DVB-T

A HamWiki wikiből

DVB-T a Digital Video Broadcasting - Terrestrial (Digitális videó sugárzás - földfelszíni) rövidítése.


A DVB története

A DVB 1993-ban létrejött páneurópai platform, amelynek feladata, hogy korszerűsítse a TV műsorszórást, foglalkozzon a szabványosítási kérdésekkel és kidolgozza a bevezetés és a digitális átállás fázisait. A DVB mindhárom platformra kidolgozta a digitális szabvány, amit a DVB utáni karakter jelez. DVB-C kábeles hálózatokra, DVB-S műholdas műsorsugárzásra, a DVB-T pedig a földi sugárzás megnevezésére használatos. A DVB-T ETSI szabvánnyá vált. A csatornakódolással és sugárzással kapcsolatos részeket EN 300 744 kódszámmal fémjelezik.

Technikai részletek - adó

A sugárzás a korszerű digitális megoldásokat alkalmazza. Többvivős, ún. COFDM ( Coded Orthoghonal Frequency Division Multiplexing ) megoldást alkalmaz 2k illetve 8k üzemmódokban, amelyek 1705 illetve 6817 vivőt jelentenek a 8 MHz-es sávban. A vivők egyenként moduláltak QPSK, 16QAM illetve 64QAM modulációval, beállítástól függően. A modulációk konstellációjának egy adott állapotát (szimbólumát) egy szibólumidő alatt adják le, amit jelöljünk Tu-val. Az ortogonalitás biztosítása érdekében a vivőket egymástól fu = 1/Tu távolságra kell elhelyezni, ami 8k üzemmódban 1 kHz-et 2k üzemmódban pedig 4 kHz-et jelent. Fontos megjegyezni, hogy a két üzemmódban a szimbólumsebesség ugyanaz, mivel 2k-ban 224 us 8k-ban 896 us a szimbólumidő. A adatátviteli sebességbeli különbségek a következő beállítható paraméterektől függenek: vivőmoduláció (QPSK, 16QAM, 64QAM), védelmi idő (1/4, 1/8, 1/16, 1/32), hibajavító kódarány (FEC = 1/2,2/3,3/4, 5/6, 7/8). A különböző paraméterek variációjával 5-31 Mbit/s közötti adatsebességek érhetők el egy 8 MHz-es TV csatornában.

800px-Dvbt tx scheme.svg.png

1. ábra: Egy DVB-T adó elvi rajza

Vivőmoduláció

A vivőket egyenként moduláljuk QPSK, 16QAM illetve 64QAM-ben. Az adatátviteli sebesség tehát a magasabb fokú modulációkkal növelhető, mivel QPSK-ban 2 bit, 16QAM-ben 4 bit 64QAM-ben pedig 6 bit vihető át egyetlen szimbólumidő alatt. A magasabb fokszámú modulációk választásának hátránya, hogy a hibajavító kódolás által még hatékonyan javítható átvitelhez nagyobb jel/zaj arány szükséges. A jel/zaj arány ebben az esetben vivőjel/zaj arányt jelent, amelyet a szakirodalomban C/N (Carrier over Noise) vagy CNR (Carrier to Noise Ratio) megnevezéssel használnak.

Az alábbiakban található a különböző modulációs fok, hibavédelmi kódarány és védelmi időintervallum beállítások mellett elérhető adatátviteli sebességek Mbit/s-ban:

Moduláció Kódarány Védelmi idő
1/4 1/8 1/16 1/32
QPSK 1/2 4.976 5.529 5.855 6.032
2/3 6.635 7.373 7.806 8.043
3/4 7.465 8.294 8.782 9.048
5/6 8.294 9.216 9.758 10.053
7/8 8.709 9.676 10.246 10.556
16QAM 1/2 9.953 11.059 11.709 12.064
2/3 13.271 14.745 15.612 16.086
3/4 14.929 16.588 17.564 18.096
5/6 16.588 18.431 19.516 20.107
7/8 17.418 19.353 20.491 21.112
64QAM 1/2 14.929 16.588 17.564 18.096
2/3 19.906 22.118 23.419 24.128
3/4 22.394 24.882 26.346 27.144
5/6 24.882 27.647 29.273 30.160
7/8 26.126 29.029 30.737 31.668

Védelmi idő

A védelmi idő (GI = Guard Interval) arra szolgál, hogy a vevőbe több irányból időkéséssel beérkező visszavert jelek közötti interferencia kiküszöbölhető legyen. Az ezen időn belüli késéssel érkező jelek szuperponálódnak és hibamentesek maradnak. A védelmi időn túl érkező jelek jelentősen rontják a vételi minőséget.

A védelmi idő a hasznos szimbólumidő arányaként van kifejezve. A DVB-T szabványban az 1/4, 1/8, 1/16 és 1/32 arányok vannak megengedve. Tehát a teljes szimbólumidő az a Ts = GI + Tu.

Az üzemmódok és a hozzá tartozó védelmi idők alapján elmondható, hogy a 8k üzemmód jobban védett a reflexiók ellen, tehát nagyobb területek lefedésére jobban alkalmas mint a rövidebb védelmi időkkel rendelkező 2k üzemmód. A 8k hátránya azonban, hogy a kisebb vivőtávolságok miatt a mobil üzemben jelentkező Doppler-hatásra érzékenyebb mint a 2k.

Belső hibajavító kódolás (FEC)

A belső hibajavító kódolásban egy konvolúciós kódolást alkalmaznak, hogy a vevő képes legyen kijavítani a beérkezett hibákat. A lehetséges kódarányok 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8, ami azt jelenti, hogy pl. 1/2 esetén 1 a hasznos blokkszám 2 pedig a teljes blokkszám, tehát az 1/2 kódarányú FEC (Forward Error Correction) a legerősebb.

Külső hibajavító kódolás

A külső hibajavító kódolásként egy Reed-Solomon kódolást alkalmaznak RS(204,188) paraméterrel, azaz egy 204 bájtos csomagban 188 bájt hasznos adat és 204-188=16 bájt a blokkra vonatkozó RS kód. Ezáltal egy 188 bájtos csomagban 8 bájt kijavíthatóvá válik.

Forráskódolás és multiplexálás

A video és hang forráskódolása valamint a multiplexálás az MPEG-2 szabványt követi. A tömörített video, tömörített hang valamint adatfolyamok egy programfolyamba (PS = Program Stram) fűződnek össze. Egy vagy több programfolyam összefűzhető egy nagy MPEG-2 szállítási folyamba (MPEG-2 TS = MPEG-2 Transport Stream), amely lesugárzásra kerül, majd vételi oldalon a vevő (STB = Set Top Box - ha külön doboz alakú kivitelben készül) kibontja és az aktuálisan kiválaszott programot (PS) dekódolja, ami megjeleníthető a képernyőn.



folyt. köv. -----