37MK – Mobilní komunikace
Petr Macháček
Standard DVB-H Standard DVB-H byl vytvořen pro mobilní příjem televizního signálu. Pro tento příjem musíme mít jiné specifikace než pro terestriální (pozemní) příjem. Většina přijímačů bude mobilních, proto jejich display budou menší a pozorovací vzdálenost bude také menší než klasických televizních přijímačů. Takže můžeme se spokojit s menší velikostí (formátem) přenášeného obrazu. Pro přenos může být zvolen menší obrazový formát například: 360x288 obrazových bodů. Zatímco DVB-T přenáší obraz ve formátu MPEG-2 s velikostí 720x576 obrazových bodů. K další redukci bitového toku dochází použitím jiného kompresního obrazového a zvukového kodeku. Pro DVB-H je použit kompresní algoritmus typu H.264/AVC a VC-9 v oblasti videa a HE AAC v oblasti audia. Z toho vyplívá, že pro přenos jednoho televizního kanálu budeme potřebovat cca. 0,2- 0,5 Mbit/s. Modulace byla zvolená stejná jako u DVB-T (OFDM) s rozdílem, že se používá mód 4k, který je určitým kompromisem mezi módem 2k a 8k. Tyto jednotlivé nosné jsou modulovány s modulací QPSK nebo 16QAM.
Kde je rychlost přijímače, frf je nosný kmitočet přenášeného signálu a C je rychlost světla (3x108 m/s). φ je úhel mezi přicházejícím signálem a směrem pohybu přijímače.
1
37MK – Mobilní komunikace
Petr Macháček
Obrázek 1 – Ukázka závislosti Dopplerovy frekvence na C/N
Mód 8k má nevýhodu, že maximální rychlost přijímací stanice je omezen na cca. 150km/m (pro 21. Televizní kanál) a mód 2k má větší chybovost (viz. Následující graf).
Tato modulace má východu, že dokáže do jisté míry vícecestné šíření a můžeme na jednom kmitočtu provozovat více vysílačů, aniž by se vzájemně ovlivňovaly.
2
37MK – Mobilní komunikace
Petr Macháček
Obrázek 2 – Ochranný interval v systému OFDM
Další požadavky na systém DVB-H jsou konvergence s mobilní telekomunikační sítí 2,5G a 3G a maximální možná kompatibilita se stávajícím systémem a přenosovými sítěmi DVB-T.
Obrázek 3 – Prokládání v systému DVB-H
Na obrázku je vidět rozdíl v módech při použití systému DVB-H.
Jako protichybové
zabezpečení ve spojové vrstvě se používá časové segmentování (time-slicing) a protichybové zabezpečení MPE-FEC, ve fyzické vrstvě pak 4K-mód, hloubkové vnitřní prokládání (indepth interleaving) a signalizace DVB-H v TPS (Transmission Parameter Signalling).
3
37MK – Mobilní komunikace
Petr Macháček
Obrázek 4 – Protichybové zabezpečení
Obrázek 5 – Blokové schéma DVB-H
Na obrázku je znázorněná úprava z DVB-T na DVB-H. Oranžové bloky jsou přidány do schématu DVB-T. Protichybové zabezpečení umožní stejný příjem signálu jako při použití DVB-T s diverzitním přijímačem.
Spotřeba přijímače DVB-H Jeden z největších problémů jakéhokoliv mobilního systému je, že používá různé typy baterií a jejich výdrž je omezená.
4
37MK – Mobilní komunikace
Petr Macháček
Obrázek 6 – Spotřeba DVB-T a požadovaná spotřeba pro mobilní příjem
Při klasickém televizním příjmu by musela být napájena přijímací část, část na zpracování signálu a zobrazovací část. Je jasné, že zobrazovací část musí být napájena neustále, ale ostatní část lze vhodným návrhem nemusí být neustále napájena. Proto systém DVB-T využívá tzv. časové segmentování.
Obrázek 7 – Princip úspory příkonu
Tento princip je založen na tom, že signál jednoho televizního programu je vysílán jen určitý čas, pak není nic vysíláno a za nějakou dobu se vysílá další část televizního programu. V době, kdy není přijímaný žádný signál, tak nejsou napájeny vstupní obvody (zesilovače, zpracování atd.) a obraz je přehráván z paměti přijímače.
5
37MK – Mobilní komunikace
Petr Macháček
Je patrné, že při tomto přijímání by celé pásmo nebylo plně využité, proto v části, kdy se nevysílá, jsou časově rozděleny další televizní programy. Jedna část jednoho televizního programu se nazývá Burst.
Obrázek 8 - Časové segmentování DVB-H
Druhou velkou výhodou vysílání časově segmentovaných dat je možnost provádět spojitý handover. V době, kdy nejsou přijímána data vybrané služby, může přijímač vyhledávat vysílače v sousedních buňkách, které nabízejí stejnou službu. Při přemístění přijímače do sousední buňky je přijímač snadno přeladěn a pokračuje v nepřerušeném příjmu vybrané služby beze ztráty dat. Pomocí časového segmentování máme úsporu energie až 90%. Další možnost jak snížit spotřebu spočívá v návrhu a výrobě všech součástek s menší spotřebou součástek a zobrazovacích displejů.
6
37MK – Mobilní komunikace
Petr Macháček
Obrázek 9 – úspora energie Doba trvání jednoho burstu se pohybuje v rozsahu stovek milisekund, doba mezi bursty téže služby okolo několika sekund. Na poměru obou časových intervalů, tedy i na dobách trvání aktivního a úsporného režimu přijímače, závisí také úspora příkonu. Je velmi těžké získat nějaké změřené grafy nebo reálné informace o úspoře energie systému DVB-H. Proto zde uvádím jenom tyto grafy a obrázky.
Bibliografie -http://www.dvb-h.org/PDF/01566629_DVB-H.pdf, 24.4.2007 -http://www.digitalnitelevize.cz/magazin/obecne/dvb-h/televize-v-kapse.html?retezec=dvb-h, 2.5.2007 -http://www.stech.cz/articles_print.asp?idk=97&ida=615, 5.5.2007 -http://www.rohde-schwarz.cz/www/cz_files.nsf/file/Teleinformatika2006_DVBH.pdf/$file/Teleinformatika2006_DVB-H.pdf, 20.5.5007 -podklady pro přednášku ing. Dušana Lišky z předmětu Mobilní komunikace, 14.5.2007
7
