Наименование Артикул Цена Скидка К-во Стоимость
{$description} {$articul} {$price} {$sum} 1
Всего: ${quantity} ${sum}
Корзина заказов:
Ваша корзина пуста



Мобильный прием сигналов DVB-T с помощью приемников Antenna Diversity

на главную Статьи ЧАО «Рокс» Мобильный прием сигналов DVB-T с помощью приемников Antenna Diversity

Предисловие к переводу

Метод антенного разделения (Antenna Diversity), который известен также как метод пространственного разделения (см. статью «Применение современных методов модуляции, кодирования и разделения в WiMAX»), является основой того семейства схем разделения, которые для улучшения качества и надежности приема в беспроводных линиях связи используют две или более антенн. Часто, особенно в условиях города или при работе внутри помещений, между передатчиком и приемником отсутствуют условия «прямой видимости» (line-of-sight – LOS) в чистом виде. В результате сигнал испытывает множество отражений и проходит от передатчика к приемнику по многим трассам. В каждом из этих ответвлений возникают фазовые сдвиги, временные задержки, поглощение и даже искажения, которые при сложении лучей в антенне могут деструктивно взаимодействовать друг с другом. Метод Antenna Diversity особенно эффективен при применении в приемниках для смягчения вредного действия эффектов, связанных с многолучевым режимом распространения. Его эффективность объясняется тем, что наличие множества антенн позволяет приемнику одновременно принимать несколько копий одного и того же сигнала. При этом каждая из антенн находится в разных условиях с точки зрения интерференции лучей, пришедших по разным трассам. Например, если для одной из антенн будет характерно глубокое замирание сигнала, то вполне возможно, что какая-либо другая из антенн будет принимать сигнал достаточного уровня. Во взаимодействии такая система может обеспечить более надежный прием.
Одной из наиболее важных областей использования данного метода является прием сигналов, соответствующих стандарту «Наземного Цифрового Телевизионного Вещания» (Terrestrial Digital Video Broadcasting - DVB-T). Несмотря на то, что этот стандарт был разработан для портативных устройств и фиксированного приема, он позволяет в условиях мобильного приема добиться компромисса между скоростью передачи цифровой информации и надежностью линии связи, что, в конечном счете, позволяет реализовать услуги мобильного телевидения. Такая возможность была продемонстрирована на многих выставках различными тестовыми DTV системами. Кроме того, система мобильного телевизионного вещания уже используется на постоянной основе в Сингапуре.
Далее будет приведен перевод статьи, которая посвящена применению приемников Antenna Diversity для мобильного приема телевидения. В данной статье (“Mobile DVB-T using Antenna Diversity Receivers”, Gerard Faria, TeamCast, France) приводятся результаты проведенных в 2001 г. исследований по применению приемников этого типа для мобильного приема телевизионных сигналов. Изложенные в ней выводы полезны для инженеров, которые занимаются проектированием и эксплуатацией портативных и мобильных систем, предназначенных для передачи телевизионных сигналов. В ней показано, что применение в таких системах приемников Antenna Diversity позволяет не только достичь преимуществ, связанных с повышением надежности приема, но и реализовать некоторые новые качества, которые недоступны при приеме на одну антенну, и тем самым раздвинуть рамки применения приемников с антенным разделением.

Прием мобильного DVB-T с точки зрения разработчика приемника

Мобильный прием может быть определен как прием сигнала DVB-T во время движения приемника при использовании всенаправленной антенны, которая расположена на высоте не менее 1,5 м над поверхностью земли. Такие условия приема являются очень сложными, сильно влияя на параметры приемника DVB-T и, соответственно, на качество услуг, предоставляемых пользователю.
Большинство проблем при приеме в движении связано с приемной антенной, которая большей частью не находится в «прямой видимости» с антенной передатчика. По сравнению с приемом на расположенную на крыше фиксированную антенну, при котором присутствует отчетливо выраженный прямой луч, на фоне которого имеется несколько отраженных лучей меньшей интенсивности (каналы Rice или Gaussian), находящаяся в движении антенна принимает в основном отраженные лучи (многолучевой канал Rayleigh). Рэлеевский канал подвержен сильным изменениям в зависимости от времени, частоты сигнала и расположения приемника в данный момент времени.
Кроме того, в случае мобильного приема для каждого из отраженных лучей характерен частотный сдвиг (Доплеровский сдвиг частоты), который зависит от скорости перемещения и направления движения для каждого из лучей.
Угловая дисперсия отраженных лучей подразумевает наличие различных Доплеровских сдвигов для каждого из лучей. Это «Доплеровское рассеяние» характеризует разброс Доплеровского сдвига в канале и приводит к появлению интерференции между несущими и к потере ортогональности несущих в символе OFDM.
Трудности, возникающие при приеме сигналов DVB-T в движении, перечислены в Таблице 1.

Мобильный Портативный
Rayleigh Малый диапазон когерентности Точное выравнивание в канале с помощью эквалайзера (извлечение передаточной функции)

Резкие замирания,
Гладкие замирания

Потеря всех или большинства несущих в символе OFDM

Временные
изменения в канале

Низкая временная когерентность

Точное выравнивание в канале с помощью эквалайзера
(внесение изменений в передаточную функцию)

Люди, перемещающиеся по комнате, могут вызвать потерю изображения из-за замираний
Низкая пространственная когерентность Правильное расположение приемника для предотвращения потери всех или большинства несущих
Потеря ортогональности вследствие Доплеровского размывания

Дополнительный шум Интерференция между несущими вследствие утечки FFT)

Табл. 1 Проблемы при мобильном приеме.

Antenna Diversity: зачем?

В основном приемники Antenna Diversity принимают излучаемый сигнал с помощью нескольких антенн, имеющих определенные характеристики (т.е.: расположение, диаграмму направленности и/или поляризацию). В таком случае, если одна из антенн попадает в точку с плохими условиями приема (резкие или гладкие замирания), то какая-либо другая будет обязательно в лучших условиях.
Таким образом, путем правильного выбора в каждый момент времени одной из антенн приемник с разделением может непрерывно обеспечивать надежный прием.

Antenna Diversity: как?

Реальный приемник Antenna Diversity оказывается немного более сложным, чем простой переключатель между антеннами, поскольку он должен использовать все присущие COFDM преимущества разделения по частоте/времени, которые осуществимы в системе DVB-T, а именно:
- Во временной области символ DVB-T передает последовательный независимый символ OFDM, "изолированный" от других символов Защитным Интервалом.
- В частотной области каждый из символов OFDM представляет собой ряд независимых несущих, "изолированных" друг от друга за счет их взаимной ортогональности.
- Вдобавок к такой организации передачи кадра, в приемнике DVB-T осуществляется когерентная демодуляция и декодирование.
- Все эти особенности предполагают, что демодулятор должен постоянно взвешивать вероятность каждой несущей в каждом символе OFDM.
В приемнике Antenna Diversity процесс демодуляции выполняется отдельно для каждой антенны, поэтому до декодирования с использованием стандартного алгоритма обработки DVB-T оценивается качество (вероятность) каждой демодулируемой несущей, а результат получается путем линейной комбинации принятых сигналов. Результат этого процесса показан на рис. 1. Здесь совмещены три спектра, причем два из них соответствуют тем, которые получены от двух разных антенн, а третий является результатом процесса комбинации (известного как «Суммирование по Максимальному Отношению» -MRC), реализуемого приемником Antenna Diversity. Объединенный сигнал – это сигнал, обработанный декодером COFDM. Он имеет вид, показанный на рис. 1. Данный рисунок ясно показывает, что в сигналах, принимаемых разными антеннами, замирание не происходит одновременно на одних и тех же несущих, благодаря чему в процессе объединения это замирание смягчается.

Рисунок 1. Спектры сигналов, принимаемых по методу Antenna Diversity.

Далее предлагаем сделать небольшой экскурс в описание некоторых возможных алгоритмов, используемых в системах с антенным разделением, а также нескольких возможных блок-схем приемников, спроектированных



search_ch

mediasat



вверх
Рокс © 2007—2020. Спутниковое телевидение. Все права защищены