Czy Mój Sygnał Cyfrowy QPSK / QAM / OFDM jest O.K???



Podobne dokumenty
Demodulator FM. o~ ~ I I I I I~ V

INSTRUKCJA OBSŁUGI MIERNIKA TM-600

Politechnika Warszawska Wydział Elektryczny Laboratorium Teletechniki

Politechnika Warszawska

2. STRUKTURA RADIOFONICZNYCH SYGNAŁÓW CYFROWYCH

OM 10 kompaktowa stacja czołowa TV z modulatorami DVB-T / DVB-C

INSTRUKCJA OBSŁUGI MIERNIKA TM-600

BER = f(e b. /N o. Transmisja satelitarna. Wskaźniki jakości. Transmisja cyfrowa

10 Międzynarodowa Organizacja Radia i Telewizji.

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Narodowa Platforma DVB-T w ujęciu cyfrowej stacji czołowej. Jacek Gwizdak VECTOR

Wykonywanie i konserwacja instalacji urządzeń elektronicznych E6

Układy transmisji bezprzewodowej w technice scalonej, wybrane zagadnienia

Cyfrowa stacja czołowa dla telewizji kablowej oraz naziemnej w pudełku. Autor: Borys Owczarzak

PRZETWORNIKI C / A PODSTAWOWE PARAMETRY

Systemy i Sieci Radiowe

Badanie odbiorników DVB-T

Kody splotowe (konwolucyjne)

3GHz (opcja 6GHz) Cyfrowy Analizator Widma GA4063

REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU. eksploatacja URZĄDZEŃ ELEKTRONICZNYCH. Ćwiczenie 18: eksploatacja hotelowej stacji czołowej

CYFROWA STACJA CZOŁOWA

Przetworniki cyfrowo analogowe oraz analogowo - cyfrowe

MONITORING PRZESTRZENI ELEKTROMAGNETYCZNEJ

LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI POMIAR PRZESUNIĘCIA FAZOWEGO

Systemy i Sieci Telekomunikacyjne laboratorium. Modulacja amplitudy

Transmodulator Fte ATLAS Konfiguracja. b) Konfiguracja Linux Dodajemy nowe połączenie, parametry uzupełniamy jak poniżej.

Przetworniki A/C. Ryszard J. Barczyński, Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

ZAKŁAD SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH I TELEKOMUNIKACYJNYCH Laboratorium Podstaw Telekomunikacji WPŁYW SZUMÓW NA TRANSMISJĘ CYFROWĄ

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 5

MODULACJA. Definicje podstawowe, cel i przyczyny stosowania modulacji, rodzaje modulacji. dr inż. Janusz Dudczyk

Ryszard Kostecki. Badanie własności filtru rezonansowego, dolnoprzepustowego i górnoprzepustowego

Projektowanie systemów pomiarowych

Politechnika Warszawska

INSTRUKCJA OBSŁUGI MIERNIKA POZIOMU SYGNAŁU. Wersja 1.1

Ćwiczenie nr 65. Badanie wzmacniacza mocy

Analiza właściwości filtra selektywnego

Instrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników

Temat ćwiczenia. Pomiary przemieszczeń metodami elektrycznymi

ABC TECHNIKI SATELITARNEJ

Lekcja 20. Temat: Detektory.

WZMACNIACZ NAPIĘCIOWY RC

ABC TECHNIKI SATELITARNEJ

DIGIAIR PRO CATV INSTRUKCJA UŻYTKOWNIKA

Miernik OPENBOX TSC-200 HEVC COMBO DVB-S/S2/T/T2/

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Tranzystorowe wzmacniacze OE OB OC. na tranzystorach bipolarnych

Podstawy transmisji sygnałów

FDM - transmisja z podziałem częstotliwości

wszechstronna cyfrowa stacja czołowa COMPACT ul. Na Skraju 34 tel. +48 /22/

Cyfrowy system łączności dla bezzałogowych statków powietrznych średniego zasięgu. 20 maja, 2016 R. Krenz 1

ładunek do przewiezienia dwie możliwości transportu

Wzmacniacze operacyjne

Metody numeryczne Technika obliczeniowa i symulacyjna Sem. 2, EiT, 2014/2015

ТТ TECHNIKA TENSOMETRYCZNA

Niezawodność i diagnostyka systemów cyfrowych projekt 2015

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL

Parametry częstotliwościowe przetworników prądowych wykonanych w technologii PCB 1 HDI 2

(54) Sposób i urządzenie do adaptacyjnego przetwarzania sygnału wizyjnego kodowanego

Wyjątkowa funkcjonalność w małej obudowie

Wpływ szumu na kluczowanie fazy (BPSK)

f = 2 śr MODULACJE

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 11

OM 10 nowoczesna kompaktowa stacja czołowa TV z wyjściem DVB-T

Dynamiczne badanie wzmacniacza operacyjnego- ćwiczenie 8

DIGIAIR PRO INSTRUKCJA UŻYTKOWNIKA

Nowoczesne metody emisji ucyfrowionego sygnału telewizyjnego

A3 : Wzmacniacze operacyjne w układach liniowych

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Oprogramowanie dla nbox i nbox recorder z funkcjami odbioru naziemnej telewizji cyfrowej (DVB-T)

Modem radiowy MR10-GATEWAY-S

Ćwiczenie 3,4. Analiza widmowa sygnałów czasowych: sinus, trójkąt, prostokąt, szum biały i szum różowy

Przebieg sygnału w czasie Y(fL

interaktywny odbiór, tj. włączenie napisów w różnych językach oraz przełączenia języka ścieżki audio;

W11 Kody nadmiarowe, zastosowania w transmisji danych

Laboratorium Telewizji Cyfrowej

Komputerowe systemy pomiarowe. Podstawowe elementy sprzętowe elektronicznych układów pomiarowych

Podstawy Transmisji Cyfrowej

Ćwiczenie: "Obwody prądu sinusoidalnego jednofazowego"

wszechstronna cyfrowa stacja czołowa COMPACT ul. Na Skraju 34 tel. +48 /22/

Odbiorniki superheterodynowe

Przetwornik analogowo-cyfrowy

POMIARY WYBRANYCH PARAMETRÓW TORU FONICZNEGO W PROCESORACH AUDIO

Detektor Fazowy. Marcin Polkowski 23 stycznia 2008

5 Filtry drugiego rzędu

1. Zasilacz mocy AC/ DC programowany 1 sztuka. 2. Oscyloskop cyfrowy z pomiarem - 2 sztuki 3. Oscyloskop cyfrowy profesjonalny 1 sztuka

ZAWARTOŚĆ. język angielski 2. CECHY DANE TECHNICZNE GUIDE ,2 OGÓLNA... 2 OPIS 1,3 PRODUKT I RYSUNEK... 3

1. Cel ćwiczenia. 2. Podłączenia urządzeń zewnętrznych w sterowniku VersaMax Micro

Politechnika Warszawska

Wzmacniacz operacyjny

BEZDOTYKOWY CZUJNIK ULTRADŹWIĘKOWY POŁOŻENIA LINIOWEGO

Co Właściwie Dzieje Się w Środku Mojego Strumienia Transportowego MPEG-2???

Zastosowanie procesorów AVR firmy ATMEL w cyfrowych pomiarach częstotliwości

Klasyfikacja metod przetwarzania analogowo cyfrowego (A/C, A/D)

rezonansu rezonansem napięć rezonansem szeregowym rezonansem prądów rezonansem równoległym

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Podstawowe funkcje przetwornika C/A

1. Poznanie właściwości i zasady działania rejestrów przesuwnych. 2. Poznanie właściwości i zasady działania liczników pierścieniowych.

Politechnika Warszawska

(1.1) gdzie: - f = f 2 f 1 - bezwzględna szerokość pasma, f śr = (f 2 + f 1 )/2 częstotliwość środkowa.

ADAPTACYJNE PRZETWARZANIE SYGNAŁÓW LABORATORIUM. Ćwiczenie 4. Wybrane telekomunikacyjne zastosowania algorytmów adaptacyjnych

Transkrypt:

Czy Mój Sygnał Cyfrowy QPSK / QAM / OFDM jest O.K??? ( POZOSTAW ODPOWIEDŹ NA TO PYTANIE MIERNIKOM FIRMY UNAOHM... ) (22)846 05 03; @.pl 1/13 TV_Cyfrowa_Co_i_Jak_Mierzyć_R308.sxw

TELEWIZJA CYFROWA... W artykule przedstawione są podstawowe parametry, z jakimi ma się do czynienia przy cyfrowych transmisjach sygnału telewizyjnego w standardach DVB-S, DVB-C, DVB-T. Właściwy pomiar tych parametrów i interpretacja wyników to gwarancja wykonania dobrej instalacji satelitarnej, kablowej czy naziemnej, zapewniających właściwy komfort odbioru przez telewidza. Wiąże się to zaś nierozerwalnie z posiadaniem odpowiednich przyrządów pomiarowych, gwarantujących rzetelne i kompleksowe pomiary. Po lekturze artykułu proponujemy zapoznać się z następującymi miernikami analizatorami firmy UNAOHM : EP3000 EVO EP320 B/W EP298 EVO S22 C30 T40 LCD 6.5, kolor, kompleksowy pomiar parametrów instalacji DVB-S, DVB-C, DVB-T CRT 6, B/W, Kompleksowy pomiar parametrów instalacji DVB-S, DVB-C, DVB-T Podręczny, pomiar parametrów instalacji DVB-C Podręczny, pomiar parametrów instalacji DVB-S Podręczny, pomiar parametrów instalacji DVB-C Podręczny, pomiar parametrów instalacji DVB-T Opisy mierników znajdziecie Państwo w dziale TELEWIZJA CYFROWA na stronie www..pl. RODZAJE MODULACJI CYFROWYCH STOSOWANYCH W TRANSMISJACH DTV Rodzaje modulacji stosowane do transmisji telewizyjnych sygnałów cyfrowych (DTV) zostały dostosowane specjalnie do różnych środowisk w których odbywają się transmisje: Modulacja QPSK używana jest do transmisji via satelita (DVB-S) dzięki swojej bardzo wysokiej odporności na szumy i inne zakłócenia, Modulacja QAM używana jest do transmisji w sieciach telewizji kablowej (DVB-C) z uwagi na swoją maksymalną efektywność wykorzystania pasma częstotliwości, Standard OFDM (COFDM) używana jest do transmisji naziemnej telewizji cyfrowej (DVB-T) dzięki swojej odporności na sygnały zakłócające (echa oraz wielokrotny odbiór tego samego sygnału z odbić), jak również na możliwość odbioru w poruszającym się pojeździe. W chwili obecnej skrót OFDM nie określa żadnego konkretnego typu modulacji, a jedynie fakt nadawania jednocześnie wielu nośnych (podnośnych) w jednym kanale cyfrowym. Każda nośna może być nadawana w jednej z następujących modulacji: QPSK, 16QAM, 64QAM. PARAMETRY CHARAKTERYSTYCZNE DLA TRANSMISJI CYFROWYCH Sygnały transmisji cyfrowych przypominają w ogólności sygnały szumowe (brak jednej wyraźnej nośnej, jak w przypadku sygnałów analogowych), zajmujące odpowiednio pasma: zwykle około 30MHz dla QPSK oraz 7/8MHz dla QAM / OFDM. Do prawidłowego odbioru i dekodowania takich sygnałów niezbędna jest podstawowa wiedza o zjawiskach i parametrach charakteryzujących te procesy. Poniżej przedstawione są podstawowe parametry, z którymi spotyka się użytkownik DTV: 1. Częstotliwość kanału Sygnały cyfrowe wymagają bardzo dokładnego ustawienia odbieranej częstotliwości. Z uwagi na wzmiankowany charakter sygnałów przypominających widma szumowe, brak jest wyraźnie wydzielonych częstotliwości nośnych, w związku z czym, precyzyjne określenie częstotliwości nośnej kanału cyfrowego może sprawić dużo kłopotu. Należy zawsze dążyć do pozyskania wiedzy o częstotliwościach nośnych DTV odbieranych lub rozprowadzanych w instalacji przed wykonywaniem prac. Należy pamiętać także o tym, że niedokładnie ustawiona częstotliwość nośna (22)846 05 03; @.pl 2/13 TV_Cyfrowa_Co_i_Jak_Mierzyć_R308.sxw

praktycznie uniemożliwia odbiór kanału lub wykonywanie jakichkolwiek pomiarów. Na szczęście większość odbiorników i mierników posiada układy ARCz (Automatycznej Regulacji Częstotliwości) pozwalając na niewielką niedokładność w nastawianiu częstotliwości lub pokazując odchyłkę od częstotliwości zadanej ( pływanie LO konwerterów lub częstotliwości wyjściowych modulatorów). 2. Widmo W zależności od używanego pasma częstotliwości satelitarnych widmo sygnału noże być normalne (pasmo Ku m.in. satelity europejskie) lub odwrócone (pasmo C m.in. satelity amerykańskie i rosyjskie). Inwersja widma zależy od tego czy częstotliwość satelitarna jest większa od częstotliwości LO konwertera (pasmo Ku), czy mniejsza (pasmo C). Widmo sygnałów wyjściowych z transmodulatorów może być zwykle ustawiane wg potrzeb. 3. Symbol Rate (dla QPSK i QAM) Parametr ten określa prędkość, z jaką przesyłane są dane cyfrowe. Jeden Symbol odpowiada odpowiednio dwóm bitom dla QPSK, czterem do ośmiu bitów dla QAM, oraz kilku/kilkunastu tysiącom bitów dla OFDM (patrz opisy Konstelacji). Obecnie najpopularniejszą wartością Symbol Rate w transmisjach satelitarnych (QPSK) jest 27,5MS/s, zaś w transmisjach QAM jest to 6,111MS/s. Przypadek standardu OFDM jest nietypowy, bowiem małej wartości Symbol Rate (zwykle kilka ks/s) odpowiada bardzo duża ilość bitów przypadających na Symbol (wynika to ze specyfiki standardu). 4. Modulacja (QAM i OFDM) Jest to ilość bitów przypadających na każdy Symbol, odpowiednio 4 dla 16QAM, 5 dla 32QAM, 6 dla 64QAM, 7 dla 128QAM, 8 dla 256QAM. Czym większa ilość bitów na Symbol tym większa ilość przesyłanych informacji (lepsze wykorzystanie pasma), ale odpowiednio mniejsza odporność na zakłócenia. 5. Code Rate (dla QPSK, OFDM) Parametr ten znany jest również jako korekcja Viterbi (nazwa obwodu korekcyjnego). Z uwagi na to, że poziom odbieranego sygnału satelitarnego jest bliski poziomowi szumów, dla poprawienia warunków odbioru, do sygnału dodawane są specjalne bity korekcyjne. Pozwalają one dekoderowi określić występowanie błędów (przekłamań) w odbieranym strumieniu bitów oraz wykonać odpowiednie procedury korekcyjne (o ile to możliwe). Im więcej bitów korekcyjnych dodawanych jest do sygnału, tym większa jest możliwość otrzymania na wyjściu dekodera poprawnego sygnału, jednakże oznacza to równocześnie zmniejszanie ilości przesłanych bitów informacji. Z punktu widzenia przesyłu satelitarnego oznacza to mniejszą ilość nadawanych kanałów telewizyjnych, ale zarazem większą odporność sygnałów na szumy. Obecnie najpopularniejsze wartości Code Rate to 1/2, 2/3 i 3/4; co oznacza odpowiednio: jeden bit korekcyjny na jeden nadawany bit sygnału, jeden bit korekcyjny na dwa nadawane bity sygnału, jeden bit korekcyjny na trzy nadawane bite sygnału. Dla modulacji QAM korekcja Viterbi nie jest stosowana, z uwagi na to, że sygnał kablowy z założenia posiada wysoki odstęp sygnału od szumu w kanale. 6. Guard Interval (Odstęp Ochronny, OFDM) Jest to specyficzny parametr dla modulacji OFDM. Określa on procentowo czas przeznaczony przez odbiornik na kasowanie przychodzących zakłóceń (echa oraz wielokrotny odbiór tego samego sygnału z odbić). Wartość zawiera się w zakresie 1/4 do 1/32. W praktyce oznacza to, że poprawny odbiór uzyskuje się tylko w przypadku braku odbić (ech) lub tylko wtedy, gdy ich opóźnienie względem odbieranego sygnału jest mniejsze od wartości Guard Interval, jak zostało to pokazane na Rys. 1. (22)846 05 03; @.pl 3/13 TV_Cyfrowa_Co_i_Jak_Mierzyć_R308.sxw

Symbol 3 Symbol 2 Symbol 1 Guard Interval Sygnał telewizyjny (DVB-T) Maksymalne opóźnienie równe różnicy dróg sygnałów 67km Sygnał y opóźnione lub echo nie zakłócające transmisji Sygnał y opóźnione lub echo zakłócające transmisje Rys. 1. Okres Ochronny (Guard Interval) w transmisji OFDM (DVB-C) Znajomość wartości Guard Interval oraz rzeczywistego opóźnienia sygnałów bardzo pomaga w określeniu przyczyn niepoprawnego odbioru. 7. Ilość Podnośnych (OFDM) Parametr ten określa ilość podnośnych nadawanych w kanale cyfrowym telewizji naziemnej (DVB- T). Obecnie używane są dwa warianty transmisji: dwa tysiące (2k) oraz osiem tysięcy (8k) nośnych. Parametr ten nazywany jest również zamiennie Operating Mode. TYPOWA KONSTRUKCJA ODBIORNIKÓW DTV Sygnał RF Modulacja QPSK BER Post Viterbi BER Wyjście do dekodera MPEG-2 I Głowica Odbiorcza Przetwornik A/C Korekcja Viterbi Korekcja Reed Solomon Q Tor Odbiorczy Sygnałów DVB-S (QPSK) RU Rys. 2. Przykład odbiornika sygnałów QPSK (DVB-S) (22)846 05 03; @.pl 4/13 TV_Cyfrowa_Co_i_Jak_Mierzyć_R308.sxw

Sygnał RF Modulacja QAM BER Wyjście do dekodera MPEG-2 I Głowica Odbiorcza Przetwornik A/C Korektor Adaptacyjny Korekcja Reed Solomon Q Tor Odbiorczy Sygnałów DVB-C (QAM) RU Rys. 3. Przykład odbiornika sygnałów QAM (DVB-C) Sygnał RF Standard OFDM BER Post Viterbi BER RU I Głowica Odbiorcza Przetwornik A/C Dekoder Korekcja Viterbi Korekcja Reed Solomon Q Automatyczne Przeszukiwanie Wyjście do dekodera MPEG-2 Tor Odbiorczy Sygnałów DVB-T (OFDM) Rys. 4. Przykład odbiornika sygnałów OFDM (DVB-T) Opisy do ilustracji: BER = Channel BER = pre Viterbi BER = BER przed korekcją Viterbiego Post Viterbi BER = BER po korekcji Viterbiego = BER przed korekcją Reed-Solomon RC (Reed-Solomon Corrected) = Błędy skorygowane przez układ korekcji Reed-Solomon RU (Reed-Solomon Uncorrected) = Błędy nie skorygowane przez układ korekcji Reed-Solomon Na rysunkach powyżej przedstawiono podstawowe konfiguracje odbiorników cyfrowych do odbioru DTV, z uwzględnieniem miejsc pomiaru jakości sygnałów cyfrowych. Należy zwrócić uwagę na na fakt posiadania przez odbiornik QAM tylko jednego stopnia korekcji błędów transmisji korekcję Reed- Solomon, co związane jest z teoretycznie bardzo małym poziomem zakłóceń i szumów w sieci kablowej. (22)846 05 03; @.pl 5/13 TV_Cyfrowa_Co_i_Jak_Mierzyć_R308.sxw

BER W przypadku telewizji cyfrowej jakość obrazu jest zależna nie od wielkości sygnału, a wyłącznie od jego jakości. Uogólniając można powiedzieć, że obraz jest prawidłowy, albo go nie ma wcale. W przeciwieństwie do sygnału analogowego, gdzie pojawiają się kolejne symptomy pogorszenia jakości obrazu (wzrost zaszumienia) wraz ze zmniejszaniem się poziomu sygnału, obraz w przekazie cyfrowym jest poprawny do czasu, do kiedy dekoder jest w stanie odbudowywać sygnał cyfrowy, aby następnie prawie natychmiast zniknąć. Tak, więc pierwszorzędnego znaczenia nabierają metody rzetelnej oceny jakości sygnału cyfrowego. W ogólności pomiar jakości sygnału cyfrowego jest bardzo trudny. Jedynym realnym wskaźnikiem jakości sygnału mierzonego w rzeczywistej instalacji jest pomiar BER (Bit Error Rate Współczynnik Ilości Błędów). BER jest mierzony i wyświetlany zwykle w postaci eksponencjalnej, np.: 1E-1 (lub 1*10-1 ) co oznacza wystąpienie jednego błędnego bitu na dziesięć odbieranych, 2E-2 (lub 2*10-2 ) co oznacza wystąpienie dwóch błędnych bitów na sto odbieranych, 7E-4 (lub 7*10-4 ) co oznacza wystąpienie siedmiu błędnych bitów na dziesięć tysięcy odbieranych. Pomiar BER może być przeprowadzany w różnych miejscach toru odbiorczego dekodera cyfrowego w zależności od rodzaju nadawania (typu sygnału). Na Rys. 1., Rys. 2., Rys. 3. pokazane są typowe miejsca pomiaru BER dla poszczególnych typów odbiorników oraz podano sposób oznaczania poszczególnych parametrów. Należy zawsze pamiętać o stwierdzeniu, z którym parametrem BER mamy do czynienia w przypadku podawania jego wielkości przez odbiornik, dekoder bądź miernik. Post Viterbi BER jest około milion razy mniejszy od BER wejściowego (Channel BER/pre Viterbi BER), co oznacza, że zwykle post Viterbi BER jest niemierzalny z uwagi na znikomą ilość występujących przekłamań. Jeśli założymy, że post Viterbi BER ma wartość 1E-12, to oznacza to, że jeden błędny bit występuje co 1000 miliardów odebranych bitów, a to przy typowych prędkościach transmisji oznacza okres oczekiwania na błędny bit rzędu kilku dni. Z tego też powodu Post Viterbi BER jest zwykle nieprzydatny przy serwisowaniu sieci. BER wejściowy (kanałowy Channel BER) jest mierzalny dla typowego miernika bądź odbiornika/dekodera praktycznie w pełnym zakresie pracy instalacji od poziomu zapewniającego poprawną pracę dekodera do poziomu praktycznie uniemożliwiającego odbiór programu. Ogólnie przyjęte normy uznają sygnał za jakościowo dobry dla wartości BER lepszej niż 1E-4 (jeden błąd na 10.000 odebranych bitów) i określają podaną wartość jako progową dla poprawnego odbioru parametr QEF (Quasi Error Free Zasadniczo Bez Błędów). W praktyce o jakości sygnału cyfrowego decyduje wartość stosunku sygnału do szumu C/N dla danego kanału (DVB-C, DVB-T) lub transpondera satelitarnego (DVB-S). Poniżej zamieszczone są wykresy pokazujące zależność BER oraz post Viterbi BER od stosunku C/N oraz Code Rate i typu modulacji QAM. (22)846 05 03; @.pl 6/13 TV_Cyfrowa_Co_i_Jak_Mierzyć_R308.sxw

Współczynnik Błędów GORSZY LEPSZY Rys. 5. Wykres zależność BER, post Viterbi BER od C/N (Eb/No) dla DVB-S Współczynnik Błędów Gorszy Lepszy Rys. 6. Wykres zależność BER od C/N (Eb/No) dla DVB-C (22)846 05 03; @.pl 7/13 TV_Cyfrowa_Co_i_Jak_Mierzyć_R308.sxw

MER Kolejnym parametrem, który definiuje jakość sygnału cyfrowego jest współczynnik MER (Modulation Error Ratio Współczynnik Błędów Modulacji). MER jest mierzony przez mierniki sygnałów QAM, QPSK i OFDM, a podawany jest db. Zakres MER dla każdego typu modulacji jest różny. RU Następnym parametrem pomagającym określeniu długoterminowej jakości sygnału cyfrowego jest licznik błędów, które nie zostały skorygowane przez układ korekcji Reed-Solomon RU (Reed- Solomon Uncorrected). W praktyce odbioru sygnału cyfrowego zdarza się, że nie wszystkie błędy powstałe w czasie transmisji zostają skorygowane przez odpowiednie obwody odbiornika (objawia się to jako chwilowe występowanie różnych artefaktów na obrazie, np.: pojawianie się małych bloczków na obrazie). Występowanie takich właśnie zjawisk, czyli nie skorygowanych błędów, zlicza licznik RU. Rzecz jasna, czym gorszy jest BER, tym częstszym jest pojawianie się takich błędów. Licznik RU służy do długoterminowej oceny jakości odbieranego sygnału, ale należy zdawać sobie jednakże sprawę z powolności tego procesu. Otóż, dla przykładu, przy BER równym 1E-3 zliczenie każdego kolejnego błędu następuje po około 30 minutach. (22)846 05 03; @.pl 8/13 TV_Cyfrowa_Co_i_Jak_Mierzyć_R308.sxw

KONSTELACJE W rozdziale tym podane są krótkie charakterystyki stosowanych metod modulacji oraz przykłady interpretacji typowych zobrazowań konstelacji dla poszczególnych typów modulacji. Konstelacje są niezastąpionym narzędziem przy serwisowaniu instalacji odbiorczych i dystrybucyjnych telewizji cyfrowej. Przy nabraniu praktyki umożliwiają one błyskawiczną diagnozę rodzaju uszkodzenia oraz miejsca jego wystąpienia. Nośne sygnałów cyfrowych mogą być modulowane amplitudowo lub fazowo. Dla lepszego zrozumienia procesu modulacji, można wyobrazić sobie wektor P obracający się w kierunku zaznaczonym na rysunku obok. Długość wektora odpowiada wielkości nośnej (napięciu), zaś ilość obrotów jej częstotliwości. Jeśli przesunięcie fazy jest równe zeru, wektor wskazuje w sposób ciągły punkt P. Jeśli wprowadzona zostanie zmiana fazy (modulacja fazy) wektor wskazywać będzie punkty na obwodzie koła, na rysunku obok, przykładowo, punkty A i B. Jeśli zmieniana jest amplituda nośnej (modulacja amplitudy) zmieniać się będzie długość wektora, przykładowo punkt C na rysunku. 1. Konstelacja QPSK W przypadku modulacji QPSK wielkość nośnej sygnału pozostaje stale taka sama, następuje tylko modulacja fazy. Wektor przyjmuje wyłącznie jedną pozycję w każdym z czterech sektorów- jak na rysunku obok - 0, 1, 2, 3. Jeśli zapiszemy numery sektorów w kodzie binarnym otrzymamy kolejno 00, 01, 10, 11. W rezultacie każdy stan wektora (Symbol) reprezentuje dwa bity sygnału. Dekoder określa położenie wektora dla poszczególnych przesyłanych symboli, określając w ten sposób przesyłaną kombinację bitów. Mały wektor pokazany na rysunku obok reprezentuje szumy zawarte w kanale. Wektor ten sumuje się z wektorem danych, dając w efekcie wypadkowy wektor narysowany linią przerywaną. Dopóki poziom szumów jest relatywnie niski, wypadkowy wektor pozostaje wciąż w pierwotnym sektorze, a proces dekodowania przebiega prawidłowo. Jedynie w przypadku występowania bardzo wysokiego poziomu szumów, wypadkowy wektor może przemieścić się do sąsiedniego sektora, powodując błędy transmisji. Modulacja ta jest wystarczająco odporna na szumy, aby zapewnić odpowiednio wysoki poziom pewności transmisji satelitarnej. W praktyce nie musimy rysować całego wektora, wystarczy zaznaczyć punkt odpowiadający jego końcowi, jak to pokazano na rysunku obok. Punkt B zaznaczony jest jako suma sygnału oraz szumu. Należy pamiętać, że zmiana fazy nośnej sygnału w warunkach rzeczywistych trwa określony czas, co oznacza zasadniczy problem dla dekodera przy określaniu czasu położenia końca wektora. Jak widać na rysunku obok w czasie zmiany położenia wektora z sektora 0 do sektora 2 wektor przechodzi przez sektor 1 (punkt E) mogąc wprowadzić błąd w dekoderze. Typowy wygląd konstelacji dla modulacji QPSK to cztery chmurki rozłożone po jednej na każdy sektor. Czym mniejsza chmurka tym lepsza jakość sygnału. Na rysunkach poniżej pokazane są przykłady obrazów konstelacji w zależności od warunków odbioru. (22)846 05 03; @.pl 9/13 TV_Cyfrowa_Co_i_Jak_Mierzyć_R308.sxw

Duże wymiary oraz rozmycie punktów konstelacji ( chmurek ) świadczy wysokim poziomie szumów. Elipsowaty kształt punktów konstelacji ( chmurek ), zwróconych ku środkowi, świadczy o pasożytniczej modulacji amplitudy, prawdopodobnie wysoki poziom HUM-u Elipsowaty kształt punktów konstelacji ( chmurek ) świadczy o pasożytniczej modulacji fazy, prawdopodobnie uszkodzony konwerter. (22)846 05 03; @.pl 10/13 TV_Cyfrowa_Co_i_Jak_Mierzyć_R308.sxw

2. Konstelacja QAM Modulacja QAM odróżnia się od modulacji QPSK tym, że nośna sygnału modulowana jest zarówno fazowo, jak i amplitudowo. Na rysunku obok przedstawiony jest wygląd Konstelacji dla modulacji 64QAM. Należy zwrócić uwagę na dwa fakty: Mamy 64 sektory, co oznacza w kodzie binarnym sześć bitów, a więc trzykrotnie więcej niż modulacji QPSK Z uwagi na duże upakowanie, znacznie zwiększa się możliwość przemieszczenia się punktu pod wpływem szumów, do innego sektora, co oznacza większą możliwość powstawania błędów w transmisji. Dla modulacji 128QAM i 256QAM mamy odpowiednio 128 i 256 punktów konstelacji rozłożonych w kwadracie 16x16 (dla 128QAM odrzucane są skrajne punkty). Rzecz jasna, z uwagi na to, że poszczególne sektory są dwukrotnie mniejsze niż przy modulacji 64QAM, znacząco spada oporność na zakłócenia (szumy) przy modulacjach 128QAM i 256QAM. Istnieje również inny czynnik zakłócający transmisję QAM. Są to wszelkiego rodzaju odbicia, które powstają w instalacji kablowej na wszelkiego rodzaju złączach lub innych nieciągłościach. Aby temu przeciwdziałać odbiorniki QAM wyposażone są w specjalne filtry do kasowania lub kompensacji tych zakłóceń. Podsumowując, modulacja QAM umożliwia przenoszenie o wiele więcej informacji niż modulacja QPSK, jednakże jest ona również o wiele wrażliwsza na czynniki zakłócające. Stosowanie modulacji QAM w telewizji kablowej uzasadnione jest tym, że ilość zakłóceń w sieci kablowej jest znikoma oraz poziom szumów jest bardzo niski, co umożliwia wykorzystanie do maksimum dostępnego pasma. Konstelacja QAM jest bardziej złożona od Konstelacji QPSK, poszczególne punkty są mniejsze oraz słabiej zdefiniowane. Duże wymiary oraz rozmycie punktów konstelacji ( chmurek ) świadczą o wysokim poziomie szumów. Elipsowaty kształt punktów konstelacji ( chmurek ) świadczy o pasożytniczej modulacji fazy. (22)846 05 03; @.pl 11/13 TV_Cyfrowa_Co_i_Jak_Mierzyć_R308.sxw

Elipsowaty kształt punktów konstelacji ( chmurek ) świadczy o pasożytniczej modulacji amplitudy, prawdopodobnie wysoki poziom HUM-u Pierścieniowy kształt punktów konstelacji ( chmurek ) świadczy o powstaniu interferencji. Trapezoidalny układ punktów konstelacji ( chmurek ) świadczy zwykle o problemie z transmodulatorem. Przesunięcie punktów konstelacji ( chmurek ) w kierunku boków typowy objaw nasycenia wzmacniaczy. (22)846 05 03; @.pl 12/13 TV_Cyfrowa_Co_i_Jak_Mierzyć_R308.sxw

5.4. Konstelacja OFDM Standard OFDM przewiduje przesyłanie pojedynczego sygnału cyfrowego w postaci tysięcy podnośnych, z których każda modulowana jest QPSK, 16QAM lub 64QAM. Nie wszystkie nadawane podnośne wykorzystywane są do transportu danych. Trzy podnośne wykorzystywane są jako nośne odniesienia celem oszacowywania jakości transmisji. Podnośne TPS (Transmission Parameters Signaling) przenoszą zaś informację o sposobie transmisji danych. Konstelacja OFDM może przypominać Konstelację QPSK lub Konstelację QAM (w zależności od sposobu modulacji podnośnych), na które nałożone są dodatkowe punkty pochodzące od podnośnych TPS i pilotów. Na rysunkach poniżej pokazane są przykładowe konstelacje. Wszystkie nośne modulacja 64QAM Obraz pojedynczej podnośnej TPS (np. 34) Obraz pilota - podnośna 0 Obraz pilota - podnośna 87 's White Papers Artykuł powstał na podstawie materiałów firmy UNAOHM. Opracowanie: puh Lilianna Ziętek (22)846 05 03; @.pl 13/13 TV_Cyfrowa_Co_i_Jak_Mierzyć_R308.sxw