PN-ETSI EN V1.1.1

Transkrypt

1 PROJEKT DO ANKIETY POLSKA NORMA P o l s k i K o m i t e t N o r m a l i z a c y j n y ICS PN-ETSI EN V1.1.1 Wprowadza ETSI EN V1.1.1:2000 Zastpuje PN-ETSI EN V1.1.1:2005 (U) Telewizja cyfrowa (DVB) Modulacja OFDM dla cyfrowej mikrofalowej telewizji naziemnej Norma europejska ETSI EN V1.1.1:2000 ma status Polskiej Normy Copyright by PKN, Warszawa nr ref. PN-ETSI EN V1.1.1 Wszelkie prawa autorskie zastrzeone. adna cz niniejszej normy nie moe by zwielokrotniana jakkolwiek technik bez pisemnej zgody Prezesa Polskiego Komitetu Normalizacyjnego

2 2 (A)PN-ETSI EN V Przedmowa krajowa Niniejsza norma została przygotowana i przyjta przez Komitet Techniczny nr 11 ds. Telekomunikacji oraz zatwierdzona przez Prezesa Polskiego Komitetu Normalizacyjnego. Jest tłumaczeniem - bez jakichkolwiek zmian - angielskiej wersji Normy Europejskiej ETSI EN V1.1.1:2000. W zakresie tekstu Normy Europejskiej wprowadzono odsyłacz krajowy oznaczony N1). Norma zawiera informacyjny Załcznik krajowy NA, w którym zamieszczono wykaz skrótów wystpujcych w Normie Europejskiej i ich znaczenie w jzyku angielskim i w polskim. Odpowiedniki krajowe norm i dokumentów powołanych w niniejszej normie mona znale w katalogu Polskich Norm. Oryginały norm i dokumentów powołanych, które nie maj odpowiedników krajowych, lub informacje o nich, s dostpne w Orodku Informacji Normalizacyjnej PKN. W sprawach merytorycznych dotyczcych treci normy mona zwraca si do właciwego Komitetu Technicznego PKN, kontakt:

3 (A) PN.ETSI EN v Załcznik krajowy NA (informacyjny) Wykaz skrótów stosowanych w Normie Europejskiej i ich znaczenie w jzyku angielskim i polskim AFC Automatic Frequency Control Automatyczna regulacja czstotliwoci DVB Digital Video Broadcasting Akronim- telewizja cyfrowa DVB-T DVB-Terrestrial Naziemna DVB IPR Intellectual Property Rights Prawa własnoci intelektualnej LMDS Local Microvawe Distribution System Lokalny system dystrybucji mikrofalowej MF Microvawe Frequency Czstotliwo mikrofalowa MMDS Multichannel Microvawe Distribution System Wielokanałowy system dystrybucji mikrofalowej MPEG Moving Picture Experts Group Akronim- Grupa ekspertów do spraw obrazów ruchomych MVDS Multipoint Video Distribution System Wielopunktowy system dystrybucji mikrofalowej MWS Multimedia Wireless System Multimedialny system bezprzewodowy OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Zwielokrotnianie z ortogonalnym podziałem czstotliwoci QAM Quadrature Amplitude Modulation Kwadraturowa modulacja amplitudy QPSK Quaternary Phase Shift Keying Kwadraturowe kluczowanie z przesuwem fazy RF Radio Frequency Czstotliwo radiowa SFN Single Frequency Network Sie jednoczstotliwociowa STB Set Top Box set-top-box TV Television Telewizja UHF Ultra High Frequency Ultra wielka czstotliwo VHF Very High Frequency Bardzo wielka czstotliwo

4 4 (A)PN-ETSI EN V Stronica pusta

5 ETSI EN V1.1.1 ( ) Norma europejska przewidziana do uznania za zharmonizowan (seria telekomunikacyjna) (A) Wersja polska Telewizja cyfrowa (DVB); Modulacja OFDM dla cyfrowej mikrofalowej telewizji naziemnej Digital Video Broadcasting (DVB); OFDM Modulation for microwave digital terrestrial television Niniejsza norma jest polsk wersj Normy Europejskiej ETSI EN V1.1.1:2000. Została ona przetłumaczona przez Polski Komitet Normalizacyjny i ma ten sam status co wersja oficjalna. ETSI

6 2 (A)ETSI EN V 1.1.1( ) Identyfikator DEN/JTC-DVB-95 Deskryptory DVB, cyfrowy, wizja, nadawanie, MPEG, TV, fonia, dane

7 3 (A.ETSI EN V1.1.1( ) Spis treci Prawa własnoci intelektualnej...4 Przedmowa Zakres normy Powołania normatywne Symbole i skróty Symbole Skróty Systemy transportowe podstawowy naziemny i mikrofalowy Podstawowy system naziemny Mikrofalowy system transportowy Przesunicie czstotliwoci Parametry modulacji Charakterystyki widmowe i maski widmowe Załcznik informacyjny Wymagania dotyczce szumu fazy Wymagania dotyczce stabilnoci czstotliwoci...12 Bibliografia...13 Historia 15

8 4 (A)ETSI EN V 1.1.1( ) Prawa własnoci intelektualnej Istotne, lub potencjalnie istotne IPR N1), dotyczce niniejszego dokumentu, mogły by zgłaszane do ETSI. Informacje dotyczce takich istotnych IPR, jeli istniej, s publicznie dostpne zarówno dla członków ETSI jak i nie członków - i mona je znale w dokumencie ETSI SR : "Intellectual Property Rights (IPRs); Essential, or potentially Essential, IPRs notified to ETSI in respect of ETSI standards", który jest dostpny w sekretariacie ETSI. Ostatnie aktualizacje s dostpne w serwerze internetowym ETSI ( Zgodnie z polityk ETSI w zakresie IPR, ETSI nie prowadziła i nie przeprowadzi odpowiednich poszukiwa i bada dotyczcych IPR. Nie mona da jakichkolwiek gwarancji co do istnienia innych IPR, nie wymienionych w ETSI SR (lub w aktualizacjach, zgromadzonych w serwerze ETSI Web), które s, mog by lub mog sta si istotne dla niniejszego dokumentu. Przedmowa Niniejsza Norma Europejska (seria telekomunikacyjna) została opracowana przez Połczony Komitet Techniczny (JTC) Europejskiej Unii Nadawców (EBU), Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego Elektrotechniki (CENELEC) i Europejskiego Instytutu Norm Telekomunikacyjnych (ETSI). UWAGA: Komitet EBU/ETSI JTC został utworzony w 1990 r. w celu koordynacji prac nad projektami norm w specyficznej dziedzinie emisji i dziedzinach pokrewnych. Od 1995 r. Komitet JTC stał si ciałem trójstronnym przez przyjcie do Memorandum of Understanding CENELEC, organizacji odpowiedzialnej za normalizacj odbiorników radiowych i telewizyjnych. EBU jest profesjonalnym stowarzyszeniem organizacji nadawców, którego zadania obejmuj koordynacj działa jego członków w dziedzinie technicznej, prawnej, tworzenia i wymiany programów. EBU ma członków rzeczywistych w około 60 krajach, nalecych do europejskiego obszaru nadawców; siedziba EBU mieci si w Genewie. European Broadcasting Union CH-1218 GRAND SACONNEX (Genewa) Switzerland Tel: Fax: N1) Odsyłacz krajowy: Patrz informacyjny Załcznik krajowy NA..

9 5 (A.ETSI EN V1.1.1( ) Projekt Telewizja Cyfrowa (DVB) Projekt DVB, powołany we wrzeniu 1993 r., jest ukierunkowanym rynkowo konsorcjum organizacji sektora publicznego i prywatnego, działajcych w przemyle telewizyjnym. Jego celem jest stworzenie ramowej koncepcji wprowadzenia usług telewizji cyfrowej na podstawie systemu MPEG-2. Obecnie, skupiajc ponad 200 organizacji wicej ni z 25 krajów całego wiata, DVB popiera systemy ukierunkowane rynkowo, które spełniaj rzeczywiste potrzeby i wymagania ekonomiczne elektroniki powszechnego uytku i przemysłu nadawczego. Niniejszy dokument przedstawia producentom nadawcom moliwoci zastosowania norm DVB-T zarówno do transmisji mikrofalowej jak i emisji naziemnej w pasmach UHF/VHF, zatem norma ta odnosi si do dokumentu EN [1] w zakresie struktury ramkowania, kodowania kanałowego i modulacji. Szczegółowo s omówione jedynie zagadnienia zastosowania mikrofalowej warstwy transportowej, które nie s objte przez EN [1]. Niniejszy dokument nie jest przeznaczony do zastpienia istniejcych norm dotyczcych transmisji mikrofalowej EN [5] i EN [6], które dotycz stosowania modulacji QPSK i QAM odpowiednio dla czstotliwoci wikszych i mniejszych od 10 GHz. Normy te pozostaj obowizujce lecz powstała nowa opcja zaadoptowania korzyci modulacji OFDM dla transmisji mikrofalowej w dowolnym pamie czstotliwoci.. Krajowe daty wprowadzenia Termin przyjcia niniejszej EN: Ostateczny termin ogłoszenia niniejszej EN (doa): Ostateczny termin opublikowania nowej normy krajowej lub uznania niniejszej EN (dop/e): Termin wycofania wszystkich sprzecznych norm krajowych (dow): 26 maja sierpnia lutego lutego 2001

10 6 (A)ETSI EN V 1.1.1( ) 1 Zakres normy Niniejszy dokument przedstawia opcjonalny system transmisyjny dosyłowy lub emisyjny dla cyfrowej telewizji mikrofalowej (TV) i transmisji danych przy zastosowaniu modulacji OFDM. Odnosi si on do struktury ramkowania, kodowania kanałowego i systemów modulacji stosowanych w naziemnej telewizji cyfrowej (EN [1]) i podaje dodatkowe szczegóły majce zastosowanie w wieloprogramowych usługach mikrofalowych. Zakres dokumentu jest nastpujcy: - podaje ogólny opis moliwoci zastosowania schematu transmisyjnego opartego na naziemnej telewizji cyfrowej (EN [1]) do cyfrowej mikrofalowej warstwy transportowej; - okrela rónice wymaga jakociowych i cech systemu w porównaniu do emisji UHF/VHF; - przedstawia przewodnik projektowania dla uzyskania wymaganych zakłóce fazowych przy stosowaniu OFDM na wysokich czstotliwociach. 2 Powołania normatywne Wymienione niej dokumenty zawieraj postanowienia, które przez okrelone powołanie si (na dany dokument) w treci niniejszego dokumentu - staj si równie postanowieniami niniejszego dokumentu. Powołana jest albo konkretna wersja publikacji (identyfikowana dat publikacji, numerom wydania, numerom wersji itp.); albo wersja nieokrelona publikacji. W przypadku powołania konkretnej wersji publikacji, nie obowizuj póniejsze jej wersje znowelizowane. W przypadku powołania wersji nieokrelonej obowizuj póniejsze nowelizacje tej wersji, publikowanej jako EN z tym samym numerem [1] EN : "Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television". [2] ISO/IEC : "Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information: Systems". [3] ISO/IEC : "Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information: Video". [4] ISO/IEC : "Information technology - Generic coding of moving picture and associated audio information - Part 3: Audio". [5] EN : "Digital Video Broadcasting (DVB); Multipoint Video Distribution Systems (MVDS) at 10 GHz and above". [6] EN : "Digital Video Broadcasting (DVB); Microwave Multipoint Distribution Systems (MMDS) below 10 GHz".

11 7 (A.ETSI EN V1.1.1( ) 3 Symbole i skróty 3.1 Symbole W niniejszym dokumencie stosuje si nastpujce oznaczenia D czas trwania przedziału ochronnego F1 dolna czstotliwo graniczna pasma mikrofalowego F2 górna czstotliwo graniczna pasma mikrofalowego TU czas trwania uytecznej czci symbolu bez przedziału ochronnego 3.2 Skróty W niniejszym dokumencie s stosowane nastpujce skróty: AFC DVB DVB-T LMDS MF MMDS MPEG MVDS MWS OFDM QAM QPSK RF SFN STB TV UHF VHF automatyczna regulacja czstotliwoci telewizja cyfrowa naziemna DVB lokalny system dystrybucji mikrofalowej czstotliwo mikrofalowa wielokanałowy system dystrybucji mikrofalowej Grupa Ekspertów do spraw Obrazów Ruchomych wielopunktowy system dystrybucji mikrofalowej multimedialny system bezprzewodowy zwielokrotnianie z ortogonalnym podziałem czstotliwoci kwadraturowa modulacja amplitudy kwadraturowe kluczowanie z przesuwem fazy czstotliwo radiowa sie jednoczstotliwociowa set-top-box telewizja ultra wielka czstotliwo bardzo wielka czstotliwo 4 Systemy transportowe podstawowy naziemny i mikrofalowy 4.1 Podstawowy system naziemny System podstawowy jest zdefiniowany jako funkcjonalny blok urzdze wykonujcych adaptacj sygnałów TV w pamie podstawowym, przychodzcych z wyjcia multipleksera transportowego MPEG-2 do parametrów kanału UHF/VHF.. Strumie danych naley podda nastpujcemu przetwarzaniu (patrz Rysunek 1

12 8 (A)ETSI EN V 1.1.1( ) - adaptacja multipleksu transportowego i jego randomizacja celem rozproszenia energii; - kodowanie zewntrzne (tj. kod Reeda-Solomona); - przeplatanie zewntrzne (tj. przeplatanie splotowe); - kodowanie wewntrzne (tj. przebijany kod splotowy); - przeplatanie wewntrzne; - odwzorowanie i modulacja; - transmisja z wykorzystaniem zwielokratniania z ortogonalnym podziałem czstotliwoci (OFDM). System jest bezporednio kompatybilny z sygnałami TV kodowanymi w standardzie MPEG 2 zgodne z norm ISO/IEC [1]. System podstawowy jest opisany szczegółowo w specyfikacji DVB-T (EN [1]). Rysunek 1: Funkcjonalny schemat blokowy systemu podstawowego 4.2 Mikrofalowy system transportowy Mikrofalowy system transportowy DVB-T wykorzystuje takie same charakterystyki modulacji jak podstawowy system naziemny, ale jest on przesunity w czstotliwoci do mikrofalowej warstwy transportowej, jak pokazano na Rysunku 2.Moe on nastpne zosta przesunity z powrotem do pasma VHF/UHF, jeli jest to kompatybilne z demodulatorami i dekoderami podstawowego systemu naziemnego DVB-T.

13 9 (A.ETSI EN V1.1.1( ) Rysunek 2. Funkcjonalny schemat blokowy systemu podstawowego i transportowego 4.3 Przesunicie czstotliwoci Istnieje moliwo generowania i/lub odbioru kanałów poprzez przesunicie czstotliwoci do i z pasma VHF/UHF. Kady kanał lub blok kanałów moe by przesunity w gór do dowolnej czstotliwoci znajdujcej si w mikrofalowej warstwie transportowej i moe by przesunity w dół do kadego właciwego kanału UHF/VHF. Jest zalecane, aby kanały przesunite w gór miały takie samo rozmieszczenie jak okrelono dla naziemnego systemu podstawowego w EN [1] bez inwersji czstotliwoci. W oparciu o EN [1] naley pamita, e moliw przyczyna błdu inwersji moe by fakt, e sygnał jest przesuwany w czstotliwoci za pomoc procesu heterodynowania. Moe to spowodowa zarówno inwersje widma jak i inwersj osi urojonej, jednake jeli taki proces powtarza si sygnał wynikowy bdzie zgodny ze specyfikacj. Przykład systemu zasilanego z powietrza podano na nastpujcym wykresie (Rysunek 3)

14 10 (A)ETSI EN V 1.1.1( ) Rysunek 3. Przykład przesuwania czstotliwoci pomidzy zakresem UHF i mikrofalowym dla systemu zasilanego z powietrza Transportowa warstwa mikrofalowa moe by zastosowana dla rónych pasm mikrofalowych [F1-F2] w zalenoci od ich dostpnoci lub przydatnoci do zastosowania. W powyszym przykładzie 8 MHz-owe kanały podane s wybrane z powietrza z pominiciem kanałów analogowych. Powysze kanały podane, które zarówno mog by pojedynczymi albo stanowi blok, s wówczas przesuwane w gór do

15 11 (A.ETSI EN V1.1.1( ) pasma mikrofalowego. Przesunicie czstotliwoci w gór moe by takie, e porzdek rozmieszczenia kanałów moe by zmieniony, jak w przypadku kanałów X i Y. Kanały podane s wówczas przesunite w dół do zakresu kanałów UHF, w którym bd przetworzone przy zastosowaniu typowego odbiornika UHF. 4.4 Parametry modulacji Dla dystrybucji mikrofalowej obowizuj wszystkie warianty sprawnoci kodowania, typy i schematy modulacji okrelone w EN [1]. 4.5 Charakterystyki widmowe i maski widmowe Na Rysunku 4 przedstawiono teoretyczn transmisj sygnału DVB z modulacj OFDM. Zastosowanie odpowiedniej filtracji moe zredukowa poziom widma na czstotliwociach połoonych zewntrz pasma nominalnego. EN [1] podaje mask widmow i tablice zawierajc punkty graniczne dla: a) przypadków w których nadajnik cyfrowej telewizji naziemnej pracuje w kanale ssiednim w stosunku do nadajnika telewizji analogowej umieszczonego we wspólnej lokalizacji. b) przypadków krytycznych takich jak ssiedztwo kanałów telewizyjnych z kanałami innych słub. Jeli w zastosowanym pamie mikrofalowym wystpuje podobne otoczenie zajtoci widma, to wówczas stosuje si maski okrelone w EN [1]. Rysunek 4.Teoretyczne widmo sygnału DVB transmitowanego w pamie UHF dla odstpu ochronnego =Tu/4

16 12 (A)ETSI EN V 1.1.1( ) 5 Załcznik informacyjny 5.1 Wymagania dotyczce szumu fazy Spełnienie wymaga dotyczcych szumu fazy dla systemów OFDM, pracujcych na czstotliwociach mikrofalowych jest trudniejsze ni dla systemów pracujcych na czstotliwociach UHF i VHF. Zaleno zachowania si systemu w odniesieniu do szumu fazy jest funkcj mocy całkowitego szumu fazy. Oznacza to, e wane jest okrelenie szumu fazy pomidzy 1kHz i 1 MHz od czstotliwoci nonej. Na przykład szum syntezatora moe mie warto bardzo korzystn zarówno dla 1kHz jak i 10kHz od fali nonej, ale jeli gsto szumu fazy pomidzy 10kHz i 1MHz jest dua, całkowita moc szumu fazy moe by zbyt duo dla dobrego odbioru sygnału. W wielu projektach badawczych zastosowano wstpnie nastpujce wartoci szumu fazy khz; khz; khz; MHz. 5.2 Wymagania dotyczce stabilnoci czstotliwoci Spełnienie wymaga dotyczcych stabilnoci czstotliwoci dla systemów OFDM, pracujcych na czstotliwociach mikrofalowych jest trudniejsze ni dla systemów pracujcych na czstotliwociach UHF i VHF Wymagania dotyczce stabilnoci czstotliwoci systemu bd zazwyczaj zalene od wraliwoci odbiornika na dryft czstotliwoci. Przyjmowany dryft czstotliwoci zaley od odbiornika i jest podany w specyfikacjach producentów. Typowy zakres działania AFC w odbiornikach konsumenckich wynosi +_70 khz, ale wiksza cz tej wartoci moe by wymagana do pokrycia wewntrznych niedokładnoci czstotliwoci w odbiorniku. W systemach bardziej skomplikowanych, w których s wykorzystywane bardzo wysokie czstotliwoci mikrofalowe, mona zastosowa do korekcji błdów czstotliwoci powodowanych wszystkimi poprzednimi oscylatorami, zespół obwodów, który przywraca poprzedni stan za pomoc sygnału pilotujcego. Naley doda, e zakres, w którym powysze sygnały pilotujce mog przywraca stabilno czstotliwoci moe by ograniczony i pracujce w ptli systemy odtwarzajce mog nie pracowa przy duych wartociach dryftu.. Jeli podobne otoczenie zajtoci widma wystpuje pomidzy kanałami mikrofalowymi przesunitymi w dół i innymi transmitowanymi kanałami UHF/VHF, to naley spełnia wymagania dotyczce stabilnoci czstotliwoci okrelone w EN [1].

17 13 (A.ETSI EN V1.1.1( ) Bibliografia Poniszy materiał dostarcza dodatkowych informacji pomimo, e brak jest wyranych odniesie do niego w treci niniejszego dokumentu ( lub nie jest ogólnie dostpny).. - EN : "Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite services". - EN : "Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for cable systems".

18 14 (A)ETSI EN V 1.1.1( ) Historia Historia dokumentu V1.1.1 wrzesie 2000 Publikacja V1.2.1 kwiecie 2002 Jednostopniowa procedura akceptacji OAP : do V1.2.1 sierpie 2002 Publikacja