nel

trasmettitore.

Il MIP contiene tutte le informazioni necessarie per la compensazione

dinamica del ritardo e permette inoltre il controllo di funzioni

specifiche del TX DVB-T.

PREV MEGA

Payload Hd Payload Hd Payload Hd Payload Hd MIP Hd

MEGAFRAME NEXT MEGAF

STS Synchronization Time Stamp Pointer

1 N-1 N 1

PPS 1 Pulse Per

Second dal GPS

Other PPS

And MegaF.

Ciascun Tx di una rete SFN irradia il Megaframe allo stesso tempo

Il valore del

Synchronisation

Time Stamp è la

differenza in

tempo tra il fronte

di salita

dell'impulso 1pps

e l'inizio di un

mega-frame.

L' STS è contenuto nel MIP di ogni Mega-frame.

L'STS contenuto nel Mega-Frame M indica l'inizio del Mega-Frame M+1.

L'STS contenuto nel Mega-Frame M+1 indica l'inizio del Mega-Frame M+2 e così via.

PRINCIPALI NORME DI RIFERIMENTO PER LE

MISURE DVB-T

ITU-R BT 1368-8 Criteri di pianificazione per i servizi televisivi digitali

terrestri nelle bande VHF/UHF.

ITU-R 419-3 direttività dell’antenna ricevente.

ITU-R BT.1735 Metodi per l’accertamento della qualità della copertura

per la televisione digitale terrestre.

La norma ITU-R 1368-8

La norma consta di 58 pagine e tratta anche altri standard televisivi digitali.

Definizioni generali

•Il rapporto di protezione RF è il valore minimo del rapporto tra il segnale utile e

quello interferente, usualmente espresso in dB all’ingresso del ricevitore.

•Il livello di riferimento del segnale digitale è definito come il valore r.m.s. della

potenza del segnale emesso all’interno della larghezza di banda del canale.

•Il livello di riferimento del segnale analogico video modulato è definito come valore

r.m.s. della portante video ai picchi dell’inviluppo della modulazione.

La norma ITU-R 1368-8

I rapporti di protezione per i sistemi televisivi digitali terrestri, così come per il

sistema interferente, si applicano per i casi in cui i segnali utile ed interferente non

sono sincronizzati e/o non irradiano il medesimo programma.

I risultati relativi alle reti SFN devono essere ancora sviluppati.

Quando il segnale desiderato è un segnale analogico televisivo, dovrebbero

essere considerati due o più valori del tasso di protezione, uno per il rapporto di

protezione del segnale video l’altro per i rapporti di protezione dei segnali audio.

Deve essere considerato il valore più rigoroso.

Il livello del segnale utile deve rispettare la norma

ITU-R 1368-8 (TABELLA 44 - Calcolo del “campo minimo” per i sistemi DVB-T )


Comunicazioni -

La norma ITU-R 1368-8 (annesso 4) Rapporto (dB) dell’intensità di campo per una data percentuale dei luoghi di ricezione

rispetto all’intensità di campo per il 50% dei luoghi di ricezione

Il livello del segnale utile deve rispettare la norma ITU-R 1368-8

Banda III Banda IV Banda V

E min 39 45 47

E 70 42 47 51

E 95 48 53 57

TAB. 14 Rapporti di protezione (dB) co-canale per un segnale DVB-T interfer. Da un segnale DVB-T

Nei sistemi DVB-T si considerano 3 tipi di “canali di propagazione”:

•Gaussian Channel – Solo segnale diretto assenza di multipath

(percorsi multipli).

•Rice Channel – Segnale diretto con presenza di modeste riflessioni

(ricezione in area urbana con antenna direttiva).

•Rayleigh Channel – Contributo delle riflessioni maggiori del segnale

principale (ricezione con antenna omnidirezionale indoor)

I rapporti di protezione sono dati per tre tipi di canali di propagazione (Gaussiano, Rice e

Rayleigh).

Per la ricezione fissa e portatile, dovrebbero essere adottati, rispettivamente i valori

relativi ai canali di Rice e Rayleigh.

ITU-R 1368-8 (TAB. 15)

Rapporti di protezione (dB) per un segnale DVB-T interferito da un segnale

DVB-T nei canali adiacente inferiore (N -1) e superiore (N +1)

ITU-R 1368-8 TAB. 16

Rapporti di protezione (dB) co-canale per segnali DVB-T a 7 MHz e 8 MHz interferiti con

segnali televisivi analogici (condizione di frequenza non controllata)

ITU-R BT.1735

Metodi per l’accertamento della qualità della copertura per la televisione

digitale terrestre

ITU-R BT.1735 Metodi per l’accertamento della qualità della copertura per

la televisione digitale terrestre

BER

Field

Strength VBER > 2 x 10-4

VBER 2 x 10-4 and

CBER 4 X 10-3

VBER 2 x 10-4 and

4 X 10-4 CBER <4 X 10-3

VBER 2 x 10-4 and

CBER <4 X 10-4

E < 42 Q1 Q2 Q2 Q2

42 E < 48 Q2 Q3 Q3 Q4

48 Q2 Q3 Q4 Q5

Tabella di calcolo della Qualità per la ricezione DVB-T in Banda III



Tabella di calcolo della Qualità per la ricezione DVB-T in Banda IV

BER

Field


VBER 2 x 10-4 and

CBER 4 X 10-3

VBER 2 x 10-4 and

4 X 10-4 CBER <4 X 10-3

VBER 2 x 10-4 and

CBER <4 X 10-4

E < 47 Q1 Q2 Q2 Q2

47 E < 53 Q2 Q3 Q3 Q4

53 Q2 Q3 Q4 Q5



Tabella di calcolo della Qualità per la ricezione DVB-T in Banda V

BER

Field


VBER 2 x 10-4 and

CBER 4 X 10-3

VBER 2 x 10-4 and

4 X 10-4 CBER <4 X 10-3

VBER 2 x 10-4 and

CBER <4 X 10-4

E < 51 Q1 Q2 Q2 Q2

51 E < 57 Q2 Q3 Q3 Q4

57 Q2 Q3 Q4 Q5

PUNTO DI MISURA

Il “punto di misura” va scelto in base alla orografia del territorio

- visibilità con l’impianto trasmittente

rappresenta il maggior numero di località o porzioni di esse tali da qualificare il servizio svolto per il maggior numero di abitanti

Nei casi di rilevamenti per interferenze, il punto di misura deve

evidenziare la turbativa per il maggior numero di località o porzioni di

esse rappresentando il degrado del servizio per il maggior numero di

abitanti

Il campo.e.m. , al variare dell’altezza dell’antenna ric. rimane costante su

terreni pianeggianti su terreni morfologicamente irregolari, varia in modo

imprevedibile.

Come e’ noto, il campo elettro magnetico, a contatto con il suolo o in

presenza di ostacoli si riflette, si rifrange e si diffrange.

In un punto dello spazio possono quindi giungere campi diretti, in linea

retta, riflessi e diffratti.

risulta difficoltosa l’interpretazione del risultato dei rilevamenti ed ancor

piu’ se il punto di misura prescelto sia rappresentativo dell’area

circostante.

Il predetto fenomeno si esalta con l’incremento del valore della

frequenza. Tipicamente per distanze dall’impianto trasmittente sino a 15 km, ed in caso di marcate

differenze tra le quote Tx - Rx si può applicare il metodo del “sondaggio verticale”

(stratificazione) al fine di ottenere il valore mediano di campo e.m.


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TEST LIVELLO

Riferimento interno Riferimento esterno

Misure in area di servizio

TEST differenza di frequenza


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TEST RITARDI


Comunicazioni -

Tx1 livello 54 dBμv – Tx2 livello 72 dBμv rapporto 18 dB

Tx1 ritardato di 350 μsec rispetto al Tx2

TX2 TX1 IMP. SPUR.


Comunicazioni -

Test ricezione Antenna

ricevente su max Tx


Comunicazioni -

Degrado del segnale

ricevuto con antenna a

90° rispetto a Tx

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