Στην οικογένεια μου, με αγάπη

Στην οικογένεια μου, με αγάπη
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Στην οικογένεια μου,
με αγάπη
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
1
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Ευχαριστίες
Με την ολοκλήρωση της πτυχιακής μου εργασίας, θα ήθελα να ευχαριστήσω τους
ανθρώπους οι οποίοι βοήθησαν στην περάτωση αυτής της εργασίας. Θα ήταν παράλειψη
να μην αναφερθώ σε όλους εκείνους που συμπαραστάθηκαν σε αυτήν την προσπάθεια.
Κυρίως, θέλω να ευχαριστήσω τον επιβλέποντά μου από το Α.Τ.Ε.Ι Κρήτης, κ.
Μαρκάκη Ευάγγελο ο οποίος με υποστήριξε σε όλη τη διάρκεια της πτυχιακής εργασίας.
Ιδιαίτερες ευχαριστίες οφείλονται επίσης και στον καθηγητή εφαρμογών και
Αναπληρωτή Υπεύθυνο του εργαστηρίου Μετρήσεων Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας
(Ε.Μ.Η.Α) του Α.Τ.Ε.Ι ΚΡΗΤΗΣ, κ. Στρατάκη Δημήτριο για την πολύτιμη βοήθεια και
υποστήριξη που μου προσέφερε όποτε αυτή χρειάστηκε. Επίσης, νιώθω την ανάγκη να
ευχαριστήσω τους υπεύθυνους του εργαστηρίου Πληροφορικής του Τμήματος
Εφαρμοσμένης
Πληροφορικής
και
Πολυμέσων
του
Α.Τ.Ε.Ι
Κρήτης
κυρίους
Βαρδιάμπαση Δημήτριο, Μελιδόνη Ευάγγελο και Γαργουλάκη Νικήτα για την
ψυχολογική και υλικοτεχνική βοήθεια που παρήχαν όποτε τους το ζήτησα.
Τέλος, ευχαριστώ όλους εκείνους που ήταν δίπλα μου σε όλη αυτή την
προσπάθεια παρέχοντας απεριόριστη ψυχολογική υποστήριξη και κατανόηση.
Ηράκλειο, Σεπτέμβριος 2007
Σελίμης Βασίλειος
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
2
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Περίληψη
Η πτυχιακή αυτή εργασία εστιάζεται στη χρήση της τεχνολογίας της επίγειας ψηφιακής
τηλεόρασης (DVB-T) ως ευρυζωνικού δικτύου πρόσβασης για υπηρεσίες δεδομένων καθώς
και στη μελέτη των χαρακτηριστικών μετάδοσης του προτύπου DVB-T. Στη συνεχεία με
την χρήση του λογισμικού ICS TELECOM της ATDI θα προσομοιωθεί η εκπομπή
ψηφιακής τηλεόρασης σε μια περιοχή κάλυψης της τάξεως των 20 χιλιομέτρων. Τέλος θα
βγουν συμπεράσματα για την μετάδοση της ψηφιακής τηλεόρασης και θα προταθεί μια
βέλτιστη αρχιτεκτονική εκπομπής
της επίγειας ψηφιακής τηλεόρασης στην περιοχή
κάλυψης.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
3
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Περιεχόμενα
1. Εισαγωγή ......................................................................................................................8
Αξία της προσομοίωσης ......................................................................................................8
Εισαγωγή στο DVB standard...............................................................................................9
DVB-λόγοι ανάπτυξης, στόχοι, χρησιμότητα....................................................................10
Τρόποι μετάδοσης της ψηφιακής τηλεόρασης ..................................................................12
2. DVB-T........................................................................................................................14
2.1. DVB-T, σύντομη περιγραφή του συστήματος ...........................................................15
2.2. Draft του DVB-T standard ETS 300 744, 1997, Rev.1.4.1, 2001 ..............................16
2.3. Αναλυτική περιγραφή.............................................................................................16
Μοντέλο εκπομπής ψηφιακού σήματος κατά ITU-R ........................................................16
2.4. Χαρακτηριστικά του DVB-T..................................................................................17
2.5. Οι επιλογές σχετικά με τη μορφή και τον τρόπο λειτουργίας ενός DVB-T δικτύου
είναι οι εξής τέσσερις: .......................................................................................................18
2.6. Πλεονεκτήματα Επίγειας Ψηφιακής Τηλεόρασης σε σχέση με την Αναλογική ...20
2.7. Μειονεκτήματα Επίγειας Ψηφιακής Τηλεόρασης σε σχέση με την Αναλογική ...21
3. Στάδια διαμόρφωσης DVB-T ........................................................................................22
Προσαρμογή MPEG-2 πακέτων και τυχαιοποίηση (randomization) ................................22
3.1. Εξωτερική κωδικοποίηση και συνελικτική διεµπλοκή ..............................................23
3.2. Εσωτερική κωδικοποίηση και διεµπλοκή ..................................................................26
3.3. Διαμόρφωση και μετάδοση........................................................................................27
3.4. Pilot TPS signals........................................................................................................31
3.5. Εισαγωγή χρόνου guard interval................................................................................33
3.6. Ωφέλιµο bit rate.........................................................................................................34
3.7. Μετάδοση IP δεδομένων πάνω από το κανάλι DVB-T.............................................35
3.8. Τεχνική υλοποίησης καναλιού εκπομπής ...................................................................38
Χρήση του φάσματος συχνοτήτων UHF ...........................................................................38
3.9. Digital Switchover, ATHENA project........................................................................41
3.10. Επιλογή κεραίας........................................................................................................43
4. Η χρησιμότητα των εργαλείων προσομοίωσης ..........................................................44
5. Χρήση του ICS Telecom (ATDI) ..................................................................................45
5.1. Το μενού Coverage .....................................................................................................47
Network Calculation ..........................................................................................................47
5.2. Το μενού Direct ..........................................................................................................48
5.2.1. INTERVISIBILITY.................................................................................................49
5.2.2. FIELD STRENGTH CALCULATION...................................................................49
5.2.3. CELL PATTERN ....................................................................................................49
5.3. Το εργαλείο ελέγχου (Ctrl – Control Tool)
.......................................................51
6.1. Δημιουργία του Δικτύου............................................................................................54
Είδος σήματος....................................................................................................................54
Τύπος Διαμόρφωσης..........................................................................................................55
Επιλογή καναλιού ..............................................................................................................55
Επιλογές για ψηφιακή ή αναλογική μετάδοση ..................................................................57
Αναλογική Μετάδοση........................................................................................................57
Ψηφιακή Μετάδοση...........................................................................................................57
Ρύθμιση τεχνικών παραμέτρων για την κάλυψη ...............................................................58
Μέγιστη απόσταση ............................................................................................................59
Threshold Παραλήπτη .......................................................................................................59
Gap Filler ...........................................................................................................................60
Manual Way.......................................................................................................................60
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
4
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Automatic way...................................................................................................................60
Φίλτρο Clutter....................................................................................................................61
Φίλτρο Terrain ...................................................................................................................62
Εμπόδια τοποθεσιών και αναμεταδοτών ...........................................................................62
Παράμετροι προσομοίωσης ...............................................................................................63
6.2 Πληθυσμιακή Ανάλυση ...............................................................................................64
Centroïd Mode ...................................................................................................................64
Area Mode .........................................................................................................................65
Area Files setup .................................................................................................................66
Area File analysis...............................................................................................................66
Κάλυψη ..............................................................................................................................67
Best server..........................................................................................................................67
Polygon mode ....................................................................................................................68
Γενικές Παρατηρήσεις.......................................................................................................68
Βελτιστοποίηση Ισχύος - Power Optimization:.................................................................69
(Vector layer + filter).........................................................................................................69
Επιλογή : Do not reduce power .........................................................................................69
Reduce power according to Min FS ..................................................................................69
Reduce power according to objective................................................................................70
Ανάλυση Παρεμβολών για τεχνολογίες μετάδοσης ..........................................................71
Γενικές Παρατηρήσεις Ανάλυσης Παρεμβολών σε SFN mode ........................................71
Υπολογισμός Παρεμβολών - Interference calculation με το ICS Telecom..................72
Απομονώνουμε τους σταθμούς που αντιστοιχούν σε ίδιο SFN δίκτυο .............................72
Ανοίγουμε τις επιλογές υπολογισμού παρεμβολών για SFN ...........................................72
Παρεμβολή Κάλυψης (SFN) .............................................................................................73
Υποπίνακας Mask ..............................................................................................................74
Ανάλυση Παρεμβολών για COFDM .................................................................................74
Επιλέγουμε τον COFDM τύπο υπολογισμού παρεμβολών ...............................................74
Πίνακας COFDM...............................................................................................................75
7. Σενάρια Προσομοίωσης και Αποτελέσματα Μετρήσεων .............................................77
7.1. Σενάριο 1 : ..................................................................................................................82
7.2. Σενάριο 2 ....................................................................................................................83
7.3. Σενάριο 3 : ..................................................................................................................85
7.4. Σενάριο 4 : ..................................................................................................................86
7.5. Σενάριο 5 : ..................................................................................................................88
7.6. Σενάριο 6 : ..................................................................................................................89
7.5. Συμπεράσματα από τα σενάρια προσομοίωσης..........................................................90
Παράρτημα ......................................................................................................................101
Αρτικόλεξο ......................................................................................................................111
Βιβλιογραφία ...................................................................................................................113
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
5
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήματα
Σχήμα 1: Χρήση του προγράμματος προσομοίωσης ICS Telecom....................................9
Σχήμα 2: Η μετάβαση από την αναλογική στην ψηφιακή τηλεόραση στην Ευρώπη θα
ολοκληρωθεί σε δυο φάσεις, τη μεταβατική εποχή (transition period) και την
ολοκληρωτικά ψηφιακή εποχή. .........................................................................................13
Σχήμα 3: Μετατροπή αναλογικού σήματος σε ψηφιακό...................................................15
Σχήμα 4: Μοντέλο εκπομπής ψηφιακού σήματος .............................................................16
Σχήμα 5 : Δίκτυα πολλαπλών συχνοτήτων-Multi Frequency Networks (MFNs) .............18
Σχήμα 6 : Δίκτυα Μοναδικής Συχνότητας-Single Frequency Networks (SFNs) ..............19
Σχήμα 7: Διαδικασία τυχαιοποίησης εισερχόμενων δεδομένων κατά διαδικασία
διαμόρφωσης στο πρότυπο MPEG-2.................................................................................22
Σχήμα 8: Πακέτο προστατευμένο με κωδικοποίηση Reed Solomon ................................24
Σχήμα 9: Μορφή δεδομένων μετά την διαδικασία προσαρμογής, τυχαιοποίησης,
κωδικοποίησης και διεμπλοκής .........................................................................................25
Σχήμα 10: Οι έξοδοι Χ και Υ του συνελικτικού κωδικοποιητή επιλέγονται από ένα
προσχέδιο διάτρησης (Puncturing pattern) ........................................................................26
Σχήμα 11: Τα διαγράμματα αστερισμού (constellation maps) για κάθε τύπο διαμόρφωσης
...........................................................................................................................................27
Σχήμα 12: Διάταξη των φερόντων κατά την διάρκεια διαμόρφωσης ενός σήματος.........28
Σχήμα 13: Κυκλική επανάληψη του ωφέλιμου τμήματος (Guard Interval)......................29
Σχήμα 14: Αρχιτεκτονική ενός OFDM super-frame .........................................................29
Σχήμα 15: Διάταξη των φερόντων που δεν φέρουν πληροφορία κατά τη μετάδοση........30
Σχήμα 16: Διαχωρισμός του καναλιού στο πεδίο του χρόνου και της συχνότητας ............1
Σχήμα 17: Εισαγωγή sub-carrier..........................................................................................1
Σχήμα 18: Εισαγωγή Guard Interval ...................................................................................1
Σχήμα 19: Δείκτες συγχρονισμού........................................................................................1
Σχήμα 20: Ενσωμάτωση της MAC address στο section header ........................................37
Σχήμα 21: Χάρτης κατανομής συχνοτήτων στην Κρήτη ..................................................40
Σχήμα 22 : Εισαγωγή των επιμέρους αρχείων που είναι απαραίτητα στο ICS Telecom ..47
Σχήμα 23 : Επιλογή του σήματος εκπομπής......................................................................54
Σχήμα 24 : Μενού ανάλυσης του C/I Interference ............................................................54
Σχήμα 25 : Επιλογή του τύπου διαμόεφωσης του σήματος που εκπέμπουμε ...................55
Σχήμα 26 : Επιλογή καναλιολύ εκπομπής .........................................................................55
Σχήμα 27 : Επιλογή συχνότητας και προτύπου εκπομπής.................................................56
Σχήμα 28 : Επιλογή τύπου μετάδοσης...............................................................................57
Σχήμα 29 : Παραμετροποίηση της κάλυψης που προσομοιώνουμε..................................58
Σχήμα 30 : Επιλογή του Gap Filler....................................................................................60
Σχήμα 31 : Επιλογές που εμφανίζονται αν επιλέξουμε Gap Filling..................................61
Σχήμα 32 : Επιλογές τoυ φίλτρου Clutter από τις παραμέτρους του Gap Filler ...............61
Σχήμα 33 : Επιλογές τoυ φίλτρου Terrain .........................................................................62
Σχήμα 34 : Επιλογές τoυ φίλτρου εμποδίων τοποθεσιών και αναμεταδοτών από τις
παραμέτρους του Gap Filler ..............................................................................................62
Σχήμα 35 : Επιλογές παραμέτρων προοσομοίωσης του Gap Filler.....................................1
Σχήμα 36 : Επιλογή για την πληθυσμιακή ανάλυση .........................................................64
Σχήμα 37 : Επιλογή αρχείων που χρησιμοποιούνται γιατην πληθυσμιακή ανάλυση .......65
Σχήμα 38 : Επιλογή αρχείων για την ανάλυση μιας περιοχής...........................................66
Σχήμα 39 : Επιλογές για την ανάλυση μιας περιοχής........................................................67
Σχήμα 40 : Επιλογή των αρχέιων vector που θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε..................68
Σχήμα 41 : Επιλογές Βελτίστοποιήσης Ισχύος σύμφωνα με το Min FS ...........................69
Σχήμα 42 : Επιλογές Βελτίστοποιήσης Ισχύος σύμφωνα με το σκοπό .............................70
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
6
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 43 : Επιλογή του υπολογισμού παρςμβολών για SFN ...........................................72
Σχήμα 44 : Πίνακας παραμέτρων προσομοίωσης της παρμβολής κάλυψης (SFN) ..........73
Σχήμα 45 : Επιλογή του υπολογισμού παρεμβολών για COFDM ....................................74
Σχήμα 46 : Παράμετροι του υπολογισμού παρεμβολών για COFDM ..............................75
Σχήμα 47 : Χάρτης του Ηρακλείου,όπου εμφανίζεται η κεραία εκπομπής στο Α.Τ.Ε.Ι και
το εικονικό «μονοπάτι» μας...............................................................................................78
Σχήμα 48 : Υψομετρικός χάρτης του Ηρακλείου,όπου εμφανίζεται η κεραία εκπομπής
στο Α.Τ.Ε.Ι και το εικονικό «μονοπάτι» μας.....................................................................79
Σχήμα 49 : Χάρτης του Ηρακλείου,όπου εμφανίζεται η κεραία εκπομπής στη Ροδιά και
το εικονικό «μονοπάτι» μας...............................................................................................80
Σχήμα 50 : Υψομετρικός χάρτης του Ηρακλείου,όπου εμφανίζεται η κεραία εκπομπής
στη Ροδιά και το εικονικό «μονοπάτι» μας .......................................................................81
Σχήμα 51 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 1ου σεναρίου 82
Σχήμα 52 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 2ου σεναρίου 84
Σχήμα 53 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 3ου σεναρίου 85
Σχήμα 54 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 4ου σεναρίου 87
Σχήμα 55 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 5ου σεναρίου 88
Σχήμα 56 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 6ου σεναρίου 90
Σχήμα 57 : Λαμβανόμενη ισχύς και αλλαγή υψομέτρου στο «μονοπάτι» μας .................92
Σχήμα 58 : Λαμβανόμενη ισχύς σε κάθε συγκεκριμένο σημείο του «μονοπατιού» μας ..93
Σχήμα 59 : Ισχύς (σε dBm) που φτάνει στο «μονοπάτι» μας (μπλε χρώμα) παράλληλα με
το υψόμετρο κάθε σημείου (πορτοκαλί χρώμα). ...............................................................94
Σχήμα 60 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 4ου σεναρίου,
με το «μονοπάτι» μας να διατρέχει την ευρύτερη περιοχή του Ηρακλείου ......................95
Σχήμα 61 : Λαμβανόμενη ισχύς και αλλαγή υψομέτρου στο νέο «μονοπάτι» μας...........95
Σχήμα 62 : Λαμβανόμενη ισχύς σε κάθε συγκεκριμένο σημείο του νέου «μονοπατιού»
μας......................................................................................................................................97
Σχήμα 63 : Ισχύς (σε dBm) που φτάνει στο νέο «μονοπάτι» μας (μπλε χρώμα)
παράλληλα με το υψόμετρο κάθε σημείου (πορτοκαλί χρώμα). .......................................98
Σχήμα 64 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 4ου σεναρίου
με Gap Filler στην περιοχή Φασκομηλιά ..........................................................................99
Σχήμα 65 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 4ου σεναρίου
με την κεραία των χρηστών σε ύψος 15 m ......................................................................100
Πίνακες
Πίνακας 1 : Το εύρος ζώνης λειτουργίας του DVB-T συστήματος, όπως διαμορφώνεται
ανάλογα με τις παραμέτρους λειτουργίας ( σε Mbps). ......................................................34
Πίνακας 2 : Παράμετροι Προσομοίωσης των χρηστών που έχουμε δημιουργήσει ..........77
Πίνακας 3 : Παράμετροι Προσομοίωσης 1ου Σεναρίου .....................................................82
Πίνακας 4 : Παράμετροι Προσομοίωσης 2ου Σεναρίου .....................................................83
Πίνακας 5 : Παράμετροι Προσομοίωσης 3ου Σεναρίου .....................................................85
Πίνακας 6 : Παράμετροι Προσομοίωσης 4ου Σεναρίου .....................................................86
Πίνακας 7 : Παράμετροι Προσομοίωσης 5ου Σεναρίου .....................................................88
Πίνακας 8 : Παράμετροι Προσομοίωσης 6ου Σεναρίου .....................................................89
Πίνακας 9 : Παράμετροι Προσομοίωσης του Gap Filler στη Φασκομηλιά ......................99
Πίνακας 10 : Υπόμνημα χάρτη κατανομής συχνοτήτων στην Ελλάδα, ανά περιοχή : ...101
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
7
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
1. Εισαγωγή
Αξία της προσομοίωσης
Η προσομοίωση δημιουργεί ένα τεχνητό ιστορικό του συστήματος, η μελέτη του
οποίου μας βοηθά να καταλάβουμε τη συμπεριφορά του αντίστοιχου πραγματικού
συστήματος. Η μελέτη της συμπεριφοράς ενός συστήματος όπως αυτό εξελίσσεται μέσα
στο χρόνο γίνεται με την ανάπτυξη ενός μοντέλου προσομοίωσης. Το μοντέλο αυτό
χρησιμοποιεί μια σειρά από υποθέσεις που στηρίζονται στη λειτουργία του πραγματικού
συστήματος. Η μελέτη της συμπεριφοράς ενός συστήματος όπως αυτό εξελίσσεται μέσα
στο χρόνο γίνεται με την ανάπτυξη ενός μοντέλου προσομοίωσης. Η προσομοίωση
μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως ένα εργαλείο ανάλυσης για την πρόβλεψη της
επίδρασης διαφόρων αλλαγών σε ήδη υπάρχοντα συστήματα, αλλά και ως ένα εργαλείο
σχεδιάσης για την πρόβλεψη της απόδοσης νέων συστημάτων κάτω από διαφορετικές
συνθήκες λειτουργίας.
Σε μια εκπομπή DVB-T , η προσομοίωση είναι πολύ σημαντική γιατί μας βοηθάει
στο να γνωρίζουμε από νωρίς και σε πολύ μεγάλο βαθμό πολλές σημαντικές
παραμέτρους που είναι απαραίτητες στο σχεδιασμό και την υλοποιήση ενός δικτύου
εκπομπής επίγειας ψηφιακής τηλεόρασης. Μέσω ειδικολυ λογισμικού προσομοιώσης,
είμαστε σε θέση να γνωρίζουμε την ακριβή τοποθεσία όπου πρέπει να δημιουργηθούν οι
σταθμοί εκπομπής καθώς και τις παραμέτρους λειτουργίας τους ώστε να επιτύχουμε το
επιθυμητό ποσοστό κάλυψης σε μια δοθείσα περιοχή. Για παράδειγμα, μέσω τον
προσομοιώσεων και της υπάρχουσας εμπειρίας από άλλες περιπτώσεις, είμαστε σε θέση
να γνωρίζουμε πως στην περίπτωση του DVB-T η εκπεμπόμενη ισχύς ώστε να υπάρχει
επαρκής κάλυψη σε μια τοποθεσία μπορεί να είναι ως και 30 dB μικρότερη σε σχέση με
την αναλογική τηλεόραση.
Έτσι, χάρη στις προσομοιώσεις είμαστε σε θέση να
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
8
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
σχεδιάζουμε ένα δίκτυο εκπομπής και να «τρέχουμε» σε αυτό διάφορα σενάρια
λειτουργίας του και άρα να γνωρίζουμε εκ των προτέρων τη συμπεριφορά και την
αξιοπιστία του συστήματος μας σε κάθε περίπτωση. Με τις πληροφορίες αυτές έχουμε τη
δυνατότητα να ξέρουμε τις αντοχές του συστήματος μας, τις υπηρεσίες που μπορεί να
προσφέρει και τις βέλτιστες παραμέτρους λειτουργίας του (τοποθεσία κεραιών,ισχύς
εκπομπής κ.λ.π) πριν ακόμα ξεκινήσει πρακτικά η ύλοποίηση του. [5]
Σχήμα 1: Χρήση του προγράμματος προσομοίωσης ICS Telecom
Εισαγωγή στο DVB standard
Η πρωτοβουλία για τη δημιουργία του DVB standard είναι ευρωπαϊκή, η εξέλιξη
όμως και η επιτυχία που γνωρίζει το καθιερώνουν ως παγκόσμιο πρότυπο για την
ανάπτυξη της ψηφιακής τηλεόρασης. Για τον καθορισμό των σχετικών προδιαγραφών
συνεργάζονται οργανισμοί όπως το MPEG, το DVB Project, το DAVIC (Digital Audio
Visual Council), ο ISO, το ETSI και η ITU.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
9
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Με τον όρο Digital Video Broadcasting, DVB, αναφερόμαστε στη μετάδοση
ψηφιοποιημένου σήματος το οποίο αποτελείται από εικόνα, ήχο και βοηθητικές (π.χ
παροχή Internet, ο χρήστης γίνεται ενεργός - αμφιδρομότητα -,επιλεκτικές διαφημίσεις
ανάλογα με τον τηλεθεατή) πρόσθετες υπηρεσίες. Παρά τον όρο «ψηφιακή» μετάδοση
εικόνας, η μετάδοση της ψηφιακής τηλεόρασης γίνεται στην πραγματικότητα με
αναλογικό σήμα, ενώ είναι η επεξεργασία του σήματος που γίνεται με ψηφιακό τρόπο.
Το DVB σύστημα εισάγει τη μετάδοση MPEG-2 κωδικοποιημένων σημάτων και το σήμα
μεταδίδεται δορυφορικά (DVB-S), καλωδιακά (DVB-C) και επίγεια (DVB-T).
DVB-λόγοι ανάπτυξης, στόχοι, χρησιμότητα
Το DVB προσφέρει το πλεονέκτημα της μετάδοσης μεγάλου πλήθους
τηλεοπτικών προγραμμάτων μέσω ενός μόνο καναλιού (UHF ή VHF) μετάδοσης. Τα
διάφορα DVB standards (DVB-T, DVB-C, DVB-S) προσφέρουν ένα ευρύ φάσμα
ρυθμών μετάδοσης (bitrate). Το διαθέσιμο bitrate μπορεί να χρησιμοποιηθεί από διάφορα
είδη υπηρεσιών. Υπάρχει η δυνατότητα ενός ευέλικτου συνδυασμού ποιότητας ήχου και
εικόνας (HDTV-υψηλής ευκρίνειας τηλεόραση-, mono, stereo ή surround ήχου), με μόνη
προϋπόθεση ο όγκος δεδομένων που συνεπάγονται οι επιλογές μας να μην υπερβαίνει το
διαθέσιμο bitrate[20]. Ενδεικτικά αναφέρουμε τη χωρητικότητα των διάφορων μέσων
μετάδοσης ψηφιακής εικόνας : στην δορυφορική μετάδοση φτάνει τα 40 Mbps ενώ στην
επίγεια μέχρι 32 Mbps.
Εκτός από την επιλογή της μετάδοσης τηλεοπτικού σήματος, το DVB προσφέρει
πάμπολλες δυνατότητες, μερικές εκ των οποίων είναι: mobile IP, προσωποποιημένες
υπηρεσίες επικοινωνίας, όπως και τη δυνατότητα εμφάνισης υπότιτλων, πολλαπλών
audio tracks, διαδραστικών υπηρεσιών και multimedia περιεχομένου, πρόσβαση στο
διαδίκτυο, e-mail, home shopping, home banking, teletext και file downloading, σε
ταχύτητες εξαιρετικά ανταγωνιστικές .
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
10
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Οι αρχικοί στόχοι που τέθηκαν ως πρωταρχικής σημασίας για την επιτυχία και
την εδραίωση του DVB ήταν οι ακόλουθοι:
•
Η ψηφιακή τηλεόραση θα πρέπει να καταστήσει εφικτή τη μετάδοση εικόνων
HDTV πολύ υψηλής ποιότητας, ακόμα και μέσω επίγειων δικτύων μετάδοσης
(terrestrial broadcasting).
•
To DVB θα επιτρέπει τη μετάδοση προγραμμάτων συμβατικής ποιότητας
διαθέτοντάς τους κανάλια περιορισμένου εύρους μετάδοσης, ή εναλλακτικά θα
επιτρέπει τη μετάδοση μεγαλύτερου πλήθους τέτοιων συμβατικών προγραμμάτων
στα υπάρχοντα κανάλια μετάδοσής του.
•
Το DVB ίσως αποδειχτεί ένας οικονομικός τρόπος να λαμβάνουν οι φορητές
συσκευές σταθερό σήμα.
•
Το DVB θα εγγυάται ικανοποιητική λήψη σε κινούμενους χρήστες (τρένα,
φορτηγά και αυτοκίνητα) όπως εξαιρετική ποιότητα λήψης απολαμβάνουν οι
χρήστες Digital Audio Broadcasting, DAB. Η ποιότητα λήψης θα εξασφαλίζεται
ακόμα και κάτω από δυσχερείς συνθήκες μετάδοσης ή και όταν οι χρήστες
κινούνται με μεγάλες ταχύτητες.
•
Τέλος, το DVB υιοθετεί τις αρχές της ψηφιακής τεχνολογίας μετάδοσης και
εγγυάται τη σταθερή λήψη μέσα στα όρια καθορισμένων περιοχών και την
πιθανότητα αναβάθμισης και παροχής υπηρεσίας σε περιβάλλον προσωπικών
υπολογιστών.
Με την πάροδο του χρόνου, οι πρωταρχικές επιδιώξεις διαφοροποιήθηκαν. Η HDTV αν
και δεν παραγκωνίσθηκε τελείως, έφυγε από το προσκήνιο, αντίθετα η ανάπτυξη της
ψηφιακής τηλεόρασης προσανατολίστηκε αρκετά προς την εξυπηρέτηση κινούμενων
χρηστών. Σύμφωνα με τα παραπάνω λοιπόν, οι λόγοι ύπαρξης και ανάπτυξης του DVB
μπορούν να συνοψιστούν στα παρακάτω:
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
11
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
• Προσφέρει πλήθος υπηρεσιών, που μπορούν να συνδυαστούν με διάφορους
τρόπους αρκεί να μην παραβιάζεται το ανώτατο όριο ρυθμού μετάδοσης.
•
Πλήθος προγραμμάτων πολυπλέκεται και μεταδίδεται μέσω του υπάρχοντος
καναλιού.
•
Μεγάλο πλεονέκτημα του DVB standard είναι η ύπαρξη εξαιρετικά ασφαλών
μεθόδων ασφαλείας όσον αφορά την περίπτωση pay access ή unicast services,
ενώ μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση σε τέτοιες περιπτώσεις θεωρείται πρακτικά
αδύνατη. [16], [20]
Τρόποι μετάδοσης της ψηφιακής τηλεόρασης
Τρεις τρόποι μετάδοσης του ψηφιακού σήματος έχουν αναπτυχθεί μέχρι σήμερα,
η επίγεια μετάδοση, η δορυφορική και η καλωδιακή.
Η επίγεια μετάδοση, η οποία αναφέρεται στην ασύρματη εκπομπή των
προγραμμάτων μέσω κεραιών τοποθετημένων στο έδαφος αντιμετώπισε ένα εξαιρετικής
σημασίας
πρόβλημα:
την
έλλειψη
διαθέσιμων
συχνοτήτων.
Προορίζεται
να
αντικαταστήσει την αναλογική τηλεόραση στο φάσμα 470-862 MHz. Αφενός όμως δεν
υπάρχουν άμεσα «ελεύθερες» συχνότητες στη συγκεκριμένη ζώνη, αφετέρου δεν είναι
εύκολο μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα να παραχωρήσει η αναλογική τηλεόραση τις
δικές της συχνότητες. Είναι φανερό ότι κατά το σχεδιασμό και την υλοποίηση της
επίγειας μετάδοσης, μια από τις βασικότερες απαιτήσεις ήταν η καλύτερη δυνατή
επαναχρησιμοποίηση των διαθέσιμων συχνοτήτων.
Η μπάντα των UHF, σε πολλές χώρες στην Ευρώπη, είναι κατειλημμένη εκτός
από τα κανάλια 34 έως 38 καθώς [20] και τα κανάλια πάνω από το 60 -αν και σε
ορισμένες χώρες ακόμα και τα κανάλια πάνω από το 60- χρησιμοποιούνται από
στρατιωτικές υπηρεσίες. Στην Ευρώπη, σύμφωνα με μια σύσταση του ERO (European
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
12
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Radiocommunication Office) που ανακοινώθηκε το 1995 αναφέρεται μεταξύ άλλων ότι
μέχρι το 2008 όλα τα κανάλια από το κανάλι 60 και πάνω θα πρέπει να χρησιμοποιούνται
για τη μετάδοση του DVB, όπως επίσης και ότι μέχρι το 2020 το μεγαλύτερο τμήμα του
UHF θα αφιερωθεί στη μετάδοση ψηφιακού σήματος με ταυτόχρονη μείωση των
εκπομπών αναλογικού σήματος. Το 1997 πάνω από 30 ευρωπαϊκές χώρες υπέγραψαν τη
συμφωνία του Chester -Chester Agreement- που περιείχε όλες τις τεχνικές παραμέτρους
και τους αναγκαίους κανόνες για το frequency planning για την επίγεια ψηφιακή
τηλεόραση σε όλη την ήπειρο. Το χρονοδιάγραμμα για τη μετάβαση από την αναλογική
στην ψηφιακή εκπομπή φαίνεται στο σχήμα 2.
Σχήμα 2: Η μετάβαση από την αναλογική στην ψηφιακή τηλεόραση στην Ευρώπη θα ολοκληρωθεί
σε δυο φάσεις, τη μεταβατική εποχή (transition period) και την ολοκληρωτικά ψηφιακή εποχή.
Η δορυφορική μετάδοση, αντίθετα είχε εδραιωθεί πολύ νωρίτερα, ήδη τον Οκτώβριο του
1995 ο ASTRA 1 ήταν έτοιμος για τις πρώτες του εκπομπές.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
13
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
2. DVB-T
To DVB-T εισάγει την επίγεια μετάδοση MPEG-2 κωδικοποιημένου τηλεοπτικού
σήματος. Παρότι το DVB-T δεν αναπτύχθηκε παρά πρόσφατα [30], εντούτοις
παρουσίασε τον πιο εντυπωσιακό ρυθμό ανάπτυξης σε σχέση με τα υπόλοιπα DVB
standards (DVB-S [33], DVB-C [8]). Το πρώτο DVB-T δίκτυο-το οποίο αναπτύσσεται
μέχρι σήμερα- τέθηκε σε λειτουργία το Νοέμβριο του 1998 στη Μεγάλη Βρετανία. Ο
λόγος που καθυστέρησε η ανάπτυξή του ήταν ότι προτεραιότητες στην ψηφιακή
τηλεόραση αποτελούσαν η καλωδιακή και η δορυφορική μετάδοση εξαιτίας της
πολυπλοκότητας της επίγειας μετάδοσης και τo ήδη γεμάτο φάσμα της. Μόνο αφού
ολοκληρώθηκαν τα standards που αφορούσαν καλωδιακή και δορυφορική γράφτηκε η
πρώτη draft specification το Δεκέμβριο του 1995.
Η επίσημη έναρξη λειτουργίας DVB-T δικτύων έχει ήδη πραγματοποιηθεί στην
Αυστραλία, τη Φινλανδία(27/8/2001), τη Μεγάλη Βρετανία, τη Σουηδία, τη Σιγκαπούρη
και την Ισπανία, είχε προγραμματιστεί για 1/11/2002(στοιχεία 29/8/2002) στη Γερμανία
(Βερολίνο, Βρανδεμβούργο) και κατά τη διάρκεια του τέταρτου τριμήνου του 2003 για
τη βόρεια Γερμανία. [18]
Tο DVB-T, αν και πιο πολύπλοκο στην υλοποίησή του εισάγει ένα μεγάλο
πλεονέκτημα για την ψηφιακή τηλεόραση: την παροχή υπηρεσιών σε κινούμενους
χρήστες, η οποία δεν προβλεπόταν από τα δυο προαναφερθέντα standards.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
14
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
2.1. DVB-T, σύντομη περιγραφή του συστήματος
Το επίγειο σύστημα DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial)
επιτυγχάνει ψηφιακή μετάδοση υψηλών ταχυτήτων πάνω από το "δύσκολο" επίγειο
κανάλι, χρησιμοποιώντας διαμόρφωση OFDM (Orthogonal Frequency Division
Multiplexing). Το σχήμα OFDM του DVB-T χρησιμοποιεί ένα μεγάλο αριθμό φερόντων
(6817 ή 1705 για μετάδοση 8Κ και 2Κ αντίστοιχα), κάθε ένα από τα οποία
διαμορφώνεται κατά QPSK, 16QAM ή 64QAM. Έτσι, η πληροφορία κατανέμεται
ομοιόμορφα στο φάσμα και, σε συνδυασμό με κωδικοποίηση και διεμπλοκή δύο
στρωμάτων, το σήμα αποκτά μεγάλη ευρωστία ακόμη και σε περιβάλλοντα με ισχυρές
διαλείψεις και φαινόμενα πολυδιαδρομικής μετάδοσης (multipath). [1]
Σχήμα 3: Μετατροπή αναλογικού σήματος σε ψηφιακό
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
15
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
2.2. Draft του DVB-T standard ETS 300 744, 1997, Rev.1.4.1, 2001
•
Κωδικοποίηση και διαμόρφωση του MPEG-2 TS για επίγεια μετάδοση στα UHF .
•
Εύρος ζώνης 6, 7 ή 8 MHz .
•
Διαμόρφωση QPSK / 16 QAM / 64 QAM σε σχήμα πολλαπλών ορθογώνιων
φερόντων (Coded OFDM) .
•
Διπλή κωδικοποίηση( συνελικτική και block Reed-Solomon) .
•
Ωφέλιμο bitrate από 4.98 έως 31.67 Mbps .
2.3.
Αναλυτική περιγραφή
Μοντέλο εκπομπής ψηφιακού σήματος κατά ITU-R
Σχήμα 4: Μοντέλο εκπομπής ψηφιακού σήματος
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
16
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Για την κωδικοποίηση των τηλεοπτικών αλλά και των ηχητικών σημάτων καθώς
και για την πολυπλεξία χρησιμοποιείται το MPEG-2 που προσφέρει απόλυτη ευκρίνεια
και άριστο ήχο. Ένας συρμός μεταφοράς MPEG-2, μπορεί πρακτικά να μεταφέρει
οτιδήποτε είναι δυνατό να ψηφιοποιηθεί. [1], [2], [28]
2.4.
•
Χαρακτηριστικά του DVB-T
Παίζει στα 8 MHz (όπως και το υπάρχον αναλογικό τηλεοπτικό σήμα) ή στα 7
MHz ή στα 6 MHz
•
Δυνατότητα μετάδοσης πρτισσοτέρων προγραμμάτων στην παραπάνω συχνότητα
αντί για ένα (συνήθως 4 ή 6 ).
•
Δυνατότητα παροχής Internet μέσα από τα τηλεοπτικά προγράμματα .
•
Δυνατότητα δημιουργίας μονοσυχνοτικών δικτύων εκπομπής - Single Frequency
Networks (SFN) .
•
Ψηφιοποίηση και ψηφιακή μετάδοση του αναλογικού οπτικοακουστικού σήματος
(εικόνα και ήχος ) .
•
Αναλογικό σήμα (εικόνα): 8 MHz PAL (ευρωπαϊκό σύστημα) 576 γραμμών,
25frames/sec , 50 fields/sec .
•
Αναλογικό σήμα(ήχος): Στερεοφωνικός , 20Hz-20 ΚHz .
•
Μετάδοση: Δορυφορική, Καλωδιακή ή Επίγεια . [2], [20]
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
17
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
2.5.
Οι επιλογές σχετικά με τη μορφή και τον τρόπο λειτουργίας
ενός DVB-T δικτύου είναι οι εξής τέσσερις:
Δίκτυα πολλαπλών συχνοτήτων-Multi Frequency Networks (MFNs): Τα
συμβατικά σχεδιασμένα δίκτυα DVB-T απαρτίζονται από ανεξάρτητους μεταξύ τους
πομπούς που εκπέμπουν σε διαφορετικές συχνότητες διαφορετικά προγράμματα. Το
πλήθος των συχνοτήτων που απαιτείται για την κάλυψη μιας περιοχής εξαρτάται από
διάφορους παράγοντες, όπως το είδος της περιοχής, τον πληθυσμό της, τη μετάδοση που
θα επιλεγεί.
Σχήμα 5 : Δίκτυα πολλαπλών συχνοτήτων-Multi Frequency Networks (MFNs)
Τα MFNs παρουσιάζουν το μειονέκτημα του μεγάλου πλήθους συχνοτήτων
που απαιτούν, σε αντίθεση με τον επόμενο τρόπο οργάνωσης ενός DVB-T δικτύου, τα:
Δίκτυα Μοναδικής Συχνότητας-Single Frequency Networks (SFNs): Τα
δίκτυα SFNs αποτελούνται από πομπούς που λειτουργούν στην ίδια συχνότητα και
εκπέμπουν την ίδια χρονική στιγμή ίδια πληροφορία. Χάρις στην COFDM και με σωστή
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
18
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
επιλογή χρόνου guard interval κατά τη μετάδοση, το σήμα που φτάνει από τους
διάφορους σταθμούς στο τερματικό δρα αθροιστικά με το χρήσιμο σήμα, ενισχύοντάς το.
Είναι φανερή η υπεροχή των δικτύων SFNs λόγω της εξοικονόμησης συχνοτήτων, αλλά
και της οικονομίας σε εκπεμπόμενη ισχύ που εξασφαλίζουν. Το τίμημα για την επάρκεια
σε συχνότητες και ισχύ είναι η ανάγκη για απόλυτα συγχρονισμένη λειτουργία όλων των
πομπών που αποτελούν το SFN.
Σχήμα 6 : Δίκτυα Μοναδικής Συχνότητας-Single Frequency Networks (SFNs)
MFN με τοπικά SFNs γύρω από κάθε MFN πομπό: Σε ένα MFN που βασίζεται
σε ήδη τοποθετημένους πομπούς, μπορεί να γίνει χρήση των πλεονεκτημάτων που
προσφέρει η λειτουργία SFN δικτύων. Σχηματίζονται τοπικά SFNs γύρω από κάθε
πομπό, γεγονός που εξομαλύνει και βελτιώνει τη λήψη στη συγκεκριμένη περιοχή χωρίς
χρήση πρόσθετων συχνοτήτων.
Gap-fillers: Στα σημεία που δεν υπάρχει επαρκής κάλυψη, όπως σε κοιλάδες, τούνελ,
εσωτερικούς χώρους και άλλα, το DVB-T επιτρέπει την κάλυψη τους με έναν ιδιαίτερα
αποτελεσματικό τρόπο, ως εξής: στα σύνορα της μη καλυπτόμενης περιοχής το DVB-T
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
19
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
σήμα συλλέγεται από μια κατευθυντική κεραία. Μετά από φιλτράρισμα και ενίσχυση, το
σήμα εκπέμπεται (από την ίδια συχνότητα) προσφέροντας επαρκή κάλυψη. [7], [20], [24]
2.6.
Πλεονεκτήματα Επίγειας Ψηφιακής Τηλεόρασης σε σχέση
με την Αναλογική
•
Περισσότερα κανάλια στην περιοχή UHF .
•
Εξοικονόμηση συχνοτήτων (λόγω SFN) ,άρα ο σημερινός χάρτης συχνοτήτων
είναι άχρηστος .
•
Δυνατότητα παροχής Internet & δικτυακών υπηρεσιών .
•
Δυνατότητα αμφιδρομότητας (ο παθητικός τηλεθεατής μετασχηματίζεται σε
ενεργό) .
•
Σταθερή ποιότητα εικόνας, µε μεγάλη ανοχή, ανεξάρτητα από τις ατέλειες του
ασύρματου ή ενσύρματου διαύλου. Εξάλειψη φαινόμενων θόλωσης των
πολλαπλών ειδώλων ή ακόμη και του θορύβου .
•
Καλύτερη ποιότητα ήχου (DOLBY SURROUND κ.λ.π) .
•
Δυνατότητα παροχής σε κινούμενους χρήστες (π.χ. σε Μ.Μ.Μ και για
διαφημίσεις) .
•
Μετρήσεις ακροαματικότητας με ακρίβεια και όχι Εxtrapolation (λόγω καναλιού
επιστροφής) .
•
Επιλεκτική διαφήμιση ανάλογα με τα ενδιαφέροντα του τηλεθεατή .
•
Μειωμένος λόγος σήματος προς θόρυβο(SNR) που απαιτείται σε σύγκριση με την
αναλογική μετάδοση. Αυτό επιτρέπει τη μείωση της εκπεµπόµενης ισχύος μέχρι
και 30 dB χωρίς να αλλοιώνεται η ποιότητα της εικόνας .
•
Καλύτερη εκμετάλλευση του φάσματος λόγω της συμπίεσης του σήματος
βασικής ζώνης (πολλά προγράμματα σε ένα κανάλι).
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
20
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
•
Ευέλικτες τεχνικές πολυπλεξίας των ψηφιακών συστημάτων, που επιτρέπουν την
συνύπαρξη πολλών προγραμμάτων και υπηρεσιών επιλεγόμενης ποιότητας και
ευκρίνειας .
•
Μεταβλητή ταχύτητα(bitrate) εκπομπής, ανάλογα με τις απαιτήσεις ποιότητας του
προγράμματος
•
Αύξηση του κέρδους πολυπλεξίας(multiplexing gain) .
Δυνατότητα επεξεργασίας της εικόνας στο δέκτη μετά τη λήψη μέσω αλγορίθμων
ψηφιακής επεξεργασίας(digital image post-processing).
•
Εύκολος εμπλουτισμός των τηλεοπτικών προγραμμάτων μέσω τυποποιημένων
αρχιτεκτονικών(π.χ. MHP, OpenTV) με τοπικές εφαρμογές.
•
Ενσωμάτωση διαφόρων πολυμεσικών εφαρμογών και υπηρεσιών δεδομένων,
όπως αμφίδρομων υπηρεσιών και διαδικτυακής πρόσβασης σε μια κοινή ψηφιακή
πλατφόρμα, με προϋπόθεση ότι υπάρχει διαθέσιμο κανάλι επιστροφής (reverse
path) . [2], [6]
2.7.
Μειονεκτήματα Επίγειας Ψηφιακής Τηλεόρασης σε σχέση
με την Αναλογική
Από τεχνική άποψη δεν υπάρχουν μειονεκτήματα.
Μειονεκτήματα υπάρχουν από την άποψη της αγοράς, και συγκεκριμένα:
•
Χρέωση τηλεθεατή (συνδρομητική) - η οποία όμως δεν είναι υποχρεωτική.
•
Δυσκολία στο μεταβατικό στάδιο (όπου το πρόγραμμα εκπέμπεται και αναλογικά
και ψηφιακά).
•
Με την σημερινή πληθώρα τηλεοπτικών εκπομπών δεν γνωρίζουμε πόσο εύκολα
θα πεισθεί ο τηλεθεατής να αγοράσει ψηφιακό δέκτη. [2]
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
21
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
3. Στάδια διαμόρφωσης DVB-T
Προσαρμογή MPEG-2 πακέτων και τυχαιοποίηση (randomization)
Το σήμα βασικής ζώνης που εισέρχεται στον διαμορφωτή είναι σταθερού ρυθμού
(constant bitrate - CBR) και οργανωμένο σε πακέτα σταθερού μήκους των 188 bytes.
Κάθε πακέτο ξεκινά µε το byte συγχρονισμού, που είναι πάντα ίσο µε 0x47.
Προκειμένου να περιοριστεί το ενδεχόμενο να υπάρχουν μεγάλα διαστήματα χωρίς
δυαδική μεταβολή (μακριές ακολουθίες "0" ή "1" - κάτι που συμβαίνει π.χ. σε πακέτα
κενού περιεχομένου που χρησιμοποιούνται µόνο για stuffing), ακολουθείται μια
διαδικασία τυχαιοποίησης, όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχήμα. Το πολυώνυμο για
την γεννήτρια ψευδοτυχαίας ακολουθίας είναι:
14
15
1+X +X
Σχήμα 7: Διαδικασία τυχαιοποίησης εισερχόμενων δεδομένων κατά διαδικασία διαμόρφωσης στο
πρότυπο MPEG-2
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
22
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
3.1. Εξωτερική κωδικοποίηση και συνελικτική διεµπλοκή
Στη συνέχεια, πραγματοποιείται εξωτερική κωδικοποίηση (outer coding) η οποία
καλείται κωδικοποίηση Reed Solomon. Μια κωδικοπίηση RS χαρακτηρίζεται σαν
RS(n,k) με m-bit σύμβολα.
– Στο DVB ισχύει RS(204,188) χρησιμοποιώντας 8-bit σύμβολα.
– Όπου n είναι ο αριθμός των κωδικοποιημένων συμβόλων σε ένα block,
– Όπου k είναι ο αριθμός των συμβόλων του πρωταρχικού μηνύματος.
Η διαφορά n-k (συνήθως ονομάζεται 2t) εναι ο αριθμός των επιπλέον συμβόλων που
προστέθηκαν.
Οι κώδικες Reed Solomon είναι μη δυαδικοί κώδικες και επιτυγχάνουν τη
μέγιστη dmin μεταξύ όλων των γραμμικών κωδίκων με τα ίδια (n,k)
To μέγιστο πλήθος σφαλμάτων που μπορούν να διορθωθούν είναι :
Ένας κώδικας Reed-Solomon με ικανότητα διόρθωσης εως t συμβόλων ανά codeword,
που προέρχονται από ένα αλφάβητο 2m στοιχείων, έχει παραμέτρους:
i.
n = 2m – 1
ii.
k = 2m – 1 – 2t
Ενώ η πιθανότητα λανθασμένου συμβόλου είναι :
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
23
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Περιορισμοί:
i.
m: ακέραιος μεταξύ 3 και 16, δηλ. ο μεγαλύτερος ακέραιος που μπορεί να
κωδικοποιηθεί είναι ο 216-1=65535
ii.
n: ακέραιος μεταξύ 3 και 2m-1
iii.
k: θετικός ακέραιος, μικρότερος του n, τέτοιος ώστε n – k : άρτιος.
Κατά τη διάρκεια της εξωτερικής κωδικοποίησης γίνεται χρήση μιας τεχνικής που
ονομάζεται Εμπρόσθια Διόρθωση Σφαλμάτων, F.E.C (Forward Error Correction).
Σύμφωνα με την τεχνική αυτή, σε κάθε πακέτο μεταφοράς των 188 bytes, προστίθενται
16 bytes πλεονασμού, οπότε προκύπτει ένα πακέτο προστατευμένο από σφάλματα,
μήκους 204 bytes. [17], [22], [23], [24], [26], [27]
Σχήμα 8: Πακέτο προστατευμένο με κωδικοποίηση Reed Solomon
Ακολουθεί η τεχνική της συνελικτικής διεμπλοκής, σκοπός της οποίας είναι η
αύξηση της απόδοσης της κωδικοποίησης Reed-Solomon.
Ο λόγος για τον οποίο απαιτείται αποδοτικότερη προστασία έναντι στα
σφάλματα, είναι ότι στα κανάλια μετάδοσης η ποιότητα των σημάτων μεταβάλλεται και
είναι δυνατόν ένας μεγάλος αριθμός από δυαδικά ψηφία, ο οποίος υπερβαίνει την
δυνατότητα διόρθωσης της κωδικοποίησης RS, να αλλοιωθεί (από πιθανό χτύπημα
κεραυνού ή από παρεμβολές ηλεκτρικών συσκευών). Η προστασία κάθε πακέτου
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
24
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
μετάδοσης από τέτοιου είδους αλλοιώσεις δεν είναι ιδιαίτερα οικονομική. Σε αυτήν την
περίπτωση εφαρμόζεται συνελικτική διεμπλοκή, σύμφωνα με την οποία τα δεδομένα
αφού κωδικοποιηθούν με την Εμπρόσθια Διόρθωση Σφαλμάτων, τροφοδοτούνται σε μια
μνήμη RAM και μεταδίδονται αναδιατεταγμένα (μια πιθανή εκδοχή είναι τα δεδομένα να
εισέρχονται στη RAM σε γραμμές και να εξέρχονται σε στήλες). Με τη χρήση μιας
δεύτερης RAM κατά τη λήψη, τα δεδομένα τοποθετούνται στην αρχική τους δομή. To
αποτέλεσμα της διαδικασίας της διεμπλοκής είναι ότι το συσσωμάτωμα των δυαδικών
ψηφίων που έχουν υποστεί σφάλμα μετατρέπεται σε ένα μεγάλο αριθμό ενιαίων
εσφαλμένων συμβόλων, τα οποία είναι εύκολα διορθώσιμα. [22], [23], [24], [26], [27]
Σχήμα 9: Μορφή δεδομένων μετά την διαδικασία προσαρμογής, τυχαιοποίησης, κωδικοποίησης και
διεμπλοκής
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
25
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
3.2. Εσωτερική κωδικοποίηση και διεµπλοκή
Η εσωτερική κωδικοποίηση ακολουθεί τη συνελικτική διεμπλοκή και τη
συμπληρώνει αποδοτικά καθώς διορθώνει άλλου είδους σφάλματα. Ο ισχυρός
πλεονασμός που εισάγεται από αυτή (100%, καθώς ο συνελικτικός κωδικοποιητής
παράγει δύο ροές εξόδου, καθεμιά με τον ίδιο ρυθμό μετάδοσης όπως η ροή εισόδου)
επιτρέπει μια πολύ ισχυρή διόρθωση λαθών. Αυτό μπορεί να είναι αναγκαίο για σήματα
με πολύ χαμηλό λόγο σήματος-προς-θόρυβο (SNR, Signal-to-Noise Ratio) στην είσοδο
του δέκτη, αλλά έχει ως αποτέλεσμα τον υποδιπλασιασμό της φασματικής απόδοσης του
καναλιού. Ωστόσο, αυτού του τύπου η συνελικτική κωδικοποίηση, επιτρέπει ο
πλεονασμός που εισάγεται, να μειωθεί διαμέσου της διάτρησης (puncturing) της εξόδου
του συνελικτικού κωδικοποιητή. Αυτός καθιστά δυνατή τη μη λήψη όλων των
διαδοχικών bits των ακολουθιών εξόδου, αλλά μόνο ένα από τα δύο ταυτόχρονα bits με
ένα συγκεκριμένο λόγο διάτρησης (puncturing ratio). Με αυτό τον τρόπο, είναι πιθανό να
επιτευχθούν οι ρυθμοί κώδικα διάτρησης (punctured code rates) που καθορίζονται από το
στάνταρ DVB (1/2, 2/3, 3/4, 5/6 ή 7/8), που εκφράζουν το λόγο της εισόδου προς τον
εκπεμπόμενο ρυθμό (στην έξοδο).
Σχήμα 10: Οι έξοδοι Χ και Υ του συνελικτικού κωδικοποιητή επιλέγονται από ένα προσχέδιο
διάτρησης (Puncturing pattern)
Δεδομένης της ισχύος του αναμεταδότη και του μεγέθους της κεραίας λήψης, ο
ρυθμός κώδικα που επιλέγεται από το σταθμό εκπομπής θα αποτελεί ένα συμβιβασμό
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
26
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
μεταξύ ενός επιθυμητού ρυθμού μετάδοσης και του τύπου της παρεχόμενης υπηρεσίας.
[11], [27]
3.3. Διαμόρφωση και μετάδοση
Η διαδικασία της εσωτερικής διεµπλοκής παράγει μια ακολουθία από bits ήδη
οργανωµένη σε σύμβολα QAM. Όπως προαναφέρθηκε, τα δυνατά σχήματα
διαμόρφωσης είναι: QPSK (2 bits/symbol), 16QAM (4 bits/symbol) και 64QAM (6
bits/symbol) και χρησιμοποιεί απεικόνιση κατά Gray – Gray mapping. Τα διαγράµµατα
αστερισμού (constellation maps) για κάθε τύπο διαμόρφωσης περιγράφονται αναλυτικά
στην προδιαγραφή και είναι τα εξής :
Σχήμα 11: Τα διαγράμματα αστερισμού (constellation maps) για κάθε τύπο διαμόρφωσης
Τα σύμβολα ομαδοποιούνται και μεταδίδονται ταυτόχρονα µε τη χρήση
πολυπλεξίας OFDM. Κάθε σύμβολο OFDM αποτελείται από ένα σύνολο N=6817 ("8k
mode") ή 1705 ("2k mode") φερόντων και μεταδίδεται µε διάρκεια TS=896µsec και
TS=224µsec αντίστοιχα. Η απόσταση μεταξύ δύο γειτονικών φερόντων είναι ∆f=1116Hz
και ∆f=4464Hz για τις δύο καταστάσεις λειτουργίας αντίστοιχα. Η ορθογωνιότητα
μεταξύ των φερόντων εξασφαλίζεται από το γεγονός ότι ∆f=1/TS πάντα. Με τη συνθήκη
αυτή, η διάταξη των φερόντων αποκτά τη μορφή του παρακάτω σχήματος :
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
27
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 12: Διάταξη των φερόντων κατά την διάρκεια διαμόρφωσης ενός σήματος
Το συνολικό εύρος ζώνης του σήματος DVB-T ανέρχεται στα 7.61MHz για
ονομαστική κατάσταση λειτουργίας 8 MHz, ενώ προβλέπονται και καταστάσεις
λειτουργίας των 7 και 6 MHz. Το κάθε σύμβολο OFDM αποτελείται από δύο μέρη: ένα
ωφέλιμο τµήµα µε διάρκεια TU και ένα διάστημα φρούρησης (guard interval), µε
διάρκεια D. Το διάστημα φρούρησης αποτελείται από μια κυκλική επανάληψη του
ωφέλιμου τµήµατος, και εισάγεται πριν από αυτό. [1], [17], [31], [32]
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
28
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 13: Κυκλική επανάληψη του ωφέλιμου τμήματος (Guard Interval)
68 διαδοχικά σύμβολα OFDM αποτελούν ένα πλαίσιο OFDM (OFDM frame), ενώ
τέσσερα διαδοχικά πλαίσια αποτελούν ένα υπέρ-πλαίσιο OFDM (OFDM super-frame).
[25]
Σχήμα 14: Αρχιτεκτονική ενός OFDM super-frame
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
29
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Μέσα σε κάθε σύμβολο OFDM, οι πληροφορίες που μεταφέρονται από τα
φέροντα μπορεί να είναι είτε δεδομένα, είτε πληροφορίες συγχρονισμού και γενικώς
δεδομένα χρήσιμα για την καλή λειτουργία του δέκτη. Τα φέροντα που δεν φέρουν
πληροφορία διακρίνονται σε:
•
∆ιεσπαρµένα φέροντα-πιλότους (scattered pilot carriers). Αυτά εκπέμπουν εκ
περιτροπής ένα δεδομένο σήμα, το οποίο γνωρίζει ο δέκτης. Μετρώντας την
ισχύ των φερόντων αυτών, ο δέκτης μπορεί ανά πάσα στιγμή να σχηματίσει
μια εκτίμηση της απόκρισης συχνότητας (frequency response) του καναλιού.
•
Σταθερά φέροντα-πιλότους (continual pilot carriers). Αυτά κατέχουν σταθερή
θέση μέσα στο σύμβολο.
•
Φέροντα
σηµατοδοσίας
παραµέτρων
μετάδοσης
(TPS
-Transmission
Parameter Signaling carriers). Αυτά κατέχουν επίσης σταθερή θέση μέσα στο
σύμβολο,
και
χρησιμοποιούνται
πληροφορούν
στη
το
μετάδοση
δέκτη
για
(ρυθμός
τις
παραμέτρους
κωδικοποίησης,
που
διάρκεια
διαστήματος φρούρησης, τύπος διαμόρφωσης), ούτως ώστε ο δέκτης να
μπορεί να προσαρμόζεται αυτόματα. [19], [25]
Σχήμα 15: Διάταξη των φερόντων που δεν φέρουν πληροφορία κατά τη μετάδοση
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
30
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
3.4. Pilot TPS signals
Τα σύμβολα που αναφέρονται ως Transmission-Parameter signaling pilots επιτρέπουν τη
μετάδοση πρόσθετων πληροφοριών με τη βοήθεια των οποίων εξασφαλίζεται ο χρονικός
συγχρονισμός. Επιπλέον μεταφέρουν πληροφορίες σχετικές με τις παραμέτρους που
χαρακτηρίζουν τη μετάδοση, όπως τη διαμόρφωση που χρησιμοποιείται, QPSK, 16QAM ή 64-QAM, τον κώδικα διόρθωσης σφαλμάτων,
ti me
RF
Chann el
ban dwi dth
fr equency
sub-band
ti me
segment
frequency
Σχήμα 16: Διαχωρισμός του καναλιού στο πεδίο του
χρόνου και της συχνότητας
time
OFDM
symbol
frequecy
Σχήμα 17: Εισαγωγή sub-carrier
Guard Interval
duration
Useful symbol
duration
time
OFDM
symbol
frequency
Σχήμα 18: Εισαγωγή Guard Interval
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
31
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
τη διάρκεια του guard interval, το πλήθος των carries (2k ή 8k). Οι θέσεις τους μέσα στο
πλαίσιο μετάδοσης είναι καθορισμένες.
Η βασική ιδέα που οδήγησε στη χρήση της COFDM (Coded Orthogonal Frequency
Division Multiplex) προέρχεται από την παρατήρηση ότι το σήμα εξασθενεί σημαντικά
κατά την επίγεια διάδοσή του.
Επίσης η συμπεριφορά του καναλιού μετάδοσης δεν είναι ίδια για κάθε μια από τις
διαφορετικές υπο-συχνότητες στις οποίες έχει διαιρεθεί το αρχικό φάσμα. Εξαιτίας του
συνολικά λαμβανόμενου σήματος (ωφέλιμο σήμα + ηχώ) η ενέργεια του σήματος
OFDM Fram
e
Frame
(68 OFDMsym
bols)
symbols)
time
FFT
time windows
for receivers
frequency
Σχήμα 19: Δείκτες συγχρονισμού
που λαμβάνεται τελικά από τον πομπό μπορεί να είναι ελάχιστη ή αντίθετα περισσότερη
από την εκπεμπόμενη.
Για να αντιμετωπιστεί αυτό το πρόβλημα, σε πρώτη φάση η πληροφορία
διαχέεται και εκπέμπεται από ένα τεράστιο πλήθος κοντινών συχνοτήτων (διαίρεση
συχνότητας, πλήθος συχνοτήτων 2k ή 8k, ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας). Στη
συνέχεια, λόγω των απωλειών που θα υποστεί η πληροφορία κατά την επίγεια μετάδοση
ακολουθεί η προστασία της όπως αυτή περιγράφηκε παραπάνω. Η COFDM έχει
αποδειχτεί ο πιο αποτελεσματικός τρόπος προστασίας του εκπεμπόμενου σήματος, τόσο
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
32
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
από την ηχώ του περιβάλλοντος όσο και από σήμα που προέρχεται από τους υπόλοιπους
σταθμούς του ίδιου SFN. [17], [20]
3.5. Εισαγωγή χρόνου guard interval
Στην περίπτωση των Single Frequency Networks (SFNs) - η λειτουργία των οποίων
εξηγήθηκε σε προηγούμενη παράγραφο - που προτιμώνται από το DVB-T, ένα βασικό
χαρακτηριστικό της τοπολογίας του δικτύου είναι η μέγιστη απόσταση μεταξύ των
πομπών. Λόγω της COFDM διαμόρφωσης που έχει υιοθετηθεί, ο χρόνος guard interval
και οι μεταξύ των πομπών αποστάσεις είναι αλληλένδετες παράμετροι για την αποφυγή
του I.S.I φαινομένου (Inter Symbol Interference). Η διάρκεια του guard interval πρέπει
να υπερβαίνει την πιο αργοπορημένη ηχώ, έτσι σύμφωνα με έναν εμπειρικό κανόνα
πρέπει να επιλεγεί διάστημα ίσο με το χρόνο που χρειάζεται για τη διάδοση του σήματος
μεταξύ δυο πομπών του SFN. Στην περίπτωση SFN εθνικής κάλυψης μια προτεινόμενη
τιμή για guard interval θα πρέπει να είναι τα 200μs τουλάχιστον, χρόνος που
ανταποκρίνεται σε απόσταση 60km μεταξύ των πομπών.
Συνοπτικά, σε ένα DVB-T σύστημα υπάρχει η επιλογή συνδυασμού των παρακάτω
παραμέτρων, ανάλογα με την περιοχή κάλυψης και τις απαιτήσεις των χρηστών:
Code rate of inner rate protection (1/2; 2/3; 3/4; 5/6; 7/8)
Διαμόρφωση φέροντος (QPSK; 16-QAM; 64-QAM)
Guard interval length (1/4; 1/8; 1/16; 1/32)
Τρόπο λειτουργίας, (2k⇒1705 carriers; 8k⇒6817 carriers) [1], [3], [4], [6], [14],
[21]
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
33
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
3.6. Ωφέλιµο bit rate
Η τιμή που περισσότερο ίσως ενδιαφέρει τον παροχέα DVB-T είναι το ωφέλιμο
bit rate που μπορεί να μεταφερθεί από το ψηφιακό σήμα, δηλαδή ο ρυθμός του Ρεύματος
Μεταφοράς MPEG-2 που μεταδίδεται. Η τιμή αυτή εξαρτάται από τη διάρκεια του
διαστήματος φρούρησης, τον ρυθμό κωδικοποίησης και τον τύπο της διαμόρφωσης,
όπως φαίνεται και στον ακόλουθο πίνακα (τιμές σε Mbps) . [1], [30]
Κώδικας
Διαμόρφωση
Guard Interval
διόρθωσης
1/4
1/8
1/16
1/32
½
4,98
5,53
5,85
6,03
2/3
6,64
7,37
7,81
8,04
¾
7,46
8,29
8,78
9,05
5/6
8,29
9,22
9,76
10,05
7/8
8,71
9,68
10,25
10,56
½
9,95
11,06
11,71
12,06
2/3
13,27
14,75
15,61
16,09
¾
14,93
16,59
17,56
18,10
5/6
16,59
18,43
19,52
20,11
7/8
17,42
19,35
20,49
21,11
½
14,93
16,59
17,56
18,10
2/3
19,91
22,12
23,42
24,13
¾
22,39
24,88
26,35
27,14
5/6
24,88
27,65
29,27
30,16
7/8
26,13
29,03
30,74
31,67
σφαλμάτων
QPSK
16-QAM
64-QAM
Πίνακας 1 : Το εύρος ζώνης λειτουργίας του DVB-T συστήματος, όπως
διαμορφώνεται ανάλογα με τις παραμέτρους λειτουργίας ( σε Mbps).
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
34
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Όπως είναι αναμενόμενο, το διαθέσιμο εύρος ζώνης αυξάνει όσο αυξάνει το inner
code rate, μειώνεται ο χρόνος του guard interval και ανεβαίνουμε τα στάδια της
διαμόρφωσης. Είναι φανερή η ισσοροπία που πρέπει να υπάρξει μεταξύ ασφαλούς αλλά
αργής μετάδοσης και γρήγορης αλλά επισφαλούς. Πρακτικά, αναγκαία είναι η εύρεση
συμβιβαστικής λύσης μεταξύ του επιθυμητού εύρους ζώνης και της αναγκαίας
προστασίας της μετάδοσης δεδομένων. [20]
3.7. Μετάδοση IP δεδομένων πάνω από το κανάλι DVB-T
Με τις μεθόδους που είδαμε παραπάνω (Reed Solomon, Puncturing Code Ratios)
εξασφαλίζεται η αξιόπιστη μετάδοση του Ρεύματος Μεταφοράς MPEG-2 πάνω από το
κανάλι DVB-Τ και απομένει να εξεταστεί ο τρόπος µε τον οποίο τα πακέτα IP
ενθυλακώνονται (encapsulate) πάνω στα πακέτα μεταφοράς. Τα τελευταία έχουν σταθερό
μήκος 188 bytes, εκ των οποίων τα 4 είναι η επικεφαλίδα (header). Προκειμένου λοιπόν
τα IP πακέτα αφενός να ενσωματωθούν στο ρεύμα μεταφοράς και αφετέρου να
διακρίνονται σαφώς από τα πακέτα που μεταφέρουν τα προγράµµατα ψηφιακής
τηλεόρασης, πρέπει να υιοθετηθεί μια διαδικασία που να εκτελεί λειτουργίες
αντιστοίχησης
(mapping),
προσαρμογής
(adaptation)
και
κατακερµατισµού
(segmentation). Οι λειτουργίες αυτές ορίζονται από το πρότυπο ETSI EN 301 192 [9]. Το
πρότυπο αυτό ορίζει τέσσερις διαφορετικές τεχνικές ενθυλάκωσης:
•
Διοχέτευση δεδοµένων (data piping). Στη μέθοδο αυτή, τα δεδομένα των IP
πακέτων ενσωματώνονται απευθείας ως φορτίο (payload) στα πακέτα
μεταφοράς MPEG-2.
•
Ροή δεδοµένων (data streaming). Η μέθοδος αυτή είναι πιο κατάλληλη για
υπηρεσίες streaming over DVB. Το data stream διαμορφώνεται σε µία
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
35
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
συμβατή Στοιχειώδη Ροή MPEG-2 (Elementary Stream), η οποία µε τη σειρά
της οργανώνεται σε πακέτα, κατά τη δομή του PES (Packetized Elementary
Stream). Τέλος, τα πακέτα PES κατακερματίζονται και διανέμονται στο
φορτίο των MPEG-2 transport packets.
•
Ενθυλάκωση πολλαπλών πρωτοκόλλων (Multiprotocol Encapsulation - MPE).
Η μέθοδος αυτή αναπτύχθηκε για να μεταφέρονται πακέτα διάφορων
πρωτοκόλλων (π.χ. TCP/IP) πάνω από το κανάλι DVB. Τα πακέτα
πληροφορίας ενσωματώνονται σε data sections, όπως αυτά ορίζονται στο
πρότυπο MPEG-2 DSM-CC. Με τη σειρά τους, τα data sections είναι πλήρως
συμβατά µε τη δομή private_section που ορίζεται στο MPEG-2 Systems
(ISO/IEC 13818-1) και ενσωματώνονται απευθείας στο Ρεύμα Μεταφοράς
όπως ορίζει η παραπάνω προδιαγραφή. Από την πλευρά του χρήστη, τα
πακέτα που προορίζονται γι' αυτόν διαχωρίζονται από τα υπόλοιπα δεδομένα
µε κριτήριο το αναγνωριστικό πακέτου (PID), στη συνέχεια το πεδίο MAC
(που αποθηκεύεται στα αντίστοιχα πεδία του section header, όπως δείχνει το
σχήμα) και τέλος τη διεύθυνση IP προορισμού, αν πρόκειται για πακέτα IP. Η
τεχνική του Multiprotocol encapsulation είναι αυτή που αποτελεί και τον πιο
διαδεδομένο τρόπο ενθυλάκωσης, παρέχοντας μεταξύ των άλλων και
δυνατότητες κρυπτογράφησης. Είναι βέβαια γεγονός ότι η MPE εισάγει λόγω
της ενθυλάκωσης πολλαπλών επιπέδων αρκετή πλεονάζουσα πληροφορία
(overhead) για πλαισίωση και σηματοδοσία µε αποτέλεσμα να μην προσφέρει
τη βέλτιστη λύση για την περίπτωση του IP. Για τον λόγο αυτό
προτυποποιήθηκε μια πιο «ελαφριά» έκδοση, µε το όνομα ULE (Ultra-Light
Encapsulation) που είναι ειδικά σχεδιασμένη για δεδομένα IP. [14], [20]
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
36
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 20: Ενσωμάτωση της MAC address στο section header
•
Περιοδική εκπομπή δεδοµένων (data carousel). Η τεχνική αυτή είναι
κατάλληλη για μετάδοση δεδοµένων χωρίς διαδραστικότητα (interaction). Τα
προς αποστολή δεδομένα - που αφορούν κυρίως μεγάλες ομάδες χρηστών παρά
μεµονωµένους χρήστες - οργανώνονται σε ομάδες (groups) και εκπέμπονται
κυκλικά ανά τακτά χρονικά διαστήματα, ώστε να είναι προσπελάσιμα από τον
καθένα.
•
Περιοδική εκπομπή Αντικειμένων (Object carousel). Η περιοδική εκπομπή
αντικειμένων χρησιμοποιείται για να μεταφέρει δομημένα αντικείμενα από τον
παροχέα ευρυεκπομπής στο δέκτη, χρησιμοποιώντας αντικείμενα καταλόγων,
αρχείων ή συρμών. Η περιοδική εκπομπή αντικειμένων προσφέρει στο χρήστη
τον τρόπο να έχει πρόσβαση σε μια εφαρμογή στην οποία δεν απαιτείται κανάλι
επιστροφής. [1]
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
37
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
3.8. Τεχνική υλοποίησης καναλιού εκπομπής
Χρήση του φάσματος συχνοτήτων UHF
Μέχρι σήμερα, το τηλεοπτικό φάσμα ( UHF και VHF ) χρησιμοποιείται
αποκλειστικά για εκπομπή αναλογικού σήματος υπό τους κανονισμούς της Συνθήκης της
Στοκχόλμης του 1961 (ST61). Η Συνθήκη αυτή, που ισχύει εδώ και 46 έτη, καθορίζει τα
τεχνικά πλαίσια λειτουργίας των αναλογικών τηλεοπτικών εκπομπών στο χώρο της
Ευρώπης και της Βόρειας Αφρικής. Επιπλέον, προέβλεπε διαδικασίες τόσο για
προσθήκες και μετατροπές του συνολικού Πλάνου, όσο και για συντονισμό νέων
σημείων εκπομπής μεταξύ όμορων τηλεπικοινωνιακά χωρών.
Με την ανάπτυξη της Επίγειας Ψηφιακής Τηλεόρασης (DVB-T) και του
Ψηφιακού Ραδιοφώνου (T-DAB), και τη δοκιμαστική εφαρμογή τους από ορισμένες
ευρωπαϊκές χώρες, έγινε φανερό ότι η μελλοντική μέθοδος εκπομπής τηλεοπτικού και
ραδιοφωνικού σήματος θα είναι η ψηφιακή, η οποία θα αντικαταστήσει την υπάρχουσα
αναλογική.
Η Συνθήκη της Στοκχόλμης δεν είναι σε θέση να αντεπεξέλθει στις νέες εξελίξεις
με την εξάπλωση της ψηφιακής τηλεόρασης. Για το λόγο αυτό, η ITU σε συνεργασία με
τις χώρες της Περιοχής 1 (Ευρώπη, Αφρική, Μέση Ανατολή, Ιράν) είχε ξεκινήσει από το
2004 τις εργασίες για την προετοιμασία της Περιοχικής Διάσκεψης Ραδιοεπικοινωνιών
(RRC-06). Η RRC-06, διοργανώθηκε το Μάιο του 2006 στη Γενεύη, με συμμετοχή των
κρατών της Περιοχής 1 της ITU, με σκοπό την αντικατάσταση της ST 61 από μία νέα
συνθήκη που θα καθορίζει πλέον τις διαδικασίες λειτουργίας της ψηφιακής τηλεόρασης
και του ψηφιακού ραδιοφώνου. Με βάση πλέον τη Συνθήκη ¨Γενεύη 06¨ (GE06), οι
χώρες της Περιοχής 1 συμφώνησαν σε έναν αρχικό καταμερισμό του τηλεοπτικού
φάσματος των VHF και UHF, για χρήση από την ψηφιακή τηλεόραση και το ψηφιακό
ραδιόφωνο. Έτος μετάβασης σε πλήρως ψηφιακή εκπομπή ορίστηκε το 2015.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
38
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σημειώνεται ότι η Συνθήκη καθορίζει το καθεστώς συνύπαρξης αναλογικών και
ψηφιακών εκπομπών κατά τη διάρκεια της μεταβατικής περιόδου. Μετά το 2015 θα
καταργηθεί οριστικά η Συνθήκη ST 61 και στο εξής θα ισχύουν αποκλειστικά οι
διατάξεις της GE 06, η οποία και αναμένεται να έχει διάρκεια ζωής ανάλογη της
προγενέστερης ST 61.
Κατά τη διάρκεια της RRC-06, οι χώρες κατέθεσαν τις απαιτήσεις τους σε
ψηφιακές συχνότητες και τις Δηλώσεις Αμοιβαίας Συμβατότητας (Administrative
Declarations) με τις τηλεπικοινωνιακά όμορες χώρες. Με βάση τα δεδομένα αυτά, η ITU,
με ειδικό λογισμικό, απένειμε τις διαθέσιμες συχνότητες του φάσματος στις χώρες, με
γνώμονα το μεγαλύτερο δυνατό αριθμό ικανοποιημένων αιτημάτων συνολικά. Η
διαδικασία εισαγωγής δεδομένων (αιτημάτων), Δηλώσεων Συμβατότητας, και εκτέλεσης
του λογισμικού πραγματοποιήθηκε 4 διαδοχικές φορές. Μετά από κάθε εκτέλεση
υπήρξαν διαπραγματεύσεις μεταξύ των αντιπροσωπειών των χωρών, καθώς και
τροποποιήσεις των αιτημάτων τους, με στόχο τη συνεχή βελτίωση του συνολικού
πλάνου. Τα αποτελέσματα της τέταρτης και τελευταίας εκτέλεσης αποτελούν και το
τελικό σχέδιο κατανομής για το σύνολο των χωρών. Συγκεκριμένα
στο T-DAB η
Ελλάδα έλαβε 18 συχνότητες ενώ στο DVB-T έλαβε 357 (VHF και UHF). Στο χάρτη
παρουσιάζονται οι ψηφιακές συχνότητες, οι οποίες τελικά απενεμήθηκαν στην Κρήτη
από την RRC-06 για το DVB-T ενώ στο τέλος της εργασίας υπάρχει ο συνολικός χάρτης
της Ελλάδας. [10] ,[13]
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
39
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 21: Χάρτης κατανομής συχνοτήτων στην Κρήτη
Η
υλοποίηση
του
καναλιού
εκπομπής
μιας
διαδραστικής
υπηρεσίας
πραγματοποιείται με την χρήση της UHF (κανάλι 29) κατανομής του φάσματος
συχνοτήτων. Στην περίπτωση αυτή όλο το σύστημα βρίσκεται υπό τον έλεγχο του φορέα
ευρυεκπομπής, ενώ είναι δυνατή η υποστήριξη σταθερών και κινητών χρηστών.
Η αρχιτεκτονική ενός τέτοιου περιβάλλοντος συνένωσης, υλοποιώντας στην πράξη τις
δυνατότητες του Digital Switchover καθιστά δυνατή:
την παροχή ετερογενών υπηρεσιών, καθεμία εκ των οποίων παρέχεται με
διαφορετικό ρυθμό μετάδοσης, όπως ψηφιακή τηλεόραση (MPEG2), ψηφιακή
δικτυακή τηλεόραση (IP TV), πρόσβαση στο Διαδίκτυο, μεταφορά και λήψη email και πολυμεσικών υπηρεσιών είτε κατ’ απαίτηση είτε σε μορφή
πολυεκπομπής (multicast).
τη δημιουργία μιας υποδομής ευρυζωνικής πρόσβασης με δυνατότητες
υποστήριξης ετερογενών υπηρεσιών, ικανής να διασυνδέει ΙP κόμβους στην πόλη
του Ηρακλείου (και/ή μεμονωμένους χρήστες), καθώς και δυνατότητες
υποστήριξης υπηρεσιών ευρυεκπομπής (ψηφιακών τηλεοπτικών προγραμμάτων).
την ανάπτυξη μιας υποδομής την οποία συνεκμεταλλεύονται broadcasters και
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
40
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
τηλεπικοινωνιακοί φορείς 3ης και 4ης γενιάς, οι οποίοι έχουν ξεχωριστούς
επιχειρηματικούς στόχους και διαφορετικούς χρήστες/πελάτες.
την υλοποίηση του ενεργού χρήστη (MPEG-21 χρήστης), ο οποίος «φιλοξενείται»
από ένα δίκτυο πρόσβασης που του δίνει τη δυνατότητα όχι μόνο να λαμβάνει
αλλά και να διανέμει τις δικές του υπηρεσίες/εφαρμογές σε ολόκληρη την πόλη
του Ηρακλείου.
τη δυνατότητα δημιουργίας σημείων ευρυζωνικής ασύρματης πρόσβασης
(WLAN Hot-Spot) το περιεχόμενο των οποίων παρέχεται μέσω του καναλιού
τηλεοπτικής εκπομπής.
την παροχή των βασικών υπηρεσιών της Κοινωνίας της Πληροφορίας (Internet
και e-mail) σε παθητικούς χρήστες, οι οποίοι έχουν πρόσβαση στην
προαναφερθείσα υποδομή διαμέσου μιας κοινής τηλεφωνικής σύνδεσης (PSTN).
Όσο αυξάνεται ο αριθμός των χρηστών, σε μια τέτοια αρχιτεκτονική,
προστίθενται επιπλέον κελιά, χωρίς το γεγονός αυτό να επηρεάζει τους ήδη υπάρχοντες
χρήστες. Σε ένα τέτοιο ιδιαίτερα ευέλικτο σύστημα, κελιά αρχικού μεγέθους 75 χλμ. θα
μπορούσαν βαθμιαία να αντικατασταθούν από μικρότερα κελιά μήκους κάτω του 1.15
χλμ. Στην περίπτωση αυτή μπορεί να πραγματοποιηθεί επαναχρησιμοποίηση συχνότητας,
έχοντας τον περιορισμό μόνο τα γειτονικά κελιά να εκπέμπουν σε διαφορετικές
συχνότητες. [14]
3.9. Digital Switchover, ATHENA project
Λαμβάνοντας υπ’ όψιν την τοπική και δικτυακή διάσταση της νέας επίγειας
ψηφιακής τηλεόρασης (DVB-T), το Ευρωπαϊκό ερευνητικό έργο ATHENA IST FP6507312 (www.ist-athena.org) πρότεινε την υιοθέτηση της ψηφιακής μετάβασης στα
UHF. Στόχος του έργου είναι η μελέτη, υλοποίηση και επίδειξη της χρήσης της
τεχνολογίας επίγειας ψηφιακής τηλεόρασης (DVB-T) για την δημιουργία ασύρματης
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
41
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
ευρυζωνικής δικτύωσης και την διανομή υπηρεσιών τηλεόρασης και πολυμέσων. Το
project ATHENA αξιοποίησε τη ροή του DVB-T σε αναγεννητικούς σχηματισμούς για
την υλοποίηση μιας ευρυζωνικής υποδομής πρόσβασης και τη δημιουργία ενός κοινού
καναλιού μεταφοράς κίνησης IP διαθέσιμο σε όλη την περιοχή ευρυεκπομπής. Η
πρόσβαση σε αυτό το δίκτυο, επιτυγχάνεται με τη χρήση ενδιάμεσων κόμβων διανομής
(Cell Main Nodes – CMN). Στα πλαίσια του ερευνητικού έργου ATHENA είχε
υλοποιηθεί ένα κανάλι στα UHF στην πόλη του Ηρακλείου Κρήτης, το οποίο διασυνέδεε
μερικούς ενδιάμεσους κόμβους διανομής δίνοντας τη δυνατότητα στους τελικούς
χρήστες όχι μόνο να λαμβάνουν αλλά και να διανέμουν υπηρεσίες πολυμέσων από το
δικό τους χώρο με τη χρήση ενσύρματων ή ασύρματων συνδέσεων. Αυτό το κανάλι των
UHF λειτουργούσε σε εικοσιτετράωρη βάση και:
•
εξέπεμπε ένα μπουκέτο τριών τηλεοπτικών προγραμμάτων, ένα από αυτά ήταν
δορυφορικό τηλεοπτικό πρόγραμμα της ERTSat με αναμετάδοση σε πραγματικό
χρόνο μετά από ειδική άδεια του Ελληνικού Εθνικού Ραδιοτηλεοπτικού Φορέα
(ΕΡΤ), ένα άλλο ήταν τηλεοπτικό πρόγραμμα από ένα τοπικό σταθμό και το τρίτο
περιείχε τηλεοπτικό υλικό από συνεργάτη του προγράμματος ΑΤΗΕΝΑ, ο οποίος
ήταν τηλεοπτικός φορέας στη Γερμανία και είχε τα Πνευματικά Δικαιώματα
Ιδιοκτησίας.
•
έδινε τη δυνατότητα πρόσβασης σε βασικές υπηρεσίες της Κοινωνίας της
Πληροφορίας (Διαδίκτυο και e-mail) που προσφέρονταν από ένα ενεργό χρήστη.
•
έδινε τη δυνατότητα πρόσβασης σε υπηρεσίες βίντεο και ήχου κατά παραγγελία
που παρέχονταν από κάποιον ενεργό χρήστη (παροχέας υπηρεσιών VoD/AoD).
•
παρήχε πρόσβαση σε υπηρεσίες πολυεκπομπής διαδικτυακής τηλεόρασης και
ραδιοφώνου που προέρχονταν από άλλο ενεργό χρήστη (IP multicaster). [14]
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
42
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
3.10. Επιλογή κεραίας
Η επιλογή της κεραίας γίνεται με βάση τις απαιτήσεις που πρέπει να καλύπτονται
σύμφωνα με το DVB-T. Άρα οι κεραία που έχει επιλεχθεί εκπέμπει στη μπάντα
συχνοτήτων της ήδη υπάρχουσας αναλογικής τηλεόρασης. Η κεραία που επιλέχθηκε για
το δίκτυο της εργασίας αυτής είναι η 741515_0420 της KATHREIN με ανεστραμμένους
τους λοβούς. Η κεραία παίζει στις συχνότητες : 380 – 500 MHz ενώ αναλυτικότερα τα
χαρακτηριστικά της κεραίας φαίνονται παρακάτω :
Σχήμα 22 :Η κεραία που επιλέχθηκε για την προσομοίωσή μας
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
43
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
4. Η χρησιμότητα των εργαλείων προσομοίωσης
Ένα από τα πλεόν ενδιαφέροντα πεδία στο χώρο των δικτύων υπολογιστών και
των
τηλεπικοινωνιών
είναι
ο
σχεδιασμός
ολοκληρωμένων
επιοκοινωνιακών
περιβαλλόντων με σκοπό την εξυπηρέτηση συγκεκριμένων αναγκών. Η δραστηριότητα
αυτή είναι εκτός από ενδιαφέρουσα και πολλαπλώς χρήσιμη για όποιον κινείται στην
εκπαίδευση, την έρευνα και την ανάπτυξη. Βασικό εργαλείο για την υποστήριξη τέτοιων
αποτελεί η προσομοίωση, δηλαδή η «μίμηση» της λειτουργίας ενός πραγματικού
συστήματος και η παρακολούθηση της εξέλιξης του μέσα στον χρόνο. Η προσομοίωση
δημιουργεί ένα τεχνητό ιστορικό του συστήματος, η μελέτη του οποίου μας βοηθά να
καταλάβουμε τη συμπεριφορά του αντίστοιχου πραγματικού συστήματος. Η μελέτη της
συμπεριφοράς ενός συστήματος όπως αυτό εξελίσσεται μέσα στο χρόνο γίνεται με την
ανάπτυξη ενός μοντέλου προσομοίωσης. Το μοντέλο αυτό χρησιμοποιεί μια σειρά από
υποθέσεις που στηρίζονται στη λειτουργία του πραγματικού συστήματος. Οι υποθέσεις
αυτές εκφράζονται μέσω μαθηματικών, λογικών και συμβολικών σχέσεων μεταξύ των
αντικειμένων του συστήματος. Μετά την ανάπτυξη και τον έλεγχο του μοντέλου,
μπορούμε να εξετάσουμε μια σειρά από υποθετικές συνθήκες λειτουργίας
του
πραγματικού συστήματος. Η προσομοίωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως ένα
εργαλείο ανάλυσης για την πρόβλεψη της επίδρασης διαφόρων αλλαγών σε ήδη
υπάρχοντα συστήματα, αλλά και ως ένα εργαλείο σχεδιάσης για την πρόβλεψη της
απόδοσης νέων συστημάτων κάτω από διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας.
Τα τελευταία χρόνια οι εφαρμογές προσομοίωσης γίνονται όλο και πιο
σημαντικές στην βιομηχανία των υπολογιστών και των τηλεπικοινωνακών συστημάτων.
Τα τοπικά (LAN) και τα ευρείας περιοχής (WAN) δίκτυα υπολογιστών, τα τηλεφωνικά
συστήματα, τα δορυφορικά συστήματα, η ψηφιακή τηλεόραση, τα δίκτυα κινητών
τηλεφώνων και ο προσδιορισμός των απαιτήσεων υλικού (hardware) και λογισμικού
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
44
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
(software) είναι μερικοί από τους τομείς που οφείλουν τον πετυχημένο σχεδιασμό και
λειτουργία τους στην χρησιμοποίηση της προσομοίωσης.
Στα πλαίσια αυτής της πτυχιακής παρουσιάζονται οι δυνατότητες και τα
χαρακτηριστικά του προγράμματος προσομοίωσης ICS Telecom της ATDI. Επίσης
παρατίθενται σενάρια εκπομπής σήματος DVB-T ώστε να γίνουν πιο κατανοητές οι
κυριότερες λειτουργίες της εφαρμογής αυτής. [5]
5. Χρήση του ICS Telecom (ATDI)
Το πρόγραμμα που χρησιμοποιήθηκε για την προσομοίωση του δικτύου Επίγειας
Ψηφιακής Τηλεόρασης (DVB-T) αυτής της πτυχιακής εργασίας είναι το ICS Telecom
της ATDI , και εδώ θα παρουσιαστούν τα βασικά στάδια χρήσης του προγράμματος ώστε
να γίνει πιο κατανοητή στη συνέχεια η χρήση των διαφόρων μενού και εργαλείων που
αυτό προσφέρει στην προσομοίωση της εκπομπής μας.
Γενικά υπάρχουν δύο βήματα που πρέπει να κάνει ο χρήστης του προγράμματος
για να προχωρήσει στην προσομοίωση και τη μελέτη των αποτελεσμάτων της και αυτά
είναι : α) η δημιουργία του project μας, μέσω των επιμέρους αρχείων που είναι
απαραίτητα και β) η τοποθέτηση και σωστή παραμετροποίηση των στοιχείων στην
περιοχή για την οποία θα γίνει η προσομοίωση.
Τα επιμέρους στοιχεία που αναφέρθηκαν νωρίτερα είναι τα εξής :
1. το απαραίτητο αρχείο του Ψηφιακού Υψομετρικού Μοντέλου (Digital Elevation
Model – DEM) το οποίο είναι αρχείο με την επέκταση .geo ή .idr όταν πρόκειται
και για ανάλυση εντός κάποιου κτιρίου. Πρόκειται για ένα αρχείο ράστερ που
παρέχει συντεταγμένες για κάθε σημείο του χάρτη μας στο χώρο (x,y,z).
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
45
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
2. το αρχείο εικόνας με επέκταση .img, που αποτελεί την παλέτα παρουσίασης της
εικόνας αναφοράς .Πρόκειται αρχείο που περιέχει συντεταγμένες για κάθε σημείο
(x,y) της εικόνας που συνήθως είναι ψηφιοποιημένοι χάρτες ή δορυφορικοί
χάρτες.
3. το αρχείο εικόνας με επέκταση .pal, που αποτελεί τo επιθυμητό αρχείο χρωμάτων.
Εδώ πρέπει να προσέξουμε ότι το αρχείο DEM και το αρχείο .img πρέπει να
προβάλλονται στο ίδιο χαρτογραφικό σύστημα, ενώ η κλίμακα του δεύτερου
πρέπει να είναι μεγαλύτερη ή και ίση από την κλίμακα των αντίστοιχων αρχείων
DEM .
4. το αρχείο εικόνας με επέκταση .sol, που αποτελεί τo αρχείο παρενοχλήσεων που
θα χρησιμοποιηθεί στο συγκεκριμένο project και περιέχει πληροφορίες
υπεδάφους για κάποια σημεία.
5. το αρχείο εικόνας με επέκταση .ewf, που αποτελεί τo αρχείο αντικειμένων του
ICS Telecom (π.χ κεραίες ,σταθμοί βάσης ,μικροκυματικές ζεύξεις.) με τα τεχνικά
τους χαρακτηριστικά και τις συντεταγμένες τους στο χώρο.
6. το αρχείο εικόνας με επέκταση .prm, που αποτελεί τo επιθυμητό αρχείο με τις
παραμέτρους που έχουμε επιλέξει
(π.χ υπολογιστικό μοντέλο, ανάλυση,
κατώτατο όριο ισχύος, αναλογίας C/N, παράμετροι του clutter, χαρτογραφική
μετατροπή).
7. το αρχείο εικόνας με επέκταση .p11, που αποτελεί τo επιθυμητό αρχείο 11
χρωμάτων επιλεγμένα από τον χρήστη και χρησιμεύει στην επίδειξη των
αποτελεσμάτων κάλυψης.
8. το αρχείο εικόνας με επέκταση .fld, που αποτελεί τo επιθυμητό αρχείο
αποτελεσμάτων κάλυψης που έχει υπολογιστεί με μία από τις λειτουργίες
προσομοίωσης του ICS Telecom.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
46
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
9. το αρχείο εικόνας με επέκταση .vec,που αποτελεί τo επιθυμητό αρχείο που
περιέχει διανυσματικά αντικείμενα (πολύγωνο, σημείο, κύκλος, ορθογώνιο,
κείμενο) που έχουν σχεδιαστεί από τον χρήστη στην έκταση του χάρτη.
10. το αρχείο εικόνας με επέκταση .map, που αποτελεί τo επιθυμητό αρχείο για
εικόνες σε διαφορετικές κλίμακες και περιέχει τις συνδέσεις με τα αρχεία .img
(έως 60 εικόνες).
Σχήμα 22 : Εισαγωγή των επιμέρους αρχείων που είναι απαραίτητα στο ICS Telecom
5.1. Το μενού Coverage
Network Calculation
•
Receiver coverage calculation: καθορίζει την ικανότητα λήψης ισχύος όλων των
ενεργοποιημένων στοιχείων του δικτύου (όπως η επιλογή Direct / Receiver coverage)
αλλά όλα τα ενεργοποιημένα στοιχεία του δικτύου εξετάζονται διαδοχικά).
Σημειώνεται ότι αυτή η λειτουργία υπολογίζει εκ νέου την κάλυψη σε dBW κάθε
σταθμού και θα τροποποιήσει τις σχετικές καλύψεις. Για να ανακτηθεί σε ένταση
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
47
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
πεδίου κάθε σταθμού, πρέπει να επαναληφθεί η επιλογή Coverage / Network
calculation /Tx/Rx coverage calculation.
•
Tx/Rx coverage calculation: υπολογίζει διαδοχικά την κάλυψη από όλους τους
ενεργούς Tx/Rx (τύπου Α ή B) ή/και από όλους τους σταθμούς μικροκυμάτων (MW)
που είναι παρόντες στον χάρτη και είναι διαθέσιμο μόνο εάν εκείνοι οι τύποι
στοιχείων είναι παρόντες και ενεργοί. Όλοι οι άλλοι τύποι στοιχείων αγνοούνται από
την προσομοίωση.
5.2. Το μενού Direct
Αυτές οι επιλογές συγκεντρώνουν τις λειτουργίες προσομοίωσης που επιτρέπουν
στο χρήστη να βελτιστοποιήσει την εγκατάσταση των σταθερών ή κινητών στοιχείων
από την άποψη της ορατότητας και της έντασης πεδίου και σύμφωνα με διάφορες
μεθόδους υπολογισμού οι οποίες είναι:
PATH CALCULATION
Η
λειτουργία υπολογισμού
πορειών παράγει τα σχεδιαγράμματα που
προέρχονται από ένα πομπό προς έναν οριζόμενο δέκτη στο χαρτογραφικό αρχείο.
SEARCH SITES
Οι προσομοιώσεις περιοχών αναζήτησης επιτρέπουν να αποφασισθεί η θέση
ενός πομπού προκειμένου να επιτευχθεί η κάλυψη ενός μέγιστου αριθμού οριζόμενων
σημείων στον χάρτη. Οι υπολογισμοί περιοχών αναζήτησης μπορούν να εκτελεσθούν
από την άποψη της ορατότητας ή από την άποψη της έντασης πεδίου, και εξαρτώνται
προφανώς από τον τύπο εδάφους που εξετάζεται από τα ύψη κεραιών πομπών και δεκτών
(υπολογισμοί ορατότητας), και τα τεχνικά χαρακτηριστικά των στοιχείων (υπολογισμοί
έντασης πεδίου). Παρέχονται οι παρακάτω υποεπιλογές:
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
48
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
5.2.1. INTERVISIBILITY
Η αναζήτηση των πομπών από την άποψη της ορατότητας θα προσομοιώσει όλα
τα οριζόμενα από το χρήστη σημεία δεκτών και θα παρουσιάσει στον χάρτη τις ζώνες
αποκατάστασης των καλύψεων των ορατών και απαρατήρητων σημείων. Όλα τα σημεία
του χάρτη περιλαμβάνουν ένα ποσοστό των λαμβανόμενων στοιχείων προκειμένου να
καθοριστεί η καλύτερη θέση για τους πομπούς ώστε επικοινωνήσουν με ένα μέγιστο
αριθμό δεκτών.
5.2.2. FIELD STRENGTH CALCULATION
Η αναζήτηση εκτελείται όχι από την άποψη του ποσοστού των δεκτών που
φαίνονται από την περιοχή του πομπού, αλλά από την άποψη των δεκτών στους οποίους
φθάνει ένα κατώτατο όριο έντασης σε dBµV/m.
5.2.3. CELL PATTERN
Αυτή η επιλογή επιτρέπει να γίνει μια έρευνα περιοχών σε ένα κυψελοειδές
πλέγμα που έχει προηγουμένως καθοριστεί. Ο αριθμός τυχαίων δεκτών που
προσεγγίζονται σε κάθε κύτταρο του πλέγματος και το ύψος κεραιών δεκτών
καθορίζονται από το χρήστη. Το σύστημα θα τοποθετήσει σε κάθε κύτταρο τους
τυχαίους δέκτες και θα υπολογίζει τις βέλτιστες περιοχές όπου ένας ή περισσότεροι
πομποί μπορούν να εγκατασταθούν. Το κυψελοειδές πλέγμα πρέπει να είναι
τετραγωνικού τύπου και καθορίζεται με την επιλογή Tools/Cells στο παράθυρο διαλόγου
Cells properties. Οι παράμετροι έρευνας εισάγονται στο παράθυρο διαλόγου Searching
filter.
SIGHT COVERAGE
Η προσομοίωση θέας επιτρέπει να ελεγχθεί η ορατότητα ενός σταθερού ή
κινητού πομπού του χάρτη για όλα τα σημεία σε μια ζώνη προσομοίωσης που
υποδεικνύονται ως δέκτες. Η ορατότητα επιτρέπει να καθοριστούν τα όρια επικοινωνίας
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
49
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
που είναι διαθέσιμα σύμφωνα με τον προσδιορισμό θέσης, το ύψος κεραιών, το ύψος
κεραιών δεκτών, και τον τύπο εδάφους που εξετάζεται στον άξονα της δέσμης.
Λαμβάνει υπόψη επίσης την καμπυλότητα της γης. Επομένως, ένας παράγοντας
καμπυλότητας γήινης ακτίνας της τάξης του 4/3 (η προκαθορισμένη τιμή για τη γήινη
ακτίνα τίθεται περίπου 8500 χλμ) επιτρέπει να υπολογιστεί η ραδιοηλεκτρική ζώνη
ορατότητας. Ένας παράγοντας 1 (κατά προσέγγιση γήινη ακτίνα 6370 χλμ) επιτρέπει να
υπολογιστεί η οπτική ζώνη ορατότητας.
FIELD STRENGTH COVERAGE
Η προσομοίωση κάλυψης έντασης πεδίου θα υπολογίσει την κάλυψη πομπών
από την άποψη της έντασης πεδίου (dBµV/m και dBm) ενός από τον χρήστη οριζόμενου
πομπού προς όλα τα σημεία στη ζώνη προσομοίωσης. Λαμβάνει υπόψη τον
προσομοιωμένο εξοπλισμό πομπών και τα τεχνικά χαρακτηριστικά του (εκτός από τα
διαγράμματα κεραιών), τη μορφολογία του εδάφους και τη μέθοδο διάδοσης που
χρησιμοποιείται. Λαμβάνει υπόψη επίσης ένα κατώτατο όριο έντασης πεδίου
καθορισμένο από το χρήστη.
Το προσομοιούμενο στοιχείο μπορεί να είναι είτε στατικό είτε κινητό. Η
προσομοίωση μπορεί να εκτελεσθεί στον τυποποιημένο τρόπο για ένα σταθερό σημείο, ή
σε κάθε σημείο τρόπων μιας τροχιάς πορειών που αντιπροσωπεύει τη μετατόπιση του
κινητού στην έκταση.
RECEIVER COVERAGE
Η προσομοίωση κάλυψης δεκτών επιτρέπει να καθοριστεί η χωρητικότητα των
δεκτών από την άποψη της ισχύος για ένα στοιχείο (T/R, D.F, ραντάρ, δορυφόρος).
Θεωρεί όλα τα σημεία του χάρτη ως εικονικούς πομπούς και υπολογίζει την ισχύ
μετάδοσης που απαιτείται έτσι ώστε το προσομοιούμενο στοιχείο να μπορεί να λάβει την
επικοινωνία.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
50
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Η χρήση της
παραπάνω λειτουργίας συστήνεται για τους υπολογισμούς
ικανότητας λήψης από τους δέκτες, ή για τους υπολογισμούς των γεωγραφικών ζωνών
στις οποίες οι εγκατεστημένοι πομποί με την ίδια συχνότητα ή με παρόμοιες συχνότητες,
πιθανόν να παρενοχλήσουν την λήψη από το δέκτη (π.χ.: δορυφορικοί σταθμοί
υποδοχής).
Το προσομοιούμενο στοιχείο μπορεί να είναι στατικό ή κινητό. Η παραπάνω
προσομοίωση μπορεί να εκτελεσθεί στον τυποποιημένο τρόπο για ένα σταθερό σημείο ή
σε κάθε σημείο τρόπων μιας τροχιάς πορειών που αντιπροσωπεύει τη μετατόπιση του
κινητού στην έκταση.
MINIMUM TX HEIGHT CALCULATION
Η λειτουργία Minimum Tx Height calculation εκτελεί μια προσομοίωση με
υψομετρικά βήματα υπολογίζοντας την κάλυψη ενός πομπού για μεταβλητά ύψη κεραιών
δεκτών.
H-PATTERN CALCULATION
Αυτή η λειτουργία καθορίζει το οριζόντιο διάγραμμα κεραιών σύμφωνα με τις
τεχνικές παραμέτρους του πομπού, της θέσης του πομπού ή/και του δέκτη(ων) που
πρέπει να προσεγγισθούν και τις τιμές έντασης πεδίου που πρέπει να επιτευχθούν στο
σημείο(α) της λήψης. Το σχέδιο διαμορφώνεται αυτόματα και το αζιμούθιο καθορίζεται
από το σύστημα.
5.3. Το εργαλείο ελέγχου (Ctrl – Control Tool)
Το Ctrl εργαλείο (ή εργαλείο ελέγχου σε ανάλυση 1280x1024) επιτρέπει στο
χρήστη να επιδείξει τις καλύψεις με διαφορετική ανάλυση. Το εργαλείο ελέγχου είναι
ένας συντομότερος δρόμος των επιλογών που προσφέρονται από τη επιλογή Coverage /
Network analysis, Coverage / Network interference, και Microwave / Interference.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
51
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Η επιλογή αυτού του εργαλείου ανοίγει ένα αναδυόμενο μενού επιλογών με
διαθέσιμες επιλογές επίδειξης κάλυψης. Αυτές είναι:
Composite coverage: επιδεικνύει την κάλυψη (μέγιστη καταμετρούμενη ένταση
πεδίου) που δημιουργείται από τα ενεργά στοιχεία στο δίκτυο.
Best server coverage: επιδεικνύει την κάλυψη για κάθε ενεργό στοιχείο στο δίκτυο.
Τα χρώματα δείχνουν τον αριθμό του στοιχείου (καλύτερος σταθμός εξυπηρέτησης)
που καλύπτει τη ζώνη. Εδώ πάλι, μόνο η μέγιστη ένταση πεδίου που καταμετράται
λαμβάνεται υπόψη για τον προσδιορισμό των χρήσιμων πομπών.
Site recoverage: επιδεικνύει την υπάρχουσα ζώνη αποκατάστασης μεταξύ των
ενεργών στοιχείων κάλυψης. Η ζώνη αποκατάστασης παρουσιάζει όλα τα σημεία που
λαμβάνουν μια ένταση πεδίου μεγαλύτερη από το όριο έντασης πεδίου που
καθορίζεται από τον χρήστη (FS limit εργαλείο) που προέρχεται από τουλάχιστον
δύο πομπούς.
Simultaneous coverage: επιδεικνύει τις ζώνες αποκατάστασης των καλύψεων
πομπών και δείχνει τον αριθμό ή το ποσοστό των στοιχείων που καλύπτουν τη ζώνη.
Limited simultaneous coverage: επιδεικνύει τις ζώνες αποκατάστασης των
καλύψεων πομπών μόνο για εντάσεις πεδίου που βρίσκονται μεταξύ μιας δεδομένης
ελάχιστης και μέγιστης έντασης πεδίου και δείχνει τον αριθμό ή το ποσοστό των
στοιχείων που καλύπτουν τη ζώνη.
Radar coverage: επιδεικνύει την κάλυψη που αποτελείται από τα ενεργά ραντάρ
παρόντα στον χάρτη για τα οποία έχει ήδη γίνει μια προσομοίωση.
Receiver coverage: επιδεικνύει την κάλυψη που αποτελείται από την κάλυψη δεκτών
κάθε ενεργού στοιχείου για το οποίο έχει ήδη γίνει μια προσομοίωση με τη
χρησιμοποίηση της επιλογής Receiver coverage.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
52
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Differences: επιδεικνύει τη σύνθετη κάλυψη δύο οριζόμενων σημάτων πομπών. Η
διαφορική κάλυψη περιέχει σε κάθε σημείο την ένταση πεδίου που αντιστοιχεί στην
τιμή: |ένταση πεδίου T/R 1 – ένταση πεδίου T/R 2|
Link interference: επιδεικνύει την κάλυψη που παράγεται από τον υπολογισμό των
παρεμβολών που προκαλούνται είτε μεταξύ των συνδέσεων μικροκυμάτων είτε στις
συνδέσεις των απομονωμένων σταθερών πομπών είτε στον κινητό πομπό. Αυτή η
επιλογή χρησιμοποιεί τη μέθοδο C/I.
Threshold Impairment: επιδεικνύει την κάλυψη που παράγεται από τον υπολογισμό
των παρεμβολών προκαλούμενων είτε μεταξύ των συνδέσεων μικροκυμάτων είτε
στις συνδέσεις στις απομονωμένες σταθερές συσκευές εκπομπής, είτε στις συνδέσεις
των απομονωμένων σταθερών πομπών είτε στον κινητό πομπό. Αυτή η επιλογή
χρησιμοποιεί τη μέθοδο εξασθένισης κατώτατων ορίων. [15], [29]
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
53
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
6.1. Δημιουργία του Δικτύου
Είδος σήματος
Στο General Tab, επιλέγουμε τι επιθυμητό σήμα.
Σχήμα 23 : Επιλογή του σήματος
εκπομπής
Η επιλογή του σήματος θα χρησιμοποιηθεί για παράδειγμα κατά τη διάρκεια του C/I
Interference analysis
Σχήμα 24 : Μενού ανάλυσης του C/I Interference
Αυτή η επιλογή θα χρησιμοποιηθεί επίσης ώστε να γίνει update στο bandwidth μέσα
στις τεχνικές παραμέτρους του σταθμού.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
54
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Τύπος Διαμόρφωσης
Στο Advanced Tab, επιλέγουμε τον επιθυμητό τύπο διαμόρφωσης.
Σχήμα 25 : Επιλογή του τύπου διαμόεφωσης του σήματος που εκπέμπουμε
Αυτή η επιλογή θα χρησιμοποιηθεί ώστε να γίνει update στην τιμή κατωφλίου (threshold)
του σταθμού σε περίπτωση ψηφιακού σήματος.
Επιλογή καναλιού
Σχήμα 26 : Επιλογή καναλιολύ εκπομπής
Πατάμε
ώστε να επιλέξουμε το επιθυμητό κανάλι.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
55
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 27 : Επιλογή συχνότητας και προτύπου εκπομπής
Ανάλογα με τον τύπο τεχνολογίας που χρησιμοποιούμε και τη χώρα που βρισκόμαστε,
υπολογίζεται αυτόματα η συχνότητα (frequency) και το εύρος ζώνης (bandwidth) από το
κανάλι που έχουμε βάλει
Πατώντας το
συγχρονίζεται η συχνότητα στο General tab σύμφωνα με την
τιμή που υπολογίζεται .
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
56
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σε περίπτωση προσομοίωσης αναλογικής τηλεόρασης, η ονομαστική συχνότητα που
φαίνεται στο ICS Telecom αντιστοιχεί στο φέρον.
Επιλογές για ψηφιακή ή αναλογική μετάδοση
Αναλογική Μετάδοση
Σχήμα 28 : Επιλογή τύπου μετάδοσης
Ψηφιακή Μετάδοση
Αναλογική Μετάδοση
Όταν έχει επιλεγεί αναλογικό σήμα είναι ενεργές μόνο οι αντίστοιχες επιλογές:
•
Line offset : Χρησιμοποιείται στην ανάλυση παρεμβολής στην επιλογή C/I
(line offset optimization).
Η τιμή αυτή διαβάζεται στα αρχεία tva (Λίστα σταθμών Αναλογικής
Μετάδοσης σε κάθε χώρα σύμφωνα με τη CEPT).
Το line offset καθορίζεται προκειμένου να μειώνονται οι λόγοι C/I με τους
γειτονικούς σταθμούς.
•
Precision : Χρησιμοποιείται στην ανάλυση παρεμβολής στην επιλογή C/I (line
offset optimization).
Η τιμή αυτή διαβάζεται στα αρχεία tva (Λίστα σταθμών Αναλογικής
Μετάδοσης σε κάθε χώρα σύμφωνα με τη CEPT).
Ψηφιακή Μετάδοση
Όταν έχει επιλεγεί ψηφιακό σήμα είναι ενεργές μόνο οι αντίστοιχες επιλογές:
•
Carrier:
Επιλογή αριθμού φερόντων (carriers) : 2 ή 8
• C/N :
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
57
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Αυτή η επιλογή θα χρησιμοποιηθεί για να υπολογιστεί το αντίστοιχο threshold
και να ενημερώθούν (update) οι παράμετροι του σταθμού.
• Location :
Διαλέγουμε το ποσοστό % της περιοχής που θα καλυφθεί ,σύμφωνα με το πρότυπο
Chester. Αν χρησιμοποιηθούν στατιστικά μοντέλα (1546, 370-x, African Broadcast,
Vienna Method…), πρέπει να βάλουμε το ίδιο ποσοστό για λόγους αρμονίας.
Ρύθμιση τεχνικών παραμέτρων για την κάλυψη
Σχήμα 29 : Παραμετροποίηση της κάλυψης που προσομοιώνουμε
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
58
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Μέγιστη απόσταση
Θέτουμε τη μέγιστη απόσταση με το
Threshold Παραλήπτη
Επιλέγουμε το receiver threshold πατώντας
Υπάρχουν ήδη κάποιες τυποποιημένες τιμές .
Σε περίπτωση που το threshold έχει υπολογιστεί με βάση
κάποιο λόγο C/N , το threshold μπορεί να οριστεί στην
επιλογή : from the Station Parameters.
Η επιλογή Update Station Threshold κάνει update στις
τιμες των thresholds με βάση την επιλογή signal/modulation
που έχει καθοριστεί στους σταθμούς.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
59
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Gap Filler
Manual Way
Αν υπάρχουν ανεπιθύμητα κενά στο διάγραμμα κάλυψης ,γεμίζουν με gap fillers
χρησιμοποιώντας τη λειτουργία search site ώστε να καλυφθεί η επιλεγμένη περιοχή
(polygon tool).
Automatic way
Επιλέγουμε gap filler planning στο μενού coverage.
Σχήμα 30 : Επιλογή
του Gap Filler
Αυτή η λειτουργία χρησιμοποιείται για να βρεθούν οι βέλτιστες τοποθεσίες
αναμεταδοτών μέσα στην περιοχή κάλυψης ώστε να γεμίσουν τα κενά κάλυψης .
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
60
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Εμφανίζονται οι παρακάτω επιλογές :
Σχήμα 31 : Επιλογές που εμφανίζονται αν επιλέξουμε Gap Filling
Φίλτρο Clutter
Σχήμα 32 : Επιλογές τoυ φίλτρου Clutter από τις παραμέτρους του Gap Filler
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
61
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Αυτή η επιλογή εφαρμόζεται στα σημεία που θεωρείται ότι καλύπτονται (επιλογή To
cover) και στις πιθανές τοποθεσίες των gap fillers .
Φίλτρο Terrain
Σχήμα 33 : Επιλογές τoυ φίλτρου Terrain
Επιλέγουμε τα ύψη μέσα στα οποία θα γίνει η κάλυψη.
Εμπόδια τοποθεσιών και αναμεταδοτών
Σχήμα 34 : Επιλογές τoυ φίλτρου εμποδίων τοποθεσιών και
αναμεταδοτών από τις παραμέτρους του Gap Filler
Βάζουμε το μέγιστο αριθμό
τοποθεσιών προς ανάπτυξη
Μια τοποθεσία μπορεί να έχει πάνω από έναν αναμεταδότες. Επιλέγουμε τον αριθμό
αναμεταδοτών ανά τοποθεσία και το αζιμουθιακό διάστημα μεταξύ δύο γειτονικών
τομέων. Πατώντας relay parameters :
•
• Μπορούμε να ορίσουμε την ελάχιστη απόσταση μεταξύ δύο τοποθεσιών.
Η επιλογή μέγιστης απόστασης (υψηλότερο σημείο) -max distance (highest point) –
διαλέγει το υψηλότερο σημείο στην περίπτωση που πολλά σημεία δίνουν τα ίδια
αποτελέσματα ,ως προς τον αριθμό των σημείων που καλύπτονται από επιλεγμένα
σημεία.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
62
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σε περίπτωση που ο αριθμός των σημείων που καλύπτονται είναι μεγαλύτερος απο την
τιμή στο πεδίο "Deploy site when points covered>=" αναπτύσσεται μια τοποθεσία στο
χάρτη .
Ένας gap filler station θα αφαιρείται σε περίπτωση που καλύπτεται από λιγότερους από
Χ σταθμούς (default τιμή 1) DVB-T.
•
Ο υπολογισμός θα σταματήσει όταν η τιμή number of points not covered –
αριθμός σημείων που δεν καλύπτονται είναι μικρότερος από τη δοθείσα τιμή.
Παράμετροι προσομοίωσης
Σχήμα 35 : Επιλογές παραμέτρων προοσομοίωσης
του Gap Filler
Επιλέγουμε τις επιθυμητές τιμές threshold, receiver antenna height – ύψος κεραίας
παραλήπτη, maximum distance for calculation – μέγιστη απόσταση προς
υπολογισμό και το μοντέλο διάδοσης – propagation model.
Σημείωση : Οι gap fillers θεωρείται πως έχουν ίδιο ύψος κεραίας και threshold με
αυτό που χρησιμοποιείται στις μετρήσεις κάλυψης .
Επιλέγουμε Sort points to reach at…km ώστε να ορίσουμε τη μέγιστη απόσταση
ελέγχου για περιοχές που δεν καλύπτονται. Το κουμπί "Same as max" ορίζει την
περιοχή ελέγχου ίση με την τιμή της μέγιστης απόστασης .
Η επιλογή site searching sampling μειώνει το πλήθος των pixels που σαρώνονται για
επιτάχυνση της μέτρησης .
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
63
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
6.2 Πληθυσμιακή Ανάλυση
Centroïd Mode
Αυτή η Πληθυσμιακή Ανάλυση χρησιμοποιεί ένα αρχεί text που περιέχει μια λίστα των
πόλεων προς ανάλυση, αναπριστώμενες ως σημεία - points.
Από την επιλογή : Options/Population/Covered Population
Σχήμα 36 : Επιλογή για την πληθυσμιακή ανάλυση
Η ανάλυση μπορεί να πραγματοποιηθεί είτε με το αρχέιο FRTOWN (Γαλλική πόλη), ή
με ένα αρχείο φτιαγμένο από το χρήστη user file, με την ακόλουθη μορφή : town, X, Y,
Population (specify also the coordinate code).
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
64
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 37 : Επιλογή αρχείων που χρησιμοποιούνται γιατην
πληθυσμιακή ανάλυση
Για χρηστικούς λόγους μπορεί μπει ένα όριο field strength limit ώστε να μην
εμφανίζονται όλες οι πόλεις στο χάρτη. Με τον ίδιο τρόπο μπορεί να μπει όριο για το
ελάχιστη τιμή του πληθυσμού της πόλης που θα προβληθεί.
Με βάση τον αριθμό των κατοίκων οι πόλεις εμφανίζονται στο χάρτη :
Για παράδειγμα η τιμή του πεδίου [-25H/F] αναπαριστά το πλήθοςτων ατόμων
ηλικίας μεταξύ 15 και 25 ετών ,άνδρες και γυναίκες.
Area Mode
Αυτή η πληθυσμιακή ανάλυση χρησιμοποιεί δύο διαφορετικά αρχεία :
• αρχείο Csv : Η δομή αυτού τουαρχείου είναι η ακόλουθη :
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
65
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
• αρχείο Ic2 raster : Αυτό το raster αρχείο των 16 bits περιέχει το περίγραμμα των
πόλεων που θα αναλυθούν .
Πηγαίνοντας στο μενού Options/Area Covered :
Σχήμα 38 : Επιλογή αρχείων για την ανάλυση μιας περιοχής
Area Files setup
Η λειτουργία αυτή επιτρέπει στο χρήστη να επιλέξει τα αρχεία csv και ic2 με βάση τα
οποία θα γίνει η ανάλυση. Όταν επιλεχθεί το the ic2 επικαλύπτει το cartographic layer.
Area File analysis
Φορτώνει την ανάλυση κάλυψης στις διαθέσιμες περιοχές στα αρχεια csv/ic2 . Μετά
προβάλλεται μια λίστα αποτελεσμάτων .
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
66
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 39 : Επιλογές για την ανάλυση μιας περιοχής
Κάλυψη
•
Linear distribution
Αν επιλεχθεί ,ο πληθυσμός μοιράζεται ομογενώς στην αντίστοιχη περιοχή .
•
Clutter distribution
Σε αυτή την περίπτωση ,ο πληθυσμός επιμερίζεται με βάση το αρχείο clutter : ένα
ποσοστό πληθυσμού δίνεται σε κάθε περιοχή .
(το ποσοστό που δίνεται δε κάθε κωδικό clutter λαμβάνεται υπ’ όψη ακόμα κι αν ο
συγκεκριμένος κωδικός clutter δεν υπάρχει στα στο αρχείο .sol.
Μόλις γίνει αυτό προβάλλονται τα αποτελέσματα με τη μορφή :
Best server
Η ανάλυση μπορεί να διενεργηθεί χρησιμοποιώντας linear ή clutter distribution. Για
κάθε σταθμό που θεωρείται best server,προβάλλονται αρκετά αποτελέσματα .
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
67
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Polygon mode
Γενικές Παρατηρήσεις
Το εργαλείο polygon χρησιμοποιεί αρχεία μορφής vector :
• αρχεία Shape
• αρχεία Mif
• αρχεία Vec
(προσοχή : κάθε αρχείο vector πρέπει να περιέχει ένα μόνο πολύγωνο).
Σχήμα 40 : Επιλογή των αρχέιων vector που θέλουμε να
χρησιμοποιήσουμε
Σε περίπτωση χρήσης αρχείου vec, μπορεί να γίνει ανάλυση ανά κωδικό clutter code .
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
68
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Βελτιστοποίηση Ισχύος - Power Optimization:
(Vector layer + filter)
Επιλογή : Do not reduce power
Πραγματοποιεί μια συνηθισμένη ανάλυση, αν θέλουμε ανά κωδικό clutter .
Reduce power according to Min FS
Μειώνεται η ισχύς των σταθμών ,μέχρι ένα όριο βασισμένο την τιμή κατωφλίου ,χωρίς
να μειώνετι ο αριθμός των pixels .
Η επιλογή Apply add losses αλλάζει τις παραμέτρους των σταθμών ώστε στις απώλειες
να ληφθεί υπ’ όψη η μείωση ισχύος .
Αν είναι ενεργοποιημένη η επιλογή Stations activated/Deactivated,οι
απενεργοποιημένοι σταθμοί θα συνυπολογιστούν για τη σύνθετη κάλυψη - composite
coverage, αλλά η ισχύς τους δε θα μεταβληθεί
Σχήμα 41 : Επιλογές Βελτίστοποιήσης Ισχύος σύμφωνα με το Min FS
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
69
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Reduce power according to objective
Σε αυτή την περίπτωση ,η ισχύς (από και έως ένα όριο που ορίζει ο χρήστης) και το
πλήθος των pixels που καλύπτονται (σκοπός - objective %) θα μειωθούν .
Η επιλογή Apply add losses αλλάζει τις παραμέτρους των σταθμών ώστε στις απώλειες
να ληφθεί υπ’ όψη η μείωση ισχύος .
Αν είναι ενεργοποιημένη η επιλογή Stations activated/Deactivated,οι
απενεργοποιημένοι σταθμοί θα συνυπολογιστούν για τη σύνθετη κάλυψη - composite
coverage, αλλά η ισχύς τους δε θα μεταβληθεί .
Σχήμα 42 : Επιλογές Βελτίστοποιήσης Ισχύος σύμφωνα με το σκοπό
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
70
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Ανάλυση Παρεμβολών για τεχνολογίες μετάδοσης
Γενικές Παρατηρήσεις Ανάλυσης Παρεμβολών σε SFN mode
Στα δίκτυα SFN , ο υπολογισμός περεμβολών λαμβάνει υπ’ όψη το protection ratio
(C/I) και το time of arrival του σήματος (ToA).
Γι το κτιτήριο ToA, θεωρείται ένας “φρουρός” guard interval (GI) , που αντιστοιχεί σε
διάρκει χρόνουυ σε µs και ορίζεται από το χρήστη .Όταν κα΄νουμε μελέτη ενός δικτύου
SFN σε κάθε σημείο όπου επικαλύπτονται δύο πεδία τουλάχιστον ,η διαφορά ToA
(∆ToA) δύο σημάτων παραθέτεται ως εξής :
• ∆ToA =< GI,
Δεν υπάρχει εμπλοκή αλλά “εποικοδομητική παρεμβολή” constructive interference,
για παράδειγμα η ισχύς κάθε σήματος προστίθεται .
• ∆ToA > GI,
Η διαφορά στην ισχύ του πεδίου ανάμεσα σε δύο σήματα στο σημείο αυτό συγκρίνεται
με μια υπάρχουσα αναλογία C/I (για κάθε εύρος τιμών ∆ToA, απαιτείται μια
συγκεκριμένη τιμή C/I). Υπάρχει παρεμβολή σε ένα σημείο αν ο λόγος C/I είναι
μικρότερος από την απαιτούμενη τιμή C/I που αντιστοιχεί στη διαφορά ∆ToA ανάμεσα
στα δύο σήματα .
Time of arrival ∆ToA
= ToA 1 – ToA 2.
Αν ∆ToA ≤ GI, στο γημέιο δεν υπάρχει παρεμβολή .
Αν ∆ToA > GI, η διαφορά λαμβανόμενης ισχύος θα συγκριθεί με την τιμή του λόγου C/I
που αντιστοιχεί στο ∆ToA σε αυτό το σημείο .
Η τιμή guard interval ορίζεται ως ο διαιρέτης της διάρκειας ενός time slot (TS). Το
time slot εξαρτάται από των αριθμό των φερόντων - carriers: για 2048 (2K) φέροντα,
το αντίστοιχο time slot είναι 224 µs. Αν έχουμε 8192 (8K) φέροντα, το TS είναι 896
µs. σε αυτή την τελευταία περίπτωση, ο guard interval θα είναι 896/4 ή 224 µs. Το
μεταδιδόμενο σήμα θα έχει την ακόλουθη δομή :
Guard Interval
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
71
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Υπολογισμός Παρεμβολών - Interference calculation με το
Telecom
ICS
Απομονώνουμε τους σταθμούς που αντιστοιχούν σε ίδιο SFN δίκτυο
Πρώτα προχωράμε στην κάλυψη – coverage .
Ανοίγουμε τις επιλογές υπολογισμού παρεμβολών για SFN
Επιλέγουμε : Coverage
Network interference
SFN mode
Σχήμα 43 : Επιλογή του υπολογισμού παρςμβολών για SFN
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
72
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Παρεμβολή Κάλυψης (SFN)
Αν η επιλογή Threshold=Wanted Coverage (extd radius) είναι τσεκαρισμένη,
αυτή η λειτουργία θεωρεί ,στην περιοχή κάλυψης του επιθυμητού σταθμού ,ότι όλες οι
τιμές ισχύος είναι ίσες με το threshold.
Σχήμα 44 : Πίνακας παραμέτρων προσομοίωσης της παρμβολής κάλυψης (SFN)
• Simulcast interference best server
Αυτή η επιλογή χρησιμοποιείται στον υπολογισμό παρεμβολών σε δίκτυα
SFN ανάλογα με τη ΔToA του κάθε pixel στην οθόνη. Ένα σημείο θεωρείται ότι έχει
παρεμβολή όταν όλα όλα τα λαμβανόμενα σήματα πάνω από το δωθέν threshold σε
αυτό το σημείο έχουν παρεμβολή .Το αποτέλεσμα φαίνεται με ροζ χρώμα (code 255)
για τις περιοχές με περεμβολές,ενώ οι περιοχές χωρίς παρεμβολή φαίνονται με
κάλυψη best server .
Για τον υπολογισμό παρεμβολών μπορούν να ληφθούν υπ’όψη και οι
κατευθυντικές κεραίες των δεκτών με επιλογή στον υποπίνακα "Rx ant discr":
Μπορούμε να επιλέξουμε το πρότυπο "419/GE" σύμφωνα με την πρόταση
ITU 419-3 ή το GENEVA 84, ή επιλέγοντας "User" ορίζουμε καποιο άλλο πρότυπο.
Στη διάρκεια του υπολογισμού τα λαμβανόμενα πεδία ισχύος από όλους τους
σταθμούς εξασθενούν σύμφωνα με το ορισμένο πρότυπο του δέκτη (επισημαίνοντας
τον σταθμό best server).
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
73
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
• Simulcast interference SFN
Αυτή η επιλογή χρησιμοποιείται για να υπολογιστούν παρεμβολές σε δίκτυο
SFN που εξαρτώνται από τον χρόνο άφιξης - time of arrival του κάθε pixel της
οθόνης.Ένα σημείο θεωρείται πως έχει παρεμβολή αν υπάρχει παρεμβολή στο σήμα
του best server signal. Το αποτέλεσμα φαίνεται με ροζ χρώμα (code 255) για τις
περιοχές με παρεμβολές, οι περιοχές χωρίς παρεμβολές φαίνονται με διάγραμμα
σύνθετης κάλυψης - composite coverage. Ενεροποιώντας την επιλογή Constructive
field strength η ισχύς των λαμβανόμενων πεδίων προστίθεται όταν η τιμή ∆ToA
είναι μικρότερη από αυτή του GI.
•
Time of arrival of each server
Αυτή η επιλογή υπολογίζει και δείχνει τις τιμές ToA των λαμβανόμενων
σημάτων όταν τα σήματα παρεμβάλλονται .
• Launch delay assignment
Αυτή η επιλογή απευθύνεται μόνο σε σύγχρονα SFN δίκτυα (για παράδειγμα
Synchronous FM δίκτυο).
Υποπίνακας Mask
Εδώ ορίζονται οι τιμές των ∆ToA και οι αντίστοιχοι λόγοι C/I . Η μικρότερη
τιμή ∆ToA αντιστοιχεί στο guard interval. Στη στήλη % ορίζεται το ποσοστό % τηε
παρεμβάλλουσας ισχύος (μόνο για DVB).
Πατώντας τα FM Stereo/FM Mono μπαίνουν αυτόματα οι σωστές τιμές για κάθε
επιλογή .
Ανάλυση Παρεμβολών για COFDM
Αυτή η μέθοδος καλύπτει τους υπολογισμούς παρεμβολής C/N+I που αντιστοιχούν σε
SFN με μέθοδο OFDM.
Επιλέγουμε τον COFDM τύπο υπολογισμού παρεμβολών
Σχήμα 45 : Επιλογή του υπολογισμού παρεμβολών για COFDM
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
74
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Πίνακας COFDM
Σχήμα 46 : Παράμετροι του υπολογισμού παρεμβολών για COFDM
•
First server method
Με αυτή την επιλογή θεωρείται πως το GI αρχίζει όταν ο πρώτος server
λαμβάνεται με τιμή πάνω από το threshold .
•
Best server method
Με αυτή την επιλογή θεωρείται πως το GI αρχίζει όταν ο πρώτος server
λαμβάνεται με τιμή πάνω από το threshold .
Χρήση των "Usable symbol (µsec)" και "Guard interval (µsec) " :
Περίπτωση 1:
Αν η τιμή ΔToA ανάμεσα στο επιθυμητό και το ανεπιθύμητο σήμα είναι <=
"Guard interval" τότε το ανεπιθύμητο πεδίο ισχύος προστίθεται στο επιθυμητό
σήμα και το ανεπιθύμητο I δεν υπολογίζεται στο "(N+I)".
Περίπτωση 2:
η τιμή ΔToA ανάμεσα στο επιθυμητό και το ανεπιθύμητο σήμα είναι > "Guard
interval" και < "Guard interval+Usable symbol" τότε η ισοδύναμη ανεπιθύμητη
ισχύς γίνεται :
I=Pb*(1-T),
με :
Pb=μέγιστη ανεπιθύμητη ισχύς (maximum unwanted) power
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
75
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
T = ((Ts - Ti)/Tw),
όπου Ts="Guard interval+Usable symbol", Ti= ΔToA, Tw=Usable symbol
Για παράδειγμα αν Ti=65, Guard interval=40, Usable symbol=50 τότε το επιθυμητό
σήμα γίνεται : Pu+0dB και Pb=Pb-3dB.
Περίπτωση 3: I=Pb.
•
•
Μια κανονική κατανομή (normal distribution) σε μορφή ποσοστου %
μπορεί να υπολογιστεί .
Display Best Server when C/N+I >=
Βασισμένη στη μέση τιμή που έχει οριστεί για το C/N+I, το κέρδος για τον δέκτη,
το κατώτατο όριο θορύβου (noise floor) που έχει επιλεγεί και το κατώφλι
(threshold), εμφανίζεται στην οθόνη ένας χάρτης παρεμβολών σύμφωνα με τον
καλύτρο σταθμό -a Best Server – όταν η τιμή του C/N+I είναι πάνω από μια
δεδομένη τιμή .
• Κεραία του δέκτη .
Οι τρόποι υπολογισμού ώστε να ληφθούν υπ’ όψη οι παράμετροι των κεραιών που
έχουν οι δέκτες είναι ίδιοι με αυτούς που αναφέρθηκαν προηγουμένως .
[12]
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
76
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
7. Σενάρια Προσομοίωσης και Αποτελέσματα Μετρήσεων
Στα σενάρια προσομοίωσης που θα ακολουθήσουν υπάρχουν 2 διαφορετικές
τοποθεσίες από όπου γίνεται εκπομπή σήματος. Η μία τοποθεσία είναι στο Α.Τ.Ε.Ι
Κρήτης (Ηράκλειο) και η άλλη στο υπάρχον πάρκο κεραιών στο χωριό Ροδιά (Δυτικά
της πόλης του Ηρακλείου), ενώ η ισχύς εμπομπής μας θα είναι 3W και 50W. Επίσης
έχουμε δημιουργήσει ένα εικονικό «μονοπάτι» (δηλαδή έχουμε σημειώσει
συγκεκριμένα σημεία) μέσα στην πόλη του Ηρακλείου που θα μας βοηθήσει στο να
πάρουμε συγκεκριμένα αποτελέσματα για τα επιλεγμένα σημεία. Οι παράμετροι των
χρηστών μέσα στο «μονοπάτι» κατά την προσομοίωση είναι οι εξής :
Πίνακας 2 : Παράμετροι Προσομοίωσης των χρηστών που έχουμε δημιουργήσει
Τοποθεσία Εκπομής
Ισχύς Εκπομπής
Κέρδος Κεραίας
Απώλειες Κεραίας
Τύπος Διαμόρφωσης
Αριθμός Carriers
Συχνότητα Λήψης
Τιμή Κατωφλίου *
Ύψος Κεραίας Εκπομπής
Ταχύτητα Χρήστη
Διαδρομή «μονοπατιού»
0.00001 W
2 dB
0 dB
16 QAM 2/3
8 K (6817)
40 UHF (626 MHz)
42 dBμV/m
1,5 m
1 Km/h
* Τιμή Κατωφλίου : Κατώτατη Τιμή Ισχύος που φτάνει στο χρήστη και γίνεται δεκτή
ώστε να υπάρχει καλή λήψη σήματος.
Οι 2 παραπάνω τοποθεσίες,όπως εμφανίζονται στο ICS Telecom φαίνονται
στις εικόνες που ακολουθούν :
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
77
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 47 : Χάρτης του Ηρακλείου,όπου εμφανίζεται η κεραία εκπομπής στο Α.Τ.Ε.Ι και το
εικονικό «μονοπάτι» μας
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
78
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Το υψόμετρο
ανεβαίνει καθώς
το χρώμα αλλάζει
από πράσινο σε
κόκκινο
Σχήμα 48 : Υψομετρικός χάρτης του Ηρακλείου,όπου εμφανίζεται η κεραία εκπομπής στο
Α.Τ.Ε.Ι και το εικονικό «μονοπάτι» μας
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
79
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 49 : Χάρτης του Ηρακλείου,όπου εμφανίζεται η κεραία εκπομπής στη Ροδιά και το
εικονικό «μονοπάτι» μας
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
80
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 50 : Υψομετρικός χάρτης του Ηρακλείου,όπου εμφανίζεται η κεραία εκπομπής στη Ροδιά
και το εικονικό «μονοπάτι» μας
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
81
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
7.1. Σενάριο 1 :
Πίνακας 3 : Παράμετροι Προσομοίωσης 1ου Σεναρίου
Τοποθεσία Εκπομής
Ισχύς Εκπομπής
Κέρδος Κεραίας
Απώλειες Κεραίας
Τύπος Διαμόρφωσης
Αριθμός Carriers
Συχνότητα Εκπομπής
Τιμή Κατωφλίου *
Ύψος Κεραίας Εκπομπής
Α.Τ.Ε.Ι Κρήτης (Ηράκλειο)
50 W
9 dB
3 dB
16 QAM 2/3
8 K (6817)
40 UHF (626 MHz)
42 dBμV/m
2m
* Τιμή Κατωφλίου : Κατώτατη Τιμή Ισχύος που φτάνει στο χρήστη και γίνεται δεκτή
ώστε να υπάρχει καλή λήψη σήματος.
Αποτελέσματα Προσομοίωσης :
Η πυκνότητα
ισχύος, σε
dBμV/m,
αυξάνεται
καθώς το χρώμα
αλλάζει από
μπλε σε κόκκινο
Σχήμα 51 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 1ου σεναρίου
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
82
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Στο παραπάνω σχήμα βλέπουμε πως με τις παραμέτρους που έχουμε θέσει
στο κέντρο του Ηρακλείου υπάρχει επαρκής κάλυψη, όμως στις περιοχές της
Αμμουδάρας και της Νέας Αλικαρνασσού δεν έχουμε σήμα που να επιτρέπει σωστή
λήψη από το χρήστη (περιοχές με γκρι χρώμα). Μια λύση θα ήταν η τοποθέτηση Gap
Fillers σε επιλεγμένα σημεία στις περιοχές αυτές ώστε να αυξηθεί η ισχύς που
λαμβάνουν οι χρήστες.
7.2. Σενάριο 2
Πίνακας 4 : Παράμετροι Προσομοίωσης 2ου Σεναρίου
Τοποθεσία Εκπομής
Ισχύς Εκπομπής
Κέρδος Κεραίας
Απώλειες Κεραίας
Τύπος Διαμόρφωσης
Αριθμός Carriers
Συχνότητα Εκπομπής
Τιμή Κατωφλίου *
Ύψος Κεραίας Εκπομπής
Α.Τ.Ε.Ι Κρήτης (Ηράκλειο)
3W
9 dB
3 dB
16 QAM 2/3
8 K (6817)
40 UHF (626 MHz)
42 dBμV/m
12 m
* Τιμή Κατωφλίου : Κατώτατη Τιμή Ισχύος που φτάνει στο χρήστη και γίνεται δεκτή
ώστε να υπάρχει καλή λήψη σήματος.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
83
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Αποτελέσματα Προσομοίωσης :
Σχήμα 52 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 2ου σεναρίου
Στο παραπάνω σχήμα βλέπουμε πως με τις παραμέτρους που έχουμε θέσει
στο κέντρο του Ηρακλείου δεν υπάρχει επαρκής κάλυψη, όπως επίσης και στις
περιοχές της Αμμουδάρας και της Νέας Αλικαρνασσού όπου δεν έχουμε σήμα που να
επιτρέπει σωστή λήψη από το χρήστη (περιοχές με γκρι χρώμα). Μια λύση θα ήταν η
τοποθέτηση Gap Fillers σε επιλεγμένα σημεία στις περιοχές αυτές ώστε να αυξηθεί η
ισχύς που λαμβάνουν οι χρήστες.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
84
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
7.3. Σενάριο 3 :
Πίνακας 5 : Παράμετροι Προσομοίωσης 3ου Σεναρίου
Τοποθεσία Εκπομής
Ισχύς Εκπομπής
Κέρδος Κεραίας
Απώλειες Κεραίας
Τύπος Διαμόρφωσης
Αριθμός Carriers
Συχνότητα Εκπομπής
Τιμή Κατωφλίου *
Ύψος Κεραίας Εκπομπής
Α.Τ.Ε.Ι Κρήτης (Ηράκλειο)
50 W
9 dB
3 dB
16 QAM 2/3
8 K (6817)
40 UHF (626 MHz)
42 dBμV/m
12 m
* Τιμή Κατωφλίου : Κατώτατη Τιμή Ισχύος που φτάνει στο χρήστη και γίνεται δεκτή
ώστε να υπάρχει καλή λήψη σήματος.
Αποτελέσματα Προσομοίωσης :
Σχήμα 53 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 3ου σεναρίου
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
85
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Στο παραπάνω σχήμα βλέπουμε πως, όπως και στο πρώτο σενάριο, με τις
παραμέτρους που έχουμε θέσει στο κέντρο του Ηρακλείου υπάρχει επαρκής κάλυψη,
όμως στις περιοχές της Αμμουδάρας και της Νέας Αλικαρνασσού δεν έχουμε σήμα
που να επιτρέπει σωστή λήψη από το χρήστη (περιοχές με γκρι χρώμα). Η αύξηση
του ύψους της κεραίας εκπομπής δείχνει να βελτιώνει πρακτικά τα αποτελέσματα της
εκπομπής μας αλλά όχι στον επιθυμητό βαθμό. Και πάλι μια λύση θα ήταν η
τοποθέτηση Gap Fillers σε επιλεγμένα σημεία στις περιοχές αυτές ώστε να αυξηθεί η
ισχύς που λαμβάνουν οι χρήστες.
7.4. Σενάριο 4 :
Πίνακας 6 : Παράμετροι Προσομοίωσης 4ου Σεναρίου
Τοποθεσία Εκπομής
Ισχύς Εκπομπής
Κέρδος Κεραίας
Απώλειες Κεραίας
Τύπος Διαμόρφωσης
Αριθμός Carriers
Συχνότητα Εκπομπής
Τιμή Κατωφλίου *
Ύψος Κεραίας Εκπομπής
Ροδιά
50 W
9 dB
3 dB
16 QAM 2/3
8 K (6817)
40 UHF (626 MHz)
42 dBμV/m
12 m
* Τιμή Κατωφλίου : Κατώτατη Τιμή Ισχύος που φτάνει στο χρήστη και γίνεται δεκτή
ώστε να υπάρχει καλή λήψη σήματος.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
86
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Αποτελέσματα Προσομοίωσης :
Σχήμα 54 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 4ου σεναρίου
Στο παραπάνω σχήμα βλέπουμε πως, σε αντίθεση με τα προηγούμενα δύο
σενάρια, με τις παραμέτρους που έχουμε θέσει υπάρχει επαρκής κάλυψη στην
ευρύτερη περιοχή του Ηρακλείου, με εξαίρεση λίγες διάσπαρτες τοποθεσίες κοντά
στο αεροδρόμιο, στην Καλλιθέα και το λόφο της Φορτέτσας κοντά στην Κνωσό
(περιοχές με γκρι χρώμα). Οι εξαιρέσεις αυτές υφίστανται κυρίως λόγω των
γεωγραφικών χαρακτηριστικών στις τοποθεσίες αυτές και είναι αναμενόμενες για
κάποια σημεία.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
87
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
7.5. Σενάριο 5 :
Πίνακας 7 : Παράμετροι Προσομοίωσης 5ου Σεναρίου
Τοποθεσία Εκπομής
Ισχύς Εκπομπής
Κέρδος Κεραίας
Απώλειες Κεραίας
Τύπος Διαμόρφωσης
Αριθμός Carriers
Συχνότητα Εκπομπής
Τιμή Κατωφλίου *
Ύψος Κεραίας Εκπομπής
Ροδιά
3W
9 dB
3 dB
16 QAM 2/3
8 K (6817)
40 UHF (626 MHz)
42 dBμV/m
12 m
* Τιμή Κατωφλίου : Κατώτατη Τιμή Ισχύος που φτάνει στο χρήστη και γίνεται δεκτή
ώστε να υπάρχει καλή λήψη σήματος.
Αποτελέσματα Προσομοίωσης :
Σχήμα 55 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 5ου σεναρίου
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
88
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Στο παραπάνω σχήμα βλέπουμε πως με τις παραμέτρους που έχουμε θέσει
στο κέντρο του Ηρακλείου δεν υπάρχει επαρκής κάλυψη, όπως επίσης και στην
περιοχή της Νέας Αλικαρνασσού όπου δεν έχουμε σήμα που να επιτρέπει σωστή
λήψη από το χρήστη (περιοχές με γκρι χρώμα). Αντίθετα στην περιοχή της
Αμμουδάρας υπάρχει καλύτερη, αλλά όχι επαρκής, κάλυψη απ’ ότι κατά την εκπομπή
αντίστοιχης ισχύος από το Α.Τ.Ε.Ι. Μια λύση θα ήταν η τοποθέτηση Gap Fillers σε
επιλεγμένα σημεία στις περιοχές αυτές ώστε να αυξηθεί η ισχύς που λαμβάνουν οι
χρήστες.
7.6. Σενάριο 6 :
Πίνακας 8 : Παράμετροι Προσομοίωσης 6ου Σεναρίου
Τοποθεσία Εκπομής
Ισχύς Εκπομπής
Κέρδος Κεραίας
Απώλειες Κεραίας
Τύπος Διαμόρφωσης
Αριθμός Carriers
Συχνότητα Εκπομπής
Τιμή Κατωφλίου *
Ύψος Κεραίας Εκπομπής
Ροδιά
50 W
9 dB
3 dB
16 QAM 2/3
8 K (6817)
40 UHF (626 MHz)
42 dBμV/m
25 m
* Τιμή Κατωφλίου : Κατώτατη Τιμή Ισχύος που φτάνει στο χρήστη και γίνεται δεκτή
ώστε να υπάρχει καλή λήψη σήματος.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
89
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Αποτελέσματα Προσομοίωσης :
Σχήμα 56 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 6ου σεναρίου
Στο παραπάνω σχήμα βλέπουμε πως, όπως και στο τρίτο σενάριο, με τις
παραμέτρους που έχουμε θέσει υπάρχει επαρκής κάλυψη στην ευρύτερη περιοχή του
Ηρακλείου, με εξαίρεση λίγες διάσπαρτες τοποθεσίες κοντά στο αεροδρόμιο, στην
Καλλιθέα και το λόφο της Φορτέτσας κοντά στην Κνωσό (περιοχές με γκρι χρώμα).
Η αύξηση του ύψους της κεραίας εκπομπής δείχνει να βελτιώνει πρακτικά τα
αποτελέσματα της εκπομπής μας αλλά και πάλι όχι στον επιθυμητο βαθμό.
7.5. Συμπεράσματα από τα σενάρια προσομοίωσης
Από την προσομοίωση των έξι παραπάνω σεναρίων και τη μελέτη των
αποτελεσμάτων της είναι φανερό πως το καλύτερο σενάριο είναι το τέταρτο αφού
προσφέρει μεγάλη κάλυψη (που μπορεί να γίνει μεγαλύτερη με χρήση Gap Filler σε
επιλεγμένες τοποθεσίες) ενώ επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο υπάρχων χώρος του
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
90
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
πάρκου κεραιών της Ροδιάς. Με τον τρόπο αυτό, χρησιμοποιώντας την ίδια ισχύ
μπορούμε να προσφέρουμε υπηρεσίες DVB-T σε περισσότερες περιοχές από ότι αν η
εκπομπή γινόταν από το Α.Τ.Ε.Ι στο Ηράκλειο. Επίσης αποφεύγουμε την άσκοπη
έκθεση ατόμων σε ακτινοβολία αφού το πάρκο κεραιών δεν είναι πολύ κοντά σε
κατοικημένη περιοχή ενώ αντίθετα στην περιοχή του Α.Τ.Ε.Ι υπάρχουν αρκετοί
κάτοικοι, σπουδαστές που παρακολουθούν μαθήματα μέσα στο Ίδρυμα καθώς και
εργαζόμενοι σε αυτό. Άρα οι παράμετροι που προτείνονται για εκπομπή σήματος
DVB-T είναι αυτές του 4ου σεναρίου.
Τοποθεσία Εκπομής
Ισχύς Εκπομπής
Κέρδος Κεραίας
Απώλειες Κεραίας
Τύπος Διαμόρφωσης
Αριθμός Carriers
Συχνότητα Εκπομπής
Τιμή Κατωφλίου *
Ύψος Κεραίας Εκπομπής
Ροδιά
50 W
9 dB
3 dB
16 QAM 2/3
8 K (6817)
40 UHF (626 MHz)
42 dBμV/m
12 m
* Τιμή Κατωφλίου : Κατώτατη Τιμή Ισχύος που φτάνει στο χρήστη και γίνεται δεκτή
ώστε να υπάρχει καλή λήψη σήματος.
Συγκεκριμένα στην περίπτωση του 4ου σεναρίου έχουμε τα εξής συγκεκριμένα
αποτελέσματα σχετικά με τα σημεία του «μονοπατιού» που έχουμε σχεδιάσει μέσα
στην πόλη του Ηρακλείου (περιοχή που μας ενδιαφέρει κυρίως).
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
91
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 57 : Λαμβανόμενη ισχύς και αλλαγή υψομέτρου στο «μονοπάτι» μας
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
Στο επάνω μέρος
φαίνεται η
λαμβανόμενη
ισχύς κατά τη
διάσχιση του
«μονοπατιού» μας
Στο κάτω μέρος
φαίνεται η
αλλαγή του
υψομέτρου κατά
τη διάσχιση του
«μονοπατιού» μας
92
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Τιμές
λαμβανόμενης
ισχύος σε κάθε
σημείο του
«μονοπατιού»
μας
Σχήμα 58 : Λαμβανόμενη ισχύς σε κάθε συγκεκριμένο σημείο του «μονοπατιού» μας
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
93
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 59 : Ισχύς (σε dBm) που φτάνει στο «μονοπάτι» μας (μπλε χρώμα) παράλληλα με το
υψόμετρο κάθε σημείου (πορτοκαλί χρώμα).
Αφού έχουμε επιλέξει αυτό το σενάριο για επισταμένη μελέτη, δημιουργούμε
ένα άλλο εικονικό «μονοπάτι» το οποίο διατρέχει μεγαλύτερη διαδρομή και καλύπτει
την ευρύτερη περιοχή της πόλης του Ηρακλείου και όχι μόνο το κέντρο της.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
94
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 60 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 4ου σεναρίου, με το
«μονοπάτι» μας να διατρέχει την ευρύτερη περιοχή του Ηρακλείου
Σχήμα 61 : Λαμβανόμενη ισχύς και αλλαγή υψομέτρου στο νέο «μονοπάτι» μας
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
95
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
96
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 62 : Λαμβανόμενη ισχύς σε κάθε συγκεκριμένο σημείο του νέου «μονοπατιού» μας
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
97
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Σχήμα 63 : Ισχύς (σε dBm) που φτάνει στο νέο «μονοπάτι» μας (μπλε χρώμα) παράλληλα με το
υψόμετρο κάθε σημείου (πορτοκαλί χρώμα).
Συμπερασματικά λοιπόν, οι παράμετροι προσομοίωσης του 4ου σεναρίου
καλύπτουν τις ανάγκες μας για καλή κάλυψη του κέντρου της πόλης του Ηρακλείου
αλλά και της ευρύτερης περιοχής γύρω από αυτό με ελάχιστες εξαιρέσεις σε πιο
απομακρυσμένες περιοχές που χαρακτηρίζονται από «δύσκολα» γεωγραφικά
χαρακτηριστικά. Στα σημεία αυτά όπου δεν υπάρχει επαρκής κάλυψη μπορούμε να
προχωρήσουμε στη χρησιμοποίηση Gap Fillers ώστε να λαμβάνουν επαρκές σήμα οι
κάτοικοι σε όλες τις επιθυμητές περιοχές. Για παράδειγμα χρησιμοποιώντας μια
κεραία εκπομπής σε ύψος 10 m στην περιοχή Φασκομηλιά (ανάμεσα στο Μαραθίτη
και τα Σπήλια) με τις εξής παραμέτρους :
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
98
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Πίνακας 9 : Παράμετροι Προσομοίωσης του Gap Filler στη Φασκομηλιά
Τοποθεσία Εκπομής
Ισχύς Εκπομπής
Κέρδος Κεραίας
Απώλειες Κεραίας
Τύπος Διαμόρφωσης
Αριθμός Carriers
Συχνότητα Εκπομπής
Τιμή Κατωφλίου *
Ύψος Κεραίας Εκπομπής
Φασκομηλιά
2W
9 dB
3 dB
16 QAM 2/3
8 K (6817)
40 UHF (626 MHz)
42 dBμV/m
10 m
* Τιμή Κατωφλίου : Κατώτατη Τιμή Ισχύος που φτάνει στο χρήστη και γίνεται δεκτή
ώστε να υπάρχει καλή λήψη σήματος.
Σχήμα 64 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 4ου σεναρίου με Gap
Filler στην περιοχή Φασκομηλιά
είχαμε πλήρη κάλυψη της περιοχής Φορτέτσα, το αποτέλεσμα αυτό ήταν
απαγορευτικό
με
τις
προηγούμενες
ρυθμίσεις
λόγω
του
γεωγραφικού
προσανατολισμού της συνοικίας αυτής. Αντίστοιχα αποτελέσματα μπορούμε να
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
99
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
επιτύχουμε για οποιαδήποτε άλλη περιοχή μας ενδιαφέρει ακολουθώντας την ίδια
διαδικασία.
Επίσης από τις προσομοιώσεις είναι προφανές πως αν θεωρήσουμε ότι η
κεραία των χρηστών δεν είναι σε ύψος 1,5 m αλλά στα 15 m, δηλαδή πρόκειται για
κεραίες που βρίσκονται σε πολυκατοικίες κι όχι σε κινούμενους στο δρόμο χρήστες,
τότε μόνο η αρχική κεραία μας του 4ου σεναρίου προσφέρει επαρκή κάλυψη στην
ευρύτερη πόλη του Ηρακλείου.
Σχήμα 65 : Πυκνότητα Ισχύος στο Ηράκλειο, κατά την προσομοίωση του 4ου σεναρίου με την
κεραία των χρηστών σε ύψος 15 m
Μελλοντικά θα μπορούσε, στα πλαίσια μιας άλλης τέτοιας εργασίας, να γίνει
σύγκριση των αποτελεσμάτων που βρίσκουμε από την προσομοίωση με πειραματικά
αποτελέσματα που θα παρθούν κατά τη διάρκεια εκπομπής DVB-T σήματος στο
Ηράκλειο.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
100
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
Παράρτημα
Πίνακας 10 : Υπόμνημα χάρτη κατανομής συχνοτήτων στην Ελλάδα, ανά περιοχή :
Allotment
name
EVROS
EVROS
EVROS
EVROS
EVROS
EVROS
EVROS
EVROS
EVROS
EVROS
EVROS
EVROS
Allotment
name
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
Channel
7
25
27
32
33
35
56
47
51
58
62
63
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
1
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
101
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
PLAKA
PLAKA
PLAKA
PLAKA
PLAKA
PLAKA
PLAKA
PLAKA
PLAKA
PLAKA
10
24
27
30
31
33
36
43
59
66
2
Allotment
name
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
6
22
23
37
39
41
47
54
61
64
3
Channel
7
26
32
35
40
52
53
60
63
65
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
4
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
5
24
27
30
36
43
48
5
THASSOS
THASSOS
THASSOS
THASSOS
THASSOS
THASSOS
THASSOS
THASSOS
THASSOS
THASSOS
Allotment
name
PAGGAIO
PAGGAIO
PAGGAIO
PAGGAIO
PAGGAIO
PAGGAIO
PAGGAIO
PAGGAIO
PAGGAIO
PAGGAIO
Allotment
name
THESSALONIKI
THESSALONIKI
THESSALONIKI
THESSALONIKI
THESSALONIKI
THESSALONIKI
THESSALONIKI
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
102
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
THESSALONIKI
THESSALONIKI
THESSALONIKI
THESSALONIKI
THESSALONIKI
THESSALONIKI
Allotment
name
XALKIDIKI
XALKIDIKI
XALKIDIKI
XALKIDIKI
XALKIDIKI
XALKIDIKI
XALKIDIKI
XALKIDIKI
XALKIDIKI
XALKIDIKI
Allotment
name
FLORINA
FLORINA
FLORINA
FLORINA
FLORINA
FLORINA
FLORINA
FLORINA
FLORINA
FLORINA
FLORINA
FLORINA
FLORINA
Allotment
name
METAKSAS
METAKSAS
METAKSAS
METAKSAS
METAKSAS
METAKSAS
METAKSAS
METAKSAS
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
51
55
56
59
62
66
Channel
11
25
54
29
31
34
38
46
49
50
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
6
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
7
8
23
26
32
34
35
40
44
47
49
52
61
7
Channel
6
25
28
29
39
41
50
54
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
8
103
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
METAKSAS
METAKSAS
Allotment
name
IOANNINA
IOANNINA
IOANNINA
IOANNINA
IOANNINA
IOANNINA
IOANNINA
IOANNINA
IOANNINA
IOANNINA
Allotment
name
THESPROTIA
THESPROTIA
THESPROTIA
THESPROTIA
THESPROTIA
THESPROTIA
THESPROTIA
THESPROTIA
Allotment
name
KERKYRA
KERKYRA
KERKYRA
KERKYRA
KERKYRA
KERKYRA
KERKYRA
KERKYRA
KERKYRA
Allotment
name
LARISSA
LARISSA
LARISSA
LARISSA
LARISSA
LARISSA
LARISSA
LARISSA
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
60
64
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
10
24
25
30
31
34
49
52
54
62
9
Channel
9
21
22
33
41
45
59
66
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
10
Channel
9
29
30
34
37
53
54
56
61
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
11
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
7
22
31
35
38
40
42
52
12
104
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
LARISSA
LARISSA
LARISSA
Allotment
name
AKARNANIKA
AKARNANIKA
AKARNANIKA
AKARNANIKA
AKARNANIKA
AKARNANIKA
AKARNANIKA
AKARNANIKA
AKARNANIKA
AKARNANIKA
Allotment
name
BOLOS
BOLOS
BOLOS
BOLOS
BOLOS
BOLOS
BOLOS
BOLOS
BOLOS
BOLOS
Allotment
name
LAMIA
LAMIA
LAMIA
LAMIA
LAMIA
LAMIA
LAMIA
LAMIA
LAMIA
LAMIA
LAMIA
Allotment
name
KARPENISI
KARPENISI
KARPENISI
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
53
63
65
Channel
6
23
27
28
32
39
43
46
51
64
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
13
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
6
21
58
29
37
41
44
47
51
62
14
Channel
10
23
25
32
33
35
49
57
60
63
64
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
15
Channel
5
24
26
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
16
105
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
KARPENISI
KARPENISI
KARPENISI
KARPENISI
KARPENISI
KARPENISI
KARPENISI
KARPENISI
Allotment
name
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
AINOS
AINOS
AINOS
AINOS
AINOS
AINOS
AINOS
AINOS
AINOS
AINOS
8
21
22
33
36
45
57
59
60
66
17
Channel
7
22
24
25
29
31
34
35
42
44
53
54
61
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
18
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
9
38
43
48
51
19
Allotment
name
PATRA
PATRA
PATRA
PATRA
PATRA
PATRA
PATRA
PATRA
PATRA
PATRA
PATRA
PATRA
PATRA
Allotment
name
KORINTHOS
KORINTHOS
KORINTHOS
KORINTHOS
KORINTHOS
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
29
30
36
37
47
55
61
62
106
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
KORINTHOS
KORINTHOS
KORINTHOS
KORINTHOS
KORINTHOS
KORINTHOS
Allotment
name
ATTIKI
ATTIKI
ATTIKI
ATTIKI
ATTIKI
ATTIKI
ATTIKI
ATTIKI
ATTIKI
ATTIKI
ATTIKI
ATTIKI
Allotment
name
ATHINA
ATHINA
ATHINA
ATHINA
ATHINA
ATHINA
Allotment
name
56
59
63
64
65
66
Channel
5
11
22
27
30
31
34
36
50
52
54
61
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
20
Channel
7
23
24
32
38
49
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
21
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
PYRGOS
PYRGOS
PYRGOS
PYRGOS
PYRGOS
PYRGOS
PYRGOS
PYRGOS
PYRGOS
PYRGOS
PYRGOS
PYRGOS
Allotment
name
5
11
26
30
38
40
46
47
49
52
56
64
22
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
TRIPOLI
10
23
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
107
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
TRIPOLI
TRIPOLI
TRIPOLI
TRIPOLI
TRIPOLI
TRIPOLI
TRIPOLI
TRIPOLI
TRIPOLI
TRIPOLI
Allotment
name
NAFPLIO
NAFPLIO
NAFPLIO
NAFPLIO
NAFPLIO
NAFPLIO
NAFPLIO
NAFPLIO
NAFPLIO
NAFPLIO
NAFPLIO
Allotment
name
KALAMATA
KALAMATA
KALAMATA
KALAMATA
KALAMATA
KALAMATA
KALAMATA
KALAMATA
KALAMATA
KALAMATA
KALAMATA
Allotment
name
SPARTI
SPARTI
SPARTI
SPARTI
SPARTI
SPARTI
SPARTI
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
21
23
24
28
41
42
45
50
60
62
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
6
33
35
37
39
44
46
53
55
57
58
24
Channel
6
37
29
31
32
44
48
53
55
58
63
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
25
Channel
11
22
27
30
33
36
40
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
26
108
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
SPARTI
SPARTI
SPARTI
SPARTI
SPARTI
Allotment
name
52
57
61
64
25
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
7
21
24
31
34
35
38
46
49
54
56
59
27
C.CRETE
C.CRETE
C.CRETE
C.CRETE
C.CRETE
C.CRETE
C.CRETE
C.CRETE
C.CRETE
C.CRETE
Channel
10
25
37
39
41
44
53
57
61
64
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
28
Allotment
name
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
6
27
31
33
35
36
38
46
54
29
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
W.CRETE
W.CRETE
W.CRETE
W.CRETE
W.CRETE
W.CRETE
W.CRETE
W.CRETE
W.CRETE
W.CRETE
W.CRETE
W.CRETE
Allotment
name
E.CRETE
E.CRETE
E.CRETE
E.CRETE
E.CRETE
E.CRETE
E.CRETE
E.CRETE
E.CRETE
Allotment
name
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
109
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
DODEKANISA
DODEKANISA
DODEKANISA
DODEKANISA
DODEKANISA
DODEKANISA
DODEKANISA
DODEKANISA
DODEKANISA
DODEKANISA
Allotment
name
9
21
24
32
39
42
50
52
56
59
30
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
8
26
29
32
43
47
51
60
62
59
31
SAMOS
SAMOS
SAMOS
SAMOS
SAMOS
SAMOS
SAMOS
SAMOS
SAMOS
SAMOS
SAMOS
Channel
7
27
31
34
35
36
38
44
65
61
67
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
32
Allotment
name
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
LESVOS
LESVOS
LESVOS
LESVOS
LESVOS
LESVOS
9
21
25
33
39
42
33
KYKLADES
KYKLADES
KYKLADES
KYKLADES
KYKLADES
KYKLADES
KYKLADES
KYKLADES
KYKLADES
KYKLADES
Allotment
name
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
110
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
LESVOS
LESVOS
LESVOS
LESVOS
Allotment
name
46
53
56
64
Channel
ΣΗΜΕΙΟ ΧΑΡΤΗ
KASTELLORIZO
KASTELLORIZO
KASTELLORIZO
KASTELLORIZO
KASTELLORIZO
KASTELLORIZO
KASTELLORIZO
KASTELLORIZO
8
25
27
35
41
49
51
53
34
Αρτικόλεξο
C
CEPT
C/N
CBR
Center for Environmental Planning and Technology
Carrier to Noise
Constant Bit Rate
D
DAB
DAVIC
DEM
DVB
DVB-T
DVB-S
DVB-C
Digital Audio Broadcasting
Digital Audio Visual Council
Digital Elevation Model
Digital Video Broadcasting
Terrestrial
Satellite
Cable
E
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
111
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
ERO
Ε.Ρ.Τ
E.B.U
Ε.Ε
ETSI
European Radiocommunication Office
Ελληνική Ραδιοφωνία Τηλεόραση
European Broadcasting Union
Ευρωπαική Ένωση
European Telecommunication Standardization
Institute
F
FEC
Forward Error Correction
G
GI
GSM
Guard Interval
Global System for mobile Communications
H
HDTV
High Definition TV
I
ITU
ISO
IP
International Telecommunications Union
International Organization for Standardization
Internet Protocol
M
MAC
MFN
MPEG
MPE
Medium Access Control
Multi Frequency Networks
Motion picture Experts Group
Multi Protocol Encapsulation
O
OFDM
Orthogonal Frequency Division Multiplex
P
PID
PSTN
PES
Packet Identifier
public Switched Telephone Network
Packetized Elementary Stream
Q
QAM
QPSK
Quadrature Amplitude Modulation
Quadrature Phase Shift Keying
R
RS
RAM
Reed-Solomon
Random Access Memory
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
112
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
S
SNR
SFN
T
ToA
TPS carriers
TS
TCP/IP
Signal to Noise Ratio
Single Frequency Networks
Time of Arrival
Time Slot
Transmission Control Protocol/Internet Protocol
U
ULE
UMTS
UHF
Ultra-Light Encapsulation
Universal Mobile Telecommunications System
Ultra High Frequencies
V
VHF
Very High Frequencies
W
WLAN
Wireless Local Area Network
Βιβλιογραφία
1. Γαρδίκης Γ., "Παροχή υπηρεσιών TCP/IP σε συστήματα επίγειας ψηφιακής
τηλεόρασης (DVB-T)", Διδακτορική Διατριβή (Ε.Μ.Π).
2. Πάλλης Ε.Μ, "Σημειώσεις Θερινού Σχολείου για την Επίγεια Ψηφιακή Τηλεόραση"
(Ε.ΚΕ.Φ.Ε Δημόκριτος).
3. Στεφανάτος Σ., "Μέθοδοι εκτίμησης καναλιού με χρήση πιλοτικών υπο-φερουσών
σε συστήματα πολυπλεξίας με ορθογώνια διαίρεση συχνότητας." (Ε.Κ.Π.Α).
4. ATDI. [Ηλεκτρονικό] (white papers). http://www.atdi.com.
5. Πομπόρτσης Α., Τσουλφάς Α. "Προσομοίωση Δικτύων Υπολογιστών", Εκδόσεις
Τζιόλα.
6. Ξύλούρης Γ., "Σημειώσεις Αμφίδρομης Επίγειας Ψηφιακής Τηλεόρασης".
7. Πάλλης Ε.Μ "Ημερίδα Ινστιτούτου Οπτικοακουστικών Μέσων (Ι.Ο.Μ.)
Ψηφιακή Τηλεόραση : Το Αύριο είναι Σήμερα"
8. EN 300 429 V1.2.1 (1998-04), Digital Video Broadcasting (DVB); Framing
structure, channel coding and modulation for cable systems
9. EN 301 192 V1.2.1 (1999-01), Digital Video Broadcasting (DVB); DVB
specification for data broadcasting
10. Υπουργείο Μεταφορών και Επικοινωνιών,. [Ηλεκτρονικό] http://www.yme.gr.
11. ABE, "DVB-T Digital Terrestrial Broadcasting (Explanatory and Technical
Handbook),.
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
113
Χρήση του ICS TELECOM για την προσομοίωση εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης.
12. ATDI. "Broadcast_dedicated_functions", ICS Telecom.
13. Laven Philip, Director-Technical Department, E.B.U. "Digital Switchover &
RRC-06".
14. Τοτόμη Α., "Μελέτη,σχεδίαση,υλοποίηση και αξιολόγηση δικτύου παροχής
αμφίδρομων διαδραστικών υπηρεσιών με τη χρήση πλατφόρμας επίγειας ψηφιακής
τηλεόρασης", Πτυχιακή Εργασία (Τ.Ε.Ι Κρήτης).
15. Μποτονάκη Φ., "Μελέτη ανάπτυξης δικτύου κινητών επικοινωνιών τρίτης γενιάς
σε αστική περιοχή", Πτυχιακή Εργασία (Τ.Ε.Ι Κρήτης).
16. Tanenbaum A.S, "Δίκτυα Υπολογιστών".
17. Reimers U., "DVB, The Family of International Standards for Digital
Broadcasting".
18. Wikipedia. [Ηλεκτρονικό] http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_terrestrial
_television.html.
19. Δρ Πάντος Γ., "Επεξεργασία και μετάδοση Ψηφιακών Σημάτων (Κωδικοποίηση
Διαύλου-Block Coding Techniques)".
20. Κοιλανιώτη Μαριλένα, "Πρωτόκολλα μεταφοράςς ψηφιακών δεδομένων σε
επίγεια και δορυφορικά δίκτυα", Μεταπτυχιακό Μάθημα:Τεχνολογίες Διαδικτύου και
Δικτύων Ευρείας Ζώνης" (Ε.Μ.Π).
21. Ing Jochen Schiller, Prof. Dr. "Mobile Communications", Chapter 6:Broadcast
Systems (Freie Univesitat Berlin).
22. Garry Walton (Dera), Kevin Hodson (Delta Communication Ltd). "Digital
Video Broadcastin (DVB)".
23. Dennis McCaughey, Ph.D. "Concepts of Multimedia Processing and
Tranmission", IT 481, Lecture#11, George Mason University.
24. Pham Nhu Hai, ITU Radiocommunication Bureau. "Planning for DVB-T and
T-DAB services,Practical Considerations, Regional Information Meeting and
Workshop related to the RRC-06 for the Administrations of the Arab countries.
25. Carrasco, J.M. Zabalegui & R. "Combined Equalisation and decoding for
OFDM over wireless fading channels", Thesis Presentation, Mondragon
Unibertisatea.
26. Narayanan, Jing Jiang & Krishna R. "Soft Decision Decoding Algorithms of
Reed-Solomon Codes", Department of Electrical Engineering, Texas A&M
University.
27. Pickford, Neil. "Television Broadcasting into the Digital Era", Lecture 5 DTTB
Transmission Error Correction, University of Canberra.
28. Project, ATHENA. [Ηλεκτρονικό] http://www.istathena.org/Deliverables/Athena%20Deliverable%D1.1.pdf.
29. Στρατάκης Δημήτρης, Σημειώσεις Εργαστηρίου "Κινητές και Προσωπικές
Τηλεπικοινωνίες", Τ.Ε.Ι Κρήτης
30. EN 300 744 Final draft V1.5.1 (2004-06), Digital Video Broadcasting (DVB);
Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television
31. TR 101 190 V1.1.1 (1997-12), Digital Video Broadcasting (DVB);
Implementation guidelines for DVB terrestrial services; Transmission aspects
32. TR 101 290 V1.2.1 (2001-05), Digital Video Broadcasting (DVB); Measurement
guidelines for DVB systems
33. EN 300 421 V1.1.2 (1997-08), Digital Video Broadcasting (DVB); Framing
structure, channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite services
Σπουδαστής : Σελίμης Βασίλης
Εισηγητής : Μαρκάκης Βαγγέλης
114
Was this manual useful for you? yes no
Thank you for your participation!

* Your assessment is very important for improving the work of artificial intelligence, which forms the content of this project

Related manuals

Download PDF

advertising