Одночастотной сети или ОЧС является широковещательной сети , где несколько передатчиков одновременно передавать один и тот же сигнал по одной и той же частоте канала.
Таким образом могут работать аналоговые сети AM и FM радиовещания, а также сети цифрового вещания. SFN обычно несовместимы с аналоговой телевизионной передачей, так как SFN приводит к двоению изображения из-за эха того же сигнала.
Упрощенная форма SFN может быть достигнута с помощью маломощного ретранслятора , усилителя или широковещательного транслятора совмещенного канала , который используется в качестве передатчика-заполнителя.
Целью SFN является эффективное использование радиочастотного спектра , позволяющее передавать большее количество радио- и телепрограмм по сравнению с традиционной многочастотной сетью (MFN) передачей. SFN также может увеличивать зону покрытия и уменьшать вероятность сбоя по сравнению с MFN, поскольку общий уровень принятого сигнала может увеличиваться до положений посередине между передатчиками.
Схемы SFN несколько аналогично тому , что в бездокументарной вещания беспроводной связи, например , сотовых сетей и беспроводных компьютерных сетей, называется передатчиком макроразнесени , CDMA мягкая передача обслуживания и частоты сети Dynamic Одиночные ( DSFN ).
Передачу SFN можно рассматривать как серьезную форму многолучевого распространения . Радиоприемник принимает несколько эхо-сигналов одного и того же сигнала, и конструктивная или деструктивная интерференция между этими эхо- сигналами (также известная как самоинтерференция ) может привести к замиранию . Это проблематично, особенно при широкополосной связи и цифровой связи с высокой скоростью передачи данных, поскольку замирание в этом случае является частотно-избирательным (в отличие от плоского замирания), и поскольку распространение эхо-сигналов по времени может привести к межсимвольным помехам (ISI). Замираний и ISI можно избежать с помощью схем разнесения и фильтров выравнивания .
OFDM и COFDM [ править ]
В широкополосном цифровое вещание , аннулирование собственных помех облегчается за счет OFDM или COFDM способа модуляции. OFDM использует большое количество медленных модуляторов с низкой пропускной способностью вместо одного быстрого широкополосного модулятора. Каждый модулятор имеет свой частотный подканал и частоту поднесущей. Поскольку каждый модулятор очень медленный, мы можем позволить себе вставить защитный интервал между символами и, таким образом, устранить ISI. Хотя замирание является частотно-избирательным по всему частотному каналу, его можно рассматривать как равномерное в узкополосном подканале. Таким образом, можно избежать использования продвинутых фильтров коррекции. Коррекция ошибок код (FEC) может противодействовать тому, что определенная часть поднесущих подвержена слишком сильному замиранию, чтобы их можно было правильно демодулировать.
OFDM используется в системах наземного цифрового телевещания DVB-T (используется в Европе и многих других регионах), ISDB-T (используется в Японии и Бразилии ) и в ATSC 3.0 . OFDM также широко используется в цифровых радиосистемах , включая DAB , HD Radio и T-DMB . Следовательно, эти системы хорошо подходят для работы SFN.
DVB-T SFN [ править ]
В DVB-T функциональность SFN описывается как система в руководстве по реализации. [1] Это позволяет использовать ретрансляторы, передатчики-заполнители (по сути, маломощный синхронный передатчик) и использовать SFN между главными вышками передатчика.
DVB-T SFN использует тот факт, что защитный интервал сигнала COFDM позволяет возникать эхо-сигналу разной длины, не отличается от такового у нескольких передатчиков, передающих один и тот же сигнал на одной и той же частоте. Критические параметры - это то, что это должно происходить примерно в одно и то же время и с той же частотой. Универсальность систем передачи времени, таких как приемники GPS (здесь предполагается, что они обеспечивают сигналы PPS и 10 МГц), а также других подобных систем позволяет согласовывать фазу и частоту между передатчиками. Защитный интервал допускает временной бюджет, из которого несколько микросекунд могут быть отнесены к временным ошибкам используемой системы передачи времени. [1]В худшем случае приемник GPS может обеспечить время +/- 1 мкс, что вполне соответствует системным потребностям DVB-T SFN в типичной конфигурации.
Чтобы достичь одинакового времени передачи на всех передатчиках, необходимо учитывать задержку передачи в сети, обеспечивающей транспорт для передатчиков. Поскольку задержка от исходного пункта до передатчика меняется, необходима система, которая добавляла бы задержку на выходной стороне, чтобы сигнал достигал передатчиков одновременно. Это достигается за счет использования специальной информации, вставляемой в поток данных, называемой пакетом инициализации мегакадра (MIP), который вставляется с помощью специального маркера в транспортный поток MPEG-2, формируя мегакадр. MIP имеет временную метку в адаптере SFN, измеренную относительно сигнала PPS и отсчитываемую с шагом 100 нс (период времени 10 МГц) с максимальной задержкой (запрограммированной в адаптере SFN).Адаптер SYNC измеряет пакет MIP по сравнению с его локальным вариантом PPS, используя 10 МГц для измерения фактической сетевой задержки, а затем задерживает пакеты до тех пор, пока не будет достигнута максимальная задержка. Подробности можно найти в ETSI TR 101 190.[1] и детали мегафрейма в ETSI TS 101 191. [2]
Следует понимать, что разрешение мегакадрового формата составляет 100 нс, тогда как требования к точности могут находиться в диапазоне 1-5 мкс. Разрешение достаточно для необходимой точности. Нет строгой необходимости в пределе точности, поскольку это аспект планирования сети, в котором защитный интервал разделяется на ошибку системного времени и ошибку времени пути. Шаг 100 нс соответствует разнице в 30 м, а 1 мкс - разнице в 300 м. Эти расстояния необходимо сравнить с расстоянием между мачтами передатчиков и отражениями в наихудшем случае. Кроме того, точность времени относится к ближайшим вышкам в домене SFN, поскольку не ожидается, что приемник увидит сигнал от вышек передачи, географически удаленных друг от друга, поэтому между этими вышками нет требований к точности.
Существуют так называемые решения без GPS, которые по существу заменяют GPS в качестве системы распределения времени. Такая система может обеспечить преимущество интеграции с системой передачи для транспортного потока MPEG-2. Это не меняет никаких других аспектов системы SFN, поскольку могут быть выполнены основные требования.
ATSC и 8VSB [ править ]
Хотя метод модуляции 8VSB, используемый в Северной Америке для цифрового телевидения, не разработан с учетом использования повторителей на канале, он относительно хорош в подавлении фантомных сигналов . Ранние эксперименты на WPSU-TV привели к стандарту ATSC для SFN, A / 110. SFN ATSC получили наибольшее распространение в горных районах, таких как Пуэрто-Рико и Южная Калифорния , но также используются или планируются на более пологой местности. [3]
Ранние тюнеры ATSC не очень хорошо справлялись с многолучевым распространением, но в более поздних системах произошли значительные улучшения. [4]
Благодаря использованию нумерации виртуальных каналов многочастотная сеть (MFN) может отображаться как SFN для зрителя в ATSC.
Альтернативные модуляции [ править ]
Альтернативами использованию модуляции OFDM в подавлении самоинтерференции SFN могут быть:
- Приемники грабли CDMA .
- Каналы MIMO (т.е. фазированная антенная решетка )
- Выравнивание в частотной области с одной несущей (SC-FDE), то есть модуляция с одной несущей в сочетании с защитными интервалами и выравниванием в частотной области на основе FFT , или ее многопользовательская версия FDMA с одной несущей (SC-FDMA).
См. Также [ править ]
- Распределенная система передачи
- Трансляционный переводчик
- Совместное разнообразие
- Макро-разнообразие
- Одночастотная сеть многоадресного вещания
- Цифровое видеовещание , ISDB-T , ATSC
- OFDM , защитный интервал
- Квазисинхронная передача
Ссылки [ править ]
- ^ a b c ETSI TR 101 190: Цифровое видеовещание (DVB); Руководства по внедрению наземных услуг DVB; Аспекты передачи
- ^ ETSI TS 101 191: Цифровое видеовещание (DVB); Мега-кадр DVB для синхронизации одночастотной сети (SFN)
- ^ http://www.rabbitears.info/oddsandends.php?request=drlist&class=DD
- ^ https://www.fcc.gov/oet/info/documents/reports/TR-05-1017-ATSC-reception-testing.pdf
Внешние ссылки [ править ]
- Технический обзор одночастотной сети
- для примера измеренных на местах преимуществ SFN в мобильной сотовой городской среде и топологиях сот см. Christian Le Floc'h, Regis Duval "SFN over DVB-SH проявлений на полном сетевом уровне (оценка характеристик распространения радиоволн в диапазоне S-UMTS)", 20 марта 2009 г., в открытом доступе [1]
