PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO

Transkript

Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB-TU Ostrava
PROBLEMATIKA PŘÍJMU
DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO
VYSÍLÁNÍ
Datum:
1.9.2010
Autor:
Ing. Marek Dvorský, Ph.D.
Kontakt:
[email protected]
Katedra telekomunikační techniky
PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ
Úvodní slovo
Předložený text shrnuje problematiku digitálního televizního signálu a má sloužit jako
podpůrný text pro školení odborníků v rámci projektu Evropských sociálních fondů ESF
CZ.1.07/2.2.00/07.0351 – ICT a elektrotechnika pro praxi, na kterém se spolupodílí i Katedra
telekomunikační techniky, Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava. Cílovou
skupinou, jenž má text oslovit, je odborná veřejnost, která přichází do styku s touto
problematikou.
Teoretická část projektu obsahuje popis funkce systému digitální televize v systému DVB-T
(viz. kapitola 2). Praktickou část pak tvoří návod na práci se softwarovým nástrojem
RadioLab a Radiomobile pro softwarové simulace pokrytí území (kapitola 3). Poslední částí
textu je věnována správné metodice měření signálu digitálního televizního vysílání (kapitola
4).
Poděkování patří studentům Bc. Rudolfu Medulovi, Ing. Tomáši Klimešovi a Ing. Jiřímu
Čechovi, jejichž závěrečné práce přispěli ke vzniku tohoto dokumentu. Dále pak skupině
studentů Michala Stankuše a Petra Tkáče, jejichž studentský projekt na téma „Radiomobile –
příručka uživatele“ byl inspirací pro vytvoření přílohy č.3 „Práce s programem
Radiomobile“.
autor textu
Obsah
použitých zkratek a symbolů
1
Úvod ................................................................................................................................... 1
2
Standard DVB .................................................................................................................. 2
.1
DVB-T (Digital Video Broadcasting – Terrestrial) .................................................... 3
.1.1
Obecný model DVB-T........................................................................................... 4
.1.2
Výhody DVB-T...................................................................................................... 5
.1.3
Nevýhody DVB-T .................................................................................................. 6
.2
DVB-S (Digital Video Broadcasting – Satelite).......................................................... 6
.3
DVB-C (Digital Video Broadcasting – Cable) ............................................................ 7
.4
DVB-H (Digital Video Broadcasting – Handheld) ..................................................... 8
.5
Základní princip jednofrekvenčních sítí ...................................................................... 9
.5.1
Výhody SFN sítě ................................................................................................. 10
.5.2
Nevýhody SFN sítě ............................................................................................. 10
.6
OFDM modulace ....................................................................................................... 11
.6.1
Varianty OFDM modulace pro DVB-T .............................................................. 13
.7
Význam ochranného intervalu ................................................................................... 15
.8
Struktura OFDM rámce ............................................................................................. 17
.9
Mezinárodní frekvenční plán ..................................................................................... 20
3
Simulace pokrytí území signálem digitálního televizního vysílání ............................ 25
.1
RadioLab ................................................................................................................... 25
.2
Radiomobile............................................................................................................... 34
Měření DVB-T ................................................................................................................ 35
4
Příprava na měření ..................................................................................................... 35
.1
.1.1
Měřící sestava .................................................................................................... 35
.2
žitá
.1.2
Kalibrace koaxiálního kabelu ............................................................................ 36
.1.3
Kalibrace antény ................................................................................................ 36
.1.4
Výpočty intenzit signálů z naměřených hodnot .................................................. 37
Postup stanovení území pokrytí signálem DVB-T .................................................... 38
literatura ................................................................................................................................ 43
příloh...................................................................................................................................... 45
Seznam použitých zkratek a symbolů
AF
Antenna Factor
Anténní faktor
AM-VSB AM modulace využívající horní postranní pásmo
APSK
Amplitude and Phase-shift keying
AVT
Amplitudová a fázová modulace
Analogové televizní vysílání
BER
Bit Error Ratio
Bitová chybovost
CCIR
Consultative Committee on International Radio
DTM
Digital Terrain Model
Digitální model terénu
DVB
Digital Video Broadcasting
Digitální televizní vysílání
DVB-C
Digital Video Broadcasting – Cable
Kabelové digitální vysílání
DVB-H
Digital Video Broadcasting – Handheld
Digitální vysílání do
přenosných
přístrojů
DVB-S
Digital Video Broadcasting – Satelite
Satelitní digitální vysílání
DVB-T
Digital Video Broadcasting – Terrestrial
Pozemní digitální vysílání
EPG
Electornic Program Guide
Programový průvodce
ERP
Effective Radiated Power
Efektivní vyzářený výkon
FEC
Forward Error Correction
Samoopravný dopředný kód
GI
Guard Interval
Ochranný interval
HDTV
High Definition Television
Televize s vysokým rozlišením
HFC
Hybrid fibre-coaxial
Optický koaxiální kabel
ITU
International Telecommunication Union
Mezinárodní telekomunikační unie
LCD
Liquid crystal display
Displej z tekutých krystalů
LDCP
Low Density Parity Check
Opravný kód
LNB
Low Noise Block
Satelitní konvertor
MER
Modulation Error Ratio
Modulační chybovost
MFN
Multi Frequency Network
Multifrekvenční síť
MPEG
Motion Picture Experts Group
Standard pro komprimaci videa
OFDM
Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ortogonální frekvenční multiplex
PES
Packetized elementary stream
Zdrojový datový tok
PTS
Programs Transport Stream
Programový transportní tok
QAM
Quadrature Aplitude Modulation
Kvadraturní amplitudová modulace
QPSK
Quadrature Phase Shift Keying
Kvadraturní fázová modulace
RS
Reed–Solomon error correction
RS kód
SFN
Single Frequency Network
Jednofrekvenční síť
SRTP
Space Shuttle Radar Terrain Mapping Mission Formát mapových podkladů
STA
Společná televizní anténa
TPP
Technický plán přechodu
TS
Transport Stream
Transportní tok
TV
Television
Televize
UHF
Ultra Hihg Frequency
Ultra vysoké kmitočty
VHF
Very High Frequency
Velmi vysoké kmitočty
VŠB-TUO
Vysoká škola bášká – technická
univerzita Ostrava
Souřadnicový formát
WGS84
World Geodetic System
Af
rozestup kmitočtů
ak
útlum koaxiálního kabelu
Bk
šířka pásma
c
rychlost světla ve vakuu
EdBµV/m
intenzita elektromagnetického pole
f0
kmitočet základní nosné
fk
kanálový kmitočet
G
zisk antény
n
počet nosných
Rs
symbolová rychlost
Tu
délka užitečného symbolu
UdBµV
napěťová úroveň
Uref
napěťová úroveň na svorkách referenční antény
UYAGI
napěťová úroveň na svorkách Yagi antény
λ
vlnová délka
1 Úvod
V posledních době se čím dál tím více mluví o pozemním digitálním televizním vysílání
především v souvislosti s postupným vypínáním pozemního analogového vysílání. Počátky
analogové televize v ČR sahají až do roku 1954, kdy bylo započato první pravidelné černobílé
vysílání. Dalším důležitým rokem se pro televizi stal rok 1973. V tomto roce začalo probíhat
pravidelné barevné vysílání. Dlouhou dobu se zůstalo u analogové modulace. Důvodem bylo
technicky náročné převést a šířit televizní signál digitální formou, což bylo vyřešeno až v 90.
letech 20. století. V roce 1993 vznikl standard Digital Video Broadcasting (DVB), který
popisuje digitální televizi.
V České republice začala digitální televize vysílat od roku 2005. Digitální televizní vysílání
má na rozdíl od analogového vysílání řadu výhod. Mezi nejdůležitější patří velká obrazová
kvalita. Jednou z dalších výhod digitální pozemní televize je možnost budování
jednofrekvenčních sítí televizních vysílačů. U analogové televize bylo potřeba, aby každý
televizní vysílač vysílal televizní program na jiném kanále. Digitální vysílače naopak mohou
vysílat televizní program na stejném kanále, proto neplýtvají frekvenčním spektrem jako
v případě analogových vysílačů. Taková síť digitálních televizních vysilačů se nazývá
jednofrekvenční sítí (SFN). [1]
Tento školící materiál je rozčleněn do 6 kapitol. Ve druhé kapitole je popsán standard DVB
včetně 4 hlavních platforem. Dále je v této kapitole podrobněji popsána platforma DVB-T
včetně obecného modelu a systému (C)OFDM, který je důležitý pro princip funkce
jednofrekvenčních sítí. Třetí kapitola je věnována problematice práce se simulačními
programu RadioLab a Radiomobile. Čtvrtá kapitola popisuje metodiku měření DVB-T dle
platné vyhlášky ČTU.
-1-
2 Standard DVB
Digital Video Broadcasting (DVB) je mezinárodní konsorcium sdružující něco kolem
250 provozovatelů digitálních sítí, televizních společností, výrobců, síťových operátorů,
vývojářů softwaru, regulačních organizací a dalších zástupců. Konsorcium bylo založeno v
roce 1993 a od té doby se specifikace DVB staly normami v oblasti digitální televize po
celém světě.
Obr. 2.1:Typy digitálního televizního vysílání ve světě [19]
Úkolem DVB je digitální způsob přenosu TV vysílání, které prostřednictvím tzv.
multiplexu umožňuje přenášet několik komprimovaných TV programů v komprimovaném
formátu a tak lépe využít přenosové pásmo používané při vysílání analogové TV. Standard
DVB lze rozdělit na 4 platformy podle způsobu šíření signálu:
•
DVB – T (Digital Video Broadcasting – Terrestrial), pozemní digitální televizní vysílání
(viz kapitola 2.1),
•
DVB – S (Digital Video Broadcasting – Satelite), satelitní digitální televizní vysílaní (viz
kapitola 2.2),
•
DVB – C (Digital Video Broadcasting – Cable), kabelové digitální televizní vysílání (viz
kapitola 2.3),
•
DVB – H (Digital Video Broadcasting – Handheld), digitální televizní vysílání pro
mobilní příjem (viz kapitola 2.4).
-2-
2.1 DVB-T (Digital Video Broadcasting – Terrestrial)
V této platformě digitální televize se signál šíří volným prostorem nad zemí. Používá se síť
pozemních vysílačů. Pro příjem se používá běžná televizní anténa, která je připojená k tzv. set
top boxu a ten je připojen k televizi. Set top box je zařízení sloužící k převodu digitálního
televizního signálu na signál, který jsou schopna zpracovat televize bez digitálního tuneru,
tedy signál analogový. Používá se formát MPEG-2 (Motion Picture Experts Group) pro
kompresi dat. Pro přenos digitálního televizního signálu se používají frekvence 470 – 842
MHz.
DVB-T využívá efektivněji frekvenční spektrum na rozdíl od analogového vysílání, kde
každý program má přidělenu jednu frekvenci. U pozemní digitální televize se přenáší na jedné
frekvenci více programů najednou pomocí tzv. vysílacího multiplexu, který obvykle obsahuje
4-5 TV stanic. [6]
Obr.2.2: Zjednodušený proces multiplexování
Jeden multiplex je schopen přenášet jednosměrný datový tok o rychlosti až 24 Mbit/s.
Využívá se modulace kvadraturní fázová modulace QPSK (Quadrature Phase Shift Keying),
kvadraturní amplitudová 16QAM a 64QAM (Quadrature Aplitude Modulation). [7] Od roku
2009 se ve Velké Británii testuje nová verze digitální pozemní televize, a to DVB-T2. K
nejvýznamnějším změnám patří doplnění modulace 256QAM. Používá kódy LDPC (Low
Density Parity Check) a BSH (Bose Chaudhurt Hocquengham), jsou účinné korekční kódy
pro opravu chyb vlivem vysoké úrovně šumu a interferencí v kanále. Další významnou
změnou je doplnění systému OFDM o režimy 1k, 4k, 16k a 32k, což rozšiřuje možnosti
-3-
využití standardu jednak pro vyšší rychlosti při mobilním příjmu (1k), jednak pro zvětšení
rozměru jednofrekvenčních sítí SFN (32k), příp. kompromisní řešení (4k, 16k). [8]
2.1.1
Obecný model DVB-T
Obecný model digitální pozemní televize obsahuje zdroj signálu (viz Obr. 2.3), kterým je
nejčastěji televizní studio. Následuje zdrojové kódování, které upravuje signál do vhodné
podoby pro přenos a odstraňuje redundanci. Kanálové kódování zabezpečí signál proti
chybám, které mohou vyskytnout při přenosu prostředím. Kanálové kódování má za úkol také
upravit signál pro přenos prostředím.
Obr. 2.3: Obecný model digitální pozemní televize (vlastní realizace)
Přenos signálu prostředím nemůže být nikdy ideální.
Při přenosu signálu prostředím
dochází k rušení a dalších příčin majících vliv na šíření elektromagnetických vln ve
volném prostoru. Tímto je signál částečně degradován a zkreslen, přijímací strana (tzv. set
top box) ho nemůže přijmout v původní nezkreslené podobě. Proto se na přijímací straně
(viz. Obr. 2.5) vyskytuje kanálové kódování, které se snaží opravit rušený signál.
Opravený signál následuje do dalšího článku řetězce, čímž je zdrojové dekódování.
V tomto článku se signál převede do původní podoby jako před článkem zdrojové
kódování na vysílací straně (viz. Obr. 2.4 a Obr. 2.5) a předá koncovému příjemci signálu.
-4-
Obr. 2.4: Vysílací část digitální televize [9]
Obr. 2.5: Přijímací část digitální televize (tzv. set top box) [9]
2.1.2
•
Výhody DVB-T:
zvýšení počtu programů, zvýšení kvality obrazu a zvuku a poskytování doplňkových
služeb,
• možnost přenášet více zvukových doprovodů,
• přenášení i jiných datových toků než vizuálních, např. rozhlasové programy a toky dalších
služeb pro účely zábavy nebo obchodu,
• volba kvality obrazu a zvuku (včetně kvality HDTV) až do maximálního přenosového
toku vybraného módu DVB-T,
-5-
• ušetření nákladů na vysílání v přepočtu na jeden program a ušetření přenosové kapacity,
• nabídka vyšších přenosových kapacit na mediální trh,
• optimální využití kmitočtového spektra vlivem možnosti budování sítí SFN,
• kvalitnější příjem hlavně v oblastech s odrazy, které jsou při analogovém přenosu rušivé,
při digitálním přenosu však díky ochrannému intervalu nemají takový rušivý vliv,
• realizace jednofrekvenčních vysílacích sítí (SFN), tj. stejný multiplex programů se vysílá
sítí vysilačů na jediném kmitočtu, přičemž tyto vysílače ho vzájemně neruší, naopak, za
určitých podmínek podporují. To má zásadní vliv na úsporu kmitočtového spektra,
• použití přenosných přijímačů s jednoduchými anténami, např. v dopravních prostředcích,
• na pokrytí určité oblasti postačuji vysilače s menším výkonem.
2.1.3 Nevýhody DVB-T:
• pro příjem DVB-T je nutný digitální přijímač (tzv. set-top box) ke každému analogovému
televizoru nebo přijímač s digitálním tunerem,
• investice studií do nového vybavení, mohou nastat problémy kvality obrazu při vysílání,
když je příliš mnoho programů v multiplexu, tím se sníží bitový tok jednotlivých
programů a může nastat tzv. „kostičkování" a neostrost dynamických scén,
• dostatečné investice na vybudování nové vysílací sítě,
• případný nekvalitní signál může trpět občasnými výpadky obrazu a zvuku.
2.2 DVB-S (Digital Video Broadcasting – Satelite)
DVB-S je evropská norma pro vysílání digitální televize přes stacionární družice umístěné na
oběžné dráze kolem Země. Jedná se o nejstarší platformu digitální televize z celé rodiny
DVB. Tato platforma je v provozu již od poloviny 90. let. DVB-S používá kompresi MPEG-2
pro zmenšení datového toku. Na cestě signálu z družice k parabolické anténě nejsou žádné
překážky, které by mohly způsobit odraz, proto nedochází k vícecestnému šíření signálu.
Velkou výhodou DVB-S je možnost velkého pokrytí vybrané oblasti, dále velmi vysoká
kvalita přenosu díky velké rezervě datového toku. Výhodou přechodu na DVB-S je možnost
bohatší programové služby.
-6-
Jednotlivé multiplexy jsou modulovány pomocí modulace QPSK. Pro přenos modulovaného
signálu se využívá pásmo 11,7 až 12,5 GHz. Přenos se může uskutečňovat v široké škále šířek
pásma radiového kanálu od 26 až po 54 MHz (přednostně 27 až 36 MHz, což jsou pásma
starší družicové televize s analogovou modulací FM). Při nejširším pásmu 54 MHz a
nejslabším kódování se dosáhne nejvyšší přenosové rychlosti 68 Mbit/s, naopak při pásmu 26
MHz a nejdůkladnějším kódování je rychlost jen 19,7 Mbit/s. Takto velké přenosové rychlosti
umožňují implementovat televizi s vysokým rozlišením HDTV (High Definition Television).
Signál ze satelitu příjemce zachytává pomocí parabolické antény a dále je směřován do LNB
(Low Noise Block) konvertoru, ze kterého je veden do DVB-S set-top boxu a následně do
televizního přijímače. Nevýhodu představují pořizovací náklady za set-top box a úpravy
rozvodů.
Nová verze satelitního digitálního vysílání nese název DVB-S2 a zvyšuje přenosovou
účinnost prostřednictvím účinnější komprese i kanálového kódování. Používá se komprese
MPEG-4 a nové modulační metody 8PSK, 16APSK a 32APSK. Z toho vyplývá asi 30%
nárůst přenosové účinnosti DVB-S2 proti DVB-S za stejných přenosových podmínek v
režimu širokopásmového satelitního televizního vysílání.
2.3 DVB-C (Digital Video Broadcasting – Cable)
DVB-C je evropská norma pro vysílání digitální televize kabelovými sítěmi. Pro přenos
digitálního televizního signálu se používá současných kabelových televizních rozvodů.
Zavádění DVB-C je záležitostí operátorů. Oproti DVB-S se používá jiný způsob modulace a z
tohoto důvodu nejsou přijímače mezi sebou kompatibilní. Díky kvalitnímu přenosovému
kanálu je možné použít vícestavové modulace 16QAM, 32QAM, 64QAM, 128QAM a
256QAM. Pro všechny tyto modulace jsou k dispozici šířky pásma 2 MHz, 4 MHz, 6 MHz, 8
MHz a 10 MHz. Takže např. při použití spektrálně nejefektivnější modulace 256QAM je
možné ve standardním kanálu kabelové televize s šířkou pásma 8 MHz přenášet digitální
datový tok rychlostí okolo 60 Mbit/s. [6]
Přenosový kanál kabelových sítí se vyznačuje malým zkreslením a nízkou úrovní šumu a
rušení. Proto se nepoužívá zabezpečení datového toku vnitřním konvolučním ochranným
kódováním FEC 2 (Forward Error Correction). Nevýhodou DVB-C je placená programová
nabídka a nároky na kvalitu kabelové sítě. Odrazy v kabelové síti mohou způsobovat
-7-
rozpadání obrazu a výpadky. Velkou výhodou DVB-C je šifrování. Použitím šifrovací karty
lze zpřístupňovat jednotlivé programy. Příjem televizního signálu prostřednictvím DVB-C je
závislý na dostupnosti kabelové sítě v dané oblasti. Kabelové sítě se většinou nacházejí na
sídlištích a územích s větším počtem obyvatel.
Novou verzí digitální kabelové televize je DVB-C2. Přednostně je určeno pro digitální
vysílání ve vysokém rozlišení HDTV. Pro kompresi se pouţívá kodek H.264. Lze použít
modulaci až 4096QAM a dosáhnout tak rychlosti až 85 Mbit/s. [19] Tato rychlost je závislá
na ochranném poměru kódového zabezpečení. Pro šíření signálu se používají Hybrid FibreCoaxial (HFC) kabely, což jsou kabely pracující na principu toho, že část sítě je vedena
optickým vláknem, zatímco část nejblíže k uživateli je vedena koaxiálním kabelem, které jsou
optimalizované pro vyšší stupně modulací než DVB-C. Uvažovány jsou kanály s šířkou
pásma až 32 MHz.
2.4 DVB-H (Digital Video Broadcasting – Handheld)
DVB-H je platforma přijatá v listopadu 2004. Popisuje způsob digitálního televizního vysílání
pro přenosná zařízení typu mobilní telefon nebo PDA (Personal Digital Assistant). DVB-H je
odvozeno od DVB-T a je pouze upraveno pro potřeby mobilního příjmu a přizpůsobuje
pozemní digitální vysílání pro přístroje napájené baterií. Do přenášených dat se vkládají
pokyny k vypínání a zapínání energeticky náročných obvodů mobilního přístroje (bez
narušení kontinuálního dekódování obrazu a doprovodného zvuku).[10] Vysílání je proto na
příjem energeticky méně náročné. Pro přenos digitálního televizního signálu se používá
systém OFDM v módu 4k a lze vybírat z šířky pásma: 5, 6, 7, 8 MHz. Příjem televizního
signálu probíhá v menších rozlišeních, obrazové rozlišení 360 x 288 bodů [10] je pro mobilní
přístroje plně dostačující. V DVB-H se datový tok komprimuje pomocí standardu H.264
(MPEG-4). Jednou z největších předností DVB-H je nejvyšší kapacita programových kanálů.
Jeden multiplex může přenášet až 40 stanic.
V rozmezí let 2007 - 2013 probíhá na VŠB – TU Ostrava dlouhodobé zkušební vysílání
v systému DVB-H. Vysílání v systému DVB-H je důsledkem mezinárodního projektu
„Meziregionálna mobilná televizia v systéme DVB-H“. Jedná se zatím o jediné dlouhodobé
testovací vysílání v ČR.
-8-
2.5 Základní princip jednofrekvenčních sítí
Se vznikem digitálního pozemního vysílání DVB-T se rozšířil tzv. pojem jednofrekvenční sítě
SFN (Single Frequency Network). U analogové televize musí každý vysílač pracovat na jiné
frekvenci, aby nedocházelo k rušení (viz Obr 2.6). Taková síť vysílačů je nazývána jako
multifrekvenční. Jednofrekvenční síť digitálních televizních vysílačů, jak již název napovídá,
pracuje na jedné frekvenci (viz Obr.2.7). Rozmach jednofrekvenčních sítí zapříčinil vznik
modulace OFDM použitý u DVB-T. Tento systém činí digitální televizní signál necitlivým
vůči vícecestnému šíření. Vícecestné šíření způsobuje u analogového signálu rušení. DVB-T
je oproti více odraženým signálům šířícím se s různým časovým rozestupem výrazně
odolnější. Zdrojem těchto odražených signálů mohou být odrazy jednoho vysílače, ale i jiného
vysílače, který šíří stejný multiplex. Právě s těmito dvěma myšlenkami, potlačení rušení
signálu a využití jednoho kanálu více vysílači, byla modulace OFDM do DVB-T
zapracována.[6]
Frekvence: 666 MHz
Šířka pásma: 8 MHz
Frekvence: 674 MHz
Frekvence: 682 MHz
Obr. 2.6: Multifrekvenční síť vysílačů (MFN) [8]
-9-
Frekvence: 682 MHz
Obr. 2.7: Jednofrekvenční síť vysílačů (SFN) [7]
2.5.1
•
Výhody SFN sítě:
efektivní využití kmitočtového pásma (na jednom kmitočtu se šíří multiplex více programů s
pokrytím poměrně velkého území),
•
efektivnější vynaložení energie potřebné na vysílání TV programu,
•
v případě výskytu úniků signálu (hluboké údolí) v pokrytí lze tyto úniky (mezery v spektru
signálu) vyplnit.
2.5.2
Nevýhody SFN sítě:
•
vysílač, který porušuje pravidla SFN sítě, se stává rušivým,
•
důležitá je přesná synchronizace (čas, frekvence, informace),
•
neustálé monitorování vlastností SFN sítě.
-10-
2.6 OFDM modulace
Téměř od počátku elektrického přenosu informací asi tak před 100 lety byly používány pro
přenos informací metody přenosu na jediné frekvenci. Nevýhodou této metody je, že v
přenosovém kanálu dochází k nežádoucímu ovlivňování přenášené informace vlivem šumu,
impulzního rušení, interferencí s jinými zdroji vysokofrekvenčního signálu a také vlivem
mnohacestného šíření. Aby se dosáhlo vyšších přenosových rychlostí, bylo potřeba rozšířit
frekvenční pásmo. V důsledku zvyšování šířky frekvenčního pásma se však přímo úměrně
projevuje šum. U pozemního vysílání signálů může vlivem odrazů docházet k negativním
mezisymbolovým interferencím. Všechny tyto aspekty vedly k vytvoření tzv. OFDM
modulaci.
Pro pochopení fungování jednofrekvenčních sítí digitálního televizního vysílání je nutné znát
princip modulace OFDM. DVB-T využívá ortogonální frekvenčně dělený multiplex (OFDM).
Pro potřebu šíření digitálního pozemního televizního signálu bylo do OFDM implementováno
kódování. Ortogonální frekvenčně dělený multiplex spolu s kódováním se také často značí
zkratkou COFDM. Kódování pomáhá zabezpečit přenášený signál proti chybám, které se na
cestě od vysílače k přijímači (set-top boxu) mohou vyskytnout. Modulace OFDM pracuje na
principu převodu jednoho sériového datového toku do více nosných. Jde tedy o soustavu
velkého počtu nosných, které jsou vzájemně k sobě v ortogonalitě, kdy platí (viz vzorec 2.1):
fk = k ⋅ f0
(2.1) [11]
kde f0 je základní nosná v pořadí a k je celé kladné číslo.
Při šíření signálu modulovaného pomocí OFDM vzniká minimální vzájemné rušení
jednotlivých nosných, které jsou navzájem ortogonální, tzn., že jejich skalární součin je rovný
nule. Na obrázku 2.8 je znázorněn příklad obsazení spektra jednotlivými nosnými. Z obrázku
vyplývá, že minimum spektra sousední nosné spadá do maxima vedlejší nosné. Modulace
OFDM je charakterizována vysokou odolností proti mezisymbolovým interferencím
ohrožující pozemní vysílání digitálních signálů vlivem odrazů (vícenásobného příjmu).
-11-
Obr. 2.8: Příklad uspořádání nosných v systému OFDM [11]
Každá nosná je modulována nezávisle na ostatních a nese své vlastní informace nezávisle na
ostatních subnosných. Každá nosná je dále modulována některou z modulací QPSK, 16QAM
a 64QAM modulací. [12]
Pro kanály se šířkou frekvenčního pásma 8 MHz, používané pro pozemní digitální televizi v
České republice (přesná hodnota frekvenčního pásma je 7,61 MHz), platí pro rozestup
nosných kmitočtů, který představuje současně symbolovou rychlost (viz vzorec 2.2):
A=
R=
f
s
Bk 7, 61 ⋅106
=
= 1,116kHz
6817
n
(2.2) [13]
kde Af je rozestup nosných kmitočtů, RS je symbolová rychlost, Bk je frekvenční šířka pásma a
n je počet nosných.
Délku užitečného symbolu (symbol nesoucí informaci) lze vypočíst ze vzorce (2.3):
Tu = (Rs) -1 = (1,116 .103) -1 = 896 µs
(2.3) [13]
kde Tu je délka užitečného symbolu a RS je symbolová rychlost.
-12-
2.6.1
Varianty OFDM modulace pro DVB-T
Základní rozdělení je podle počtu nosných:
•
režim 2k - používá 1705 nosných v jednom televizním kanálu o šířce pásma 8 MHz, doba
trvání užitečného symbolu je 224 µs,
•
režim 4k - používá 3409 nosných v jednom televizním kanálu o šířce pásma 8 MHz, tento
režim je určený pro DVB-H, doba trvání užitečného symbolu je 448 µs,
•
režim 8k - používá 6817 nosných v jednom televizním kanálu o šířce pásma 8 MHz, doba
trvání užitečného symbolu je 896 µs.
Podle šířky pásma jednoho přenosového kanálu se systémy DVB-T dělí na:
•
šířku pásma 8 MHz - používá se pro Evropu,
•
šířky pásma 7 MHz, 6 MHz a 5 MHz se liší pouze vzorkovacím kmitočtem.
Podle použité modulace:
•
QPSK - kvadraturní fázová modulace, modulační metoda uplatňovaná na jednotlivé nosné
frekvence OFDM. Méně výkonná proti QAM, ale velmi robustní. Jeden symbol nabývá 4
stavů a lze jím tedy přenést naráz 2 bity informace jednou nosnou vlnou, používá se u DVB-S,
•
16QAM - kvadraturní amplitudová modulace, uplatňuje se na jednotlivé nosné OFDM. Jeden
symbol nabývá 16 stavů a lze současně přenést 4 bity informace jednou nosnou vlnou,
•
64QAM - kvadraturní amplitudová modulace, používá se na modulaci jednotlivých nosných
OFDM. Jeden symbol nabývá 64 stavů a lze jím přenést současně 6 bitů informace jednou
nosnou vlnou, používá se u DVB-T.
Tabulka 2.1 zobrazuje jednotlivé varianty DVB-T podle použité modulace, kódového poměru
a přenosové rychlosti v závislosti na ochranném intervalu. Z tabulky je patrné, že čím
robustnější je kódový poměr použit, tím menší je přenosová rychlost jednoho multiplexu
(kanálu). Přenosová rychlost také závisí na použitém ochranném intervalu; čím je ochranný
interval delší, tím je přenosová rychlost nižší.
-13-
Tab. 2.1: Varianty DVB-T podle použité modulace, kódového poměru a přenosové rychlosti v
závislosti na ochranném intervalu
Čistá bitová rychlost [Mbit/s]
Varianta Modulace Kódový
systému
D/TU =
D/TU =
D/TU =
D/TU =
poměr
1/4
1/8
1/16
1/32
A1
QPSK
1/2
4,98
5,53
5,85
6,03
A2
QPSK
2/3
6,64
7,37
7,81
8,04
A3
QPSK
3/4
7,46
8,29
8,78
9,05
A5
QPSK
5/6
8,29
9,22
9,76
10,05
A7
QPSK
7/8
8,71
9,68
10,25
10,56
B1
16QAM
1/2
9,95
11,06
11,71
12,06
B2
16QAM
2/3
13,27
14,75
15,61
16,09
B3
16QAM
3/4
14,93
16,59
17,56
18,10
B5
16QAM
5/6
16,59
18,43
19,52
20,11
B7
64QAM
7/8
17,42
19,35
20,49
21,11
C1
64QAM
1/2
14,93
16,59
17,56
18,10
C2
64QAM
2/3
19,91
22,12
23,42
24,13
C3
64QAM
3/4
22,39
24,88
26,35
27,14
C5
64QAM
5/6
24,88
27,65
29,27
30,16
C7
64QAM
7/8
26,13
29,03
30,74
31,67
V ČR se nejčastěji používá varianta C2:
•
stupeň protichybové ochrany - RS kód (188, 204, 8)
•
2. stupeň protichybové ochrany - konvoluční kód 2/3
•
OFDM režim 8k
•
modulace 64QAM
•
ochranný interval ¼
•
užitečný přenosový tok 19,91 Mbit/s [14]
-14-
2.7 Význam ochranného intervalu
Obrázek 2.9 znázorňuje šíření signálu z vysílače k přijímači (set-top boxu). Signál se z vysílače šíří
nejprve přímou cestou. Tento signál dorazí do místa příjmu s největší amplitudou a nejmenším
zpožděním, protože tomuto signálu nebrání v šíření žádná překážka. Signál vystupující z vysílače se
však odráží i od přítomných překážek (terénní nerovnosti, budovy atd.) a doráží do místa příjmu i
jinou cestou než signál přímý. Tento jev se nazývá vícecestné šíření. Odražené signály dorážejí do
místa příjmu s nižší amplitudou a s větším zpožděním. Aby nedocházelo k překrývání symbolů,
používá se metoda vkládání ochranného intervalu GI (Guard Interval). Celková doba trvání symbolu
se prodlouží o délku ochranného intervalu (viz Obr. 2.10). Po příchodu užitečného signálu přijímač
přestane po dobu ochranného intervalu zachytávat zpožděné odrazy, které by užitečný signál
degradovaly. Tímto způsobem se eliminuje příjem nežádoucích odrazů, ze kterých by přijímač
nedokázal získat užitečné informace. [14]
U jednofrekvenčních sítí SFN je zvláště důležitý ochranný interval z toho důvodu, že v místě příjmu
mezi dvěma digitálními vysílači přijímá přijímač dva přímé a více odražených signálů. Důležité jsou
signály, které se k přijímači dostanou přímou cestou. Délka trvání ochranného intervalu je v síti SFN
přímo úměrná maximální vzdálenosti dvou a více vysílačů.
V případu SFN sítě hraje ochranný interval významnou roli, protože v místě příjmu mezi
dvěma vysílači přijímá přijímač dva přímé a více odražených signálů. Dominantní jsou
signály získané přímou cestou, které mohou dojít do místa příjmu s různým zpožděním. Délka
trvání ochranného intervalu v síti SFN určuje maximální vzdálenost dvou a více vysílačů,
proto při kmitočtovém plánování území sítí SFN je potřebné navrhnout ochranný interval
podle potřeby. Příkladem může být síť SFN s ochranným intervalem 1/8 (112 µs). Doba šíření
112 µs zhruba odpovídá vzdálenosti 30 km. Proto mohou být vysílače vzdáleny maximálně 30
km, aby nedocházelo k vzájemnému rušení signálů přijatých z obou vysílačů. [1]
Obr. 2.9: Vícecestné šíření signálu (vlastní návrh)
-15-
Obr. 2.10: Možnosti ochranného intervalu v systému DVB-T [13]
Délka ochranného intervalu se udává jako poměr vůči délce trvání užitečného symbolu Tu. Ochranný
interval se vkládá před užitečný symbol (viz Obr. 2.10). Délka celkového symbolu je tedy součtem
délky užitečného symbolu TU a délky ochranného intervalu A. Tabulka 2.2 znázorňuje poměry
ochranných intervalů, jejich délky a vzdálenosti vysílačů. [1]
Tab. 2.2: Parametry ochranných intervalů GI [15,16]
Délka symbolu [µs]
Poměr GI
Délka GI [µs]
896
1/4
224
Vzdálenost vysílačů
[Km]
67,1
896
1/8
112
33,6
896
1/16
56
16,8
896
1/32
28
8,4
V jednofrekvenčních sítích v České republice se většinou používá ochranný interval 1/4.
Tento ochranný interval představuje při volbě počtu nosných 8k a délce trvání užitečného
symbolu 896 µs délku trvání ochranného intervalu 224 µs (viz Tab. 2.2). Vzdálenost vysílačů
je dána násobkem délky ochranného intervalu a rychlostí světla ve vakuu (c = 299792458
m/s) [16]. Pro ochranný interval 1/4 (224 µs) je maximální vzdálenost vysílačů 67,1 km. U
kratších ochranných intervalů je tato vzdálenost logicky menší. Z toho plyne, že čím delší
ochranný interval, tím větší maximální možná vzdálenost vysílačů. Mohlo by se zdát, že pro
pokrytí celé České republiky digitálním televizním signálem by stačila jedna jednofrekvenční
síť s velkými ochrannými intervaly. Musíme ale brát v úvahu, že čím je ochranný interval
-16-
delší, tím klesá přenosová rychlost. Proto se musí volit určitý kompromis mezi délkou
ochranného intervalu a přenosovou rychlostí. [1]
2.8 Struktura OFDM rámce
Datový tok je v DVB-T tvořen OFDM rámci. Rámce jsou umístěny v přenosovém kanále o šířce
pásma 8 MHz. Každý rámec obsahuje 68 OFDM symbolů. Jeden symbol se skládá z informací, které
přenáší 6817 nosných. Uspořádání rámce je vidět na obrázku Obr. 2.11. Jak je vidět z obrázku, některé
nosné nepřenášející data jsou modulovány pouze pilotními signály. Úkolem těchto signálů je přenášet
některé systémové informace. V případě nejběžnějšího systému 8k OFDM u DVB-T je to 177
nosných s pořadím 0, 48, 54, 87 ... 6816. Dále se vysílají tzv. rozptýlené pilotní nosné, které jsou
umístěny spolu s daty na 524 nosných a konečně pilotní nosné TPS určené k přenosu pomocných dat
(nesou informace o modulaci, hierarchii, ochranném intervalu a módu OFDM), které se vysílají na 68
nosných. Vlastní data jsou vysílána na celkem 6048 nosných. [11]
Obr. 2.11: Uspořádání rámce DVB-T [11]
Rámce se podle počtu dělí na:
•
1 rámec = 68 OFDM symbolů
•
1 superrámec = 4 rámce
•
1 megarámec = 2 superrámce
-17-
Tab. 2.3: Parametry režimů 8k, 4k a 2k (pro šířku pásma přenosového kanálu 8 MHz)[14]
Parametr
Režim 8k
Režim 4k
Režim 2k
6817
3409
1705
Hodnota čísla nosné Kmin
0
0
0
Hodnota čísla nosné Kmax
6816
3408
1704
896 µs
448 µs
224 µs
1116 Hz
2232 Hz
4464 Hz
7,61 MHz
7,61 MHz
7,61 MHz
Počet nosných K
Trvání Tu
Vzdálenost nosných 1/TU
Vzdálenost mezi nosnými Kmin a Kmax
OFDM modulace umožňuje využití různých režimů podle počtu nosných. Tabulka Tab. 2.3
zobrazuje režimy OFDM modulace 8k, 4k a 2k. Z tabulky je patrné, že čím větší počet
nosných (větší režim), tím je větší doba trvání užitečného symbolu Tu.
Na obrázku 2.12 je vyobrazeno umístění nosných do časových kmitočtových buněk. Obrázek
je pouze ilustrativní, protože v režimu OFDM 8k je 6817 nosných. Z obrázku je patrné, že
jeden symbol se skládá z 6817 nosných. Obrázek 2.13 ilustruje vkládání ochranného intervalu
za jednotlivé OFDM symboly. Konec každého OFDM symbolu, jehož délka odpovídá délce
ochranného interval (1/4, 1/8, 1/16 nebo 1/32), je zkopírován na začátek tohoto symbolu. Tím
se prodlouží doba trvání jednoho OFDM symbolu a omezí se mezisymbolové interference. [1]
[17]
Obr. 2.12: Umístění nosných do časových kmitočtových buněk [13]
-18-
Obr. 2.13: Vkládání ochranného intervalu [13]
-19-
2.9 Mezinárodní frekvenční plán
Mezinárodní frekvenční plán orientovaný na analogové televizní vysílání pochází z doby
uzavření Regionální dohody pro Evropské rozhlasové pásmo (Stockholm 1961). (Sdělení
priorit politiky EU v oblasti spektra pro přechod na digitální vysílání v souvislosti
s nadcházející Regionální radiokomunikační konferencí Mezinárodní telekomunikační unie
(ITU) v roce 2006 (RCC-06)). Dohoda ST61 se týkala téměř celého VHF / UHF pásma
vysílání v Evropském vysílacím prostoru. V roce 1985 bylo vyjmuto kmitočtové pásmo 87.5108 MHz určené pro rádiové rozhlasové vysílání vytvořením dohody GE84.
V roce 2006 pak na základě výsledků jednání Regionální radiokomunikační konference
zřízené Mezinárodní telekomunikační unií (ITU) označované jako RRC-06 vznikla
mnohostranná dohoda GE06 stanovující pravidla pro plánování nových frekvencí pro
pozemní digitální vysílání v oblasti kmitočtového pásma 174-230 MHz a 470-862 MHz. Tato
dohoda platí pro zúčastněné strany zahrnující kontinent Evropy, včetně Ruské federace,
Afriky a části Středního východu. Nahrazuje tak výše uvedený stockholmský plán z let 1961.
Pro oblast televizního vysílání byly vymezeny kmitočtové pásma I, III, IV a
V ve frekvenčním rozsahu od 47 do 862 MHz. Poslední dvě kmitočtová pásma tj. IV a V, pro
něž bude prováděno měření kanálového pozadí se označují jako UHF (Ultra High Frequency).
Pro měření v oblasti televizního vysílání je nutné znát soustavu frekvenčních poloh
jednotlivých rádiových kanálů. Podle nich pak můžeme na měřícím přístroji (spektrální
analyzátor), zadat parametr jako je kmitočet a jemu odpovídající rádiový kanál na kterém
měřený vysílač vysílá. [3]
Tabulka 2.4 znázorňuje soustavu používanou v rámci celé Evropy. Jediné v čem se některé
státy mohou lišit, je odstup kmitočtu zvuku od obrazu. V České republice a v dalších zemích
bývalého východního bloku se používá kmitočet zvuku podle normy CCIR K. Ta
definuje odstup zvuku od obrazu o 6,5 MHz. Na sousedním Slovensku se plynule přešlo
z normy K na normu CCIR G, jenž definuje odstup zvuku od obrazu o 5,5 MHz. Rádiové
kanály 21 až po horní kmitočet kanálu 34 jsou určeny pro IV. televizní pásmo. Kanály 35 až
69 pak pro V. televizní pásmo. Rádiovým kanálem se rozumí část rádiového spektra ve IV. a
V. televizním pásmu (470-862 MHz) vymezeného rozsahem kmitočtů od (470 + (n - 21) · 8)
do (470 + (n – 20) · 8) v MHz, kde n je definováno z rozsahu čísel 21 až 69.[3] [18]
-20-
V. televizní pásmo
IV. televizní pásmo
Tabulka 2.4: Kmitočty TV kanálů
DVB-T – střední kmitočet
ATV – kmitočet nosné obrazu
kanál
[MHz]
[MHz]
C 21
C 22
C 23
C 24
C 25
C 26
C 27
C 28
C 29
C 30
C 31
C 32
C 33
C 34
C 35
C 36
C 37
C 38
C 39
C 40
C 41
C 42
C 43
C 44
C 45
C 46
C 47
C 48
C 49
C 50
C 51
C 52
C 53
C 54
C 55
C 56
C 57
C 58
C 59
C 60
C 61
C 62
474,00
482,00
490,00
498,00
506,00
514,00
522,00
530,00
538,00
546,00
554,00
562,00
570,00
578,00
586,00
594,00
602,00
610,00
618,00
626,00
634,00
642,00
650,00
658,00
666,00
674,00
682,00
690,00
698,00
706,00
714,00
722,00
730,00
738,00
746,00
754,00
762,00
770,00
778,00
786,00
794,00
802,00
471,25
479,25
487,25
495,25
503,25
511,25
519,25
527,25
535,25
543,25
551,25
559,25
567,25
575,25
583,25
591,25
599,25
607,25
615,25
623,25
631,25
639,25
647,25
655,25
663,25
671,25
679,25
687,25
695,25
703,25
711,25
719,25
727,25
735,25
743,25
751,25
759,25
767,25
775,25
783,25
791,25
799,25
-21-
C 63
C 64
C 65
C 66
C 67
C 68
C 69
810,00
818,00
826,00
834,00
842,00
850,00
858,00
807,25
815,25
823,25
831,25
839,25
847,25
855,25
K vysílání zemské digitální televize DVB-T je využíváno stejné kanálové rozdělení spektra
jako u analogového TV vysílání. Zásadní rozdíl mezi zemským analogovým televizním
vysíláním (dále jen ATV) a zemským digitálním televizním vysílání (DVB-T) je v použité
modulaci. V případě ATV je k přenosu signálu rádiovým kanálem využíváno analogové
modulace s jedním částečně potlačeným postranním pásmem (AM-VSB). Oproti tomu
televizní vysílání ve standardu DVB-T využívá digitální modulační schéma.[3] [18]
Digitální signál ve standardu DVB-T vyplňuje téměř celý 8 MHz kanál, proto už se neuvádějí
nosné kmitočty zvuku a obrazu, ale uvádí se jen tzv. střední kmitočet TV kanálu v MHz. Celý
rozsah kanálu je od -4 až do +4 MHz od středního kmitočtu. Jelikož analogové vysílání je
v České republice na ústupu dochází v současnosti k uvolňování jednotlivých rádiových
kanálů pro účely systému vysílání ve zmiňovaném standardu DVB-T. Děje se tak na základě
vyhlášky č.161/2008 Sb. o technickém plánu přechodu, dále jen (TPP), zemského
analogového televizního vysílání na zemské digitální televizní vysílání. Podle TPP se
v procesu přechodu ATV na DVB-T postupuje po územních oblastech. Ty jsou vymezeny
spojnicemi vrcholových bodů příslušného mnohoúhelníku nebo státní hranicí České republiky
viz obrázek 2.14.
-22-
Obr. 2.14: Grafické znázornění územních oblastí [18]
V současné době jsou v České republice uděleny licence na provozování čtyř digitálních
multiplexů v rámci systému DVB-T. Multiplex je označení pro souhrnný datový tok
obsahující dílčí datové toky náležející jednotlivým televizním, případně rozhlasovým
programům, službám v podobě doplňkových dat související s programy nebo dodatečným
datovým službám, jenž jsou upraveny pro společný přenos a následně šířeny prostřednictvím
vysílací sítě DVB-T. [18]
Obr. 2.15: Schéma zdrojového kódování a multiplexování
-23-
Kde:
•
ITU R601 – standard digitalizace (doporučení pro digitalizaci obrazových signálů).
•
MPEG kodér – zajišťuje kompresní algoritmus MPEG2 popřípadě MPEG4.
•
PES (Packetized elementary stream) – zdrojový datový tok.
•
Doplňková data – služby typu teletext, titulky a jiné interaktivní aplikace.
•
Datové služby – služby typu elektronický programový průvodce (EPG), datový karusel aj.
-24-
3 Simulace pokrytí území signálem digitálního
televizního vysílání
Pro potřeby plánování pokrytí území signálem digitálního televizního vysílání lze použít hned
několik simulačních nástrojů. Následující
dvě kapitoly popisují práci se dvěma
nejznámějšími programy – komerčního RadioLabu od společnosti CRC Data a freewarového
Radiomobilu.
3.1 RadioLab
RadioLab je software vyvinutý společností CRC Data, který slouží k analýze a vizualizaci
šíření rádiových signálů. Jedná se o velmi silný inženýrský nástroj pro řešení základních úloh
při analýze a návrhu radiokomunikačních systémů pro služby plošného pokrytí (mobilní
služby, analogová a digitální televize a rozhlas), systémů point to multipoint a mikrovlnných
směrových spojů. [2]
Obr. 3.1: Ovládací panel Radiolabu
Základní funkčnost systému RadioLab zahrnuje:
•
Profil - nástroj pro zobrazení terénního profilu. Slouží k zobrazení a tisku terénního
profilu mezi dvěma vysílači. Volitelně je možné zobrazit morfologické kategorie, Fresnelovu
zónu, překážky a úhel hlavního laloku antén a další. Nástroj obsahuje podporu pro analýzu
odrazů.
-25-
Obr. 3.2: Panel „Profil“
•
Mapový server – tento subsystém obsahuje jádro obecného GIS pro zobrazení rádiových
objektů (stanice, skoky, ...) a výsledků výpočtů (diagramů viditelnosti a pokrytí) na podkladu
digitalizovaných rastrových map S42 nebo map vektorových (libovolných obecných
mapových podkladů).
Obr. 3.3: Mapový server
-26-
•
Výškopisnou mapu - tato mapa je určena k rychlému pracovnímu zobrazení stanic, skoků
a diagramů viditelnosti a pokrytí ve zjednodušené mapové projekci. Jako podkladovou vrstvu
lze zobrazit data DTM (digitální model terénu) nebo morfologická data.
Obr. 3.4: Výškopisná mapa
•
Databázi stanovišť – databázová aplikace pro správu dat stanovišť. Umožňuje editaci,
vyhledávání, třídění a zobrazení stanovišť v obou mapových systémech. Strukturu dat je
možné uživatelem rozšiřovat.
-27-
Obr. 3.5: Databáze stanovišť
•
Výpočet viditelnosti - výpočet diagramu rádiové viditelnosti pro zadanou stanici s
možností zobrazení výsledku na obou mapách.
Obr. 3.6: Výpočet viditelnosti
-28-
•
Výpočet pokrytí - výpočet plošného rozložení intenzity signálu pro zadanou stanici s
možností zobrazení výsledného diagramu na obou mapách. Nástroj umožňuje zadat
horizontální i vertikální vyzařovací charakteristiky antény. Lze zobrazit spádovou křivku,
kontury prvního a posledního výskytu zadané intenzity a diagram efektivních výšek.
Obr. 3.7: Výpočet pokrytí
Jednotlivé části systému jsou vzájemně propojeny. RadioLab obsahuje možnost rozšiřování
funkčnosti systému pomocí modulů RadioLab Add-Ins.
-29-
Seznam základních funkcí:
•
podpora vertikální a horizontální vyzařovací charakteristiky antény
•
zadání vyzařovací charakteristiky antény dle Vídeňské šablony
•
vertikální vyzařovací charakteristika pro směrové a všesměrové antény
•
podpora řady výpočetních metod (modelů šíření), možnost doinstalovat a přímo používat další
výpočetní metody nebo modely křivek šíření
•
vizualizace diagramů v obou mapových systémech, tvorba srovnávacích scénářů, vizualizace
vlivu změny parametru a pod.
•
analýza v sektoru, výpočet v okolí vysílače nebo v okolí jiného bodu
•
možnost definovat vlastní barevné stupnice, napojení na nástroj Barevné stupnice
•
diagram efektivních výšek
•
diagram hraničních křivek (první a poslední výskyt) zadané intenzity, možnost zobrazení
kontur v obou mapových systémech
•
spádová křivka a profil terénu, analýza jednotlivých složek vlivu vyzařovací charakteristiky
antény na výsledný signál
•
možnost uložení vypočtených diagramů do souboru, spolupráce s nástrojem Zobrazovač
diagramů
•
napojení na databázi Stanovišť pro zadání souřadnic vysílače nebo analyzovaného místa
•
možnost načíst a uložit data vysílače včetně vyzařovací charakteristiky antény do/ze souboru
•
tisk výstupních sestav prostřednictvím MS Excelu
Asi nejsilnějším nástrojem Radiolabu je modul „Výpočet pokrytí“. Na obr.3.7 je uveden
formulář pro zadávání parametrů potřebných pro výpočet. Tento formulář obsahuje sadu
záložek sloužící pro zadání úlohy (Úloha, Horizontální diagram, Vertikální diagram) a
poskytující přístup k řadě služeb (Spádová křivka, Efektivní výšky). Některé funkce jsou
dostupné i z menu v horní části formuláře. Tlačítka ve spodní části formuláře slouží zejména
pro spuštění výpočtu a vizualizaci vypočtených dat v obou mapových systémech RadioLabu.
Záložka Úloha slouží k zadání hlavních parametrů výpočtu. Ve skupině Vysílač je nutné
především specifikovat data stanice. Kromě přímého zadání souřadnic vysílače a ostatních dat
lze načíst soubor s příponou *.trd anebo zaměřit souřadnic pomocí Mapového serveru. Data
vysílače lze také přenést z databáze stanovišť. Použitý server lze zvolit pomocí nástroje
Nastavení systému RadioLab. Kromě standardního serveru stanic systému RadioLab lze
použít i systémy RadioBase anebo WinNORA. Dále lze zadat výšku paty stožáru a relativní
-30-
výšku vysílací antény. Pole Max. ef. výška zobrazuje údaj o maximální efektivní výšce pro
zadané parametry stanoviště (aktualizuje se při změně souřadnic stanoviště a výšky vysílací
antény).
Pomocí voleb Okolí vysílače a Okolí bodu lze zvolit analyzovanou oblast. Skupina
Analyzovaná oblast tedy může mít dvě různé podoby. V případě analýzy v okolí vysílače je
třeba specifikovat maximální vzdálenost od vysílače. Tento údaj lze alternativně zadat i
pomocí minimální úrovně signálu (vztaženo k aktuálnímu kmitočtu, výkonu, azimutu ve
směru maximální efektivní výšky a zvoleným křivkám šíření). Volitelně lze omezit
analyzovanou oblast i na sektor—kruhovou výseč se středem v bodě vysílače omezenou
dvěma azimuty. V případě analýzy v okolí bodu je třeba zadat střed zkoumané oblasti. Pro
vlastní zadání jsou k dispozici podobné prostředky jako pro zadání dat vysílače. Dále je nutné
specifikovat poloměr zkoumané oblasti. Tento údaj je pouze orientační. Skutečně spočtená
oblast je obvykle větší, svým rozložením pokrývá zadané kruhové okolí bodu. Ve skupině
Analyzovaná oblast lze volitelně zadat i relativní výšku přijímací antény.
Ve skupině Parametry je třeba zadat výkon vysílače (ERP efektivní vyzářený výkon v kW
nebo dBW), dále kmitočet a koeficient zakřivení Země (typicky hodnota 4/3 pro analýzu
užitečného signálu, hodnota 3 pro analýzu signálu rušivého).
Nabídka Přesnost obsahuje několik zabudovaných přesností. Výběr konkrétní položky určuje
zejména rychlost výpočtu a jeho přesnost. Poslední položka v nabídce „Uživatelská“
umožňuje zvolit vlastní krok azimutu a profilu.
Ve skupině Model šíření je nutné zvolit výpočetní metodu a křivky šíření (lze volit varianty
pro požadovaná procenta území a času). Obsah nabídky Metoda se může lišit dle aktuálně
nainstalovaných výpočetních serverů. Konfigurace jednotlivých výpočetních serverů je
dostupná z menu řídícího panelu systému RadioLab.
Před vlastním výpočtem je možné na dalších dvou záložkách nadefinovat i horizontální a
vertikální
vyzařovací
charakteristiku
antény.
Pro
definici
horizontální
vyzařovací
charakteristiky antény slouží záložka Horiz.diag. Tato záložka je přístupná pouze je-li
zaškrtnuta volba Horizontální diagram skupiny Vysílač na záložce Úloha. Hodnoty potlačení
pro jednotlivé azimuty lze zadat přímo do tabulky, nebo použít výpočet vyzařovacího
diagramu dle Vídeňské dohody. V tomto případě je nutné zadat krok azimutu, úhel natočení
celého diagramu a ostatní parametry dle definice z Vídeňské dohody (parametry hlavního a
postranního laloku a způsob jejich skládání). [2]
-31-
Vyzařovacím diagramem lze otáčet pomocí tlačítka Rotace. Diagram se pootočí o počet
stupňů uvedených v poli pod tímto tlačítkem. Tlačítkem Smazat lze tabulku vymazat. Stiskem
tlačítka Vytvořit se tabulka naplní diagramem dle definice z Vídeňské dohody. Pomocí
tlačítek Načíst a Uložit lze vyzařovací diagram uložit nebo načíst z/do souboru *.tdd. Do
souboru se vždy ukládá pouze tabulka - tedy hodnoty potlačení pro jednotlivé azimuty.
Parametry sloužící pro tvorbu diagramu dle Vídeňské dohody se neukládají, a nejdou tedy ani
po načtení souboru zpětně zrekonstruovat. Vyzařovací charakteristika antény muže být také
obsažena v souboru definice vysílače (přípona *.trd).
Pro definici vertikální vyzařovací charakteristiky antény slouží záložka Vert.diag. Tato
záložka je přístupná pouze je-li zaškrtnuta volba Vertikální diagram skupiny Vysílač na
záložce Úloha. Práce s touto záložkou je obdobná jako u záložky Horiz.diag.
Po výběru všech požadovaných parametrů lze provést vlastní výpočet stiskem tlačítka
Výpočet. Informace o právě probíhající fázi výpočtu je uveden ve stavové řádce formuláře.
Postup právě probíhající fáze výpočtu je indikován ve spodní části záložky Úloha. Výpočet
lze ve většině fází předčasně ukončit pomocí tlačítka Přerušit (kurzor myši může mít tvar
hodin).
Po úspěšném dokončení výpočtu je přítomnost vypočtených dat ve formuláři indikována
ikonou diagramu v levé části stavové řádky. Tlačítko Výpočet nelze stisknout. Po editaci
parametrů s nimiž proběhl výpočet se však tato data zneplatní, výpočet je možné provést
znovu. Vypočtený diagram pokrytí lze uložit pomocí menu Systém/Uložit digram pokrytí.
Podporovány jsou formáty souborů *.luc a *.ddf. S posledně jmenovaným je možné pracovat
pomocí RadioLab AddInu Zobrazovač digramů.
Vypočtená data lze zobrazit v Mapovém serveru i ve Výškopisné mapě prostřednictvím
tlačítek Zobrazit V.Mapa a Zobrazit Map server umístěných ve spodní části formuláře. Obě
mapy jsou pod správou Vizualizačního manažeru, je tedy možné zobrazit více diagramů ve
více mapách, vytvářet srovnávací scénáře, apod....
Skupina Zobrazení na záložce Úloha obsahuje některá nastavení sloužící pro proces
vizualizace. Jde zejména o volbu barevné stupnice z příslušné nabídky. Stiskem tlačítka '…'
umístěného vedle nabídky barevných stupnic se aktivuje RadioLab AddIn Barevné stupnice,
sloužící zejména pro výběr použitého souboru barevných stupnic a pro vlastní editaci
jednotlivých stupnic. Po instalaci je systém Pokrytí napojen na sdílený soubor barevných
-32-
stupnic z adresáře CRCComm. Bližší popis problematiky je uveden v nápovědě pro systém
Barevné stupnice.
Při zaškrtnuté volbě Vymazat všechny diagramy se před přenesením vypočteného diagramu
do mapy všechny předchozí diagramy (i z jiných aplikací) vymažou. Volba Vymazat poslední
diagram před přenesením vypočteného diagramu do mapy vymaže z této mapy naposledy
přidaný diagram. Tato volba je užitečná zejména při analýze různých variant pro jeden
vysílač, kdy zamezí překryvům diagramů se stejným středem. [2]
-33-
3.2 Radiomobile
Druhým, nekomerčním softarem na výpočet pokrytí území (nejen) signálem DVB-T je
program Radiomobile. Na internetu je možno nalézt spoustu průvodců popisujících instalaci a
užívání tohoto softwaru. Jedná se o volně dostupný simulační program, který pracuje na
frekvencích v rozsahu od 20MHz do 20GHz. Software umožňuje stahování a importování
výškových map nejen SRTM (Space Shuttle Radar Terrain Mapping Mission) dat požadované
oblasti z dostupných webových serverů. Program je možno zdarma stáhnout v zip archívu. Po
rozbalení je nutno nakonfigurovat umístění map. Příloha č.3 ve stručnosti shrnuje postup
práce s tímto softwarem.
Obr. 3.8: Panel nástrojů Radiomobile
Obr. 3.9: ukázka výpočtu profilu terénu mezi vysílačem a přijímačem
-34-
4 Měření DVB-T
4.1 Příprava na měření
4.1.1
Měřící sestava
Dle vyhlášky č. 163/2008 v příloze č. 1 [4] musí jak měřící přístroj, tak směrová anténa
splňovat definované podmínky. Kritéria pro měřící přístroj jsou uvedena v tabulce 4.1.
Předepsané obecné parametry směrové přijímací antény jsou uvedeny v tabulce 4.2 a hodnoty
zisku antény pro měřený kmitočet jsou v tabulce 4.3.
Tabulka 4.1: Požadavky na měřicí přístroj dle vyhlášky č. 163/2008T
Kmitočtový rozsah
174 - 862 MHz
Přesnost měření úrovní
± 2,0 dB
Rozsah měření úrovní
20 - 100 dBµV
Šířka pásma mezifrekvence
Automaticky volitelná podle kanálové rozteče 7/8 MHz
Detektor
RMS
Potlačení zrcadlových kmitočtů
> 70 dB
Potlačení mezifrekvenčního signálu
> 70 dB
Vstupní impedance
50 (75) n
Provozní teplota
+5 - +45° C
Tabulka 4.2: Požadavky na měřící anténu dle vyhlášky č. 163/2008 [4]
Kmitočtový rozsah
174 - 862 MHz
Výstupní impedance
50 (75)0
Provozní teplota
-15 - +45° C
Tabulka. 4.3: Požadovaný zisk měřící antény dle vyhlášky č. 163/2008 [4]
Zisk antény
3,5 dB
7 dB
10 dB
12 dB
Kmitočtový rozsah
48,5 - 66 MHz
174 - 230 MHz
470 - 582 MHz
582 - 862 MHz
TV pásmo
I.
III.
IV.
V.
-35-
4.1.2
Kalibrace koaxiálního kabelu
Před samotným měřením je třeba ještě vzít v úvahu vzniklý útlum na konektorech a
koaxiálním kabelu. Proto je nutné tento kabel kalibrovat. K tomu je třeba generátor signálu,
výkonový senzor a měřič úrovně viz obrázek 4.1. Kalibraci lze např. provést dle následujícího
postupu:
1. měřící soupravu nejprve přímo propojíme (generátor – měřič úrovně), přičemž do
řetězce zapojíme všechny kabelové redukce, které hodláme použít při řádném měření,
2. nastavíme výkonovou úroveň na generátoru a odečteme útlum přenosového média na
displeji měřiče úrovně, s tímto pak musíme počítat při výpočtu skutečného útlumu
měřícího kabelu,
3. do měřícího řetězce připojíme koaxiální kabel, jež hodláme použít při měření signálu
DVB-T a opakujeme měření dle bodu č.2,
4. od naměřeného útlumu z bodu č.3 odečteme útlum zjištěný v bodě č.2. čímž
dostaneme skutečný útlum koaxiálního kabelu.
Obr. 4.1: Měřící souprava pro kalibraci koaxiálního kabelu [5]
4.1.3
Kalibrace antény
Pro měření/příjem v oblasti televizního vysílání přijímací směrovou anténou jsou podle
vyhlášky č.163/2008 Sb. stanoveny minimální zisky antén. Ve IV. televizním pásmu (tj. 470 582MHz) je hodnota minimálního zisku antény stanovena na 10dB. Pro V. televizní pásmo
(tj. 582 - 862MHz) je minimální hodnota zisku 12dB (viz tabulka 4.3).[4]
Časté užívání antény může vést například k deformaci direktorů a tím i rozlišných hodnot
zisků od zisků udávaných výrobcem. Proto je nutné před samotným měřením anténu
kalibrovat. Kalibraci antény lze províst několika způsoby. Jeden z nejjednodušších je pomocí
substituční metody, která spočívá v tom, že se nejprve změří neznámá (v našem případě
-36-
měřící) anténa, která se poté vymění za referenční anténu se známým ziskem. V našem
případě bude referenční anténu představovat půlvlnný dipól. Půlvlnný dipól je základ pro
převážnou většinu antén. Jeho základní vlastností je délka rovna polovině vlnové délky a zisk
0 dBd. K tomuto účelu jsou k dispozici použity otevřené půlvlnné dipóly odpovídající svým
charakteristikám a rozměrům frekvenčním oblastem proměřovaných kanálů. [3]
Měřená anténa spolu s její nosnou konstrukcí je umístěna do měřícího prostoru, kde je
ovlivňována dopadem rovinné elektromagnetické vlny stejné polarizace (většinou
horizontální). Výkon, který dopadne na anténu je porovnán s výkonem, který dopadne na
substituční referenční anténu. Referenční anténa je přitom substitučně umístěna (vyměněna)
do stejného místa jako neznámá měřená anténa. Pokud to podmínky dovolují, je třeba, aby
referenční i neznámá anténa měly při měřeních a substituci fázové středy ve stejné poloze.
Úroveň signálu je měřena pomocí spektrálního analyzátoru, jež poslouží jako měřič úrovně.
Útlumy pro jednotlivé měřené frekvence použitého koaxiálního kabelu mezi neznámou
anténou (Yagi) a měřičem úrovně jsou již známy z kalibrace koaxiálního kabelu (viz kapitola
4.2.2). Celkový zisk antény pak vypočteme následovně [3]:
G = Uyagi - Uref + ak
[dB; dBµV,dBµV,dB]
(4.1)
kde: ak je útlum koaxiálního kabelu (viz kapitola 4.1.2)
Uyagi je napěťová úroveň naměřená na měřící anténě
Uref je napěťová úroveň naměřená na referenční anténě
Pokud bychom uvažovali zisk antény v porovnání s izotropní anténou, udávaný v jednotkách
dBi, pak by uváděné hodnoty zisku v tabulce 4.3 byly vyšší o 2,16 dB.
4.1.4
Výpočty intenzit signálů z naměřených hodnot
Získané hodnoty intenzit signálu DVB-T naměřené spektrálním analyzátorem jsou obvykle
uvedeny v jednotkách [dBµV], což představuje hodnotu napětí získanou na svorkách dipólu
antény a svedenou koaxiálním kabelem do měřícího přístroje. Hodnoty udávaná simulačním
softwarem RadioLab, ale i vyhláškou č. 163/2008 [4] jsou udávány v jednotkách [dBµV/m],
tedy s hodnotu intenzity elektrického pole. [3]
Zde je nutno hodnoty získané měřením převést na hodnotu intenzity elektrického pole, což se
děje pomocí hodnoty anténního faktoru AF a změřeným útlumem koaxiálního kabelu ak.
-37-
Tento faktor určuje převod mezi intenzitou elektrického pole E [V/m] a svorkovým napětím
na anténě, kterou případné rušivé vyzařování měříme. Pro jednotlivé kanály je dán vztahem:
AF =
480 ⋅ π 2
Z ⋅λ2 ⋅G
[m-1; -, Ω,m,dB]
(4.2)
kde: Z je impedance antény Z = 75 Ω
λ je vlnová délka
G je zisk antény (4.1).
Hodnoty napěťových úrovní v jednotkách dBµV přepočítáme na hodnoty intenzity
elektrického pole udávané v jednotkách dBµV/m dle následujícího vztahu:
EdBµV/m = UdBµV + AF + ak
kde:
[dBµV/m; dBµV,m-1,dB]
(4.3)
UdBµV je napěťová úroveň
AF je anténní faktor (4.2)
ak je útlum koaxiálního kabelu (4.1)
4.2 Postup stanovení území pokrytí signálem DVB-T
Metodika měření pokrytí území signálem DVB-T vychází z Vyhlášky 163/2008 o způsobu
stanovení pokrytí signálem zemského televizního vysílání. Vyhlášku vydal Český
telekomunikační úřad Praha 30.dubna 2008. Celé znění této vyhlášky v četně tří příloh je
uvedeno v příloze č.1.
Definujme si základní pojmy, které budou dále v textu použity:
•
zemským digitálním televizním vysíláním rozumíme televizní vysílání ve standardu
DVB-T, využívající pro přenos signálu rádiovým kanálem digitální modulační
schéma,
•
rádiovým kanálem je část rádiového spektra ve IV. a V. televizním pásmu 470-862
MHz pro rádiový kanál označený a vymezený k zemskému digitálnímu vysílání
rozsahem rádiových kmitočtů od (470 + (n-21) × 8) do (470 + (n-20) × 8) v MHz, kde
n je rovno 21 — 69. Hranici mezi IV. a V. televizním pásmem tvoří horní kmitočet
rádiového kanálu 34,
-38-
•
pevnou přijímací anténou chápeme směrovou anténu se ziskem minimálně 10 dB ve
IV. televizním pásmu a 12 dB v V. televizním pásmu, která je umístěná vně budovy v
úrovni střechy. Mimo budovu ve výšce 10 m nad úrovní terénu,
•
televizním přijímačem je zařízení technicky způsobilé k individuálnímu příjmu,
•
standardním přijímacím zařízením je pro zemské digitální televizní vysílání televizní
přijímač o minimální citlivosti -77 dBm připojený koaxiálním kabelem s impedancí
75 Ω k pevné přijímací anténě. Za standardní přijímací zařízení pro zemské nebo
digitální televizní vysílání se považuje i televizní přijímač připojený ke kabelovému
systému zajišťujícímu společný příjem televizního vysílání,
•
vysílačem chápeme vysílací rádiové zařízení určené pro šíření zemského digitálního
televizního vysílání (dále jen „digitální vysílač"),
•
měřícím bodem je místo, kde je měřena intenzita elektromagnetického pole a případně
další parametry televizních signálu a subjektivně hodnocena kvalita televizního
signálu;
měřící bod je určen zeměpisnými souřadnicemi v soustavě Světového
geodetického referenčního systému 1984 (WGS84) podle zvláštního právního
předpisu, podrobnějším popisem místa a adresou, pokud je pro toto místo stanovena,
•
měřicí soupravu pro měření intenzity elektromagnetického pole tvoří anténa se
známým anténním faktorem (dále jen „měřící anténa"), měřicí přijímač nebo
analyzátor spektra (dále jen „měřící přístroj") a koaxiální kabel s impedancí
přizpůsobenou měřicí anténě a měřicímu přístroji,
•
anténním faktorem rozumíme konstantu udávanou v dB, která slouží k přepočítání
hodnoty napětí naměřené měřicím přístrojem na svorkách měřicí antény, udávané v
dBµV, na intenzitu elektromagnetického pole, udávanou v dBµV/m. [2]
Pokrytí území televizním signálem DVB-T se posuzuje na základe zjištěných hodnot intenzity
elektromagnetického pole a subjektivního hodnocení kvality signálu. Vyhláška stanovuje v
paragrafu 5 minimální hodnotu intenzity užitečného signálu zemského digitálního televizního
vysílání v pásmu UHF na 53 až 58 dBµV/m. Uvažuje příjem na pevnou přijímací anténu ve
výšce 10 m nad zemským povrchem, v případě budov vysokých více než 10 metru anténu
umístěnou na střeše. [2]
Křivky síření elektromagnetických vln jsou vztaženy pro 50 % míst, 50 % času pro užitečný
signál a pro 50 % míst, 10 % času pro rušící signál a ve výpočetní metodě je obsazen korekční
-39-
faktor na CA (clearance angle). V praxi se používá výpočetní metoda RDK 2 vyvinutá
společností Testcom.
Na našem území se využívá systémová varianta zemského digitálního televizního vysílání s
modulačním schématem sedesátičtyřstavové kvadraturní amplitudové modulace (64-QAM),
provozním režimem s počtem 6817 nosných kmitočtů (8K), kódovým poměrem udávajícím
míru zabezpečení přenosového systému proti chybám v hodnotě 2/3 a ochranným intervalem
pro zajištění příjmu nerušeného vícecestným šířením (nežádoucími odrazy) a umožňujícího
použití jednofrekvenčních sítí v hodnotě 1/4. Paragraf 5 vyhlášky také udává ochranné
poměry pro výpočet rušení.
Vyhláška stanovuje v paragrafu 6, že území je pokryto signálem DVB-T, pokud je intenzita
signálu vyšší nebo rovna minimální intenzitě signálu podle paragrafu 5, a zároveň je dodržen
ochranný poměr mezi užitečným a rušícím signálem. Pokrytí se uvádí v procentech jako
poměr plochy pokryté části zájmového území k celé ploše zájmového území.
V případě posuzování pokrytí území v okrajových částech příjmu nebo v členitých horských
terénech nestačí provést počítačovou simulaci pokrytí území, ale je třeba dle paragrafu 8 této
vyhlášky přikročit k ověření výsledků měřením. V takovém případě se bere výsledek
vlastního měření v terénu za směrodatný. Měření intenzity se provádí měřicí soupravou s
měřicí anténou a subjektivní hodnocení kvality signálu se posuzuje na televizním přijímači
připojeném na anténu pro hodnocení kvality signálu. Minimální požadavky na technické
vlastnosti měřicí soupravy a nastavení měřicích přístrojů pro měření intenzity signálu
zemského televizního vysílání jsou uvedeny v příloze č. 1 této vyhlášky na straně 44.
Minimální požadavky na technické vlastnosti televizních přijímačů pro subjektivní hodnocení
kvality signálu zemského televizního vysílání jsou uvedeny v příloze č. 2 této vyhlášky na
straně 48. Postup při provádění subjektivního hodnocení kvality signálu zemského televizního
vysílaní je uveden v příloze č. 3 této vyhlášky na straně 50. [2]
Paragraf 10 stanovuje postup pro stanovení počtu měřicích míst ve zkoumaném území. Přesný
postup je uveden v příloze. Obecně lze říci, že je nutno určit intenzitu signálu v místě, kde lze
očekávat nejnižší a nejvyšší hodnotu. V závislosti na rozdílu těchto dvou hodnot je nutno
stanovit počet měřících míst minimálně 5 pro rozdíl menší pro rozdíl menší než 5 dB a
maximálně 27 pokud je rozdíl 16 až 20 dB. Pokud je rozdíl vyšší než 21 dB, musí se měřené
území rozdělit na více části. [2]
-40-
Na jednotlivých měřicích bodech se kontroluje tvar spektra signálu DVB-T spektrálním
analyzátorem. Měřicím přijímačem se zjišťuje hodnota modulační chybovosti MER a hodnota
bitové chybovosti BER. Tyto dva parametry dávají objektivní hodnocení kvality
dekódovaného signálu OFDM. [2]
Hodnotu BER je možno měřit před Viterbiho dekodérem nebo za ním. Pro účely měření
kvality signálu DVB-T se obvykle udává hodnota za Viterbiho dekodérem, tedy po korekci
osamocených chyb v datovém toku. Jako referenční hodnota pro bezporuchový příjem se
udává hodnota BER<02×E-4.
Modulační chybovost MER lze chápat jako sumu odchylek jednotlivých koncových bodů
konstelačního diagramu od ideální pozice. Udává se v decibelech a doporučená hodnota pro
bezporuchový příjem je vyhláškou stanovena na MER ≥ 22 dB.
Neméně důležitou součástí měření na jednotlivých měřicích bodech je subjektivní hodnocení
přijímaného signálu na televizním přijímači. V případě digitálního televizního vysílání DVBT se hodnocení omezuje pouze na třístupňové.
•
Nejhorší stupeň Q1 znamená, že je kvalita špatná, výpadky jsou časté nebo se přijímač vůbec
nezasynchronizuje.
•
Střední stupeň Q3 již udává dobrou kvalitu s jednotlivými mžikovými výpadky.
•
Pokud nejsou v kvalitě obrazu a zvuku pozorovatelné žádné závady, hodnotíme kvalitu
signálu DVB-T jako výbornou, stupněm Q5.
Vyhláška stanovuje minimální dobu sledování na 3 minuty. Pro každé měřené území se
vytvoří přehledná tabulka, ve které budou údaje o jednotlivých měřicích bodech, jejich
zeměpisné souřadnice v soustavě WGS 84. Dále bude tabulka obsahovat změřené hodnoty
intenzity elektromagnetického pole, dále hodnoty MER, BER a také subjektivní hodnocení
kvality signálu DVB-T. [2]
Dle vyhlášky [4] považujeme území za pokryté pokud minimální naměřené hodnoty
odpovídají tabulce 4.4.
-41-
Tabulka 4.4: Minimální hodnoty intenzity užitečného signálu DVB-T
Rozsah rádiových kanálů
Hodnota intenzity Emin [dBµV/m]
5–6
48
7–9
49
10 – 12
50
21 – 22
52
23 – 30
53
31 – 38
54
39 – 47
55
48 – 58
56
59 – 69
57
Obr. 4.2: Ukázka naměřeného spektra signálu DVB-T
-42-
Použitá literatura
[1] KLIMEŠ, Tomáš. Jednofrekvenční sítě digitálního televizního vysílání : Single Frequency
Networks in Digital Video Broadcasting. Ostrava, 2010. 61 s. Diplomová práce. VŠB TU
Ostrava.
[2] MEDULA, Rudolf. Metodika měření signálu DVB-T: Measurement of DVB-T. Ostrava, 2010.
70 s. Bakalářská práce. VŠB TU Ostrava.
[3] ČECH, Jiří. Kanálové pozadí v kmitočtových oblastech televizního vysílání : Frequency
background in television broadcasting band. Ostrava, 2010. 62 s. Diplomová práce. VŠB TU
Ostrava.
[4] Vyhláška č. 163/2008 - O způsobu stanovení pokrytí signálem zemského televizního vysílání.
Sbírka zákonů, strana 2126, část 51, 2008
[5] NOVOTNÝ, Martin. Měření digitálního televizního vysílání : Measurement of digital
television broadcasting. Ostrava, 2010. 83 s. Diplomová práce. VŠB TU Ostrava.
[6] KŘÍŽ, David. DigiZone.cz [online]. 2009 [cit. 2010-02-05]. Jednofrekvenční sítě SFN –
východisko z kmitočtové nouze nebo jen zdroj nových problémů?. Dostupné z WWW:
<http://www.digizone.cz/clanky/jednofrekvencni-site-sfn-vychodisko-z/>.
[7] GREGORA, Pavel; VÍT, Vladimír. Televizní technika : Zařízení pro přenos a vysílání
televizního signálu. 1. vydání. Praha : BEN, 2000. 175 s. ISBN 80-86056-89-9.
[8] Radiokomunikace 2009 : Sborník přednášek. Pardubice : UNIT s.r.o., 2009. 185 s.
[9] ŘÍČNÝ, Václav; KRATOCHVÍL, Tomáš. DVB-T [online]. 2010 [cit. 2010-01-27]. Současný
stav a výhledy digitálního televizního a rozhlasového vysílání. Dostupné z WWW:
<www.urel.feec.vutbr.cz/web_pages/projekty/clanky/Ricny_Kratochvil_DTV/Soucasny_stav_
2.ppt>.
[10] MILET, Olivier. Technical Overview of Single Frequency Network [online]. 2005 [cit. 201002-15]. Technical Overview of Single Frequency Network. Dostupné z WWW:
<http://www.broadcastpapers.com/whitepapers/Single_frequency_network_overview_ENENS
YS.pdf?CFID=16856575&CFTOKEN=23dfd9e0056a0554-CAD6C276-9569-978228C6E794E72C1F3C>.
[11] DigiZone.cz [online]. 2008 [cit. 2010-02-18]. Digitální vysílací sítě (multiplexy) v České
republice. Dostupné z WWW: <http://digitalnitelevize.cz/informace/dvb-t/dvb-t-v-ceskerepublice.html>.
-43-
[12] ŘÍČNÝ, Václav. [online]. 2008 [cit. 2010-03-27]. Single Frequency Networks (SFN) in
Digital
Terrestrial
Broadcasting.
Dostupné
z
WWW:
<http://www.radioeng.cz/fulltexts/2007/07_04_002_006.pdf>.
[13] ŘÍČNÝ, Václav. Elektrorevue.cz [online]. 2007 [cit. 2010-03-27]. Jednofrekvenční sítě
digitálních
vysílačů
.
Dostupné
z
WWW:
<http://www.urel.feec.vutbr.cz/web_pages/projekty/clanky/Ricny_Kratochvil_DTV/Jednofrek
v_site.pdf>.
[14] LEGÍŇ, Martin. Televizní technika DVB-T. 1. vydání. Praha : BEN, 2006. 286 s. ISBN 807300-204-3.
[15] KRATOCHVÍL, Tomáš; ŘÍČNÝ, Václav. IEEExplore [online]. 2010 [cit. 2010-03-10].
Simulation and Experimental Testing of the DVB-T Broadcasting in the SFN Networks.
Dostupné z WWW: <http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=04542691>.
[16] FISCHER, Walter. Digital Video and Audio Broadcasting Technology : A Practical
Engineering Guide. 3. vydání. München : Springer, 2009. 811 s. ISBN 978-3-642-11611-7.
[17] ŠTUKAVEC, Radim; KRATOCHVÍL, Tomáš. [online]. 2009 [cit. 2010-03-28]. Aplikace
pro simulaci vysílání DVB-T vyuţívající comminications toolbox. Dostupné z WWW:
<dsp.vscht.cz/konference_matlab/MATLAB09/prispevky/101_stukavec.pdf>.
[18] Česko. Nařízení vlády ze dne 30. dubna 2008 o technickém plánu přechodu zemského
analogového televizního vysílání na zemské digitální televizní vysílání. In Sbírka zákonů,
Česká
republika.
2008,
částka
51,
s.
2074-2122.
Dostupný
také
z
WWW:
<http://aplikace.mvcr.cz/archiv2008/sbirka/2008/sb051-08.pdf>.
[19] Encyklopedie
Wikipedia
-
DVB-T,
Basics
of
DVB-T
URL:
<http>//en.wikipedia.org/wiki/DVB-T
-44-
Seznam příloh:
1. Vyhláška č. 163/2008 - O způsobu stanovení pokrytí signálem zemského televizního
vysílání [4]
2. Postup vytvoření simulací v programu RadioLab
3. Práce s programem Radiomobile
-45-
Příloha č. 1:
Vyhláška č. 163/2008 - O způsobu stanovení pokrytí
signálem zemského televizního vysílání.
-I-
C8E0@04K7012B
C2E>R
.@/20?>
012
3456789
!"#$%&#'( )*"+ "+$,-"*"!' #-!&#*) #
LQAeLb>MM4LQAeLbMM
./012304560789:/24;8<43=>?
;`cD0JE4;4>^RSD<:675^GEH
4/2?@047>AB?CD4302E46F01FG04H
6F656a[[23;685 <@/55 2;4:8
560F8FG45III02E1FG/4;6/J8F8FG@04K
G4E80562472E@64;XG40@3QD
L@044302E46F01FG04560F8FGMD;I8<4H
IJN8FG<:<6/KDL@3JO@04PM0<E4;8=>> M<;4<:6J85F82X4/5IE4;@2X/6/H
4/2Q24G424@04D;I8@047?BRC 055665@3ID?\;a23;685<@/5DA\
@047QB>SSACT
;aaa23;685<@/5D>\;a[23;685
<@/5>\;[23;685 <@/5D58/2I@
;I4;W;9E4;6/2:FGW45654@/2;
=>
;;1NF>59E4;82EXD
3&+""#U+
M23;685 <:6J8575 :882FG6F0W<K/4H
63X066;6@3I;43623XE<E40F62
3;6H
VE4973W2X24;WG3@N0W/E458
>M
8
G
4/
6
Y
@
3
4
G
3
<
K
/
4
<
:
8
J
5
D
M5/0156Y62@38523;685;W/83@8523;68 fM/2E85<:6J85F85:885T
;W/83@8;/2EZ[\H]D0W<E4<:4//6YH
@3E@64;150@35J;W^8;@46Y62@3854H ><E45/0X34Y4;X23;68;W/83@823;6H
378/FGX5D
8<:6J85745665@38F6236;4/26bR>\5
;a
aaa23;685 <@/5b?\5 ;
M5/015 34Y4;15 23;685 ;W/83@85 2H
a
[
[23;685 <@/5<:6<4J104g6@3H
3;68;W/83@8D0W<E4<:4//6Y@3E@64H
8
50
35/65<F8A?h0<;X<:6J85F8
;15 0@35 J;W^8;@34Y4;@543F
2XID
/J85 7@/27I<423715 <4/2E85 <@/H
55L_`H[C\MD
<E45/0X6Y62@3823;68;W/83@823;68
<:6J85745665@38F6236;4/26bAA\5 <:6H
FME@64;15 0@35 7@/2E@64;XG4/<02E;W5H
<4J104g6@385 035 /65<F8A?h
@@/3J8F85<K/45T
0<;X<:6J85F82XI
>;a23;685 <@/5QD?bRR`c<E4E@H
64;10@3471d>;W5105H i/2E8<:6J85F8:88<E45/0XH
/0X534Y4;X5;W/83@8E4/G5 E@64H 34Y4;X46Y62@3823;68;W/83@8/<4;^J
;1FG0562472K4QD?b?RD?`cD<E4E@64;1 623;68<:6J857<:6<4J10034;X5/WH
0@3471d;W5105/0X5H /2X5MJ6NjJ8F85/<4371<:8J5 23;68G4
34Y4;X5;W/83@8E4/G5 E@64;1FG056H ;W/83@8D
2472K?bRR`cD
YM;W/8375 ;W/83F8E@64;X:88E7X<E4N8H
;aaa23;685 <@/5>AQb`c<E4 :85/0XG434Y4;XG423;68G4;W/83@8
E@64;1 0@3471 d ;W51 L@3JO34Y4;1;W/837PM45/0XG46H
05/0X534Y4;X5;W/83@8E4/G5 Y62@38G423;68G4;W/83@8L@3JO6Y62@38
E@64;1FG0562472K4L>AQeLbRMM4 ;W/837PMD
L>AQeLb?MM;`cD0JE4;4R^>D GM5I:6F85 45 58/24D0J5I:6262
;a[[23;685 <@/5QAbR`c 302E45Y26F0XG4<43<:8<X3N8<E5H
<E4E@64;10@3471;W51 2EW23;68FG/6Y@3K/J026;IG44F
05/0X534Y4;X566Y62@385;WH 0;36223;68G4/6Y@3k5I:6F84JE7H
/83@8 E4/G5 E@64;1FG 0562472K 4 5I<6/156/4:6F56;/4/2;IC;I24;XG4
>M=4/2
@047QB?CD4E4G3/4;1FG23;68FG<4<32F8FG45III02E1FG@04K
M=4/2
><8/5;M@047>B>CD4<E4;44;@8E4G3/4;XG423;68G4;W/83@845II3N8FG@04KD;
I8<4IJN8FG<:<6/K
M 47)L
%
7)72.4_`a3GKK
4
))GGb
012314567892
11
19248# %3505492)7)3&*24)23(
231!492
92"135$23
2%&'( 17231FL)")3&2&"1*137*(
! 251 4)))3
12$273'1
24242 24&"1
2131*231F$K)G4
424)21)$
F#
5&"562
)2
2&"1541541174
2(
)014567892212
))42"1 )4821 H
2I1*2454154120 3505(
*)48)742
131'1+&"56)( 423141
8
)4
KK-KK4
2'I9172(
48),$&"56 "5')1 1%2 ))42
1 2541
2)6%1)022
220511'8)(
174
)31'1+&"56"4
2',)72)-5 4)%)2
24.4
7)%11513)6"5.2%12&"56)48& G2*21454154
1174'150).$
)&"56"4
2'5$
8'21313)4)%5M178924117257)(
')48)742
1724)4)3) 3/$2( 7491
2I
1'5690
22!'1I
21N
!1"5(
067"12492324)&4)&"18&"5( ')8"9)23)'
5
0
2)8 I131'1
6"4
2'1)2
769&"56)48$3)8 +8
!650,24O
8
!650
2*(
3/12$)541541174
2)01456789221$ 214'234169567*5
)
)14
).
2(
3)23/1234
22)*69)I1M178
1%57))9
)569
15
23&722
352)*69))202*691%23505(
567869:7;8<8=7>?@;A687:B=CD?E?<8
469).4H"5*241)0'1214
22(
FG
8
5678
!14
H27
4I14115 12(
F
'1)7)3&'5!4&*6992324541541174
2(
P87?Q;R7;6?S86T:67869:7U6;V98@T
)0145678922131'1+54154),501(
E?=>U7C@ R:A6W<8@ 98@R=CD?;6;<?A?SCD?
78924115924
78<8S:96TD?SURT<W6TSXE?Y78@
GJ4154)5017892411592(
2*214541541
2313'65)(
14)2'1")3&
)))202892)7)3&*24)23( )14
17231F)")3&2&"1*137*( )55 9232454154054189250
17892))202892411592'2Z
24&"1
2131*231F$K)$
%7"57!"11174
2)014567*69'24)( 17)742
)\],^72
17)742
)\]
018
2LK[ 4$LK[ )
20541*50 %*42%)011423&*24$
)
2LK[ 4$K[ )
2
!650$
6"'1)12"5')6)48$
1269
)82&
2*214
!1))2028(
372
17 )742
1 )69)
)741
545741
8 9241159250.2%18923505441(
4&"'61)
)61)0131'1+72( 15501'2Z
#c)"
134#K3GKKd%4$24)21012314567*69
11
16948.)4469)2*693&)*69)
I144))369'1'569204
B5676$$H
B5#6#27!CDEF$GGH
012345677892
5952925767622842
742792784267622
7
7
2
!95242"75"2#67
$!9522"75"28#67
%&
'()*+,-),.*/(.01.)(.21)3.,42(50
6*783)95 -1:.;<(5 2(5-79=*+1:1);<.0=*
)(<(/12.0=*/3-0<;.0/>6*?)(5
@9277952"7"3
96
56
5
61
7
742"7277A78427
#842"74274272
I#6&
R"2#
[082"2
1!U\]^54/
[
4#4_
012345267839
8992
9425
5 *+,-'.15
8 949 !9 +/#0
9
8 !49!
4
" 24!1*/2123$5)9$"
588 8099!9
839
56
8# !7884
"
460"5$
)456
4
95
1389
95
3488
38
979
5899
$1292!
8%29
&'(292!
8%2
79839
8*
947")$
8
8
4$61788
&'8009
59$)5!
4
8
9
$
%
9
2
5
9
!
8885$
)#5,
9165"54
92$44"
89954
8568"
89$!
89 79$9"
4!635525$
84$5$9 %1
)65!979
88
9+
)6"5Q9826929
954
8568"
89256"5
:;<=>?@=AB>CDE;AFG@HA
Q9856"$39
59
9U
IJK=LM@H G@HICNO>;@M@?JG=AO>?EIAML=A
*#1P268Q989
58
"2$)5!
90
4
9
4650498
4
9
$
5
8
$
8Q
9
8
WX?>G@=NB>CDE;A>YE?<;@M
!9
)
8R9290426,1
90
48 Q9
80
I
J
K
=L
M
@
H G@HICNO>;@M@?JG=AO>?EIAML=A
41*$"99
S"5Q98T1U
$
9
8!0659264
"
*41V"5Q9892692 9954 9*#91Z6
2
9954
8568"
895"$89$
8 568"
8 2$4
"9$
9058956 4509R9
290426 34!9956"8
8!1$9
!
0
6
5
9
9
4508$9Q$1R92
14
"92
59954
856 442Q3$$
5
5889$
859
8"
84
9
465)78
905
4
4"
84
9
$9
!8"
84$+1U6Z
$)$
42"
8
4)389
95
3488
$9 442Q$1R9238
442Q3$934
9,8U19$$9
$
56$
9
81956"94
) 2"
8
)$99,8U91%1
Q$1U
014
"92$44"
89954
8568 *41Z6$
9
8268!06594
"9
"
84
9
465)78
905
4
4"
84
9
4) 929954
8568"
850495"$8
389 95
3488
$99 9$
45"2$
88$9
89$
26013439
387
8U19$$9
$
04UP!90659264
"992
)$998U%1U
9954
8568"
85"2$
88$9
89$
99
*61P268Q984
"9929954
8 582!4
$8Q98"2$
88$9
89$
568"
89$"5"9$
45""5"Q982 26264
"9929954
8568
,1V"2
!U6+5#_+[0UQ9
8
!9
)
8" 59
)
8$)7839$41U
196
38
9
85"$6!U#+#54/[0U9
42"
39$92
59954
8568"
8
92
$44"
89954
8568"
8*
389
85"$69
42"
39$1U
+19#4"2
!U/_5#__[0U
"
84420)59
)
8$)7839$41U
01948
U1"2
!U/_5#__[0U59
)
8$)7839$41U
]2@=#S
]341472?`abc@SS)
%14O=
012345604789
0766314023360236274 "#$>21023
7'8426525498027
56047897
7786014023360236274 6068235
!3?
7648237275623480
767860
7452106 64976068 2106497606823783012378662
237830123875627834776
77 8
!3076@978014
860
74564 606823 830123 86 "N$7
!
781236482377275623
2708514023536023562741587576 4802106497606823783012368662
7860
7452106649760682378 8
!3076#978014
301238756
8081347
7 297
77860
7452106 64976068 "O$> !62326264823727562348
23783012387545604789
77860756 0
!325210?64976068237830123
81!628
756265
6
78132 !535765
"#$767860
74521066497 "P$> !537
7 !62326264823
6068237830123
75607%6476
04&
!3 727562348021068703706620627
2 8271638326'765&6127 692188752365&461267829
6 7860
7452106 64976068 0347
!641'64267764?&Q3535 237 8301238 627085 7535 8291 4830&67'2106 !62&267780822
63767860
7452106 6497 262360548662303808
60682378301236
8081347
730 "R$> !62326264823727562348
297
77860
745210664976 02106
7813
06823783012345604789
77860%649
6
0426782916381!628
7 $86856=S26926&
7477801
47262327862724&
56265
$2!6515788
!3
65&484789
()
7262386
!6684=S269
26
*+,-./0+123.456+1789:;<,-./0<
"=$> !623478!62380648
76
7813 T")$A
!3
65&46 !621727262
6928
!3
6492077896068238301232'326'
$
77812321062778306692 $
77
2
7
262866218(N
3$&267
874785706563
74972106
7778306&
$
764910236068238301232'326'
$
7781232108356830?6928062 727262866218(O
3$&
9749692&2165633225 6
78076237'27 !623807410232&
69223
!641'4&87478
7 8240980868356562973!6236068235210?&
72
!6U1023727262
!772
323 !5329272692 =V
"@$A
!3
65&407
786627 !623&7 1023781223
!532922 !62830207789
7
77623
743636068232106 606862672
606
3 64823 7
7298064 !6232622106497 275623 4802211002
WAX
6318072
6068237830123648237727562367 622 2 84 !53Y
2
9
28763O'
480
=SZ6257276866U10237
27262
(B
$74' !537627838178476
C,-./0D/:./ED:FG2;HI.5:D+/0J84/8K./0 [562"B&4
6
!6867
7786029
5+G3D:F2DL/M3;
75681!628
756265&4692 !537
"=$> !6232626
7813 !537
87 6
6626A178476[562
74' !537
!532927648237275623480 2786 !5365248
? !623875\
!
2106
762606823
!3
!
76292 278623817897476[562667886
292
77275623480210
7
778608
!3029140233602362756
629
!302975]7681785476[562?
"@$>21023
7'8426525498027 8!6!5
!5357?87537862=SS^
!537
828623 !535
!37?
7 !62326221064976068237830123 "=S$_67 !53 7&&7 035
732415 !6236
702 !62727
786628
!3076=978014
h26@'
\64
1#cdefH((g
\2616H'P'
012314025678690
93201
81
3160250 >$?^62
0
893
6M
16
9610143
233041
5146416 46
52
!
816310123140268
693
8
31698
2654416314
265! 1
20101012314025
83
5#P
8]'
4
939
5116"
27869933831 693201
81
3160250193 434
2_`P6M`@
83
5#P
8]H22
43#$22
5%5
5%5
&'(
>@?68!M339381
311623
)*+,-.+,/0*1203.*4,-5678939:;*<=
8
83&a
82O?!93
62
8
6M
1646
52
!
81631
>'?53331391@0
826!65 010231
4
0
2
68
693
81
20101012314025
83
252
4
310
853826
6538
861 5#P
139
%61393%096261
0%2
%1 0193 8]'693201
81
316025
3101A60
833
38331
012314025641631
81
23261
4801 6?
7#3501
9
81
31
139
121`$!
231402
834
3B
?
7#350180081
9
81
31
139
CDED16FGD101
121`P
8393B
83
5#P
8]H22
5%5
CD 4801231402!
D16F 6F01
81
261631012314025!
>N?381
5249
7439381
D101 0101
81
261631012314025
96
312
9381
20
520
8
>H?I
893
23 83
8263'490%216 43
#20
8
81
26
&'H
6?CDJ@8K!13123645%
62
#320 Q67203/1R:*<0*9203.
*STR,3UV253.*STR,W:*
8!
+
8
X
0Y
Z
2
5
V
2
5+
S
W
:*<
8
X
8
,
Y
Z03:*,2Z218V03:*1R+3ZY03
?CDL@8K!932364
02
#320
8 >'?I
7#3531934
9
74346
262
B
0
8
67
4
3
9
3
8
1
3
!9
3
9
#
2013
7434681
'
893CD(6M@8K!93
#32
231 8319381
25
0
81391@!
>H?[06121631626933!4323
H
893CDN6M'(8K!93
#32
231 9
30910143
80021
23304
0
81391O!
1
P
893CD''6M'@8K!93
#32
231 6025511393% 93201 81
31
0
81391'@!
?A60
83
12
9316616542
$
893CD'N6MH(8K!93
#32
231 32>P62
6 3260961
0168!M3
0
81391HO
8310096#3!
3833
68!M393CD2%13MH'8K!93121
4
3
3
1
6#15
20>[Db?!6812M02
61743
48021631%!6
2621
4
61 5
820>
KDb?
#20
>$?^62
0
893
6M
16
4
6
52
!
816310123140268
693
8
&''
1
2
0
1012314025
83&@6?693201
Q67203/1R:*<0*9203.*STR,3UV253.*STR,W:* 81
130
1
50193 4342_`P6M
+8X0YZ25V25+SW:*/0/Z*X*1W:*,2Z218V03:*1R+3ZY03 `@
83
6025#
P
8K'22
5%5
>'?I
7#35319349
74346 >@?68!M339381
311623
0867439381
3!939#2013
7434681 8
83&a
82O?!93
62
8319381
25
0
8
6M
1646
52
!
81631
123140268
693
81
20101012314025
83
>H?[061216316269336F01 0&@
01231402531
01661216
93201 6?693201
81
3160250193
81
316025316269331393%
6?
7#3501
9
81
31
2
1`@!
64
#350180081
9
81
31
139
>P?\93201
81
316025013
?
7
1
21`P
8
236
8321033831
43#P
83
5#P
8K'22
5%5
8]H
[9O$%O
[9 "\]^_OQQ`
V5N$
0123456789
7789
9
87 597975
797896448
96B
7679569867#$$85"M
76
!8"
N9775
8B697679569
867#$O85"MN"P8979
#$%
2Q597
J97
&'()*+),-+./)012)3'451-6/)78'19,(:;<+=6->
2$5
?->:7@()1-6-4;?+.()4':.6=+.
5B96775
7679569"
0$2A776
74
5B967 75
76795695797C 0O2345678947764754
94899795!798979C 7679 569 7RJ97S7
65B96!!!78677D
7J7895!7!76478C
AEF
"
G
HIJ
96447"
E$"""9
877D
#$M
A 776
74
5B96775
7679569J
T0;++):1
9 78J
47K7959794867#L85"LJ P6R9499594 897
898!657779C 8789776R79"
A78578U8V75
767!998!D
AW"X4)Y=7JZ["""
- ./01
!"#$%&'()*++,
/"*122
0123456789
537898
03595
01234567489
745
745
01234567489
03595
03595
01234567489
745
- ./01
!"#$%&'()*++,
/"*123
0123456789
537898
03595
01234567489
745
- ./01
!"#$%&'()*++,
/"*123
0123456789
537898
03595
01234567489
745
745
01234567489
03595
.#+/0+
!"#$%&'()*+,,-
1!2.3/
0123456789
53788
Příloha č. 2:
Postup vytvoření simulací v programu RadioLab
-I-
1. Spusťte program RadioLab.
Řídící panel systému RadioLab
2. Začněte výběrem TV/R vysílače ČRA z databáze vysílacích stanic Stanoviště a
zjistěte viditelnost vysílače v jeho okolí.
3. Nastavte si parametry zobracení: Vzdálenost, Tx anténa, Přijímací anténa, Včetně
morfologie. Zadejte Výpočet a pro provedení výsledek Zobrazit Map server
- II -
4. Výsledek výpočtu viditelnosti zvoleného vysílače v mapovém serveru.
- III -
5. Odměřte vzdálenost nejvzdálenějšího místa, kde je zvolený vysílač opticky viděn.
Zadání samostatné práce:
Dle výše popsaného postupu 1-5 vykreslete viditelnost TV/R
vysílače nejbližšího k vašemu bydlišti.
- IV -
6. RadioLab umožňuje i vykreslení pokrytí území rádiovým signálem. K tomu slouží
modul Pokrytí.
7. Nastavení výpočtu pokrytí:
A) Vyberte si vysílač ze seznamu (viz. bod č.2),
B) nebo ho umístěte na libovolné místo v mapovém serveru,
C) zvolte výšku vysílací a přijímací antény,
D) nastavte velikost analyzované oblasti,
E) vysílací výkon,
F) kmitočet,
G) přesnost výpočtu (v první fázi jen náhledovou = rychlý výpočet),
H) křivky šíření (50/50),
I) metodu výpočtu (oficiální je ITU-R P.1546),
J) zadejte Výpočet,
K) a vykreslete výstup v Mapovém serveru.
-V-
B
A
C
D
E
F
G
H
I_
J_
K
8. Vykreslení pokrytí území dle předchozího zadání v mapovém serveru.
- VI -
Zadání samostatné práce:
Dle výše popsaného postupu 6-8 vykreslete signálové pokrytí
TV/R vysílače nejbližšího k vašemu bydlišti.
- VII -
Příloha č.3:
Práce s programem Radiomobile
-I-
Mapy mohou být převedeny do profilu terénu nebo cest. Dle požadavku se do těchto map
umísťují rádiové stanice specifické svým umístěním, úrovní vysílacího výkonu a citlivostí
antény, které jsou určeny pro pokrytí vybrané oblasti signálem.
Obr. 1: Panel nástrojů Radiomobile
V panelu nástrojů po kliknutí na přikaz File (Soubor) se dostaneme do nabídky, kde jsou
umístěny příkazy pro práci s mapou, obrázky, umístění a definici použitých jednotek v mapě.
Kliknutím na příkaz Options (Možnosti) je zpřístupněna nabídka pro získání a umístění dat
pro vykreslení mapy.
Obr.2: Menu File
Obr. 3: Menu Options
- II -
Výškové mapy
Stažení mapy
Mapy lze získat různými způsoby. Nejjednodušší cesta je stažení mapy prostřednictvím
samotného programu Radiomobile. Zde v nabídce Options/Internet si můžeme zvolit typ
mapy a zdroj pro stažení.
Tato procedura je popsána na následujícím obrázku. Můžeme vidět, že byl vybrán typ SRTM
a zdroj, který je zobrazen ve formě webového odkazu dole. Data byla stažena ze zdroje map
pro celý svět. Stažené soubory byly umístěny do podadresáře srtm1 adresáře Geodata.
Obr. 4: Stažení map ze zvoleného serveru a její umístění
Dále je zapotřebí v Options/Elevation data zvolit jaká a kam se mají data z database serveru
uložit.
- III -
Obr. 5: Umístění dat map
Definice vlastností mapy
Zde se nastavují parametry vykreslované mapy. Mezi ně patří rozlišení (zde 800x600), výška
a šířka mapy a také požadovaná nadmořská výška (elevation) zobrazené mapy.
Nejpodstatnější je uvedení typu a cesty umístění stažených dat pro mapy (elevation data
source). Pro usnadnění hledání žádané mapy výběr města (Select a city name) nebo po
kliknutí na světovou mapu (Word map) jsou zobrazeny všechny světadíly, ve kterých se
pohybujeme kurzorem. Tak se ukládají souřadnice zeměpisné šířky (Lattitude) a výšky
(Longitude) pro lokalizaci oblasti.
- IV -
Obr. 6: Nastavení parametrů mapy
Po kliknutí na vypsaní mapy (extract) s výše uvedenými hodnotami je zobrazená mapa
v šedém odstínu dole.
Obr. 7: Mapa oblasti pro pokrytí signálem
-V-
Sloučení obrázku
Tento proces provede překryv obrázku map odlišných zobrazení. Pro dosažení tohoto
výsledku je zapotřebí zvolit volbu Merge pictures v okně File/Properties map. Tak se
dostaneme do další nabídky, kde si opět zvolíme zdroj mapy a podle vlastní volby zvolíme
zobrazení mapu trasy(Roads) nebo terénu(Aerial photos). Následně v nabídce Operation
zvolíme volbu Multiply a postníkem Zoom vybereme výšku, ve které bude mapa zachycena.
Obr. 8: Výběr zdroje vykreslení sloučené mapy
Obr. 9: Sloučená mapa trasy v šedém odstínu
- VI -
Obr. 10: Sloučená mapa trasy a terénu v šedém odstínu
Obr 11: Sloučená mapa trasy a terénu
Jak si lze všimnout, tak na předchozích dvou mapách je v levém horním rohu zobrazena
legenda barev popisující výškové poměry na mapě. Její umístění, volby barev a lze upravit
prostřednictvím File/Properties Picture pokud je vybrán režim vykreslení Rainbow v nabídce
- VII -
Mode Draw. Tady lze také zvolit detailnější popis obrázku mapy, jako jsou barvy a tvar
terénu.
Obr. 12: Nastavení vlastností obrázku mapy
Obr. 13: Vlastnosti legendy nadmořské výšky mapy
- VIII -
Vytvoření stanic
Vytvoření stanic, které budou součástí určité sítě, se provede pomocí záložky Unit properties
v menu File.
Obr. 14: Vlastnosti jednotlivých stanic
U jednotlivých stanic si volíme souřadnice, na kterých se má daná stanice nalézat. Zapíšeme i
jaké má být vyvýšení. Před potvrzením můžeme ještě měnit vizuální vzhled ikonky dané
jednotky.
Obr. 15: Nastavení souřadnic stanice
- IX -
Stanice se nám poté zobrazí na mapě.
Obr. 16: Mapa s umístěnými stanicemi
Vytvoření sítě
Vlastnosti sítě a její nastavení nám umožní odkaz v menu File-Network properties. Zobrazí se
okno, ve kterém lze vložit parametry sítí. Zde si můžeme vybrat, jak se daná síť bude
jmenovat, jaká bude minimální a maximální frekvence, jestli bude polarizace vertikální nebo
horizontální nebo např. jaké je klima v místech, kde se má daná síť provozovat.
-X-
Obr. 17: Parametry sítě
V části topologie nás zajímá, jestli bude daná síť vidět a k čemu se bude užívat.
Obr. 18: Topologie sítě
- XI -
Pro vložení jednotek, které mají být součástí sítě, přepneme na odkaz Membership. Vysílací
stanici (Base) nastavíme jako Command. Přijímací stanici (Mobile) pak jako Subordinate.
V této části lze nastavit i anténu. A to azimut a úhel navýšení.
Obr. 19: Prvky sítě
Pokud v naší síti bude více druhů systémů, přepneme do záložky Systems a tam si dané
systémy nastavíme. Poslední možností u vlastností sítí je, jak budou vykreslovány plochy
pokryté signálem. Ke každé barvě nastavujeme relativní velikost v dB.
Obr. 20: Styl, jakým se bude zobrazovat signál při pokrytí
- XII -
Zobrazení pokrytí
Pokrytí provedeme pomocí menu-Tools-Radio coverage, kde si zvolíme například volbu
Single polar. Po zadání vysílací stanice, přijímací stanice a sítě, máme několik možností, jak
dané pokrytí vykreslit. To znázorňuje následující obrázek.
Obr. 21: Nastavení parametrů pokrytí signálu
- XIII -
Pokud budeme chtít zvolit jiný druh antény než Yagiho, odškrtneme Use network antena
setting Poté si můžeme zvolit druh antény a určit jaký bude mít azimut a úhel navýšení. Jaký
bude mít tvar zobrazená oblast pokrytí, se podíváme přes View pattern.
Obr. 22: Vykreslení druhu antény
Tlačítko Color slouží k nastavení úrovně pokrytí signálu
Obr. 23: Nastavení barev pokrytí pro různé úrovně signálu
Po vykreslení pokrytí signálem vypadá mapa například takto:
- XIV -
Obr. 24: Výsledné pokrytí signálem
Terén
Pro vykreslení terénu mezi vysílačem a přijímačem slouží ikonka s označením Radio Link. Po
kliknutí na tuto ikonku se zobrazí následující okno.
- XV -
Obr. 25: Profil terénu mezi vysílačem a přijímačem
Z něj pak můžeme vyvodit závěry, zda je vysílač popřípadě přijímač dobře umístěn. Jestli
nemají mezi sebou překážky. Lze odečíst i parametry jednotlivých stanic.
- XVI -

PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO

Transkript

Podobné dokumenty

FIN 2-12 12/2011

MDM-report-Czech Rep-CZ-01-09-2014.indd

MUDr. Taras Ardan, Ph.D. - Akademie věd České republiky

Rozbor možností zavedení zemského dig. TV vysílání v ČR

Multimediální technika pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO

openMagazin 4/2009

AS 2-2006 - Novinky

srovnávací katalog

PROTOKOL

Základy algoritmizace

GSE 2010-II komponenty

Navržení optimální frekvence vysílacího pásma

spacE tEchnology - Czech Space Office

ěEZAýKY - PAPCEL a.s.

Grafika, fotografie a Windows MovieMaker

Mikrovlnné systémy MINI-LINK

Technický plán přechodu zemského analogového televizního

Zobrazit celý článek - Trendy ve vzdělávání