Динамический анализ эхосигналов

Цифровое наземное телевидение (DTT) использует систему передачи, основанной на стандарте DVB-T. Наиболее важная часть этого стандарта, связанная с использованием модуляции COFDM, разработана, чтобы предложить решение, посредством которого цифровой телевизионный сигнал передается с особым фокусом в среды многолучевого отражения.

Есть случаи, когда та же самая частота используется из нескольких различных передатчиков для покрытия определенной географической области. Мы называем их одночастотными сетями или SFN. COFDM модуляция включает в себя механизмы сохранения качества сигнала в этом типе сетей SFN, принимая во внимание, что помимо типичных отражений наземной передачи мы также будем получать сигнал из более чем одного передатчика одновременно.

Есть тоже другие сети, которые не используют повторно частот в том же географическом районе. Они известны как многочастотные сети или MFN.

Защитный интервал

COFDM модуляция основана на принципе посылки небольшого количества информации  импульсным способом, чередуя деятельности и паузы. Продолжительность полного цикла, известная как время символа, является одной миллисекундой (1 мс). Время пауз известно как защитный интервал (GI).

Основная идея состоит в том, что отражения (эхо) будут производиться во время передачи. Паузы или защитные интервалы позволят этим эхо исчезнуть и не будут влиять на прием сигнала. Сравнивая с тем, что происходит со звуком, было бы как играть ноты на пиано, позволяя достаточно времени молчания между ними так, что их звуки не смешиваются.

DTT обычно используют защитный интервал из 224 us,  GI= 1/4. В общем случае можно сказать, что эхо, которые приезжают в защитный интервал, не влияют на прием сигнала как те, которые приезжают в другое времени.

Чтобы увеличить пропускную способность и как-то компенсировать медленные символы и циклы пауз, COFDM отправляет данные в "параллели", используя тысячи маленьких суб-несущих в пропускную способность канала. Продолжая пример приведенный выше, было бы что-то вроде игры аккордов, а не отдельные ноты.

Эхо в DTT

Любой приемник, расположенный в основной зоне покрытия передатчика будет получать основный сигнал вместе с множеством отражений и эхо, которые могут быть созданы по пути.

В диаграмме «Динамическое Эхо» мы представляем точное время, в котором эхо приезжает. Основной сигнал представлен как вертикальная линия, уровня 0 дБ, расположенная именно в тот момент, в котором тишина начинается, другими словами, когда начинается защитный интервал.

Эхо-сигналы будут представлены ​​тоже с вертикальными линиями, на некотором расстоянии от основного эха в зависимости от относительного времени задержки и ослабления, с которых они получены.

Так как эхосигналы путешествовали различными путями, и зная, что их скорость 300,000 км/с, мы могли бы определить новая эквивалентная шкала “время” к “расстояние” (как правило, 30 км =  100us).

Эхо в MFN

В этом типе сети есть только один передатчик,  который использует данную частоту в данной области. Как следствие любое полученное эхо, будет результат отражения основного сигнала. Поэтому, самыми сильными эхо будут те, которые идут на прямом пути (те, кто путешествовали кратчайшее расстояние). Все другие эхосигналы будут более слабые и будут прийти позже, таким образом, они будут рассматриваться как ПОСТ-ЭХО. Так что ситуация будет как на рисунке ниже:

Эхо-входящие в защитный интервал не влияют правильного приема сигнала, если они не особенно сильные (до -5dBc), которое не очень обычно.

Эхо в SFN

В общем случае в эти сети будет сосредоточена большая часть проблем с эхо. Приемник, расположенный в зоне действия нескольких передатчиков работающих в SFN, получает сигналы одновременно и будет принимать их в качестве основного сигнала с несколько эхо.

COFDM приемники, встроенные в iDTV и DVB-T приемники, после обнаружения присутствия эхо в принимаемом сигнале, найдут самое сильное эхо и определят его в качестве "основного сигнала". Остальные эхосигналы будут слабыми, и могут приехать либо позднее, либо прежде основного сигнала. Эхосигналы, которые приезжают поздно, будут рассматриваться какПОСТ-ЭХО, в то время как остальные эхосигналы будут рассматриваться какПРЕ-ЭХО.

После определения первичного и всех вторичных эхосигналов, приемник вычисляет идеальное положение для защитного интервала так, чтобы охватить максимальное количество эхосигналы и таким образом свести к минимуму их влияние на прием сигнала. Этот процесс повторяется непрерывно.

Существуют различия между приемниками, моделями, брендами, и процедурами используемые для пересчета оптимального положения защитного интервала. В критической ситуации, это может привести к совершенно разным поведениям.

Опять же, эхосигналы, которые входят в защитный интервал не влияют правильного приема сигнала, если они не особенно сильные или расположены вблизи его границ.

Микро-эхо

Хотя они и являются более распространенными в сети SFN они также могут быть найдены в MFN. Эти эхосигналы очень короткие, так близко друг к другу, что приемник не в состоянии определить, какой из них следует считать основным сигналом, а какой эхо.

Микро-эхо в случае SFN обычно встречаются, когда приемник находится в зоне, на одинаковом расстоянии, от более чем одного передатчика. Если эти эхосигналы достаточно близки друг к другу и имеют аналогичные уровни мощности, они могут даже сделать прием невозможным. Это эффект, который очень трудно обнаружить и последствия которого могут значительно варьироваться от одного приемника на другой.



 

Заключение

Есть много ситуаций, в которых наличие эхосигналов может привести к снижению или серьезно повлиять на прием DVB-T. Установщики могут только изменить места и ориентации антенн, чтобы сводить к минимуму негативное воздействие, которое эхосигналы могут иметь на прием сигнала.

Антенны, обычно используемые для приема телевидения, являются типомYAGI и имеют диаграммы излучения, как на рисунке.


Диаграмма показывает усиление, с которого антенна получает сигнал в зависимости от угла, откуда он исходит. В передней части антенна имеет максимальное усиление, которое уменьшается в задней стороне.

Поэтому динамический анализ эхосигналов, сделанных измерительными приборами PROMAX, является в настоящее время одной из их основных функций.