прилагается - Министерство информационных технологий и связи

Утверждено
решением ГКРЧ
от 10 марта 2011 г.
№ 11-11-04
МЕТОДИКА
ЧАСТОТНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ
СРЕДСТВ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИ ЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ
СТАНДАРТА DVB-H
Разработана федеральным государственным унитарным предприятием
«Научно-исследовательский инстут радио»
Москва 2011
Содержание
Введение ............................................................................................................................ 3
1. Основные положения методики ............................................................................... 5
1.1. Термины и определения, использованные в методике ....................................... 5
1.2. Методы и критерии оценки ЭМС.......................................................................... 8
2. Характеристики системы мобильного цифрового ТВ вещания DVB-Н ........ 11
2.1. Режимы OFDM, виды модуляции и помехоустойчивого кодирования .......... 11
2.2. Параметры излучений передатчиков DVB-H .................................................... 14
2.3. Типы приема в системе DVB-H........................................................................... 17
2.4. Внутрисетевая интерференция ............................................................................ 18
3. Нормируемые параметры для оценки ЭМС и частотного
планирования сетей DVB-H ........................................................................................ 20
3.1. Коэффициент и мощность шума приемника ..................................................... 20
3.2. Отношение сигнал/шум и минимальный уровень сигнала на входе
приемника ..................................................................................................................... 20
3.3. Усиление приемной антенны............................................................................... 24
3.4. Потери на проникновение в здания и транспортные средства ........................ 25
3.5. Ослабление сигнала в зависимости от высоты приемной антенны ................ 26
3.6. Зона обслуживания и требуемый процент мест приема ................................... 26
3.7. Минимальная медианная напряженность поля ................................................. 27
3.8. Защитные отношения ........................................................................................... 39
4. Расчеты, проводимые для оценки ЭМС ............................................................... 41
4.1. Расчет объединенного поправочного коэффициента местоположений.......... 41
4.2. Расчет напряженности поля полезного сигнала в сети DVB-H ....................... 41
4.3. Расчет напряженности поля помехи на станцию DVB-H ................................. 42
4.4. Расчет напряженности поля помехи от станции DVB-H .................................. 42
4.5. Расчет напряженности поля помехи от сети DVB-H / DVB- T ........................ 44
4.6. Расчет напряженности поля помехи от цифрового выделения DVB-T .......... 45
4.7. Расчет используемой напряженности поля ........................................................ 46
4.8. Расчет зоны покрытия частотного присвоения ................................................. 46
4.9. Расчет совместимости при защите аналоговой станции .................................. 48
4.10. Расчет совместимости при защите цифрового выделения DVB-T ................ 49
4.11. Расчет совместимости при защите цифрового присвоения ........................... 50
4.12. Расчет совместимости при защите ОЧС ........................................................... 52
5. Расчет внутренней интерференции в сетях DVB-H............................................ 53
5.1. Расчет внутрисетевых помех и корректировка параметров сети..................... 53
5.2. Расчет зоны обслуживания одночастотной сети с учетом внешних и
внутренних помех ........................................................................................................ 57
Список использованных источников ........................................................................ 62
ПРИЛОЖЕНИЯ ............................................................................................................. 63
2
Введение
Данная методика разработана в соответствии с п. 6 «Программы проведения
исследований и натурных испытаний опытных сетей наземного цифрового
вещания стандарта DVB-H для портативного и мобильного приема в Москве»,
утвержденной Министром связи и массовых коммуникаций И.О.Щёголевым
24.092009 номер ИЩ-П19-5276.
Система DVB-H определена стандартом ETSI EN 300 744 "Цифровое
телевизионное вещание (DVB): структура кадров, канальное кодирование и
модуляция для наземного цифрового телевидения» [1] как расширение системы
DVB-T специально предназначенное для мобильного мультимедийного вещания на
портативные ручные устройства: мобильные телефоны, ноутбуки, цифровые
записные книжки, органайзеры и пр.
При этом система DVB-H на канальном уровне основывается на методах
передачи радиосигналов, специфицированных для цифрового наземного ТВ
вещания DVB-T, и может разделять с системой DVB-T единый цифровой
мультиплекс.
К числу основных особенностей системы DVB-H, отличающих её от базовой
системы DVB-T и позволяющих получить необходимое качество, согласующееся с
возможностями мобильного приемного терминала, относятся:

улучшенная помехоустойчивость за счет применения дополнительной
кодозащиты на уровне многопротокольной инкапсуляции (MPE-FEC,
опциально), для этого может использоваться код Рида-Соломона
RS(255,191);

уменьшенная разрешающая способность, что позволяет передавать в
несколько раз больше программ, чем в системе DVB-T со стандартным
разрешением;

предусмотрена возможность использования DVB инкапсулятора для
работы со стандартным IP каналом с более простой организацией
обратного канала;

обеспечивает минимальное энергопотребление при максимальной
скорости передачи данных;

при разделении системами DVB-Т и DVB-H одного мультиплекса
потоку DVB-H может быть присвоен высокий приоритет HP (High
Priority) , а потоку DVB-Т - низкий приоритет LP (Low Priority), что
дополнительно повышает помехоустойчивость системы DVB-H.
3

Быстрое время переключения с канала на канал (в зависимости от
параметров сигнала и характеристик приемника – от 1 до 5 сек).
С учетом того, что на физическом уровне системы DVB-H и DVB-T
отличаются незначительно, то во многом частотное планирование систем DVB-H
может проводиться на принципах, применяемых для частотного планирования
систем наземного цифрового вещания стандарта DVB-T [2, 3].
Данная методика рассматривает вопросы частотного планирования РЭС
DVB-H в полосах частот 470-862 МГц и должна использоваться как дополнение к
«Методике оценки ЭМС и условий совместного использования РЭС цифрового
телевизионного вещания с РЭС аналогового телевизионного вещания в полосах
частот 174-230 МГц и 470-862 МГц», утвержденной Решением ГКРЧ от 20 января
2009 г. № 09-01-03 [3].
В настоящей методике приведены уточненные данные по критериям
планирования систем DVB-H, а также рассмотрены вопросы оценки ЭМС между
системами DVB-T и DVB-H, не вошедшие в методики [3].
Настоящая методика не регламентирует вопросы оценки помехового
влияния РЭС DVB-H на РЭС других служб, поскольку предполагается, что данные
вопросы могут регулироваться путем применения методик [3] при допущении
эквивалентности влияния РЭС DVB-T и DVB-H на РЭС других служб.
Кроме этого, данная методика не рассматривает подробно ЭМС РЭС DVBT/H с РЭС аналогового вещания и вопросы формирования цифрового и
аналогового планов радиовещательной службы, поскольку данные вопросы
подробно рассмотрены в «Методике оценки ЭМС и условий совместного
использования РЭС цифрового телевизионного вещания с РЭС аналогового
телевизионного вещания в полосах частот 174-230 МГц и 470-862 МГц» [3]. При
этом для более легкого восприятия изложенного материала в настоящую методику
был включен ряд положений из «Методики оценки ЭМС и условий совместного
использования РЭС цифрового телевизионного вещания с РЭС аналогового
телевизионного вещания в полосах частот 174-230 МГц и 470-862 МГц».
4
1. Основные положения методики
1.1. Термины и определения, использованные в методике
Одночастотная сеть (ОЧС) – сеть синхронизированных по времени
передающих станций (присвоений), излучающих одинаковые сигналы в одном и
том же радиочастотном канале.
Исследуемая станция – станция (присвоение, выделение, ОЧС) для которой
проводится оценка ЭМС.
Полезная станция – станция (присвоение, ОЧС, выделение), для которой
производится оценка условий приема в зоне обслуживания и по отношению к
которой другие станции рассматриваются как источники помех. Поле, создаваемое
полезной станцией, называется полезным полем.
Мешающая станция – станция (присвоение, ОЧС, выделение), которая при
анализе ЭМС рассматривается как источник потенциальных помех. Поле,
создаваемое мешающей станцией, называется мешающим полем.
Защитное отношение – минимальное значение отношения уровня
полезного сигнала к уровню мешающего сигнала в дБ на входе приемника,
определенное при условиях, обеспечивающих надлежащее качество приема.
В необходимых случаях к защитному отношению применяется поправочный
коэффициент на направленность приемной антенны и развязку по поляризации в
децибелах.
Условия приема – включают тип передачи, используемый диапазон частот,
тип приема, характеристики приемной аппаратуры (усиление, высота подвеса,
направленность приемной антенны, характеристики приемника и т. д.), режимы
работы приемника.
Охват мест приема – процент мест, в которых обеспечивается требуемое
качество приема при заданных условиях приема.
Поправочный коэффициент местоположений – поправка, используемая
для пересчета значения напряженности поля для 50% мест на заданный процент
мест приема.
Минимальная используемая напряженность поля (Emin, дБ(мкВ/м)) –
минимальная величина напряженности поля, необходимая для обеспечения
требуемого качества приема при определенных условиях приема при наличии
естественного или промышленного шума, но без помех от других передатчиков.
Минимальная медианная напряженность поля (Emed, дБ(мкВ/м)) 5
- напряженность поля, рассчитанная для 50% мест и для 50% времени от
одиночного передатчика и обеспечивающая минимальную используемую
напряженность поля в заданном проценте мест. Для РЭС стандарта DVB-T и
аналогового ТВ вещания медианная напряженность поля вычисляется для
репрезентативной высоты приемной антенны, характеризующей уровень застройки
в месте приема. Для РЭС стандарта DVB-H медианная напряженность поля
вычисляется для высоты приемной антенны 1,5 м.
В рамках данной методики принято, что репрезентативная высота приемной
антенны определяется типом местности и равна:
- для города – 30 м;
- для пригорода – 20 м;
- для сельской местности – 10 м.
Emed рассчитывается на основе минимальной напряженности поля (Emin) при
добавлении соответствующих поправочных коэффициентов (по высоте приемной
антенны, проценту мест и др.).
Напряженность поля помехи (Ei, дБ(мкВ/м)) - напряженность мешающего
поля, выраженная в дБ(мкВ/м), от любого потенциального источника помех (для
50% мест и для заданного процента времени), к которой добавлено
соответствующее защитное отношение и коэффициент местоположений в
децибелах.
При наличии нескольких мешающих сигналов результирующая
напряженность поля помех определяется суммированием полей помех мешающих
сигналов по методу суммирования мощностей по формуле:
 m Еi 
Е м еш  10  log 10  10 10 
 i 1

Используемая напряженность поля (Eu, дБ(мкВ/м)) - минимальная
величина напряженности поля, необходимая для обеспечения при определенных
условиях приема требуемого качества приема и заданного охвата мест приема при
наличии естественного и промышленного шума и помех от других передающих
станций в реальной ситуации.
Используемая напряженность поля вычисляется суммированием значений
напряженности поля (Ei) каждой из помех и минимальной медианной
напряженность поля (Emed), характеризующей уровень шума.
Эталонная напряженность поля (Eref, дБ(мкВ/м)) - значение используемой
напряженности поля (согласованное или рассчитанное по согласованному
6
правилу), которое может служить в качестве эталона или основы для частотного
планирования. В зависимости от условий и требуемого качества приема, для одной
и той же службы
напряженности поля.
могут
существовать
несколько
эталонных
значений
Идеальная зона покрытия - зона, в которой радиовещательная станция или
группа радиовещательных станций в случае одночастотной сети (ОЧС) создают
полезную напряженность поля, равную или превышающую величину минимальной
используемой напряженности поля, соответствующую конкретным условиям
приема и требуемому охвату мест приема.
Реальная зона покрытия радиовещательной станции или группы
радиовещательных станций в случае ОЧС - зона, рассчитанная с учетом помех от
других станций, в пределах которой величина полезной напряженности поля равна
или превышает величину используемой напряженности поля, рассчитанную для
конкретных условий приема и для требуемого охвата мест приема.
Контрольная точка - географически определенное местоположение, в
котором проводятся конкретные вычисления.
Частотное присвоение – запись частотно-территориального плана (ЧТП),
дающая право использовать определенный частотный канал для радиовещательной
станции (РЭС) с конкретными техническими параметрами (место установки,
максимальная излучаемая мощность, высота подвеса антенны, диаграмма
направленности антенны и пр.).
Частотное выделение – запись ЧТП, дающая право использовать
определенный частотный канал на некоторой территории при заданных
ограничениях. Частотное выделение характеризуется зоной выделения,
определяющей территорию выделения, а также эталонной конфигурацией (ЭКП)
планирования и эталонной сетью (ЭС) планирования, которые в свою очередь
определяют соответственно максимальный уровень защиты выделения и уровень
исходящих от него помех.
Эталонная конфигурация планирования (ЭКП) – репрезентативная
комбинация критериев и параметров, характеризующая вид и качество
обслуживания (например, тип приема, защищаемая напряженность поля и др.) и
используемая для целей частотного планирования.
Эталонная сеть (ЭС) – сеть передатчиков с заданными техническими
параметрами и структурой, заменяющая реальную сеть, пока неизвестную, для
целей анализа совместимости. Основным назначением эталонной данной сети
является определение уровня исходящих от выделения помех.
7
1.2. Методы и критерии оценки ЭМС
Методика предусматривает применение двух методов оценки ЭМС,
основанных на использовании различных критериев совместимости: «превышение
используемой напряженности поля» (Е) и «запас на защиту» (А).
1.2.1. Превышение используемой напряженности поля
Метод оценки ЭМС, использующий этот критерий совместимости, основан
на расчете значения используемой напряженности поля (Еu) в контрольных точках
на
границе
эталонной
выделения/присвоения
и
зоны
сравнении
покрытия
защищаемого
рассчитанного
значения
частотного
с
величиной
эталонной используемой напряженности поля. Расчет Еu проводится с учетом
включения частотного присвоения (выделения, ОЧС), для которого проводится
разработка ЧТП, в уже сформированную плановую или действующую сеть.
Показатель «превышение используемой напряженности поля» (Е)
рассчитывается для каждой станции существующей сети (как действующей, так и
плановой) по формуле:
Е = Еu – Еref, дБ,
где
Еu – используемая напряженность поля, в контрольной точке эталонной зоны
покрытия исследуемого присвоения/выделения существующей сети с
учетом нового (модифицированного) присвоения/выделения, дБ(мВт/м);
Еref – эталонное значение используемой напряженности поля, дБ(мВт/м).
Вопросы формирования эталонной ситуации и расчета эталонных
значений напряженности поля подробно рассмотрены в «Методики
оценки ЭМС и условий совместного использования РЭС цифрового
телевизионного вещания с РЭС аналогового телевизионного вещания в
полосах частот 174-230 МГц и 470-862 МГц» [3].
В соответствии с Соглашением «Честер-97» допустимое значение Е не
должно превышать 0,3 дБ.
Новое (или модифицируемое) частотное присвоение (выделение, ОЧС)
совместимо с существующей сетью ТВ вещания, если допустимое значение
показателя Е не превышается во всех контрольных точках эталонных зон
покрытия каждой станций существующей сети, которой может оказывать помеху
это новое присвоение (выделение, ОЧС).
При положительном результате оценки ЭМС для нового присвоения
(выделения, ОЧС) проводится:
8
-
расчет реальной зоны покрытия, которая при последующей защите
этих распределений будет рассматриваться в качестве эталонной;
-
выбор эталонных контрольных точек;
расчет эталонной используемой напряженности поля.
Отрицательный результат оценки ЭМС, в зависимости от степени
превышения допустимого значения Е, означает необходимость корректировки
параметров нового присвоения/выделения/сети или, в некоторых случаях,
необходимость проведения дополнительных, расчетов, более детально
учитывающих характер трассы, особенности распространения и т.п.
Метод оценки ЭМС на основе показателя Е применим при необходимости
защиты любых частотных присвоений (как аналоговых, так и цифровых).
Использование данного критерия при оценке ЭМС позволяет обеспечить
необходимую защиту действующим станциям, а также гарантировать отсутствие
помех плановым станциям при вводе их в действие.
При использовании этого метода результативность оценки ЭМС зависит,
прежде всего, от точности учета состояния ЭМО на согласованную или
утвержденную дату при расчете эталонной используемой напряженности поля.
1.2.2. Запас на защиту
Метод оценки ЭМС, использующий этот критерий совместимости, основан
на расчете значения напряженности поля помехи от единичного источника в
контрольных точках на границе идеальной (максимальной) зоны покрытия
защищаемого частотного выделения/присвоения и сравнении напряженности поля
помехи с величиной минимальной медианной напряженности поля.
Метод преимущественно используется при разработке ЧТП выделений и
присвоений в свободной (вновь выделенной) полосе частот.
Разработка ЧТП в этом случае базируется на последовательных расчетах
взаимного влияния планируемых элементов плана (выделений, присвоений, ОЧС)
и определении показателя «запас на защиту» (А), рассчитываемого по формуле:
А = Еmed – Еi , дБ
где
Еmed – минимальная медианная напряженность поля, дБ(мВт/м)
Еi – напряженность поля помехи, дБ(мВт/м)
9
Элементы ЧТП считаются совместимыми, если значение А не ниже
допустимого значения ни в одной из контрольных точек максимальной зоны охвата
этих элементов.
Допустимое значение А при разработке Плана «Женева-06» [2] на РКР-06
составляло минус 1,25 дБ, что являлось менее жестким условием совместимости,
чем было рекомендовано в отчете 1-ой сессии РКР: А ≥ - 0.5 дБ.
Расчет проводился в контрольных точках, расположенных на границе
идеальной зоны покрытия частотного присвоения или на границе частотного
выделения, в зависимости от рассматриваемого случая.
Метод, использующий критерий «запас на защиту», в рамках данной
методики применяется только для защиты цифровых частотных выделений DVB-T
от станций DVB-H.
10
2. Характеристики системы мобильного цифрового ТВ вещания DVB-Н
2.1. Режимы OFDM, виды модуляции и помехоустойчивого кодирования
В системе DVB-H используется ортогональная частотная модуляция (OFDM
модуляция) совместно с помехоустойчивым канальным кодированием и
многопротокольным кодированием MPE-FEC.
Стандартом [1] для системы DVB- H предусмотрены три режима модуляции
OFDM, названные режимами 2k, 4k и 8k, для каждого из которых предусмотрены 4
варианта защитных интервалов, равные 1/4, 1/8, 1/16 и 1/32 длительности рабочего
интервала. Соответствующие абсолютные значения длительностей защитных
интервалов и информационных символов в мкс и периодах тактовой частоты Т =
7/64 мкс приведены в таблицах 1.1 – 1.2.
Общая ширина спектра группового сигнала при всех режимах модуляции
равна 7,61 МГц для 8 МГц частотного канала. Теоретический спектр радиосигнала
DVB-H показан на рисунке 1.1.
дБ 10
0
-10
-20
-30
Режим 2 k
-40
Режим 8 k
-50
-60
-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1
0
1
2
3
4
5
6
7
8 МГц
Частота относительно
центральной частоты
канала
Рисунок 1.1. Теоретический спектр радиосигнала DVB-T
(Режимы 2k и 8k).
11
Таблица 1.1. Основные параметры системы OFDM
(режимы модуляции)
Режим модуляции
4К
448
Название параметра
2К
Длительность рабочего
224
интервала Tu в мкс,
2048
4096
в числе периодов Т (*)
Частотный разнос поднесущих
4464
2232
Df = 1/ Tu , Гц
Число поднесущих в спектре
1705
3409
группового сигнала, N
Ширина радиоспектра
7,61
7,61
группового сигнала, МГц
Примечание:
(*) – Тактовый период Т =7/64 мкс (для системы с 8 МГц частотным каналом).
8К
896
8192
1116
6817
7,61
Таблица 1.2. Основные параметры системы OFDM
(защитный интервал)
Название параметра
Относительная длительность защитного
интервала, Tg/ Tu
1/4
1/8
Длительность защитного интервала Tg,
в мкс / в числе периодов Т (*)
56/512
28/256
режим 2К
112/1024
56/512
режим 4К
224/2048
112/1024
режим 8К
Длительность символа OFDM Ts= Tg+Tu,
в мкс / в числе периодов Т (*)
280/2560
252/2304
режим 2К
560/5120
504/4608
режим 4К
1120/10240 1008/9216
режим 8К
Удаление ТВ передатчиков, соответствующее
длительности защитного интервала,
D = c* х Tg, км
16,8
8,4
режим 2К
33,6
16,8
режим 4К
67,2
33,6
режим 8К
Примечание:
(*) – скорость распространения радиоволн с = 3 x 105 км/с.
1/16
1/32
14/128
28/256
56/512
7/64
14/128
28/256
238/2176
476/4352
952/8704
231/2112
462/4224
924/8448
4,2
8,4
16,8
2,1
4,2
8,4
Стандартом [1] предусмотрены следующие виды модуляции несущих
группового сигнала: квадратурная фазовая модуляция QPSK; 16- или 64-уровневая
квадратурная амплитудная модуляция (16-QAM и 64-QAM) с равномерным или
12
неравномерным расположением вершин векторов сигнала в кодовом пространстве
сигналов.
Выбор конкретного вида модуляции производится в зависимости от
требуемой скорости передачи данных и помехоустойчивости.
В DVB-Н (как и в DVB-T) используется помехоустойчивое канальное
кодирование с относительными скоростями 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8.
В результате канального кодирования информационная скорость цифрового
потока уменьшается обратно пропорционально скорости кода. Например, при
использовании сверточного кода 3/4, информационная скорость цифрового потока
уменьшается в 4/3 раза. В таблице 1.3 представлены значения информационной
скорости при различных видах модуляции и скорости сверточного кода.
Таблица 1.3. Скорость передачи данных при
неиерархической модуляции
Вид модуляции
QPSK
QPSK
QPSK
QPSK
QPSK
16-QAM
16-QAM
16-QAM
16-QAM
16-QAM
64-QAM
64-QAM
64-QAM
64-QAM
64-QAM
Скорость
кода
1/2
2/3
3/4
5/6
7/8
1/2
2/3
3/4
5/6
7/8
1/2
2/3
3/4
5/6
7/8
Tg/Tu=
1/4
4,98
6,64
7,46
8,29
8,71
9,95
13,27
14,93
16,59
17,42
14,93
19,91
22,39
24,88
26,13
Полезная скорость, Мбит/с
Tg/Tu=
Tg/Tu=
1/8
1/16
5,53
7,37
8,29
9,22
9,68
11,06
14,75
16,59
18,43
19,35
16,59
22,12
24,88
27,65
29,03
5,85
7,81
8,78
9,76
10,25
11,71
15,61
17,56
19,52
20,49
17,56
23,42
26,35
29,27
30,74
Tg/Tu=
1/32
6,03
8,04
9,05
10,05
10,56
12,06
16,09
18,10
20,11
21,11
18,10
24,13
27,14
30,16
31,67
В стандарте DVB-H дополнительно может применяться многопротокольное
пакетирование и упреждающая коррекция ошибок (MPE-FEC). При его
использовании
информационная
скорость
также
снижается
обратно
пропорционально скорости кода MPE-FEC. При этом надо отметить, что согласно
стандарту применение MPE-FEC в системах DVB-H не является обязательным.
В таблице 1.4 приводятся значения информационной скорости
мультиплексированного потока DVB-H с различными схемами модуляции и
скоростями сверточного кодирования при использовании MPE-FEC с
коэффициентом кодирования 3/4.
13
Таблица 1.4. Скорость передачи данный для системы DVB-H с шириной
канала 8 МГц со скоростью кодирования MPE-FEC = 3/4
Вид модуляции
Скорость кода
Tg/Tu=
1/4
QPSK
QPSK
QPSK
QPSK
QPSK
16-QAM
16-QAM
16-QAM
16-QAM
16-QAM
64-QAM
64-QAM
64-QAM
64-QAM
64-QAM
1/2
2/3
3/4
5/6
7/8
1/2
2/3
3/4
5/6
7/8
1/2
2/3
3/4
5/6
7/8
3,74
4,98
5,6
6,22
6,53
7,46
9,95
11,2
12,44
13,07
11,2
14,93
16,76
18,66
19,6
Полезная скорость, Мбит/с
Tg/Tu=
Tg/Tu=
1/8
1/16
4,15
5,53
6,22
6,92
7,26
8,3
11,06
12,44
13,82
14,51
12,44
16,59
18,66
20,74
21,77
4,39
5,86
6,59
7,32
7,69
8,78
11,71
13,17
14,64
145,37
13,17
17,57
19,76
21,95
23,06
Tg/Tu=
1/32
4,52
6,03
6,79
7,54
7,92
9,05
12,07
13,58
15,08
15,83
13,58
18,1
20,36
22,62
23,75
Скорость передачи в системах DVB-T/H (Таблицы 1.3-1.4) не зависит от
режима модуляции (2К, 4К или 8К), так как при изменении режима модуляции с
уменьшением числа поднесущих несущих одновременно увеличивается скорость
передачи данных на каждой поднесущей.
2.2. Параметры излучений передатчиков DVB-H
Технические требования на параметры излучений передающих устройств
цифрового телевизионного вещания стандарта DVB в РФ устанавливаются
Решением ГКРЧ от 6 июня 2005 г. № 05-06-02-001 и Нормами 19-02 "Системы
цифрового звукового и телевизионного вещания с использованием модуляции
COFDM" [4,5].
В Таблице 1.5 приведены технические требования к параметрам излучения
цифровых телевизионных передающих устройств, содержащиеся в Решении ГКРЧ
№ 05-06-02-001 [5].
Таблица 1.5. Требования к параметрам излучения цифровых
телевизионных передающих устройств, работающих в стандарте DVB
Наименование параметра
Допускаемое значение параметра
1. Отклонение мощности излучения от
± 10%
14
Наименование параметра
номинальной величины
2.
Изменение
мощности
при
медленных колебаниях напряжения в
сети в пределах (+ 10 ÷ - 15)% от
номинального
значения
и
при
медленных
изменениях
частоты
электропитания в пределах ± 1% от
номинального значения
3. Отклонение центральной частоты
спектра излучения от номинальной
величины
4. Относительный уровень любого
побочных излучений на выходе
передатчика:
для передатчиков III диапазона
с выходной мощностью, не более 100
мВт
для передатчиков III диапазона
с выходной мощностью от 100 мВт до
25 Вт
для передатчиков IV, V диапазонов
с выходной мощностью не более 25 Вт
для передатчиков III - V диапазонов
с выходной мощностью более 25 Вт
5. Относительный уровень
спектральной плотности мощности
внеполосных излучений (при режиме
работы передатчика 8К и величине
защитного интервала 1/4)
Допускаемое значение параметра
± 0,25 дБ
± 100 Гц
не менее чем на 40 дБ ниже мощности
основного излучения, но не более 10 мкВт
не менее чем на 40 дБ ниже мощности
основного излучения, но не более 25 мкВт
не менее чем на 60 дБ ниже мощности
основного излучения
Значение отстройки от
Относител
центра, МГц
ьный
уровень
внеполосн
ых
составляю
щих, дБ
5.1. Если передатчик работает в
- 8,0
- 46
условиях,
- 6,0
- 43
когда на смежных частотных каналах
- 5,0
- 40
не
- 4,2
- 35
ведется вещание или ведется вещание в
- 3,8
0
стандарте DVB-T, и выходные
3,8
0
мощности передатчиков, примерно,
4,2
- 35
равны
5,0
- 40
6,0
- 43
8,0
- 46
15
Наименование параметра
5.2. Если цифровой телевизионный
передатчик работает в стандарте DVBT условиях, когда на смежных
частотных каналах ведется аналоговое
вещание в стандарте
DK/SECAM,мощности излучения
аналогового и цифрового передатчиков
равны и излучения имеют одинаковую
поляризацию.
Примечание. Если излучаемые
мощности передатчиков не равны, то к
относительным значениям уровней
внеполосных составляющих следует
прибавить корректирующую величину,
рассчитываемую по формуле:
P  10 lg
Pa
Pц
,
Допускаемое значение параметра
Значение отстройки от
центра, МГц
- 12
- 10,75
- 9,75
- 4,75
- 4,185
- 3,9
3,9
4,25
5,25
6,25
11,25
12,0
Относител
ьный
уровень
внеполосн
ых
составляю
щих, дБ
- 67,2
- 45,9
- 45,9
- 40,8
- 26,2
0
0
- 33,3
- 45,9
- 45,9
- 45,9
- 67,2
где
ΔP – корректирующий уровень, дБ,
Pa – излучаемая пиковая мощность
аналогового передатчика, Вт,
Pц – излучаемая эффективная
мощность цифрового передатчика, Вт.
Внеполосные излучения радиосигналов цифрового телевизионного вещания
DVB-T ограничиваются согласно нормам ГКРЧ [4,5], а также международным
Соглашением Женева-06 [2]. Нормами предусмотрено два варианта излучения
передатчиков стандарта DVB-T/H. Вариант 1 называется некритическим случаем и
должен использоваться в тех ситуациях, когда смежные телевизионные каналы не
используются для вещания либо в смежных каналах ведется вещание в стандарте
DVB-T. Второй вариант применения называется случаем повышенной
чувствительности (критический) и используется в тех ситуациях, когда смежные
телевизионные каналы используются для аналогового телевизионного вещания.
Характеристики ограничительной маски на излучения РЭС DVB-T/H для канала 8
МГц представлены в таблице 1.6.
16
Таблица 1.6 . Точки излома спектральной маски для некритичных
случаев и случаев повышенной чувствительности
Относительная
частота,
МГц
Некритичные случаи,
относительный уровень,
дБ
– 12
– 110
Случаи повышенной
чувствительности,
относительный уровень,
дБ
– 120
–6
– 85
– 95
– 4,2
– 73
– 83
– 3,9
– 32,8
– 32,8
+ 3,9
– 32,8
– 32,8
+ 4,2
– 73
– 83
+6
– 85
– 95
+ 12
– 110
– 120
Следует подчеркнуть, что в системе DVB-H квантование времени и
технологические элементы MPE-FEC применены на канальном уровне и не
затрагивают физический уровень DVB-T.
Таким образом, с точки зрения помехового влияния на РЭС других служб
РЭС системы DVB-T и DVB-H могут рассматриваться как эквивалентные и можно
считать, что основными параметрами, определяющими межсистемную ЭМС со
стороны передатчиков стандарта DVB (т.е. DVB-T/H), являются:
- центральная частота спектра излучения передатчика;
- ширина занимаемой полосы частот;
- эквивалентная излучаемая мощность;
- напряженность поля в заданном месте приема.
2.3. Типы приема в системе DVB-H
Для системы DVB-H в соответствии с европейскими нормативными
документами [6,7] выделяются четыре класса приема.
Портативный прием
Портативный прием определяется как неподвижный (стационарный прием)
или прием на очень низкой скорости (пешеходный прием). Портативный прием
классифицирован на два класса:
17

Класс A: портативный наружный прием с внешней или
интегрированной антенной на высоте не менее 1,5 м от земли, на
скорости до 3 км/ч или в стационарном режиме.

Класс
B:
портативный
внутренний
прием
с
внешней
или
интегрированной антенной на высоте не менее 1,5 м от земли, на
скорости до 3 км/ч или в стационарном режиме, на первом этаже в
комнате с окном во внешней стене.
Предполагается, что во время трансляции вокруг приемника него не
перемещаются крупногабаритные объекты.
Предполагается, что на практике для портативного приема внутри зданий
(Класс В) условия приема будут сильно различаться в зависимости от этажа здания,
на котором осуществляется прием, характеристик материала, из которого
выполнены стены здания, а также от расположения приемника на этаже. Кроме
этого при портативном приеме возможно затенение приемника DVB-H его
владельцами.
Мобильный прием
Мобильный прием классифицирован на два класса:

Класс C: прием в движущемся транспортном средстве (автомобиль,
автобус и т.д.), приемник связан с внешней антенной транспортного
средства, расположенной на высоте не менее 1,5 м от земли.

Класс D: прием в движущемся транспортном средстве (например,
автомобиль, автобус, и т.д.), приемник не связан с внешней антенной
транспортного средства; с внешней или интегрированной антенной; на
высоте не менее 1,5 м от земли.
Предполагается, что приемник движется и/или вокруг него перемещаются
крупногабаритные объекты. Не рассматривается случай приема в полностью
экранированных транспортных средствах.
На практике условия приема будут сильно различаться в зависимости от
окружающей обстановки, при этом значительное влияние будет оказывать
конструкция автомобиля, например, на ослабление сигнала внутри автомобиля.
2.4. Внутрисетевая интерференция
В одночастотных сетях принимаемые от разных станций сигналы могут
приводить к разным эффектам: либо к усилению суммарного сигнала, и в этом
случае он является полезным, либо к возникновению ошибок на приемной стороне,
и в этом случае сигналы от одночастотных присвоений являются мешающими.
18
В ОЧС полезными называются такие сигналы, относительное время прихода
которых в точку попадает в заданный защитный интервал. Защитный интервал –
это промежуток времени, в течение которого все сигналы станций сети
обрабатываются как полезные сигналы. Если сигнал от одной из станций сети
окажется вне рамок защитного интервала, то он будет обрабатываться приемником
как мешающий. Продолжительность и временное положение защитного интервала
зависит от конфигурации ОЧС, в частности от выбранного типа синхронизации
приемника, например, по первому сигналу или по сигналу с максимальной
мощностью.
Еще одним условием отсутствия мешающего воздействия в точке внутри
сети со стороны одночастотных присвоений является разность уровней сигналов на
величину защитного отношения. Если на приемник поступит два сигнала с
уровнями, отличающимися на величину защитного отношения, то только один из
них будет отработан как полезный сигнал, а другой, меньший по уровню, не
создаст помеховой ситуации.
На вероятность возникновения внутрисетевых помех большое влияние
оказывает относительное расположение передатчиков, в частности расстояние
между ними. Например, если расстояние между двумя передатчиками будет
меньше расстояния, проходимого электромагнитной волной за длительность
защитного интервала, то очевидно, что относительная задержка этих двух сигналов
в любой точке приема будет меньше защитного интервала, и сигналы будут
обрабатываться как полезные. При добавлении третьей станции в сеть ситуация
может измениться и, например, сигнал от одной из них окажется на приемной
стороне за границей заданного защитного интервала, что приведет к
внутрисетевым помехам. В итоге суммарный сигнал на приемнике будет зависеть
от взаимного расположения всех передающих станций, относительной задержки
принятых сигналов и их энергетических уровней.
19
3. Нормируемые параметры для оценки ЭМС и частотного
планирования сетей DVB-H
В настоящем разделе приведены значения параметров, используемых при
частотном планировании сетей DVB-H. Данные значения носят рекомендательный
характер и не могут иметь приоритет перед значениями, принятыми в качестве
норм установленным порядком.
3.1. Коэффициент и мощность шума приемника
Современное развитие радиоэлектронных технологий обеспечивает
достижение коэффициент шума приемника DVB-H ниже коэффициента шума
цифровой приставки DVB-T. При этом следует учитывать, что приемник DVB-H,
как правило, будет входить в состав приемного оборудования, включающего так
же приемники сотовых сетей. В таких интегрированных приемных устройствах
применение режекторных фильтров GSM будет, в общем, приводить к увеличению
коэффициент шума приемника DVB-H.
Документами ETSI [6] коэффициент шума DVB-H приемника с GSM
режекторным фильтром определен на уровне 6 дБ для частот ниже 700 МГц. Для
полосы частот 700-750 МГц коэффициент шума будет выше вследствие более
сильного влияния режекторного фильтра GSM.
При коэффициенте шума 6 дБ мощность шума на входе приемника
составляет -99,2 дБм для канала шириной 8 МГц (ширина сигнала DVB-H 7,61
МГц).
3.2. Отношение сигнал/шум и минимальный уровень сигнала на входе
приемника
Минимальный уровень сигнала на входе приемника DVB-H, Pmin,
необходимый для качественного приема сигналов DVB-H, определяется исходя из
уровня шумов приемника по следующей формуле:
Pmin = - 99,2 + C/N
[дБм],
где
С/N [дБ] – минимальное отношение сигнал/шум для заданных параметров
передачи сигнала DVB-H (тип модуляции, скорость канального кодирования и
скорость кодирования MPE-FEC).
Расчетные значения С/N для сигнала DVB-H в канале Гаусса представлены в
Таблице 3.1. Данные значения получены на основе теоретических значений С/N,
20
указанных в стандарте EN 300 744 [1], путем увеличениях их на величину запаса на
реализацию в зависимости от вида модуляции:
- для QPSK запас на реализацию равен 1,1 дБ;
- для 16-QAM запас на реализацию равен 1,3 дБ;
- для 64-QAM запас на реализацию равен 1,5 дБ.
Значения C/N для всех значений кодирования MPE-FEC предполагаются
одинаковыми. Ширина сигнала DVB-H принята 7,61 МГц. Для DVB-H в качестве
критерия качества приема сигнала использована частота ошибок MPE-FEC кадров
(MFER). Предполагается, что разница в значениях C/N, измеренных для DVB-T по
критерию QEF и для DVB-H – измеренными по критерию MFER 5%, составляет
1 дБ.
Таблица 3.1. Теоретические значения С/N (канал Гаусса, MFER=5%).
Модуляция
Скорость кода
С/N, дБ
QPSK
1/2
3,6
QPSK
2/3
5,4
16-QAM
1/2
9,6
16-QAM
2/3
11,7
64-QAM
1/2
14,4
64-QAM
2/3
17,3
Расчетные значения С/N для приемников DVB-H в канале Релея
представлены в Таблице 3.2. Данные значения получены на основе теоретических
значений С/N, указанных в отчете ETSI TR 101 190 [8], путем увеличениях их на
величину запаса на реализацию, изменяющего в зависимости от вида модуляции:
- для QPSK запас на реализацию равен 1,6 дБ;
- для 16-QAM запас на реализацию равен 1,8 дБ;
- для 64-QAM запас на реализацию равен 2 дБ.
Значения C/N для всех значений кодирования MPE-FEC предполагается
одинаковыми.
Таблица 3.2. Теоретические значения С/N (канал Релея, MFER=5%).
Модуляция
Скорость кода
С/N, дБ
Разница С/NРелея - С/NГаусса
QPSK
1/2
6,5
2,9
QPSK
2/3
10,5
5,1
16-QAM
1/2
12,8
3,2
16-QAM
2/3
16,7
5
64-QAM
1/2
17,9
3,5
64-QAM
2/3
22,4
5,1
21
Значения С/N для приемников DVB-H для портативного приема внутри (PI)
и снаружи (PO) зданий, основанные на характеристиках реальных приемников,
представлены в Таблице 3.3. Значения С/N увеличены на величину запаса, равную
2 дБ.
Таблица 3.3. Значения С/N, полученные с учетом характеристик
реальных приемников DVB-H (MFER=5%).
Модуляция
Скорость
кода
Скорость
кода MPEFEC
QPSK
1/2
2/3
16-QAM
1/2
2/3
64-QAM
1/2
2/3
С/N, дБ
(прием вне
помещений,
PO)
1/2
С/N, дБ
(прием
внутри
помещений,
PI)
6.6
2/3
6.8
7.8
3/4
7.0
8.0
5/6
7.2
8.2
7/8
7.4
8.4
2/3
9.8
10.8
3/4
10
11
5/6
10.2
11.2
7/8
10.4
11.4
2/3
12.8
13.8
3/4
13
14
5/6
13.2
14.2
7/8
13.4
14.4
2/3
15.8
16.8
3/4
16
17
5/6
16.2
17.2
7/8
16.4
17.4
5/6
17.7
18.7
7/8
17.9
18.9
2/3
20.6
21.6
3/4
20.8
21.8
5/6
21
22
7.6
22
Значения С/N для мобильного приема, основанные на характеристиках
реальных приемников DVB-H, представлены в Таблице 3.4. Значения С/N
увеличены на величину запаса, равную 2 дБ.
Таблица 3.4. Значения С/N для мобильного приема, полученные с
учетом характеристик реальных приемников DVB-H (MFER=5%).
Модуляция
QPSK
Скорость
кода
1/2
2/3
16-QAM
1/2
2/3
64-QAM
1/2
2/3
Скорость С/Nmin,
кода
дБ
MPE-FEC
1/2
8.5
2/3
9.0
3/4
9.5
5/6
10
7/8
10.5
2/3
12
3/4
12.5
5/6
13.5
7/8
14.5
2/3
15
3/4
15.5
5/6
16.5
7/8
17.5
2/3
18
3/4
18.5
5/6
19.5
7/8
20.5
5/6
21.5
7/8
22.5
2/3
25
3/4
25.5
5/6
27
Скорость при С/Nmin+3 дБ, км/ч
2k
4k
8k
474
746
474
746
474
746
МГц МГц МГц МГц МГц МГц
911
579
456
290
228
145
866
550
433
275
216
138
456
290
228
145
114
73
273
174
137
87
68
43
Последние исследования показывают, что характеристики DVB-H
приемники могут устойчиво работать в режиме 8K при смещениях спектра
вследствие эффекта Доплера до 250 Гц. Прогнозируется, что в ближайшие годы
характеристики DVB-H приемников еще больше улучшатся, что снимет
необходимость учета эффекта Доплера при планировании DVB-H сетей.
23
3.3. Усиление приемной антенны
Интегрированная и внешняя антенны портативного приемника
Предполагается, что портативные терминалы в форме сотового телефона
будут иметь интегрированную антенну. В этом случае усиление антенны с учетом
современного уровня техники будет варьироваться от -10дБи до -5 дБи в диапазоне
470-746 МГц. Для промежуточных значений частот усиление интегрированной
антенны может быть определено путем линейной интерполяции.
При портативном приеме внутри зданий возможен прием с использованием
внешней антенны. В этом случае предполагается, что использование внешней
антенны позволит получить выигрыш до 7 дБ по сравнению с интегрированной
антенной, что будет соответствовать усилению внешней антенны от -3 дБи до 3
дБи в зависимости т используемой частоты.
В таблице 3.5 представлены значения усилений интегрированной и внешней
антенн, которые могут использоваться при частотном планировании.
Таблица 3.5. Типовые значения коэффициента усиления
интегрированной и внешней антенны приемника DVB-H в форме сотового
телефона.
Частота
ТВ канал
Коэффициент усиления (дБи)
Интегрированная антенна
Внешняя антенна
474 МГц
21 ТВк
-10
-3
698 МГц
49 ТВк
-7
0
858 МГц
69 ТВк
-5
+3
Разнесенный прием может улучшить характеристики С/N при мобильном
приеме на 6-9 дБ, а при портативном приеме на 3-4 дБ. С учетом того, что
разнесенный прием требует применения нескольких приемных антенн, удаленных
на расстояние, соизмеримое с половиной длины волны, то применение
разнесенного приема в приемнике DVB-H в форме сотового телефона в диапазоне
470-862 МГц представляется маловероятным.
Внешняя автомобильная антенна
Стандартная автомобильная антенна представляет собой несимметричный
вибратор, который использует металлическую крышу автомобиля в качестве
экрана. Типичные усиления автомобильной антенны такого типа без использования
активного усилителя представлены в таблице 3.6.
24
Таблица 3.6. Типовые значения коэффициента усиления внешней
автомобильной антенны.
Полоса частот
Каналы
Коэффициент усиления
Полоса IV (470-582 МГц)
21-34 ТВк
- 2 дБд
Полоса V (582-862 МГц)
35-69 ТВк
- 1 дБд
3.4. Потери на проникновение в здания и транспортные средства
Прием DVB-H внутри заданий и транспортных средств будет сильно
зависеть от свойств стен зданий и конструкции автомобилей.
Потери на проникновение в здание
Проведенные в европейских странах измерения показали, что в среднем
потери на проникновение в здание составляют 7-15 дБ. В таблице 3.7 представлены
средние значения и разброс ослабления напряженности поля в зависимости от типа
стен зданий. В таблице 3.8 представлены среднее значение и разброс ослабления
при проникновении электромагнитной волны в здание, которые могут быть
использованы при планировании в УВЧ диапазоне.
Таблица 3.7. Измеренные значения потерь на проникновение в здание
(средние значение и разброс)
Тип стены
Потери на
проникновение, дБ
Разброс
значений, дБ
Стена с окном, среднего размера
8,12
3,63
Стена с большим окном
8,16
3,23
Стена с дверью и окном
8,02
3,47
Деревянная стена с окном
7,35
3,82
Стена с металлическими конструкциями
10,08
4,11
Глухая деревянная стена
8,8
3,03
Металлические ворота гаража
7,97
2,81
Глухая стена из нескольких материалов
10,22
4,64
Пригородный жилой дом
7
5
Фасадные стены офисных городских
зданий, внутренние помещения жилых
зданий
11
6
Внутренние помещения офисных зданий
15
7
25
Таблица 3.8. Потери на проникновение в здание (среднее значение и
разброс) для частотного планирования
Полоса частот
Средние значение
потерь
Среднеквадратическое
11 дБ
6 дБ
УКВ
отклонение, b
Потери на проникновение в транспортное средство
Европейские исследования показали, что в среднем, потери на
проникновение в автомобиль составляют 7-8 дБ со среднеквадратическим
отклонением v = 2 дБ.
При этом потери для других транспортных средств могут быть выше,
например в поезде.
3.5. Ослабление сигнала в зависимости от высоты приемной антенны
Высота приемной антенны для всех видом приема DVB-H (Классы А-D)
принята 1,5 м. В связи с этим при частотном планировании DVB-H возникает
необходимость пересчета напряженности поля с 1,5 м на другие высоты, например
при использовании Рекомендации Р.1546.
В таблице 3.9 приводятся значения ослабления напряженности поля
(поправки по высоте приемной антенны) при снижении высоты приемной антенны
с репрезентативной высоты до 1,5 м для различных типов местности.
Данные Таблицы 3.9 рекомендованы международными документами для
частотного планирования DVB-H [6].
Таблица 3.9 Поправки по высоте приемной антенны
(при пересчете поля с репрезентативной высоты на 1,5 м).
Частота
Тип местности
Сельская местность
Пригород
Город
500 МГц
11 дБ
16 дБ
22 дБ
800 МГц
13 дБ
18 дБ
24 дБ
3.6. Зона обслуживания и требуемый процент мест приема
При определении зоны обслуживания используется следующая 3-х
уровневая модель:
1. Точка приема: площадка 0,5 м на 0,5 м. Для портативного приема
предполагается, что оптимальные условия приема могут быть достигнуты путем
перемещения приемника DVB-H на 0,5 м в любом направлении. Считается, что в
26
точке приема осуществляется прием сигнала DVB-H, если в этой точке в течение
99% обеспечивается необходимое отношение С/N или С/I.
2. Малая зона. Площадка 100м х 100м (может использоваться площадка 10м
х10м по аналогии с планированием сотовых сетей) в которой качество
обслуживания определяется на основе процента мест, в котором обеспечивается
прием DVB-H.
Качество обслуживания в малой зоне считается:
- «хорошим», если на границе данной зоны обеспечивается
портативный прием Класса А и Класса В в 95% мест, а внутри зоны
-
портативный прием Класса С и Класса D обеспечивается в 99% мест;
«удовлетворительным», если на границе данной зоны обеспечивается
портативный прием Класса А и Класса В не менее чем в 70% мест, а
внутри зоны портативный прием Класса С и Класса D обеспечивается
в 90% мест.
3. Зона покрытия: множество малых зоны, в которых обеспечивается
заданное качество обслуживания.
При частотном планировании DVB-H требуемый процент мест приема, как
правило, выбирается:
- для портативного приема в диапазоне 90-95%;
- для мобильного приема в диапазоне 95-99%.
3.7. Минимальная медианная напряженность поля
Такие параметры, как коэффициент шума, мощность шума и мощность
сигнала на входе приемника не учитывают эффекты распространения радиоволн, в
частности, пространственное распределение напряженности поля в заданной зоне
приема. Поэтому при частотном планировании DVB-H используется такой
показатель, как медианная напряженность поля Еmed., т.е. напряженность поля,
рассчитанная для 50% мест и для 50% времени и обеспечивающая минимальную
используемую напряженность поля в заданном проценте мест приема.
Для DVB-T медианная напряженность поля Еmed рассчитывается для высоты
приемной антенны 10 м. Поскольку в DVB-H все классы приема (Классы А-D)
определены для высоты приемной антенны 1,5 м, то в дальнейшем для обозначения
медианной напряженности поля на высоте 1,5 м будет использовать обозначение
Еmed1,5, а для высоты 10 м - Еmed10.
Для вычисления значений минимальной медианной напряженности поля
используются следующие формулы:
27
Pn = F + 10 log10 (k T0 B)
Ps min = C/N + Pn
Aa = GD + 10 log10 (1,64 · 2/4)
φ min = Ps min – Aa
Emin = φmin + 120 + 10 log10 (120) =
φ min + 145,8
Emed = Emin + Pmmn + Cl + Lh
при портативном приеме Класса
А и мобильном приеме Класса С
Emed = Emin + Pmmn + Cl + Lh + Lb
при портативном приеме Класса
В (внутри помещения)
Emed = Emin + Pmmn + Cl + Lh + Lv
при мобильном приеме Класса D
где:
Ps min:
минимальная мощность сигнала на входе приемника (дБВт);
F:
коэффициент шума приемника (дБ);
k:
постоянная Больцмана (k = 1,38  10–23) Дж/K;
T0:
B:
C/N:
Pn :
Aa :
:
GD:
абсолютная температура (T0 = 290 K);
ширина шумовой полосы приемника (7,61 × 106 Гц для канала
8 МГц);
требуемое отношение сигнал/шум на входе приемника (дБ)
мощность шума на входе приемника (дБВт);
эффективный раскрыв антенны (дБм2);
длина волны (м);
усиление антенны относительно полуволнового диполя (дБ);
φmin:
минимальная плотность потока мощности в месте приема,
дБ(Вт/м2);
Emin:
минимальная напряженность поля в месте приема (дБ(мкВ/м))
Emed:
минимальная медианная напряженность поля, планируемое
значение, дБ(мкВ/м);
Pmmn:
поправка на индустриальный шум (дБ);
Lb:
потери при проникновении в здание (дБ);
Lv:
потери при проникновении в транспортное средство (дБ);
Lh:
потери при уменьшении высоты (между репрезентативной
высотой и 1,5 м над уровнем земли) (дБ);
Cl:
поправочный коэффициент местоположений (дБ).
28
Эквивалентное напряжение на входе приемника вычисляется по следующей
формуле:
Us min = Ps min + 120 +10 log10 R
где,
Us min:
R:
минимальное эквивалентное напряжение на входе приемника, на
75 Ом (дБмкВ)
входное полное сопротивление приемника (R = 75 Ом).
При расчетах принимается, что принимаемый сигнал имеет логарифмически
нормальное распределение и таким образом поправочный коэффициент
местоположений, Cl, вычисляется по следующей формуле:
Cl =  х ,
где:
:
коэффициент распределения, равный 0,52 для 70%, 1,28 для 90%,
1,64 для 95% и 2,32 для 99%
:
стандартное отклонение, принимаемое равным 5,5 дБ при приеме
вне помещений (Классы А,С).
Стандартное
отклонение
сигнала
внутри
здания
(Класс
В)
или
транспортного средства (Класс D) определяется по следующей формуле:
 В, D   А2 ,С   b2/ v
дБ,
где:
А,С : стандартное отклонение вне помещений, А,С = 5,5 дБ;
b,v : стандартное отклонение ослабления сигнала при проникновении
в здание - b, или в транспортное средство - v ,дБ (см раздел
3.4).
В таблицах 3.10 – 3.17 приведены значения минимальной медианной
напряженности поля для четырех классов приема DVB-H (Класс А, В, С, D).
Для каждого класса приема DVB-H медианная напряженность поля
рассчитана для двух эталонных частот: 500 и 800 МГц, соответствующих
диапазонам IV и V, а также для различных отношений сигнал/шум, C/N, высоты
приемной антенны 1,5 и для различных значений требуемого охвата мест.
Для других частот f медианная напряженность поля Emed(f) может быть
вычислена по следующих формулам:
29
в диапазоне 470-582 МГц:
в диапазоне 582-862 МГц:
Emed(f) = Emed500 + 30*log10(f/500)
Emed(f) = Emed800 + 30*log10(f/800)
где
Emed500, Emed800 - медианные напряженности поля для частот 500 МГц или 800
МГц, определенные по таблицам 3.10 – 3.17.
f – частота, МГц
30
Таблица 3.10. Минимальная медианная напряженность поля для
портативного приема снаружи зданий, Класс А.
(диапазон IV: частота 500 МГц; вероятность приема: 70% и 95% мест;
для высоты приемной антенны: 1,5 м.).
Параметры
Размерность
Отношение C/N, дБ
2
Мин. мощность сигнала на входе приемника
Ps min (дБВт)
Эффективный раскрыв антенны
14
20
26
-127,2 -121,2 -115,2 -109,2 -103,2
Мин. эквивалентное напряжение на входе Us min (дБмкВ)
приемника, 75 Ом
Усиление антенны относительно п/в диполя
8
12
18
GD (дБ)
24
30
36
-89,9
-83,9
-77,9
56
62
68
65
71
71
77
-12
Aa (дБм2)
-25,3
Мин. плотность потока мощности в месте min дБ(Вт/м )
приема
2
-101,9 -95,9
Минимальная напряженность поля в месте Emin (дБ(мкВ/м))
приема
Поправка на влияние индустриального шума
44
50
Pmmn (дБ)
0
Вероятность охвата мест: 70%
Поправочный коэффициент местоположений
Cl (дБ)
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м Emed1,5 дБ(мкВ/м)
для 50% времени и 50% мест
3
47
53
59
Вероятность охвата мест: 95%
Поправочный коэффициент местоположений
Cl (дБ)
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м Emed1,5 дБ(мкВ/м)
для 50% времени и 50% мест
9
53
59
65
31
Таблица 3.11. Минимальная медианная напряженность поля для
портативного приема снаружи зданий, Класс А.
(диапазон V: частота 800 МГц; вероятность приема: 70% и 95% мест;
для высоты приемной антенны: 1,5 м.).
Параметры
Размерность
Отношение C/N, дБ
2
Мин. мощность сигнала на входе приемника
Ps min (дБВт)
Эффективный раскрыв антенны
14
20
26
-127,2 -121,2 -115,2 -109,2 -103,2
Мин. эквивалентное напряжение на входе Us min (дБмкВ)
приемника, 75 Ом
Усиление антенны относительно п/в диполя
8
12
18
GD (дБ)
24
30
36
-90,8
-84,8
-78,8
55
61
67
64
70
70
76
-7
Aa (дБм2)
-24,4
Мин. плотность потока мощности в месте min дБ(Вт/м )
приема
2
-102,8 -96,8
Минимальная напряженность поля в месте Emin (дБ(мкВ/м))
приема
Поправка на влияние индустриального шума
43
49
Pmmn (дБ)
0
Вероятность охвата мест: 70%
Поправочный коэффициент местоположений
Cl (дБ)
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м Emed1,5 дБ(мкВ/м)
для 50% времени и 50% мест
3
46
52
58
Вероятность охвата мест: 95%
Поправочный коэффициент местоположений
Cl (дБ)
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м Emed1,5 дБ(мкВ/м)
для 50% времени и 50% мест
9
52
58
64
32
Таблица 3.12. Минимальная медианная напряженность поля для
портативного приема внутри зданий, Класс В.
(диапазон IV: частота 500 МГц; вероятность приема: 70% и 95% мест;
для высоты приемной антенны: 1,5 м.).
Параметры
Размерность
Отношение C/N, дБ
2
Мин. мощность сигнала на входе приемника
Ps min (дБВт)
Эффективный раскрыв антенны
14
20
26
-127,2 -121,2 -115,2 -109,2 -103,2
Мин. эквивалентное напряжение на входе Us min (дБмкВ)
приемника, 75 Ом
Усиление антенны относительно п/в диполя
8
12
18
GD (дБ)
24
30
36
-89,9
-83,9
-77,9
56
62
68
77
83
87
93
-12
Aa (дБм2)
-25,3
Мин. плотность потока мощности в месте min дБ(Вт/м )
приема
2
-101,9 -95,9
Минимальная напряженность поля в месте Emin (дБ(мкВ/м))
приема
Поправка на влияние индустриального шума
Потери при проникновении в здание
44
50
Pmmn (дБ)
0
Lb (дБ)
11
Вероятность охвата мест: 70%
Поправочный коэффициент местоположений
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м
для 50% времени и 50% мест
Cl (дБ)
Emed1,5
дБ(мкВ/м)
4
59
65
71
Вероятность охвата мест: 95%
Поправочный коэффициент местоположений
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м
для 50% времени и 50% мест
Cl (дБ)
Emed1,5
дБ(мкВ/м)
14
69
75
81
33
Таблица 3.13. Минимальная медианная напряженность поля для
портативного приема внутри зданий, Класс В.
(диапазон V: частота 800 МГц; вероятность приема: 70% и 95% мест;
для высоты приемной антенны: 1,5 м.).
Параметры
Размерность
Отношение C/N, дБ
2
Мин. мощность сигнала на входе приемника
Ps min (дБВт)
Эффективный раскрыв антенны
14
20
26
-127,2 -121,2 -115,2 -109,2 -103,2
Мин. эквивалентное напряжение на входе Us min (дБмкВ)
приемника, 75 Ом
Усиление антенны относительно п/в диполя
8
12
18
GD (дБ)
24
30
36
-90,8
-84,8
-78,8
55
61
67
76
82
86
92
-7
Aa (дБм2)
-24,4
Мин. плотность потока мощности в месте min дБ(Вт/м )
приема
2
-102,8 -96,8
Минимальная напряженность поля в месте Emin (дБ(мкВ/м))
приема
Поправка на влияние индустриального шума
Потери при проникновении в здание
43
49
Pmmn (дБ)
0
Lb (дБ)
11
Вероятность охвата мест: 70%
Поправочный коэффициент местоположений
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м
для 50% времени и 50% мест
Cl (дБ)
Emed1,5
дБ(мкВ/м)
4
58
64
70
Вероятность охвата мест: 95%
Поправочный коэффициент местоположений
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м
для 50% времени и 50% мест
Cl (дБ)
Emed1,5
дБ(мкВ/м)
14
68
74
80
34
Таблица 3.14. Минимальная медианная напряженность поля для
мобильный прием, Класс С.
(диапазон IV: частота 500 МГц; вероятность приема: 90% и 99% мест;
для высоты приемной антенны: 1,5 м.).
Параметры
Размерность
Отношение C/N, дБ
2
Мин. мощность сигнала на входе приемника
Ps min (дБВт)
Эффективный раскрыв антенны
14
20
26
-127,2 -121,2 -115,2 -109,2 -103,2
Мин. эквивалентное напряжение на входе Us min (дБмкВ)
приемника, 75 Ом
Усиление антенны относительно п/в диполя
8
12
18
GD (дБ)
24
30
36
-93,9
-87,9
52
58
59
65
65
71
-2
Aa (дБм2)
-15,3
Мин. плотность потока мощности в месте min дБ(Вт/м )
приема
2
-111,9 -105,9 -99,9
Минимальная напряженность поля в месте Emin (дБ(мкВ/м))
приема
Поправка на влияние индустриального шума
34
40
Pmmn (дБ)
46
0
Вероятность охвата мест: 90%
Поправочный коэффициент местоположений
Cl (дБ)
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м Emed1,5 дБ(мкВ/м)
для 50% времени и 50% мест
7
41
47
53
Вероятность охвата мест: 99%
Поправочный коэффициент местоположений
Cl (дБ)
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м Emed1,5 дБ(мкВ/м)
для 50% времени и 50% мест
13
47
53
59
35
Таблица 3.15. Минимальная медианная напряженность поля для
мобильный прием, Класс С.
(диапазон V: частота 800 МГц; вероятность приема: 90% и 99% мест;
для высоты приемной антенны: 1,5 м.).
Параметры
Размерность
Отношение C/N, дБ
2
Мин. мощность сигнала на входе приемника
Ps min (дБВт)
Эффективный раскрыв антенны
14
20
26
-127,2 -121,2 -115,2 -109,2 -103,2
Мин. эквивалентное напряжение на входе Us min (дБмкВ)
приемника, 75 Ом
Усиление антенны относительно п/в диполя
8
12
18
GD (дБ)
24
30
36
-90,8
-84,8
55
61
62
68
68
74
-1
Aa (дБм2)
-18,4
Мин. плотность потока мощности в месте min дБ(Вт/м )
приема
2
-108,8 -102,8 -96,8
Минимальная напряженность поля в месте Emin (дБ(мкВ/м))
приема
Поправка на влияние индустриального шума
37
43
Pmmn (дБ)
49
0
Вероятность охвата мест: 90%
Поправочный коэффициент местоположений
Cl (дБ)
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м Emed1,5 дБ(мкВ/м)
для 50% времени и 50% мест
7
44
50
56
Вероятность охвата мест: 99%
Поправочный коэффициент местоположений
Cl (дБ)
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м Emed1,5 дБ(мкВ/м)
для 50% времени и 50% мест
13
50
56
62
36
Таблица 3.16. Минимальная медианная напряженность поля для
мобильный прием, Класс D.
(диапазон IV: частота 500 МГц; вероятность приема: 90% и 99% мест;
для высоты приемной антенны: 1,5 м.).
Параметры
Размерность
Отношение C/N, дБ
2
Мин. мощность сигнала на входе приемника
Ps min (дБВт)
Эффективный раскрыв антенны
14
20
26
-127,2 -121,2 -115,2 -109,2 -103,2
Мин. эквивалентное напряжение на входе Us min (дБмкВ)
приемника, 75 Ом
Усиление антенны относительно п/в диполя
8
12
18
GD (дБ)
24
30
36
-89,9
-83,9
-77,9
56
62
68
76
82
82
88
-12
Aa (дБм2)
-25,3
Мин. плотность потока мощности в месте min дБ(Вт/м )
приема
2
-101,9 -95,9
Минимальная напряженность поля в месте Emin (дБ(мкВ/м))
приема
Поправка на влияние индустриального шума
Потери при проникновении в транспортное
средство
44
50
Pmmn (дБ)
0
Lv (дБ)
7
Вероятность охвата мест: 90%
Поправочный коэффициент местоположений
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м
для 50% времени и 50% мест
Cl (дБ)
Emed1,5
дБ(мкВ/м)
7
58
64
70
Вероятность охвата мест: 99%
Поправочный коэффициент местоположений
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м
для 50% времени и 50% мест
Cl (дБ)
Emed1,5
дБ(мкВ/м)
13
64
70
76
37
Таблица 3.17. Минимальная медианная напряженность поля для
мобильный прием, Класс D.
(диапазон V: частота 800 МГц; вероятность приема: 90% и 99% мест;
для высоты приемной антенны: 1,5 м.).
Параметры
Размерность
Отношение C/N, дБ
2
Мин. мощность сигнала на входе приемника
Ps min (дБВт)
Эффективный раскрыв антенны
14
20
26
-127,2 -121,2 -115,2 -109,2 -103,2
Мин. эквивалентное напряжение на входе Us min (дБмкВ)
приемника, 75 Ом
Усиление антенны относительно п/в диполя
8
12
18
GD (дБ)
24
30
36
-90,8
-84,8
-78,8
55
61
67
75
81
81
87
-7
Aa (дБм2)
-24,4
Мин. плотность потока мощности в месте min дБ(Вт/м )
приема
2
-102,8 -96,8
Минимальная напряженность поля в месте Emin (дБ(мкВ/м))
приема
Поправка на влияние индустриального шума
Потери при проникновении в транспортное
средство
43
49
Pmmn (дБ)
0
Lv (дБ)
7
Вероятность охвата мест: 90%
Поправочный коэффициент местоположений
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м
для 50% времени и 50% мест
Cl (дБ)
Emed1,5
дБ(мкВ/м)
7
57
63
69
Вероятность охвата мест: 99%
Поправочный коэффициент местоположений
Мин. мед. напряженность поля на высоте 1,5 м
для 50% времени и 50% мест
Cl (дБ)
Emed1,5
дБ(мкВ/м)
13
63
69
75
38
3.8. Защитные отношения
Поскольку система DVB-H на физическом уровне полностью совпадает с
системой DVB-T, включая и спектр излучаемого сигнала, то с точки зрения
мешающего влияния на РЭС других служб РЭС системы DVB-T и DVB-H могут
рассматриваться как эквивалентные. По этой причине для оценки помехового
влияния РЭС DVB-H на РЭС других служб могут использоваться защитные
отношения, применяемые в настоящее время для системы DVB-T.
Несмотря на то, что дополнительное кодирование MPE-FEC повышает
помехоустойчивость системы DVB-H по сравнению с системой DVB-T, но в
случаи отсутствия данных по защитным отношениям для системы DVB-H при
влиянии помех от других систем, допустимо использование защитных отношений,
применяемых для системы DVB-T.
Соглашение «Женева-06» [2], а также Рекомендация МСЭ-R BT.1368 [9]
содержат все необходимые данные по защитным отношениям для системы DVB-T.
Ниже в таблицах 3.18 – 3.19 приведены защитные отношения для DVB-H
при помехах от систем DVB-T/H [6].
Таблица 3.18. Защитные отношения для сигнала DVB-H при помехе в
совмещенном канале от сигнала DVB-T / H для разных видов приема
полезного сигнала DVB-H
Модуляция
QPSK
QPSK
16-QAM
16-QAM
Кодовая
скорость
1/2
2/3
1/2
2/3
Защитные отношения, дБ
Портативный прием
Мобильный прием
(Класс A и B)
(Класс C и D)
9,5
9,5
12,5
12,5
15,5
15,5
18,5
18,5
Таблица 3.19. Защитные отношения для сигналов DVB-H при помехе
от сигналов DVB-T / H по соседним каналам (N-1) и (N+1)
Канал
Защитное отношение
N-1
-30
N+1
-30
Для перекрывающихся каналов, при отсутствии данных измерений, и если
ширина полосы перекрытия полезного и мешающего сигналов меньше 1 МГц,
защитное отношение А должно быть экстраполировано из защитного отношения
для совмещенного канала по формуле:
39
А=
CCI +10 log10 (BO/BW)
где:
CCI : защитное отношение при помехе в совмещенном канале;
BO: ширина полосы частот (МГц), в которой перекрываются два сигнала
DVB-T;
BW: ширина полосы частот (МГц) полезного сигнала;
Если вышеприведенная формула дает результат A < -30 дБ, то принимается
защитное отношение равное – 30 дБ.
40
4. Расчеты, проводимые для оценки ЭМС
4.1. Расчет объединенного поправочного коэффициента местоположений
Объединенный поправочный коэффициент местоположений используется
для того, чтобы преобразовать полезную и мешающую напряженности поля,
которые относятся к 50% местоположений, в значение, соответствующее проценту
местоположения, необходимое для полезной службы.
Объединенный поправочный коэффициент местоположений рассчитываться
по формуле:
2
2
CF =   w   n
дБ,
где:
w : стандартное отклонение изменения местоположения для
полезного сигнала (дБ)
n : стандартное отклонение изменения местоположения для
мешающего сигнала (дБ)
 : коэффициент распределения рассчитывается следующим
образом:
 = Qi(1 – x/100),
где:
Qi :
множитель, значения которого приведены в
Приложении 1.
x:
процент местоположений, для которых требуется
защита.
Коэффициент распределения  равен 0,52 для 70%, 1,64 для 95% и 2,33 для
99% местоположений.
В соответствии с положениями Соглашения «Женева-06» [2] стандартное
отклонение напряженности поле, создаваемой одной передающей станцией в
малой зоне приема, составляет 5,5 дБ.
4.2. Расчет напряженности поля полезного сигнала в сети DVB-H
Напряженность поля полезного сигнала станции DVB-H в любой точке зоны
покрытия рассчитывается для 50% мест и 50% времени для выбранной высоты
приемной антенны.
41
Расчеты ЭМС для РЭС DVB-H проводятся для высот приемной антенны над
уровнем земли 1,5 м вне зданий.
4.3. Расчет напряженности поля помехи на станцию DVB-H
Напряженность поля помехи на цифровую станцию DVB-H от частотных
присвоений DVB-H, частотных присвоений/выделений DVB-T и аналоговых ТВ
станций в заданной расчетной точке определяется по формуле:
Еi = Е (50, 1)+ А + А + СF, дБ мкВ/м
где
Е
(50, 1)–
напряженность поля для 50% мест и 1% времени для высоты
приемной антенны 1,5 или для репрезентативной высоты;
А – защитное отношение, дБ;
А
–
поправка
к
защитному
отношению,
дБ,
учитывающая
поляризационную помехозащищенность приемной антенны (для мобильного
приема на внешнюю антенну);
СF - объединенный поправочный коэффициент местоположений.
Объединенный поправочный коэффициент местоположений определяется
согласно п. 4.1 для процента охвата мест, указанного в п. 3.6.
4.4. Расчет напряженности поля помехи от станции DVB-H
4.4.1. Расчет напряженности поля помехи от станции DVB-H на станцию
DVB-Н
В соответствии с пунктом 4.3.
4.4.2. Расчет напряженности поля помехи от станции DVB-H на станцию
DVB-T
Напряженность поля помехи на станцию DVB-T в заданной расчетной точке
определяется по формуле:
Еi = Е(50, 1)+ А + А + СF, дБ мкВ/м
где
42
Е(50, 1)– напряженность поля для 50% мест и
репрезентативной высоты приемной антенны;
1% времени
для
А – защитное отношение, дБ;
А
–
поправка
к
защитному
отношению,
дБ,
учитывающая
пространственную и поляризационную помехозащищенность приемной антенны;
СF - объединенный поправочный коэффициент местоположений.
Поправка
к
защитному
отношению
А
определяется
из
графика,
приведенного в Приложении 2, и применяется при расчете поля помехи только при
фиксированном приеме полезного сигнала от DVB-T присвоения или ОЧС; при
расчете поля помех для DVB-T выделений - поправка А не применяется.
В силу особенностей приемной антенны портативного приемника, при
ортогональности
поляризации
сигналов
мешающей
и
полезной
станции
поляризационная развязка, обеспечиваемая направленным действием и
ортогональностью приемной антенны не учитывается. Поляризационная развязка
может учитываться только при исследовании приема в автомобиле на внешнюю
антенну и только в том случае если внешняя антенна имеет избирательность по
поляризации сигнала и предполагается применение антенн данного типа на всех
приемных устройствах в данной сети. В этом случае величина поляризационной
развязки определяется на основе характеристик приемной антенны и, как правило,
является общей для всех углов азимута прихода мешающего сигнала в диапазонах
IV–V.
4.4.3. Расчет напряженности поля помехи от станции DVB-H на аналоговую
ТВ станцию
В соответствии с Рекомендацией МСЭ-R BT.655-7 для оценки помех на
аналоговые станции рассчитываются значения напряженности поля помехи при
тропосферной и постоянной помехе и в расчетах ЭМС используется большее из
рассчитанных значений.
При тропосферном характере помехи напряженность поля помехи цифровой
станции (Еit) на аналоговую станцию/присвоение в заданной расчетной точке
определяется по формуле:
Еit = Е (50, t)+ Ат + А, дБ мкВ/м
где
Е (50, 1) – напряженность поля для 50% мест и 1% времени для
репрезентативной высоты приемной антенны;
43
t – процент времени, для которого определяется тропосферная помеха (в IVV диапазонах - 1%).
Ат – защитное отношение для тропосферной помехи, дБ;
А
–
поправка
к
защитному
отношению,
дБ,
учитывающая
пространственную и поляризационную помехозащищенность приемной антенны
телевизионного приемника.
При постоянном характере помехи напряженность поля помехи цифровой
станции (Еis) на аналоговую станцию/присвоение в заданной расчетной точке
определяется по формуле:
Еis = Е (50, 50)+ Ас + А, дБ мкВ/м
где
Е(50, 50) – напряженность поля для 50% мест и 50% времени приема в
расчетной точке для высоты приемной антенны 10 м и репрезентативной высоты;
Ас – защитное отношение для постоянной помехи, дБ;
А
–
поправка
к
защитному
отношению,
дБ,
учитывающая
пространственную и поляризационную помехозащищенность приемной антенны
приемника.
Поправка
к
защитному
отношению
А
определяется
из
графика,
приведенного в Приложении 2, и применяется при расчете поля помехи только в
случае одинаковой поляризации передающих антенн полезной и мешающей
станций.
В случае ортогональной поляризации между мешающей и полезной
станцией суммарная развязка, обеспечиваемая направленным действием и
ортогональностью приемной антенны, принимается равной минус 16 дБ для всех
углов азимута прихода мешающего сигнала в диапазонах IV–V.
4.5. Расчет напряженности поля помехи от сети DVB-H / DVB- T
Напряженность поля помехи от станций DVB-H/T, образующих ОЧС, в
расчетной точке находится как суммарное поле помех от всех передатчиков,
входящих в состав данной ОЧС.
Значения напряженности поля помехи от каждого из передатчиков ОЧС
определяется в соответствии с пп. 4.3-4.4.
44
Суммарная напряженность поля помех Eisum от всех передатчиков ОЧС
определяется методом суммирования мощностей по формуле:
 m Еi 
Е isum  10  log 10  10 10 
 i 1

где,
Еi – напряженность поля помехи от i-ого передатчика;
m – число передатчиков ОЧС;
4.6. Расчет напряженности поля помехи от цифрового выделения DVB-T
Напряженность поля помехи от цифрового выделения DVB-T в расчетной
точке рассчитывается как максимальное поле помехи, создаваемое эталонным
источником помех (эталонной сетью), при последовательном размещении
эталонного источника помех в каждой из контрольных точек, определяющих
границу зоны выделения.
Эталонный источник представляет собой набор из m передатчиков,
количество и взаимное расположение которых определяется типом эталонной сети,
запланированной для данного выделения, в соответствии с Приложением 3.
4.6.1. Из таблиц Приложения 3 определяются значения диаметра зоны
обслуживания D и расстояния между передатчиками d для соответствующего
планируемого типа эталонной сети (ЭС) и эталонной конфигурации планирования
(ЭКП).
4.6.2. Для каждой контрольной точки выделения определяются координаты
местоположения передатчиков эталонного источника. Алгоритм расчета координат
приведен в Приложении 3, пункт 6.
4.6.3.В соответствии с п. 4.4 в расчетной точке определяются значения
напряженности поля помехи каждого из m передатчиков эталонного источника,
расположенного в заданной контрольной точке границы зоны выделения.
4.6.4. Рассчитанные значения напряженности поля помехи каждого из m
передатчиков суммируются методом суммирования мощностей, в соответствии с
формулой:
Еi
 m

Еisum  10  log 10   10 10 
 i 1

где,
Еi – напряженность поля помехи от i-ого передатчика;
m – число передатчиков эталонного источника;
45
Еisum– суммарная напряженность поля помехи эталонного источника помех.
4.6.5. В соответствии с пп. 4.6.2÷4.6.4. для заданной расчетной точки
определяются значения напряженности поля помехи от эталонного источника
помех при его последовательном расположении во всех n контрольных точках
границы выделения.
4.6.6. Из рассчитанных значений суммарной напряженности поля
выбирается максимальное, которое принимается за напряженность поля помехи от
цифрового выделения.
4.7. Расчет используемой напряженности поля
Используемая напряженность поля Eu рассчитывается по формуле:
Еi
n
 Еmed

Еи  10  log 10 10 10  10 10 
i 1


где,
Еmed – минимальная медианная используемая напряженность поля;
дБ(мкВ/м);
Еi– напряженность поля i-ой помехи; дБ(мкВ/м)
n – число источников помех;
4.8. Расчет зоны покрытия частотного присвоения
Для расчета зоны покрытия (идеальной и реальной) частотного
присвоения DVB-T/H используются два метода.
Расчет для общей оценки зоны обслуживания и мешающего влияния
других РЭС. Расчет проводится для общей (приблизительной) оценки размеров
зоны обслуживания и мешающего влияния других РЭС без учета влияния
местных факторов (растительности, застройки и т.д.) на прием сигнала. Расчет
проводится по следующему алгоритму:
1. Расчет идеальной (максимальной) зоны покрытия, соответствующей
техническим характеристикам передающего и приемного оборудования и
уровню природных и индустриальных шумов:
2. По каждому из 36 радиальных направлений от места размещения полезной
станции определяется расстояние, на котором значение напряженности поля
полезной станции равно величине минимальной используемой напряженности
(для аналоговой ТВ станции) или минимальной медианной используемой
46
напряженности (для цифровой ТВ станции). Координаты расчетной точки, в
которой выполняется это условие, фиксируются. Линия, соединяющая эти 36
точек, определяет границу идеальной зоны покрытия станции, а расстояние от
места размещения полезной станции до границы зоны – радиус зоны в
соответствующем азимутальном направлении.
3. В каждой из 36 контрольных точек, определенных в п.1, в соответствии с
методикой, приведенной в п.п. 4.3 ÷ 4.6, рассчитывается напряженность поля
помехи от потенциальных источников помех. В массив помех для дальнейших
расчетов отбираются помехи, с уровнем напряженности не ниже 12 дБ
относительно минимальной используемой напряженности поля. Эффект
внутрисетевой интерференции при данном расчете не учитывается.
4. В каждой контрольной точке рассчитывается значение используемой
напряженности поля в условиях действия множественной помехи в
соответствии с п. 4.7. Если рассчитанное значение превышает значение
напряженности поля полезной станции, то радиус зоны покрытия по этому
азимуту уменьшается и проводятся повторные вычисления используемой и
полезной напряженностей поля. Путем последовательных итераций находится
такое значение радиуса, для которого напряженность поля полезной станции
будет равна используемой напряженности. Рассчитанные таким образом
радиусы будут определять положения контрольных точек реальной зоны
покрытия в условиях действия помех от объектов существующей сети ТВ
вещания.
При необходимости подробного исследования характеристик покрытия зоны
обслуживания с учетом местных факторов, таких как растительность или городская
застройка, расчет проводится во всем множестве точек, соответствующих узлам
воображаемой решетки, состоящей из линий широты и долготы, проведенных с
заданным шагом. При этом для расчетной оценки напряженности поля, количества
и направления прихода лучей полезных и мешающих сигналов используются
модели распространения, учитывающие дифракционные потери, отражение
сигналов и иные существенные факторы, влияющие на распространение
радиосигнала в условиях городов. Для адекватного учета влияния местных
факторов шаг линий решетки должен составлять не более 10 метров. При этом
необходимо учитывать, что точность оценки, полученной с учетом подобной
модели распространения, будет в большой степени зависеть от точности исходных
данных, включая используемые картографические данные и трехмерные модели
препятствий на пути распространения сигнала.
47
4.9. Расчет совместимости при защите аналоговой станции
Расчеты ЭМС при защите аналоговой ТВ станции проводятся в контрольных
точках эталонной зоны покрытия.
Для расчета ЭМС необходима следующая информация:
а) параметры защищаемой аналоговой станции:
-
местоположение
-
частотный канал;
-
диаграмма направленности приемной антенны,
поляризация
географические координаты контрольных точек, определяющих границу
защищаемой (эталонной) зоны охвата;
-
защищаемая (эталонная) напряженность поля;
б) параметры цифрового распределения, являющегося потенциальной
помехой:
-
цифровое выделение
географические координаты контрольных точек, определяющих границу
зоны выделения
частотный канал;
тип эталонной сети (ЭС);
цифровое присвоение
- частотный канал;
- излучаемая мощность;
- местоположение передающей антенны (долгота, широта и высота над
уровнем моря)
- характеристики передающей антенны (высота, поляризация, диаграмма
направленности).
Критерий ЭМС – величина превышения эталонной используемой
напряженности поля.
4.9.1. Расчет эталонной зоны и эталонной напряженности поля
Расчет эталонной зоны и эталонной используемой напряженности поля
производится в соответствии с п. 4.8 методики на момент включения аналоговой
ТВ станции в существующую сеть.
48
4.9.2. Расчет используемой напряженности поля
Расчет используемой напряженности проводится в соответствии с п. 4.7,.
Порядок расчета напряженности поля помехи зависит от вида источника помехи
(выделение, цифровое присвоение или ОЧС) и выполняется в соответствии с пп.
4.3-4.6 для соответствующего случая.
4.9.3. Расчет превышения эталонной напряженности поля
Расчет превышение эталонной напряженности поля проводится в каждой
контрольной точке на границе эталонной зоны.
В каждой контрольной точке проводится расчет используемой
напряженности поля и сравнение с эталонной напряженностью поля.
Если используемая напряженности поля (см. п. 1.2.1) превышает величину
эталонной напряженности больше чем на 0,3 дБ хотя бы в одной из контрольных
точек, то исследуемый цифровое распределение (источник помех) не совместимо с
существующей аналоговой станцией.
В зависимости от конкретных обстоятельств в регионе и планов по
будущему использованию данной аналоговой станции возможно использование
менее жесткого критерия.
4.10. Расчет совместимости при защите цифрового выделения DVB-T
Расчеты ЭМС при защите выделений цифрового наземного радиовещания
проводятся в контрольных точках на границе зоны выделения.
Для расчета ЭМС необходима следующая информация:
параметры защищаемого выделения:
- тип службы
- частотный канал;
- тип эталонной конфигурации планирования (ЭКП);
- географические координаты контрольных точек, определяющих границу
зоны выделения.
-
минимальная медианная напряженность поля.
параметры цифрового присвоения DVB-H/T, являющейся потенциальной
помехой:
- частотный канал;
- местоположение передающей антенны (долгота, широта и высота над
уровнем моря);
49
-
характеристики передающей антенны (высота, поляризация, диаграмма
направленности).
- излучаемая мощность;
Критерий ЭМС – запас
на
защиту
минимальной
медианной
напряженности поля.
4.10.1. Расчет минимальной медианной напряженности поля
Минимальная медианная напряженность поля (защищаемая напряженность)
определяется в соответствии с типом ЭКП (Приложение 3)
4.10.2. Расчет напряженности поля помехи
Расчет напряженности поля помехи выполняется в соответствии с
методикой, изложенной в пп. 4.3-4.6.
Объединенный поправочный коэффициент местоположений (для 95 % мест
приема) имеет следующие значения:
при приеме вне зданий – 12,8 дБ;
при приеме внутри здания в полосе 174-230 МГц – 14,6 дБ;
при приеме внутри здания в полосе 470-862 МГц - 18,1 дБ.
При необходимости обеспечения приема в другом проценте мест, расчет
объединенного коэффициента проводится в соответствии с п.4.1.
-
4.10.3. Расчет запаса на защиту:
Запас на защиту рассчитывается в соответствии с п. 1.2.2 в каждой
контрольной точке на границе зоны выделения.
Если запас на защиту хотя бы в одной контрольной точке меньше чем
-1,25 дБ, то станция DVB-H не совместима с существующим цифровым
выделением.
4.11. Расчет совместимости при защите цифрового присвоения
Расчеты ЭМС при защите присвоений цифрового наземного радиовещания
проводятся в контрольных точках эталонной зоны покрытия.
Для расчета ЭМС необходима следующая информация:
а) параметры защищаемого присвоения DVB-T/DVB-H:
- тип службы
- частотный канал;
- тип модуляции, скорость кодирования
- тип приема
50
-
процент мест приема
характеристики приемной антенны (при фиксированном приеме);
-
географические координаты контрольных точек, определяющих границу
защищаемой (эталонной) зоны охвата;
-
защищаемая (эталонная) напряженность поля;
б) параметры цифрового распределения, являющегося потенциальной
помехой:
- цифровое выделение
-
географические координаты контрольных точек, определяющих границу
зоны выделения
-
частотный канал;
тип эталонной сети (ЭС);
цифровое присвоение
- частотный канал;
- излучаемая мощность;
-
местоположение передающей антенны (долгота, широта и высота над
уровнем моря)
характеристики передающей антенны (высота, поляризация, диаграмма
направленности).
4.11.1. Расчет эталонной напряженности поля
Расчет эталонной зоны и эталонной используемой напряженности поля
производится в соответствии с п. 4.8 на момент включения цифрового
присвоения DVB-T/H в цифровой план.
Для цифровых присвоений рассчитываются две эталонные зоны: на
переходный период и после переходного периода.
4.11.2. Расчет используемой напряженности поля
Расчет используемой напряженности производится в соответствии с п. 4.7.
Расчет напряженности поля помехи выполняется в соответствии с п. 4.3-4.4.
Расчет объединенного коэффициента проводится в соответствии с п.4.1.
4.11.3. Расчет превышения эталонной напряженности поля
Расчет превышение эталонной напряженности поля проводится в каждой
контрольной точке на границе эталонной зоны.
51
В каждой контрольной точке проводится расчет используемой
напряженности поля и сравнение с эталонной напряженностью поля.
Если используемая напряженности поля (см. п. 1.2.1) превышает величину
эталонной напряженности больше чем на 0,3 дБ хотя бы в одной из контрольных
точек, то исследуемая станция (источник помех) не совместима с существующем
цифровым присвоением
В зависимости от конкретных обстоятельств в регионе и планов по
использованию защищаемой станции возможно использование менее жесткого
критерия.
4.12. Расчет совместимости при защите ОЧС
Расчет совместимости для ОЧС аналогичен расчету совместимости при
защите цифрового присвоения, приведенному в п. 4.11.
При защите ОЧС последовательно выполняются, в соответствии с п. 4.11,
.расчеты ЭМС для всех частотных присвоений, входящих в состав ОЧС.
Если при применении п. 4.11 исследуемое частотное присвоение/выделение
совместимо с каждым присвоением в составе ОЧС, то принимается, что
исследуемое частотное присвоение/выделение совместимо с ОЧС. В противном
случае - исследуемое частотное присвоение/выделение не совместимо с ОЧС.
52
5. Расчет внутренней интерференции в сетях DVB-H
5.1. Расчет внутрисетевых помех и корректировка параметров сети
При
планировании
ОЧС
важным
условием
является
отсутствие
внутрисетевой интерференции, т.е. отсутствие взаимных помех между станциями
данной сети.
Внутрисетевая интерференция возникает тогда, когда сигналы от станций
сети DVB-H приходят c относительными задержками, превышающими
длительность защитного интервала.
Можно сформулировать условие отсутствия внутрисетевой интерференции в
одночастотной сети следующим образом.
Для двух станций А и В временная задержка сигнала от станции A
относительно сигнала станции B в любой точке зоны обслуживания станции B
определяется по формуле:
 =ta – tb,
где
ta – задержка сигнала от станции A в исследуемой точке
tb – задержка сигнала от станции B в исследуемой точке
Запаздывание сигнала станции A относительно сигнала станции B () на
всей зоне обслуживания полезной станции B не превышает величины запаздывания
в месте установки этой станции m. Таким образом, если в месте установки
станции В выполняется условие m <= Tg (где Tg – длительность защитного
интервала, выбранного в сети DVB-H ), то и на всей зоне обслуживания Станции В
будет выполняться условие:
 = ta - tb <= Tg
Таким образом, для отсутствия внутрисетевой интерференции между двумя
станциями необходимо, чтобы выполнялось одно из двух условий:
- расстояние между станциями А и В не превышает расстояние,
эквивалентное величине защитного интервала;
- уровни этих двух сигналов отличаются на величину большую, чем
защитное отношение для выбранного режима модуляции.
53
Если одночастотная есть состоит больше чем из 2-х станций, то
возникновение внутрисетевой интерференции в точке приема будет зависеть от
следующих факторов:
1. Общего разброса задержек сигналов, приходящих в точку приема от
станций сети. Т.е. если разница между временем прихода первого (сигнала с
наименьшей задержкой) и временем прихода последнего сигнала (сигнала с
максимальной задержкой) меньше защитного интервала, то можно считать, что
внутрисетевая интерференция в данной точке отсутствует. Если разница – больше
длительности защитного интервала, то наличие или отсутствие внутрисетевой
интерференции будет зависеть от способа синхронизации приемника DVB-H и
относительного уровня приходящих сигналов.
2. Способа синхронизации приемников DVB-H. В общем случае способ
синхронизации приемника DVB-H определяется алгоритмами обработки сигнала,
использованными производителем при его разработке. Таким образом
программная и аппаратная реализация приемника DVB-H может сильно влиять на
качество его работы, в том числе на устойчивость приемника к возникновению
внутрисетевых помех. В настоящее время в международных документах
выделяются следующие основные способы синхронизации приемников DVB-H/T,
т.е. основанные на разных методах позиционирования защитного интервала, Tg
[10]:
- синхронизация по первому сигналу выше заданного уровня (т.е. по сигналу
превышающему заданный уровень по мощности и имеющему минимальную
задержку). Уровень по мощности может не использоваться, и тогда за опорный
сигнал будет выбран сигнал с наименьшей задержкой. При данном методе
синхронизации начало защитного интервала совмещается с моментом прихода
опорного сигнала T0, и поэтому все сигналы от станции сети, попадающие в
интервал времени [T0, T0+Tg], т.е. в защитный интервал, рассматриваются как
полезные сигналы, не приводящие к возникновению внутрисетевых помех, а
сигналы, не попадающие в интервал времени [T0, T0+Tg] – считаются как сигналы,
приводящие к внутрисетевой интерференции.
- синхронизация по самому мощному сигналу, т.е. за момент T0 выбирается
время прихода самого мощного сигнала.
- синхронизация по средней мощности приходящих сигналов. В этом случае
за T0 принимается время равной средневзвешенной сумме произведения времени
и мощности каждого сигнала, приходящего в данную точку:
54
Nс
T0 
t  P
i 1
Nс
i
i
P
i 1
i
где,
ti – время прихода i-го сигнала;
Pi – мощность i-го сигнал;
Nc – кол-во сигналов (кол-во станций в сети)
- синхронизация по оптимальному отношению С/I. В этом случае время T0
выбирается таким образом, чтобы на входе приемника отношение С/I было
максимальным.
3. Относительной мощности сигналов. Если мощность сигнала, не
попадающего в защитный интервал (см. пункт 2), ниже мощности, наиболее
сильного сигнала, попавшего в защитный интервал, на величину, превышающую
защитное отношение, то данный сигнал можно не рассматривать как мешающий,
несмотря на то, что он находится вне защитного интервала.
Общая формула условия внутрисетевой ЭМС в точке может быть записана в
следующем виде:
 E   ( E  A)
iTg
i
iTg
i
где:
E
iTg
- сумма напряженностей поля станций, сигнал которых попадает в
i
защитный интервал Tg.
E
iTg
i
- сумма напряженностей поля станций, сигнал которых не попадает в
защитный интервал Tg.
A–
минимально допустимое защитное отношение внутри данной сети,
выбирается исходя из режимов модуляции, которые будут
использоваться.
При частотном планировании одночастотной сети необходимо учесть вопрос
корректировки параметров передатчиков, составляющих эту сеть.
55
Схематично последовательность операций по расчету совместимости и
корректировки параметров передатчиков одночастотной сети цифрового вещания
представлена на рисунке 5.1.
начало
Проверка условий
ЭМС остальных
станций сети
Ввод данных ЭМС
и станций сети
Выбор исследуемой
станции
Нет
Корректировка
параметров станции
Да
Расчет
зоны обслуживания
и ЭМС сети
Проверка условий
внутрисетевой ЭМС сети
Нет
Удовлетворяет
ли условиям?
Все станции
удовлетворяют
условиям?
Да
Нет
Результат
удовлетворяет
требованиям?
Да
конец
Схема 5.1. Расчет совместимости и корректировка параметров передатчиков
одночастотной сети
Ввод данных ЭМС и станций сети
Должны быть заданы основные параметры сети, позволяющие начать
расчеты. Это такие данные как тип приема, минимальные напряженности поля,
высоты и мощности передатчиков, составляющих одночастотную сеть.
Корректировка параметров
В том случае, если для каких-либо станций рассматриваемой сети условие
внутрисетевой ЭМС не выполняется, или зона обслуживания не удовлетворяет
предъявляемым требованиям, может быть проведена корректировка технических
параметров передающей сети. Для этого должны быть предусмотрены следующие
возможности:
56
-
выбрать другое (другие) место (места) установки одной или нескольких
станций;
-
изменить параметры одной или нескольких станций;
ввести/изменить временной сдвиг для одной или нескольких станций;
-
увеличить величину используемого в сети защитного интервала;
-
изменение
режима
модуляции
и
кодирования
всех
станций
одночастотной сети (ограничить использование режимов модуляции,
требующих большей защиты, т.е. понизить пропускную способность
сети в обмен на увеличение помехоустойчивости).
5.2. Расчет зоны обслуживания одночастотной сети с учетом внешних и
внутренних помех
Данный расчет предназначен для оценки зоны покрытия сети DVB-H при
частотном планировании, применяемом на этапе проектирования сети DVB-H.
В расчетах принимается, что приемник DVB-H синхронизируется по самому
мощному сигналу.
Исходные данные для расчета зоны обслуживания одночастотной сети:
минимальная используемая напряженность поля, при которой
обеспечивается прием с заданным качеством (Emin);
-
выбранные параметры модуляции и кодирования станций сети;
выбранная величина защитного интервала для станций сети;
относительные временные задержки станций сети;
типы приема, для которых требуется рассчитать зону обслуживания.
Для оценки влияния сетей ОЧС друг на друга необходимо определить зону
обслуживания (ЗО) каждой одночастотной сети c учетом и без учета влияния
внешних помех.
В алгоритме расчета использованы следующие термины:
1.
2.
3.
Расчетная область – территориальная область, в которой производится
расчет зоны обслуживания сетей ОЧС
Расчетная сетка – совокупность точек, в которых проводится расчет
Ряд расчетной сетки – совокупность точек расчетной сетки,
расположенных на одной широте
Алгоритм расчета
57
1.
Определяются идеальные зоны обслуживания всех отдельных присвоений
данной ОЧС.
2.
Находятся 4 крайние координаты точек (северной, южной, западной,
восточной) зон обслуживания среди всех присвоений сети. Определяется
прямоугольный контур (в общем случае), стороны которого проходят через 4
полученные точки так, что зоны обслуживания каждого присвоения сети
ОЧС полностью располагаются внутри контура
3.
Контур расширяется во все 4 стороны (северная, южная, западная, восточная)
на 15%. Этот запас определяется из условия возможного расширения зоны
обслуживания, образующегося вследствие эффекта суммирования в методе
сложения мощностей
4.
Границы расчетной области задаются полученным контуром. Расчет ведется
в точках, расположенных по рядам расчетной сетки, с выбранным шагом.
Отсчетной точкой является крайняя северо-западная точка расчетной
области.
Последовательность расчета в точках расчетной сетки:
 сначала производится расчет в отсчетной точке (крайняя северо-западная
точка расчетной сетки)

затем в соседнем узле в направлении востока и т.д. до самого восточного
узла сетки верхнего ряда
 далее производится аналогичный расчет в следующем ряду,
расположенным южнее первого и т.д. по всем рядам расчетной сетки
5.
Помехи отбираются один раз для всех станций сети и используются в расчете
всех точек расчетной сетки.
6.
По очереди проводится расчет по всем точкам расчетной сетки (кроме точек,
расположенных в море). В каждой точке:
6.1. Вычисляются напряженности поля от каждой полезной (станции ОЧС) и
мешающих станций
6.2. Для каждой точки расчетной сетки определяются полезные и мешающие
присвоения для полезной сети ОЧС. Для этого вычисляются:
1) время задержки прихода сигнала для каждого присвоения сети ОЧС в
точку приема (узел) по формуле: tзадержкиi=ln/c, где ln – вычисленное
расстояние от i-ого присвоения до точки приема, c – скорость света;
58
2) tзадержкидоп равное длительности защитного интервала;
3) определяется позиционирование рабочего окна приемника по полезной
станции a, дающей самый мощный сигнал, для которого принимается
(tзадержки0= tзадержки a);
4) вычисляются относительные tзадержки:
6.3

tзадержкиi-tзадержки0- <tзадержкидоп - присвоение является полезной станцией

tзадержкиi-tзадержки0≥tзадержкидоп или tзадержкиi-tзадержки0 <0 - присвоение
является мешающей станцией
Вычисляются:
1) суммарная полезная напряженность поля Еuse в данной точке от полезных
станций сети, определенных в пункте 6.2., по методу сложения мощностей:
Ei 

Euse  10 lg   1010 
 iT

 g

где iTg - номер полезной станции внутри ОЧС.
2) суммарная напряженность поля помех от станций сети Eint ОЧС:
Вычисляется суммарная мешающая напряженность поля в рассматриваемой
точке от всех присвоений для каждой станции Eint i ОЧС по методу сложения
мощностей с учетом поправок и защитных отношений (для рассматриваемой
сети ОЧС мешающие присвоения берутся из отобранных в пункте 6.2.).
Eint i

Eint ОЧС  10 lg   10 10
 iT
 g




где iTg - номер мешающей станции внутри ОЧС.
3) суммарная напряженность поля помех от мешающих станций, не
принадлежащих сети Eint ext:
Вычисляется суммарная мешающая напряженность поля в рассматриваемой
точке от всех присвоений вне сети ОЧС Eint ext i по методу сложения
мощностей с учетом поправок и защитных отношений.
4) суммарная мешающая напряженность поля Eint, которая учитывает
влияние на рассматриваемую полезную сеть ОЧС от всех внутренних и
внешних помех:
Eint = Eint ОЧС + Eint ext
59
6.4. Проверятся следующие условия:
 если Euse<Emin, то в рассматриваемой расчетной точке нет приема
сигнала из-за недостаточного уровня полезного сигнала (ниже
чувствительности приемника).
 если Emin<Euse<Eint, то в рассматриваемой расчетной точке нет приема
сигнала из-за мешающего воздействия от собственных присвоений
рассматриваемой ОЧС и других мешающих станций
 если Emin<Eusе и Eint≤Euse, то расчетной точке есть прием сигнала с
заданным качеством сигнала
 если Emin<Eusе, Eint
ext≤Euse
и Eint
ОЧС
>Euse, то эта точка подвержена
внутренней интерференции.
Иллюстрации к расчету зоны обслуживания в одночастотной сети показаны
на рис.5.2-5.3. Рис. 5.2 показывает, что неправильный выбор параметров работы
ОЧС (например, расстояния между передатчиками и защитного интервала)
приводит к появлению внутрисетевых помех и сокращению зоны обслуживания.
При правильном построении сети достигается высокое качество приема сигнала на
большой территории (рис.5.3).
Рис. 5.2. Пример расчета зоны обслуживания при Tg = 28 мкс
(режим 4k, Tg = 1/16).
60
Рис.5.3 Пример расчета зоны обслуживания при Tg = 112 мкс
(режим 4k, Tg = 1/4).
61
Список использованных источников
1.
Стандарт ETSI EN 300 744 "Digital Video Broadcasting (DVB); Framing
structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television", 2004.
2.
Заключительные
акты
Региональной
конференции
радиосвязи
по
планированию цифровой наземной радиовещательной службы в частях
Районов 1 и 3 в полосах частот 174230 МГц и 470862 МГц (РКР-06)., МСЭ.
3.
Женева. 2006.
Решение ГКРЧ от 20 января 2009 г. № 09-01-03 "Об утверждении методик
оценки электромагнитной совместимости и условий совместного
использования РЭС цифрового ТВ с РЭС аналогового ТВ и РЭС других
4.
5.
6.
7.
8.
радиослужб, а также временных норм частотно-территориального разноса
РЭС, используемых для нужд государственного управления, обороны страны,
безопасности государства и обеспечения правопорядка, с РЭС цифрового ТВ"
Нормы 19-02 «Нормы на ширину полосы радиочастот и внеполосные
излучения радиопередатчиков гражданского применения», ГКРЧ, 2004.
Решение ГКРЧ от 6 июня 2005 г. № 05-06-02-001 «О результатах внедрения
цифрового телевизионного вещания в опытных зонах и совместном
использовании полос радиочастот 174-230 МГц и 470-862 МГц наземными
системами цифрового и аналогового телевизионного вещания».
Технический отчёт ETSI TR102 377 «Digital Video Broadcasting; DVB-H
Implementation Guidelines», 2009
Технический отчет EBU-TECH 3317 «Planning parameters for hand held
reception», 2007.
Технический отчет ETSI TR 101 190 «Digital Video Broadcasting (DVB);
Implementation guidelines for DVB terrestrial services; Transmission aspects»,
2008.
Рекомендация МСЭ-R BT.1368 «Критерии планирования для цифровых
наземных телевизионных служб в диапазонах ОВЧ/УВЧ»
10. Технический отчет EBU BPN 066 «Guide on SFN Frequency Planning and
Network Implementation with regard to T-DAB and DVB-T», 2005
9.
62
ПРИЛОЖЕНИЯ
63
Приложение 1
Приблизительные значения обратного дополнительного кумулятивного
нормального распределения
(значения соответствуют приведенным в пункте 2.1.12 Приложения 2.1 к Главе 2
Приложения 2 Соглашения Женева 06)
q%
Qi (q/100)
q%
Qi (q/100)
q%
Qi (q/100)
q%
Qi (q/100)
1
2,327
26
0,643
51
–0,025
76
–0,706
2
2,054
27
0,612
52
–0,050
77
–0,739
3
1,881
28
0,582
53
–0,075
78
–0,772
4
1,751
29
0,553
54
–0,100
79
–0,806
5
1,645
30
0,524
55
–0,125
80
–0,841
6
1,555
31
0,495
56
–0,151
81
–0,878
7
1,476
32
0,467
57
–0,176
82
–0,915
8
1,405
33
0,439
58
–0,202
83
–0,954
9
1,341
34
0,412
59
–0,227
84
–0,994
10
1,282
35
0,385
60
–0,253
85
–1,036
11
1,227
36
0,358
61
–0,279
86
–1,080
12
1,175
37
0,331
62
–0,305
87
–1,126
13
1,126
38
0,305
63
–0,331
88
–1,175
14
1,080
39
0,279
64
–0,358
89
–1,227
15
1,036
40
0,253
65
–0,385
90
–1,282
16
0,994
41
0,227
66
–0,412
91
–1,341
17
0,954
42
0,202
67
–0,439
92
–1,405
18
0,915
43
0,176
68
–0,467
93
–1,476
19
0,878
44
0,151
69
–0,495
94
–1,555
20
0,841
45
0,125
70
–0,524
95
–1,645
21
0,806
46
0,100
71
–0,553
96
–1,751
22
0,772
47
0,075
72
–0,582
97
–1,881
23
0,739
48
0,050
73
–0,612
98
–2,054
24
0,706
49
0,025
74
–0,643
99
–2,327
25
0,674
50
0,000
75
–0,674
64
Приложение 2
Пространственная и поляризационная избирательность приемных антенн
телевизионного вещания
Для оценки пространственной избирательности приемных антенн
наземного телевизионного вещания полосах III, IV и V должны использоваться
характеристики приемных антенн, представленные на рис. 1.
0
I
-5
-10
III
-15
IV,V
-20
0
10
20
30
40
50
60
70
Угол, относительно направления главного отклика
80
180
Рисунок 1. Развязка, достигаемая при использовании направленных
приемных антенн в телерадиовещании (номер вещательной полосы указан на
кривой)
Примечание 1 – Считается, что указанная избирательность достижима в
большинстве антенных установок, расположенных в плотно застроенных районах.
На открытых участках, в пригородах могут быть достигнуты несколько более
высокие значения.
Примечание 2 – Кривые на рис. 1 действительны для сигналов с вертикальной или
горизонтальной поляризацией в тех случаях, когда полезный и мешающий сигналы
имеют одинаковую поляризацию.
Примечание 3 – При ортогональной поляризации объединенную развязку,
обеспечиваемую за счет направленности и ортогональности, нельзя вычислить
путем сложения отдельных значений избирательности. Однако на практике
установлено, что в полосах I - V наземного телевизионного вещания для всех углов
азимута может применяться величина объединенной развязки равная 16 дБ. Можно
ожидать, что это значение будет превышено в более чем 50% районов.
Примечание 4 – При планировании предполагается, что антенные системы для
коллективного приема и систем распределения имеют значения направленности,
как минимум, равные указанным на рис. 1.
65
Приложение 3
Характеристики эталонных конфигураций планирования
и сетей DVB-T
В тексте данного приложения используются следующие определения:
Эталонная конфигурация планирования (ЭКП) – репрезентативная
комбинация
критериев
и
параметров,
характеризующая
вид
и
качество
обслуживания (например, тип приема, защищаемая напряженность поля и др.) и
используемая для целей частотного планирования.
Эталонная сеть (ЭС, RN) – сеть передатчиков с заданными техническими
параметрами и структурой, заменяющая реальную сеть, пока неизвестную, для
целей анализа совместимости. Основным назначением эталонной данной сети
является определение уровня исходящих от выделения помех.
Одночастотная сеть (ОЧС) – сеть синхронизированных по времени
передающих станций (присвоений), излучающих одинаковые сигналы в одном и
том же радиочастотном канале.
1. Эталонные конфигурации планирования
Эталонная конфигурация планирования (ЭКП) характеризует выделение по
типу приема, используемому отношению сигнал/шум, устойчивости к внешним
помехам и минимальной напряженности поля. Эталонная конфигурация
используется взамен точного указания соответствующих параметров РЭС и
представляет собой наиболее типичную комбинацию значений по вероятности
охвата мест приема, отношению C/N и минимальной используемой напряженности
поля.
Эталонная
конфигурация
планирования
однозначно
определяет
защищаемую напряженность поля и процент мест, в котором данная защита
должна быть обеспечена.
В системе DVB-T может быть реализовано до двух тысяч различных
конфигураций планирования путем комбинирования различных схем модуляции,
скоростей кодирования, защитных интервалов, типов приема, требований к
качеству покрытия, принципов организации сети.
Однако, с экономической и технической точек зрения, а также с точки
зрения управления использованием спектра многие теоретически возможные
комбинации мало применимы или вообще не применимы на практике.
Поэтому при планировании частотных выделений используется три вида
(типа) эталонной конфигурации сетей DVB-T, которые, в общем случае,
66
соответствуют трем разным типам приема: фиксированному, мобильному и
портативному внутри помещений. Критерии планирования используемых
эталонных конфигураций планирования для DVB-T приведены в Таблице 1.
Таблица 1. Параметры эталонных конфигураций планирования для DVB-T
Эталонные параметры ЭКП
Вероятность охвата эталонных
мест приема
Эталонное отношение C/N (дБ)
Эталонное
значение
(Emed)ref
(дБ(мкВ/м)) при fr = 200 МГц
Эталонное
значение
(Emed)ref
(дБ(мкВ/м)) при fr = 650 МГц
Эталонная конфигурация планирования
ЭКП 1
ЭКП 2
ЭКП 3
95%
95%
95%
21
19
17
50
67
76
56
78
88
ЭКП 1 - ЭКП для фиксированного приема
ЭКП 2 - ЭКП для приема на портативное оборудование вне помещения
или для приема на портативное оборудование внутри помещения
с более низким качеством покрытия, или для подвижного приема
ЭКП 3 - ЭКП для приема на портативное оборудование внутри
помещения с более высоким качеством покрытия.
- отношение сигнал/шум
(Emed)ref - эталонное значение минимальной медианной напряженности
поля
Для других частот эталонные значения напряженности поля, приведенные в
Таблице 1, должны корректироваться путем добавления поправочного
коэффициента, определяемого согласно следующему правилу:
(Emed)ref(f) = (Emed)ref(fr) + Corr;
где
f – рабочая частота,
C/N
fr – эталонная частота подходящего диапазона, указанного в Таблице 4.
Corr = 20 log10 (f/fr) при фиксированном приеме,
Corr = 30 log10 (f/fr) при приеме на портативное оборудование и при
подвижном приеме.
67
2. Эталонная сеть 1, RN1 (ОЧС с большой зоной обслуживания).
Эталонная сеть RN1 состоит из семи передатчиков, расположенных в центре
и в вершинах шестиугольной решетки. Выбран открытый тип сети, т. е. для
передачи используются ненаправленные антенны и предполагается, что идеальная
зона покрытия превышает площадь шестиугольника, в вершинах которого
размещены
передатчики, примерно на 15%. Геометрия сети представлена на
рисунке 1.
Эталонная сеть RN 1 применяется при частотном планировании как в
диапазоне III, так и в диапазоне IV/V.для всех используемых ЭКП при различных
типах приема: фиксированный прием (ЭКП 1), прием вне помещения/подвижный
прием (ЭКП 2) и прием внутри помещения (ЭКП 3).
Сеть RN 1 предназначена для покрытия
ОЧС
с
большой
зоной
обслуживания. Предполагается, что в качестве основы для этого типа сетей
используются станции главного передатчика с приемлемой эффективной высотой
антенны. При приеме на портативную аппаратуру и подвижном приеме размер
реальных зон обслуживания для этого типа покрытия ОЧС будет ограничен до
150–200 км в диаметре из-за ухудшения, вызванного собственными помехами, если
только не используются очень жесткие (устойчивые к помехам) варианты системы
DVB-T или не применяется концепция плотных сетей.
Граница зоны обслуживания
Диаметр D
Периферический
передатчик
Центральный
передатчик
Расстояние между
передатчиками, d
Рис. 1. Сеть RN 1 (ОЧС с большой зоной обслуживания)
В качестве длины защитного интервала выбрано максимальное значение
1/4 Tu режима 8k FFT. Расстояние между передатчиками в ОЧС не должно намного
68
превышать расстояние, эквивалентное длительности защитного интервала. В этом
случае длительность защитного интервала составляет 224 мкс, что соответствует
расстоянию 67 км. Расстояние между передатчиками для варианта ЭКП 1
принимается равным 70 км. Что касается ЭКП 2 и 3, то 70 км – слишком большое
расстояние с точки зрения бюджета мощности. Поэтому были выбраны меньшие
значения расстояний между передатчиками: 50 км для ЭКП 2 и 40 км для ЭКП 3.
В таблице 2 приведены параметры и уровни бюджета мощности для
эталонной сети RN 1.
На рисунке 2 показана геометрия при вычислении потенциала помех от сети
RN1.
Таблица 2. Параметры сети RN 1 (ОЧС с большой зоной обслуживания)
Параметр сети
ЭКП 1
ЭКП 2
ЭКП 3
Тип сети
Открытый
Открытый
Открытый
Геометрия зоны
обслуживания
Шестиугольник
Число передатчиков
7
Геометрия решетки
передатчиков
Шестиугольник
Расстояние между
передатчиками, d (км)
70
50
40
161
115
92
Высота антенны Tx (м)
150
150
150
Диаграмма направленности
Tx
Ненаправленная
Диаметр зоны
обслуживания, D (км)
э.и.м.
(дБВт)
Шестиугольник Шестиугольник
7
7
Шестиугольник Шестиугольник
Ненаправленная Ненаправленная
Диапазон III
31,1 + Δ
33,2 + Δ
37,0 + Δ
Диапазон IV/V
39,8 + Δ
46,7 + Δ
49,4 + Δ
Запас на мощность, Δ, составляет 3 дБ.
69
Граница зоны обслуживания
Напряженность поля мешающего сигнала
вычисляется вдоль этой линии
Расстояние от границы зоны
обслуживания
Суша
Суша или море
Рис. 2. Геометрия, используемая при вычислении потенциала помех, RN 1
Эталонная сеть не налагает никаких ограничений на реальную сеть, которая
будет реализована в рамках частотного выделения, кроме уровня исходящей
помехи. Для больших зон обслуживания может предполагаться охват с помощью
сетей ОЧС иной топологии, например сети из большого количества маломощных
станций. В этом случае необходимо очень большое число передатчиков с низкими
параметрами излучения. Такой вариант достаточно хорошо аппроксимируется
использованием эталонного источника помехи из меньшего числа станций, но с
высокими мощностями и высотами подвеса передающих антенн. Поэтому для
больших зон обслуживания целесообразно выбрать вариант RN 1, даже если
предусматривается использование иной структуры.
3. Эталонная сеть 2, RN2 (ОЧС с малыми зонами обслуживания,
плотные сети ОЧС)
Cеть RN2 состоит из трех передатчиков, расположенных в вершинах
равностороннего треугольника. Выбран открытый тип сети, т. е. передатчики
используют ненаправленные антенны. Предполагается, что зона обслуживания
является шестиугольной, как показано на рисунке 3
Эталонная сеть RN 2 применяется в различных случаях: фиксированный
прием (ЭКП 1), прием вне помещения/подвижный прием (ЭКП 2) и прием внутри
помещения (ЭКП 3) как для диапазона III, так и для диапазона IV/V.
Сеть RN 2 предназначена для покрытия ОЧС с малой зоной обслуживания.
Предполагается, что для этого типа сетей будут доступны передающие станции с
приемлемыми значениями эффективной высоты антенны, и ожидается, что
70
ограничения из-за собственных помех будут небольшими. Диаметры типичных зон
обслуживания могут быть от 30 до 50 км.
Граница зоны обслуживания
Передатчик
Диаметр D
Расстояние между
передатчиками, d
Рис. 3. Сеть RN 2 (ОЧС с малой зоной обслуживания)
В сети RN 2 расстояние между передатчиками составляет 25 км для случая
ЭКП 2 и ЭКП 3. Поэтому для защитного интервала можно использовать значение
1/8 Tu (8k FFT), что увеличит емкость доступных данных по сравнению с RN 1. Для
варианта ЭКП 1 может быть также приемлемо то же самое значение защитного
интервала, но с большим расстоянием между передатчиками, равным 40 км,
поскольку фиксированный прием на антенну на уровне крыши менее чувствителен
к собственным помехам благодаря направленным свойствам приемной антенны.
В таблице 3 приведены параметры и уровни бюджета мощности для
эталонной сети RN 2.
На рисунке 4 показана геометрия при вычислении потенциала помех.
Таблица 3. Параметры сети RN 2 (ОЧС с малой зоной обслуживания)
ЭКП/ЭКП
ЭКП 1
ЭКП 2
ЭКП 3
Тип сети
Открытый
Открытый
Открытый
Геометрия зоны
обслуживания
Шестиугольник Шестиугольник
Шестиугольник
Число передатчиков
3
3
3
Геометрия решетки
передатчиков
Треугольник
Треугольник
Треугольник
71
ЭКП/ЭКП
Расстояние между
передатчиками, d (км)
Диаметр зоны
обслуживания, D (км)
Высота антенны Tx (м)
ЭКП 1
ЭКП 2
ЭКП 3
40
25
25
53
33
33
150
150
150
Диаграмма направленности
Ненаправленная Ненаправленная
Tx
э.и.м.
(дБВт)
Ненаправленная
Диапазон III
21,1 + Δ
23,6 + Δ
31,1 + Δ
Диапазон IV/V
28,8 + Δ
36,0 + Δ
43,3 + Δ
Запас на мощность, Δ, составляет 3 дБ.
Граница зоны обслуживания
Напряженность поля мешающего сигнала
вычисляется вдоль этой линии
Расстояние от границы зоны
обслуживания
Суша
Суша или море
Рис. 4. Геометрия, используемая при вычислении потенциала помех, RN 2
4. Эталонная сеть 3, RN 3 (ОЧС с малыми зонами обслуживания для
условий города)
Геометрия решетки передатчиков сети RN 3 и зоны обслуживания такая же,
как и для сети RN 2 (см. рис. 1-4).
Сеть RN 3 применяется в различных случаях: фиксированный прием
(ЭКП 1), прием вне помещения/подвижный прием (ЭКП 2) и прием внутри
помещения (ЭКП 3) как для диапазона III, так и для диапазона IV/V.
Сеть RN 3 предназначена для покрытия ОЧС с малой зоной обслуживания в
условиях города. Эта сеть идентична сети RN 2, за исключением того, что
72
учитываются потери при уменьшении высоты для условий городского типа, при
этом требуемая мощность передатчиков ОЧС увеличивается примерно на 5 дБ (см.
таблицу 4).
Таблица 4. Параметры сети RN 3 (ОЧС с малыми зонами обслуживания для
условий города)
ЭКП/ЭКП
ЭКП 1
ЭКП 2
ЭКП 3
Тип сети
Открытый
Открытый
Открытый
Геометрия зоны
обслуживания
Шестиугольник
Шестиугольник
Шестиугольник
Число передатчиков
3
3
3
Геометрия решетки
передатчиков
Треугольник
Треугольник
Треугольник
Расстояние между
передатчиками, d (км)
40
25
25
Диаметр зоны
обслуживания, D (км)
53
33
33
Высота антенны Tx (м)
150
150
150
Ненаправленная
Ненаправленная
Ненаправленная
Диапазон III
21,1 + Δ
29,5 + Δ
37,1 + Δ
Диапазон
IV/V
28,8 + Δ
41,9 + Δ
49,2 + Δ
Диаграмма
направленности Tx
э.и.м.
(дБВт)
Запас на мощность, Δ, составляет 3 дБ.
5. Эталонная сеть 4, RN 4 (полузакрытая сеть ОЧС с малыми зонами
обслуживания)
Эталонная сеть RN4 предназначена для использования в случаях, когда при
внедрении
сети
предпринимаются
значительные
усилия, касающиеся
местоположения передатчиков и диаграмм направленности антенн, по
уменьшению уровня помех, создаваемых сетью.
Геометрия сети RN 4 идентична сети RN 2, за исключением диаграмм
направленности
передатчиков,
которые
снижают
уровень
исходящей
напряженности поля на 6 дБ для угла 240° (т. e. это полузакрытая сеть). Зона
обслуживания этой сети RN показана на рисунке 5.
73
Сеть RN 4 применяется в различных случаях: фиксированный прием
(ЭКП 1), прием вне помещения/подвижный прием (ЭКП 2) и прием внутри
помещения (ЭКП 3) как для диапазона III, так и для диапазона IV/V.
Избирательность антенны
6 дБ для угла 240º
Граница зоны обслуживания
Диаметр D
Передатчик
Расстояние между
передатчиками, d
Рис. 5. Сеть RN 4 (полузакрытая сеть ОЧС с малыми зонами
обслуживания)
Различием между сетями RN 4 и RN 2 является уровень исходящих помех
(потенциал помех). Сеть RN 4 имеет более низкий потенциал помех по сравнению
с другими эталонными сетями. Благодаря этому, расстояние возможного
повторного использования одной и той же частоты уменьшается, если оба
выделения планируются для использования в сети RN 4.
Существует компромисс между этим более низким потенциалом помех и
повышением расходов на реализацию для достижения направленного действия
антенн. Это следует иметь в виду при выборе данного варианта сети для
планирования. Также имеет место уменьшение диаметров зон обслуживания по
сравнению с зонами для сети RN 2.
В таблице 5 приведены параметры и уровни бюджета мощности для
эталонной сети RN 4. На рисунке 6 - геометрия при вычислении потенциала помех.
Таблица 5. Параметры RN 4 (полузакрытая сеть ОЧС с малыми зонами
обслуживания)
ЭКП/ЭКП
ЭКП 1
ЭКП 2
Тип сети
Полузакрытый
Полузакрытый
Тип приема
Фиксированный на портативную
ЭКП 3
Полузакрытый
на портативную
74
ЭКП/ЭКП
ЭКП 1
ЭКП 2
ЭКП 3
аппаратуру вне
аппаратуру
помещения и
подвижный прием
внутри
помещения
Геометрия зоны
обслуживания
Шестиугольник Шестиугольник
Шестиугольник
Число передатчиков
3
3
3
Геометрия решетки
Треугольник
Треугольник
Треугольник
Расстояние между
передатчиками, d (км)
40
25
25
Диаметр зоны
обслуживания, D (км)
46
29
29
Высота антенны Tx (м)
150
150
150
Диаграмма
Направленная
Направленная
Направленная
направленности Tx
Снижение на
6 дБ для угла
240°
Снижение на 6 дБ
для угла 240°
Снижение на
6 дБ для угла
240°
Диапазон III 19,0 + Δ
21,0 + Δ
29,5 + Δ
Диапазон
34,2 + Δ
41,8 + Δ
передатчиков
э.и.м.
(дБВт)
26,4 + Δ
IV/V
Запас на мощность, Δ, составляет 3 дБ.
Граница зоны
обслуживания
Напряженность поля мешающего сигнала
вычисляется вдоль этой линии
Расстояние от границы зоны
обслуживания
Суша
Суша или море
Рис. 6. Геометрия при вычислении потенциала помех, RN 4
75
6. Алгоритм определения координат местоположения передатчиков
эталонной сети для расчета потенциала помех от цифрового выделения в
расчетных (контрольных) точках зоны покрытия аналоговой ТВ станции.
Из таблиц, приведенных выше,
определяются значения диаметра зоны
обслуживания D и расстояния между передатчиками d для соответствующего
планируемого типа эталонной сети (ЭС) и эталонной конфигурации планирования
(ЭКП).
1. Проводится прямая от контрольной точки, представляющей собой
источник помех (далее КТп), через защищаемую контрольную точку (далее КТз).
(Составляется уравнение прямой).
2. Откладывается на этой прямой от КТп расстояние 0.433*D, км в
направлении «от КТз», эта точка есть геометрический центр шестиугольника, и
представляет координаты центрального передатчика для эталонной сети 1.
3. Находятся координаты периферийных передатчиков:
Для эталонной сети 1: по шести азимутам в 30, 90, 150, 210, 270, 330
градусов (за 0 градусов принимается направление «на помеху») от центрального
передатчика откладываются отрезки длиной d, км – координаты концов этих
отрезков являются координатами периферийных передатчиков.
76
Для эталонной сети 2 и эталонной сети 3: по трем азимутам в 90, 210, 330
градусов (за 0 градусов принимается направление «на помеху») от геометрического
центра многоугольника откладываются отрезки длиной 0,577*d, км - координаты
концов являются координатами периферийных передатчиков.
Для эталонной сети 4: аналогично эталонной сети 2 и эталонной сети 3, по
трем азимутам в 90, 210, 330 градусов (за 0 градусов принимается направление «на
помеху») от геометрического центра многоугольника откладываем отрезки длиной
0,5*D, км - координаты концов этих
периферийных передатчиков.
отрезков являются
координатами
77