Влизане в стъпка (настройване на SFN)

За да се осъществи такова излъчване, трябва да бъдат изпълнени няколко условия:

предавателите трябва да получават един и същ синхронизиращ (референтен) сигнал;
сигналът, пристигащ към предавателите в SFN зоната, трябва да бъде абсолютно идентичен по структура и предавана информация, с други думи, да има един източник;
предавателите трябва да осигурят необходимото забавяне на сигнала, за да се гарантира, че сигналът, доставен до предаватели на различни производители с различно време за обработка на сигнала, може да бъде изведен от тези предаватели едновременно.

Нека се опитаме заедно да разберем как трябва да работи.

Референтният сигнал за синхронизация в мрежа с една честота е сигнал от сателити GPS или Glonass, който се предава веднъж в секунда, 1 pps (импулс в секунда). GPS/GLONASS сигналът се приема от централната станция и всички предаватели в една честотна зона.

Помислете какво трябва да се случи отстрани на централната част.

Съгласно стандарта ETSI TS 102 733, SFN адаптерът вмъква пакет T2_timestamp с идентификационен номер 20 в потока T2-MI (фиг. 1). От таблица No 4 на този стандарт в зависимост от честотната лента се попълва полето bw, по което в последствие се избира множителя за полето субсекунди. Съгласно честотната лента от 8 MHz е избран коефициент Tsub = 1/64 µs. Полето seconds_since_2000 се попълва с броя секунди от 2000-01-01 00:00:00 UTC и се увеличава с всеки втори импулс от 1 pps (това е абсолютното време, през което работят всички предаватели на SFN зона). Взети заедно, полетата second_since_2000 и subseconds определят DVB-T2 времевата маркировка и времето за изход на DVB-T2 сигнала от предавателя, което се изчислява по следния начин: seconds_since_2000 + subseconds x Tsub.

Но ако полетоseconds_since_2000 е настроен на 0, използва се само относителният брояч, полето за субсекунди и времето за извеждане на DVB-T2 сигнала от предавателя, което се изчислява по следния начин: субсекунди x Tsub. Всички T2 кадри в суперкадър имат една и съща стойност на клеймото за време. Етикетите за следващия суперкадър трябва да се увеличават с продължителността на суперкадъра.

Нека разгледаме по-подробно какво трябва да се случи от страната на предавателите (фиг. 2).

В случай на използване на seconds_since_2000, предавателят изпраща сигнал в ефира в абсолютно време. Ако се предават само субсекунди, тогава се използва сигнал от 1 pps за изчисляване на времето за предаване. И така, след като получи сигнал от 1 pps, предавателят изчислява времето за доставка на потока от централната станция. За да могат всички предаватели да започнат да излъчват синхронно, в пакета се предава максималното закъснение, зададено от оператора. Това забавяне се състои от времето за доставяне на потока до предавателя и общото време за обработка в самия предавател Total Delay от входа към предавателя до изхода от антената (фиг. 2). Предаването на всеки PLP трябва да бъде забавено с период, равен на разликата между присъщите закъснения и максимума. Общото забавяне на сигнала в предавателя, Total Delay, се състои от времето за обработка на сигнала в предавателя, Processing Delay, и динамичното време на забавяне, изчислено от предавателя, Dynamic Delay. Динамичното забавяне е необходимо, за да се осигури едновременно предаване на сигнала по въздуха. Началото на времето за предаване се счита за времето, което попада в рамките на 50% от енергията от първата част "C" на преамбюла на символа P1, първия T2 кадър на съответния суперкадър. Именно спазването на всички закъснения на всички предаватели гарантира правилното функциониране на SFN. В този случай предавателите започват да предават един и същ мегакадър едновременно (фиг. 2).

времеобработката на сигнала в предавателя, наречена забавяне на обработката, може да се различава значително за различните производители на предавател (фиг. 2). За сравнение, ако стойността на защитния интервал в едночестотна зона се измерва в десетки и стотици микросекунди (10-6 s), тогава разликата във времето за обработка в предаватели от различни производители може да се различава с десетки и стотици милисекунди (10-3 s). Следователно, предавателят трябва да осигури необходимото динамично забавяне за нормалната работа на SFN мрежата, така че сигналите от различни предаватели да попадат в защитния интервал. Ако предаватели от един и същи производител са инсталирани в едночестотна зона, тогава по правило няма проблеми със синхронизацията. Но ако в мрежата има предаватели от различни производители, тогава предавателите трябва да могат да забавят сигнала за периоди от време, достатъчни да компенсират разликата във времето за обработка на сигнала в предаватели от други производители.

Времето за обработка на сигнала в предавателя Processing Delay е известно на производителите и се използва в процеса на изчисляване на динамичното забавяне от предавателя. Възможната стойност на Dynamic Delay се определя от капацитета на буфера на предавателя и трябва да е достатъчна, за да осигури необходимата стойност на Total Delay (фиг. 2). Ако динамичното забавяне е изчислено правилно на всички предаватели на една честотна мрежа, тогава сигналът излиза от всички предаватели синхронно, което трябва да осигури нормалната работа на една честотна зона.

Но има и друг проблем. Когато получават сигнал от различни предаватели в техните припокриващи се зони, телевизионните приемници трябва постоянно да приемат сигнали от различни предаватели, включително тези, които се различават по ниво под 16–20 dB. В едночестотна мрежа се използват предаватели с различна мощност. В резултат на това разстоянията, например, от предавател 5kW и 100W предавател до точка с еднаква сила на сигнала ще бъдат различни. Тъй като скоростта на разпространение на вълната е ограничена (закъснението във времето на разпространение е една микросекунда приблизително на всеки 300 m), сигналите от предаватели с различна мощност ще отнемат различно време, за да достигнат точка с еднакво ниво на сигнала. Следователно е необходимо да можете да забавите сигнала в предавателя, така че в най-„важната“ приемна точка сигналите от различни предаватели да пристигат едновременно. За да направите това, постоянно или статично статично забавяне се задава ръчно на всеки предавател (фиг. 2). Това забавяне трябва също да бъде осигурено от капацитета на буфера на предавателя. Желателно е да можете да задавате както положително, така и отрицателно статично забавяне. Това прави възможно смесването на предаватели в една честотна зона на един предавател, като го настройва както да забавя, така и да напредва спрямо други предаватели. Отрицателно забавяне е възможно, защото просто се формира чрез намаляване на динамичното забавяне Dynamic Delay (фиг. 2).

Rohde & Schwarz разполага с набор от инструменти, които позволяват фина настройка на SFN мрежата. Например, инструменти като ETL, ETC и DVMS могат да показват получения сигнал от въздуха под формата на отговори от няколко предавателя, показвайки разликата във времето на пристигане на сигнала в точката на измерване. Снимка 1 показва пример за такъв дисплей от ETL устройството. Използвайки този тип измерване, е възможно да се определи какво статично забавяне трябва да се въведе в предавателя, така че сигналите да пристигнат в определена „важна“ точка по едно и също време.

Ясно е, че докато се отдалечавате от тази точка, сигналите ще пристигат по различно време (тръгване на всеки 300 м, приблизително 1μs), основното е те да не надхвърлят защитния интервал. Горните инструменти показват границите на защитния интервал и ви позволяват визуално да определите дали всички получени предаватели попадат в защитния интервал. ETL инструмент, използващ опция K341, може да покаже отклонението на централната честота на различни предаватели в SFN зона спрямо предавателя с най-висока сила на сигнала. Стандартът изисква отклонение от не повече от 1 Hz за всички предаватели в дадена област.

Както беше показано по-рано, различните времена на пристигане на сигнала зависят от разстоянието на предавателя от приемащата точка, както и от времето за обработка и различните закъснения. При предавателите, произведени от Rohde & Shwarz, закъсненията на основния сигнал могат да се контролират директно от самия предавател (вижте снимка 2).

Има и друг проблем. Дори при правилните мрежови настройки може да се окаже, че някои приемащи устройства (както телевизори, така и декодери) може да не приемат сигнала правилно, като се вземат предвид смущаващи фактори, като влиянието на съседен канал, получаване на няколко сигнала едновременно с близки нива и т.н. Но не винаги този дефект може да бъде открит в зоната на излъчване, тъй като приемането на сигнала зависи от много фактори. За тестване, разработване и сертифициране на приемащо оборудване Rohde & Shwarz произвежда цяла линия тестови генератори, като BTC, SFE, SFC. Тези генератори могат да генерират RF сигнал с различни стандарти за телевизионно излъчване, да наслагват различни шумове върху него, а устройство като BTC може също да генерира смущаващи сигнали в съседни канали, в лента до 80 MHz.

Качеството на обслужване на населението от цифровата телевизия зависи от правилните настройки на мрежата и качеството на приемниците.излъчване и изпълнение на държавната програма.