PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

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



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 PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

-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. PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

-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 PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

-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 Šířka pásma: 8 MHz

Frekvence: 682 MHz Šířka pásma: 8 MHz Obr. 2.6: Multifrekvenční síť vysílačů (MFN) [8]


-9-


Frekvence: 682 MHz Šířka pásma: 8 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) PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

-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 PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

-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 PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

-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 PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

-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 PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

-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. PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

-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 PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

-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: . [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: . [11] DigiZone.cz [online]. 2008 [cit. 2010-02-18]. Digitální vysílací sítě (multiplexy) v České republice. Dostupné z WWW: .


-43-


[12] ŘÍČNÝ, Václav. [online]. 2008 [cit. 2010-03-27]. Single Frequency Networks (SFN) in Digital

Terrestrial

Broadcasting.

Dostupné

z

WWW:

. [13] ŘÍČNÝ, Václav. Elektrorevue.cz [online]. 2007 [cit. 2010-03-27]. Jednofrekvenční sítě digitálních

vysílačů

.

Dostupné

z

WWW:

. [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: . [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: . [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:

. [19] Encyklopedie

Wikipedia

-

DVB-T,

Basics

of

DVB-T

URL:

//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>MM 4LQAeLbMM . /012 3 04560789: /24;8<4 3 =>? ;`cD0 J E4;4>^RSD<:67 5^GEH 4 /2?@047>AB?CD4 3 02E46F01FG04H 6F65 6a[[2 3 ;685 <@/5 5 2;4:8 560F8FG45III02 E1FG/4;6/ J8F8FG@04K G4E8056247 2E@ 64;XG40@3QD L@044 3 02E46F01FG04560F8FGMD; I8<4H

IJN8FG<: <6/KDL @3 J O@04PM0<E4; 8=>> M< ;4<:6J85F82X4/5IE4;@2X/ 6/H 4 /2Q24G424@04D; I8@047?BRC 0 55665@3ID? \;a2 3 ;685<@/5DA \ @047QB>SSACT ; aaa2 3 ;685<@/5D> \; a[2 3 ;685 <@/5> \;[2 3 ;685 <@/5D58/2I@ ;I 4;W;9E4;6/2: FGW 45654@/2; => ; ;1NF >5 9E4;82 EXD 3&+""#U+ M2 3 ;685 <:6J857 5 :8 82 FG6F0WM 8 G 4/ 6 Y @ 3 4 G 3

< K / 4 < : 8 J 5 D M 5/015 6Y62@3852 3 ;685;W/83@852 3 ;68 fM/2 E 85<:6J85F85:8 85T ;W/83@8; /2 E Z[\H]D0 W<E4<: 4//6YH @3E@ 64;150@3 5J ;W^8;@4 6Y62@3854H ><E4 5/0X34Y4;X2 3 ;68;W/83@82 3 ;6H

378/FGX5D 8<:6J85745665@38F6236;4/26bR> \5 ;a aaa2 3 ;685 <@/5b? \5 ; M 5/015 34Y4;15 2 3 ;685 ;W/83@85 2 H a [ [2 3 ;685 <@/5<:6<4J 104g6@3H 3 ;68;W/83@8D0 W<E4<: 4//6Y@3E@ 64H 8 50 3 5/65< F8A?h0< ;X<:6J85F8 ;15 0@3 5 J ;W^8;@34Y4;@54 3F 2XID /J 85 7@/2 7I<4237 15 <4/2E85 <@/H 5 5L_`H[C\MD <E4 5/0X 6Y62@382 3 ;68;W/83@82 3 ;68 <:6J85745665@38F6236;4/26bAA \5 <:6H FME@ 64;15 0@3 5 7@/2E@ 64;XG4/< 02E;W5 H <4J 104g6@385 0 3 5 /65< F8A?h @@/3 J8F85;a2 3 ;685 <@/5QD?bRR`c<E4E@H

64;10@347 1d>;W5 10 5H i/2 E 8<:6J85F8:8 8<E4 5/0XH /0X534Y4;X5;W/83@8E4/G 5 E@ 64H 34Y4;X 4 6Y62@382 3 ;68;W/83@8/ <4;^J ;1FG0562472K4 QD?b?RD?`cD<E4E@ 64;1 62 3 ;68<:6J857<:6<4J 10 0 34;X5/WH 0@347 1d;W5 10 5/0X5H /2X5MJ6NjJ8F85/<43 71<:8J 5 2 3 ;68G4 34Y4;X5;W/83@8E4/G 5 E@ 64;1FG056H ;W/83@8D 2472K?bRR`cD YM;W/837 5 ;W/83F8E@ 64;X:8 8E7 X<E4N8H ; aaa2 3 ;685 <@/5>AQb`c<E4 : 8 5/0XG434Y4;XG42 3 ;68G4;W/83@8 E@ 64;1 0@347 1 d ;W5 1 L @3 J O34Y4;1;W/837PM 4 5/0XG4 6H 0 5/0X534Y4;X5;W/83@8E4/G 5 Y62@38G42 3 ;68G4;W/83@8L @3 J O 6Y62@38 E@ 64;1FG0562472K4 L>AQeLbRMM 4 ;W/837PMD L>AQeLb?MM;`cD0 J E4;4R^>D GM5I:6F85 4 5 58/24D0 J 5I: 62 62 ; a[[2 3 ;685 <@/5QAbR`c 3 02E45Y 26F0XG4<43 <:8< X 3N8<E5 H <E4E@ 64;10@347 1;W5 1 2EW2 3 ;68FG/6Y@3K/J 026;IG4 4F 0 5/0X534Y4;X56 6Y62@385;WH 0;3622 3 ;68G4/6Y@3k5I:6F84 J E7 H /83@8 E4/G 5 E@ 64;1FG 0562472K 4 5I<6/156/4: 6F 56;/4/2;IC;I24;XG4 >M=4 /2 @047QB?CD4E4G3/4;1FG2 3 ;68FG<4<32F8FG45III02 E1FG@04K M=4 /2 ><8/5;M@047>B>CD4<E4;44;@8E4G3/4;XG42 3 ;68G4;W/83@845II 3N8FG@04KD;

I8<4 IJN8FG<: <6/K

M 47)L

% 7)72 . 4_`a3GKK

4 ) )GGb

012314567892 11 1 9248# %35054 92 )7)3&*2 4)23( 231!4 92 92"135$23 2% &'( 17231FL)")3&2&"1 *137*( ! 251 4)))3 12$273'1 24242 2 4&"1 2131 *231F$K)G4 424) 21 )$ F# 5&"562 )2 2&"1 5 41 541174 2( )0 14567892212 ))42"1 ) 48 21 H 2I 1*2 45 41 54120 3505( *) 48 )742 131'1 +&"56) ( 4 23141 8 )4 KK-KK4 2'I91 72( 48 ),$&"56 "5') 1 1%2 ) )42 1 25 41 2)6%1)02 2 220511'8 )( 174 )31'1 +&"56"4 2',)72)-5 4)%)2 24.4 7)%11513) 6"5.2%1 2&"56) 48 & G2*2 145 41 54 1174'150 ) .$ )&"56"4 2'5$ 8'2131 3)4)%5M1789241172 57) ( ') 48 )742 172 4) 4)3) 3/$2( 7 491 2I 1'5690 22!'1I 21N !1 "5( 067"12 4 923 24 )&4 )&"1 8&"5( ') 8"9)23)' 5 0 2) 8 I131'1 6"4 2'1 )2 769&"56) 48 $3) 8 + 8 !650 ,24O 8 !650 2*( 3/12$ )5 41 541174 2)0 1456789221$ 2 14'23 4169 567*5 ) )14 ) . 2( 3) 23/1234 22) *69 )I1M178 1%57))9 ) 5 69 15 23 &722 35 2) *69) )202*69 1%23505( 567869:7;8<8=7>?@;A687:B=CD?E?<8 4 69) .4H"5*2 41)0'1214 22( FG 8 5678 !1 4 H27 4I14115 12( F '1 )7)3&'5!4& *69923 245 41 541174 2( P87?Q;R7;6?S86T:67869:7U6;V98@T )0 145678922131'1 +5 41 54),50 1( E?=>U7C@ R:A6W<8@ 98@R=CD?;6;
%7"57!"1 1174 2)0 14567*69 '24)( 17 )742 )\],^72 17 )742 )\] 01 8 2LK[ 4$LK[ ) 20541 *50 %*42%)01 1423&*2 4$ ) 2LK[ 4$K[ ) 2 !650 $ 6"'1 )1 2"5')6) 48 $ 1269 ) 82& 2*2 14 !1 ) )2028( 372 17 )742 1 )69) )741 545741 8 924115 9250 .2%1 89235054 41( 4&"'61) ) 61) 0131'1 +72( 15 50 1'2Z #c)" 1 3 4#K3GKKd%4$24) 21 012314567*69 11 1 6948.)44 69)2*693&) *69 )

I144))369'1'56920 4

B5676$$H

B5#6#27!CDEF$GGH

012345677892 5 952 925767622 842 742792784267622

7 7 2 !95242"75"2 #67

$!9522"75"2 8#67

%& '()*+,-),.*/(.01.)(.21)3.,42(50 6*783)95 -1:.;<(5 2(5-79=*+1:1);<.0=* )(<(/12.0=*/3-0<;.0/>6*?)(5 @9277 952 "7"3 96 56 5 61 7 742"72 77 A78427 #842"742 742 72

I#6&

R" 2#

[08 2"2 1!U\]^54/

[ 4#4_

012345267839 8992 9 425 5 *+,-'.1 5 8 949 ! 9 +/#0 9 8 ! 4 9! 4 " 24 ! 1*/2123$5) 9$" 588 8 099!9 839 56 8 # ! 7884 " 460"5$ )456

4 9 5 1389 95 3488 38 9 79 5899 $12 92! 8%2 9 &'(2 92! 8%2 79839 8 * 947" )$ 8 8 4$ 61788 &'80 09 59 $)5! 4 8 9 $

%

9 2 5 9

! 88 85$ )#5, 916 5"5 4 92$44 " 8 9954

8568" 89$! 8 9 79$9" 4! 63 5525$ 84 $5$9 %1

) 6 5!9 79 88

9+ ) 6"5Q982 6 92 9 954 8568" 89256 "5 :;<=>?@=AB>CDE;AFG@HA Q9856"$39 5 9 9U IJK=LM@H G@HICNO>;@M@?JG=AO>?EIAML=A *#1P2 6 8Q989 58 "2$)5! 90 4 9 4 650 498

4 9 $ 5 8 $ 8Q 9

8 WX?>G@=NB>CDE;A>YE?<;@M !9 ) 8R92 90426,1 90 48 Q9 80 I J K =L M @ H G@HICNO>;@M@?JG=AO>?EIAML=A 41*$"99 S"5Q98T1U $ 9 8! 065 92 6 4 " *41V"5Q9892 6 92 9954 9*#91Z6 2 9954 8568" 89 5"$8 9$

8 568" 8 2$4 "9$ 9058956 4509R9 2 90426 34!9956"8 8!1$9 ! 0 6 5 9 9 4508$9Q$1R92 1 4 "92 5 9954 856 4 42Q3$$ 5 5889$ 8 59 8" 84 9 4 65) 78 90 5 4 4" 84 9 $9 !8 " 84$+1U6Z $)$ 42 " 8 4 ) 389 95 3488 $9 4 42Q$1R9238 4 42Q3$934 9,8U19$$ 9 $

56$ 9 81956"9 4 ) 2 " 8 ) $99,8U91%1 Q$1U 01 4 "92$44 " 8 9954 8568 *41Z6$ 9 82 6 8! 065 94 "9 " 84 9 4 65) 78 90 5 4 4" 84 9 4 ) 92 9954 8568" 85049 5"$8 389 95 3488 $99 9$ 45"2$ 88$9 89$ 26013439 387 8U19$$ 9 $

04UP!9 065 92 6 4 "992 ) $998U%1U 9954 8568" 85"2$ 88$9 89$ 99 *61P2 6 8Q984 "992 9954 8 582!4 $8Q98"2$ 88$9 89$ 568" 89$"5" 9$ 45""5"Q982 262 6 4 "992 9954 8568 ,1V"2 !U6+5#_+[0UQ9 8 !9 ) 8 " 59 ) 8$)7839$41U 196 38 9 85"$6!U#+#54/[0U 9 42" 39$92 5 9954 8568" 8 92

$44 " 8 9954 8568" 8* 389 85"$6 9 42" 39$1U

+19#4"2 !U/_5#__[0U " 8 4 420)59 ) 8$)7839$41U 01948 U1"2 !U/_5#__[0U59 ) 8$)7839$41U

]2@=#S

]34 1472?`abc@SS)

%14O=

012345604789 076 63 14023360236274 "#$>21023 7'8426525498027 56047897 77860 14023360236274 6068 235 !3? 7648237275623480 767860 7452106 64976068 210 64976068 23783012378662 237830123875627834776 77 8 !307 6@978014 860 745 64 6068 23 830123 86 "N$7

! 781236482377275623 27085 14023536023562741587576 480210 64976068 23783012368662 7860 7452106 64976068 2378 8 !307 6#978014 301238756 8081347 7 297

77860 7452106 64976068 "O$> !623262 64823727562348 23783012387545604789 77860756 0 !325210? 64976068 237830123 81!628 756265 6 78132 !535765 "#$767860 7452106 6497 "P$> !537 7 !623262 64823 6068 237830123 75607%6476 04& !3 727562348021068703706620627

2 8271 638326'765&6127 692 188752365&461267829 6 7860 7452106 64976068 03 47 !641'64267764?& Q3535 237 8301238 627085 7535 8291 4830&67'2106 !62&267780822 63767860 7452106 6497 2 62360548662303808 6068 2378301236 8081347 730 "R$> !623262 64823727562348 297 77860 7452106 64976 02106 7813 068 23783012345604789 77860%649 6 042678291 6381!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 6492077896068 238301232'326' $ 7 78123210 62778306 692 $ 77 2 7 262 866218(N 3$&267 8747857065 63 74972106 7778306& $ 7 64910236068 238301232'326' $ 7 78123210 8356830? 6928062 727262 866218(O 3$& 9749692&2165 63 3225 6 78076237'27 !623807410232& 69223 !641'4&87478 7 8 240980868356562973!6236068 235210?& 72 !6 U1023727262 !7 72 323 !5329272692 =V "@$A !3 65&407 786627 !623&7 10237 81223 !532922 !62830207789

7 77 623 743 636068 232106 6068 62672 606 3 64823 7 7298064 !623262 210 6497 275623 4802211002 WAX 6 3 18072 6068 237830123648237727562367 62 2 2 84 !53Y 2 9 287 6 3O' 480 =SZ6 257276866U10237 27262 (B $74' !537627838178476 C,-./0D/:./ED:FG2;HI.5:D+/0J84/8K./0 [562"B&4 6 !6867 7786029 5+G3D:F2DL/M3; 75681!628 756265&4692 !537 "=$> !623262 6 7813 !537 87 6 6 626A178476[562 74' !537 !532927648237275623480 2786 !5365248 ? !623875\ ! 2106 7 626068 23 !3 ! 76292 278623817897476[5626678 8 6 292 77275623480210 7 778608 !3029 140233602362756

629 !302975]7681785476[562? "@$>21023 7'8426525498027 8!6!5 !5357?87537862=SS^ !537 828623 !535 !37? 7 !623262 210 64976068 237830123 "=S$_67 !53 7&&7 035

732415 !6236 702 !62727 786628 !307 6=978014

h26@'

\ 64 1#cdefH((g

\2616H'P'

012314025678690 93201 81 3160250 >$?^ 62 0

8 93 6M 16 9610143 233041 5146416 46 52 ! 816310123140268 6 93 8 31698 26 54416 314 26 5! 1 20101012314025 83 5#P 8 ]' 4

939 5116" 2786993 3831 6 93201 81 31602501 93 434 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 >'?5 3331391@0 826!6 5 010231

4 0 2 68

6 93 81 20101012314025 83 252 4 310 853826 6538 861 5#P 139 %61393%096261 0%2 %1 01 93 8 ]'6 93201 81 316025 3101A60 833 38331 012314025641631 81 23261 4801 6? 7#35 01 9 81 31 139 12 1`$! 231402 834 3B

? 7#35018008 1 9 81 31 139 CDED16FGD101 12 1`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 2 3 83 8263'490%216 43 #2 0 8 81 26 &'H 6?CDJ@8K!13123 645% 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!9323 64 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 23 1 8319381 25 0 81391@! >H?[06121631626 933 !4323 H 893CDN6M'(8K!93 #32 23 1 9 30910143 80021 23304 0 81391O! 1

P 893CD''6M'@8K!93 #32 23 1 6025511393% 93201 81 31 0 81391'@! ?A60 83 12 9316616542 $ 893CD'N6MH(8K!93 #32 23 1 32>P62 6 3260961 01 68!M3 0 81391HO

8310096#3! 3833 68!M393CD2%13MH'8K!931 21 4 3 3 1

6#15 20>[Db?!6812M 02 61743 48021631%!6 2621 4 61 5 8 20> KDb? #20 >$?^ 62 0

8 93 6M 16 4 6

52 ! 816310123140268 6 93 8 &'' 1

2 0 1012314025 83&@6?6 93201 Q67203/1R:*<0*9203.*STR,3UV253.*STR,W:* 81 130 1 501 93 4342 _`P6M +8X0YZ25V25+SW:*/0/Z*X*1W:*,2Z218V03:*1R+3ZY03 `@ 83 6025# P 8 K'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 6 93 81 20101012314025 83 >H?[06121631626 933 6F01 0&@ 01231402531 01 661216 93201 6?6 93201 81 31602501 93 81 31602531626 933 1393% 6? 7#35 01 9 81 31 2 1`@!

64 #35018008 1 9 81 31 139 >P?\ 93201 81 31602501 3 ? 7 1 2 1`P 8 2 36 832 103 3831 43#P 83 5#P 8 K'22 5%5

8 ]H

[9O$%O

[ 9 "\]^_OQQ`

V5 N$

0123456789 7789 9 87 59 79 75

79 789 64 4 8 96 B 7679569 867#$$ 85"M 76 ! 8" N97 75 8B697679569 867#$O 85"MN"P 89 7 9 #$% 2Q 5 97 J97 &'()*+),-+./)012)3'451-6/)78'19,(:;<+=6-> 2$ 5

?->:7@()1-6-4;?+.()4':.6=+. 5B96775 7679 569" 0$2A 7 76 7 4 5B967 75 7679 5695797C 0O234567894 7 76 475 4 94 89 9795!7 9 89 79 C 7679 569 7RJ97S7

65B96!!!7 867 7D 7J7895 !7 ! 76 478C AEF " G HIJ 9 64 47" E$"""9

877D #$M A 7 76 7 4 5B96775 7679 569J T0;++):1 9 7 8J 4 7K7959 794 867#L 85"LJ P 6R 9499 594 897 89 8! 657779 C 878977 6R79" A78578U8V75 767 !9 9 8!D AW"X4)Y=7JZ["""

- ./01

!"#$%&'()*++,

/"*122 0123456789 53 7898

03595

01234567489

745

745

01234567489

03595

03595

01234567489

745

- ./01

!"#$%&'()*++,

/"*123 0123456789 53 7898

03595

01234567489

745

- ./01

!"#$%&'()*++,

/"*123 0123456789 53 7898

03595

01234567489

745

745

01234567489

03595

.#+/0+

!"#$%&'()*+,,-

1!2.3/ 0123456789 53 788


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 PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

-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 PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

- 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 PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

- 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 PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

- 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: PROBLEMATIKA PŘÍJMU DIGITÁLNÍHO TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

- 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 TELEVIZNÍHO VYSÍLÁNÍ

Recommend Documents