清华大学通信系统课件_数字电视网络规划与移动广播
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
► Ｖ Ｈ Ｆ 频段隔 １ 个频道 ► Ｕ Ｈ Ｆ 频段隔 ２ 个频道 数字电视能使用这些间隔频道
Ch 6
Ch 7
Ch 8
Ch 9
Taboo
Taboo
通信系统 2014 春
Ch 9A Taboo
VHF 电视频谱
17
数字挑战
数字电视必须和现有 PAL 节目同播
►Ｄ Ｔ Ｖ 发射功率较低 ►Ｄ Ｔ Ｖ 能处理更强的干扰电平 ►Ｄ Ｔ Ｖ 需要不同的规划方法
Multipath Level (dB)
7
覆盖区场强--时间C/N余量
通信系统 2014 春
信号强度，微伏
服务区域 接收失败对应 的时间百分比
平均
接收机 C/N 限制 时间和地点覆盖率
时间 8
数字服务区规划要求
通信系统 2014 春
模拟电视缓慢地降低接收质量
►现有的 ＰＡ Ｌ 服务区规划为：
５０ ％ 有效在 ５０ ％ 的位置
数字需要适应已有的 PAL 信号
数字传输改变了规则
►更好的传输性能
►数字信号能占用未用的频谱空间－“禁用频道”
“Taboos”
最终只有数字 - 但要等多久呢??
16
频道间隔
现有的模拟电视频道是间隔的 ► 本振镜像频率干扰
ＬＯ ＝ 接收频道 ＋ ＩＦ
ＩＦ ＝ ４０ Ｍ Ｈ ｚ （近似值） PAL TV 节目之间的间隔
1Watt = 10 log10 (1) = 0dBW
FSL = −(32.5 + 20 log10 30 + 20 log10 2700) = −(32.5 + 29.5 + 68.6) = −130.6dB
ERP =0-5.8+18=12.2dBW
11
室外定向天线链路
噪声基数可以被计算出来
Ni = 1.38 *10−23 (Teq + 290) * 7.6 *106 Teq = T0 (F − 1) = 290(10 NF /10 − 1) = 438Kelvin
12
其他因素
室外定向固定
►仅考虑点对点可视传输 C / N = 26.7dB
通信系统 2014 春
室外非视距固定传输
►静态多径带来性能损失 ►需要使用方向角更大的天线
如板状天线， 增益降低５ｄＢ
移动接收
►多普勒效应（时变）和信号衰落（阴影效应）（比 固定接收大约高 ６ｄＢ －２０ｄＢ ）
2014 春
一个1W的数字发射机将信号送到具有18dB增益的MMDS 天线，馈电线的损耗为5.8dB。广播频率2.7GHz。接 收天线增益19dB，位于30km外，且馈电线损耗为1dB， 低噪下变频单元的噪声系数为4dB。信道带宽为 7.6MHz。求最终的载噪比
C/N = ERP – 路径损耗（FSL）+Rx天线增益 －接收端馈线损耗－LNB噪声系数+噪声功率
►兼容模拟频道划分： 数模混用 ►远距离的频率再用
地形数据 Ｔ ｅｒｒａｉｎ Ｄ ａｔａ 传播模型 Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｍ ｏｄｅｌｓ 保护比率 Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｒ ａｔｉｏｓ
通信系统 2014 春
4
通信系统 2014 春
数字电视 场强规划
覆盖区场强-—信号C/N门限
码率和C/N门限
国际电信联盟无线通信标准化部门“ITU-R”
制定出了国际IMT（第三代及第四代移动
- 缺乏资源 基本事实
通信系统）的新频带。 具体为：3.4G～3.6GHz的200MHz带宽、
►模拟规则限制了传输更多节目 2.3G～2.4GHz的100MHz带宽、
►没有新的有效电视频谱
698M～806MHz的108MHz带宽 450M～470MHz的20MHz带宽。
►低 Ｒ ｘ 天线增益、高度和有限的指向性。（大约 １０ｄＢ 差异）
13
其他因素
通信系统 2014 春
室内定向固定
►建筑物的穿透损耗大约为 １０ 到 ２５ ｄＢ ． ►室内机顶天线增益和指向性非常依赖频率和位置 ►室内强短多径
14
通信系统 2014 春
数字电视 频率规划
频率规划
通信系统 2014 春
通信系统 2014 春
通信系统 第十四讲
数字电视广播
网络规划与移动广播
王劲涛
清华大学 • 电子工程系
内容
网络规划 移动多媒体广播
通信系统 2014 春
本节内容
数字电视规划
►场强规划
固定／便携／移动
►频率规划
单频网和多频网模式 数字电视的分集
►时间分集 ►频率分集 ►空间分集
接收分集 发射分集
通信系统 2014 春
3
数字电视规划
信道干扰 Channel Disturbances
► Ａ Ｗ Ｇ Ｎ 噪声，位于Ｃ ／Ｎ 门限的边缘 ► 多径（回波）：多强、多长、移动？ ► 干扰：同频道干扰和邻频道干扰
天线方案?
► 固定的屋顶 ？ 指向性 ？ 宽带 ？ ► 便携接收 ？ 全向天线 ？
频率规划 (Frequency Plan)
通信系统 2014 春
Ch 6
Ch 7
Ch 8
Ch 9 ChБайду номын сангаас9A
8-VSB
COFDM
VHF 电视频谱
18
多频网 MFN
同频干扰成为主要干扰源
数字电视有“悬崖”效应
►数字电视规划为：
９０－９９ ％ 有效在 ９０－９９ ％ 的位置
9
TV 系统接收质量特性
通信系统 2014 春
Good
质量
Rotten Close
HDTV PAL
服务区边缘
Analog Digital 1 Digital 2
SDTV
距离
Far
10
举例: 室外定向天线接收 (MMDS)通信系统
通信系统 2014 春
6
覆盖区场强--多径C/N余量
多径效应：要有C/N余量
通信系统 2014 春
S/N Threshold (dB)
35
True
COFDM
30
Advantage
25
19 15
0
-3
True ATSC Advantage
-15
Max Analog Ghost
8VSB
Realistic COFDM performance
通信系统 2014 春
Ni = 1.38*10−23 (438 + 290) * 7.6 *106 = 7.63*10−14Watts = −131.1dBW
所以最终的载噪比为：
C / N = 12.2 −130.6 + 19 −1 − 4 + 131.1 = 26.7dB
信道带宽为7.6MHz. 接收天线增益19dB，位于30km外， 且馈电线损耗为1dB，低噪下变频单元的噪声系数为4dB。
Ch 6
Ch 7
Ch 8
Ch 9
Taboo
Taboo
通信系统 2014 春
Ch 9A Taboo
VHF 电视频谱
17
数字挑战
数字电视必须和现有 PAL 节目同播
►Ｄ Ｔ Ｖ 发射功率较低 ►Ｄ Ｔ Ｖ 能处理更强的干扰电平 ►Ｄ Ｔ Ｖ 需要不同的规划方法
Multipath Level (dB)
7
覆盖区场强--时间C/N余量
通信系统 2014 春
信号强度，微伏
服务区域 接收失败对应 的时间百分比
平均
接收机 C/N 限制 时间和地点覆盖率
时间 8
数字服务区规划要求
通信系统 2014 春
模拟电视缓慢地降低接收质量
►现有的 ＰＡ Ｌ 服务区规划为：
５０ ％ 有效在 ５０ ％ 的位置
数字需要适应已有的 PAL 信号
数字传输改变了规则
►更好的传输性能
►数字信号能占用未用的频谱空间－“禁用频道”
“Taboos”
最终只有数字 - 但要等多久呢??
16
频道间隔
现有的模拟电视频道是间隔的 ► 本振镜像频率干扰
ＬＯ ＝ 接收频道 ＋ ＩＦ
ＩＦ ＝ ４０ Ｍ Ｈ ｚ （近似值） PAL TV 节目之间的间隔
1Watt = 10 log10 (1) = 0dBW
FSL = −(32.5 + 20 log10 30 + 20 log10 2700) = −(32.5 + 29.5 + 68.6) = −130.6dB
ERP =0-5.8+18=12.2dBW
11
室外定向天线链路
噪声基数可以被计算出来
Ni = 1.38 *10−23 (Teq + 290) * 7.6 *106 Teq = T0 (F − 1) = 290(10 NF /10 − 1) = 438Kelvin
12
其他因素
室外定向固定
►仅考虑点对点可视传输 C / N = 26.7dB
通信系统 2014 春
室外非视距固定传输
►静态多径带来性能损失 ►需要使用方向角更大的天线
如板状天线， 增益降低５ｄＢ
移动接收
►多普勒效应（时变）和信号衰落（阴影效应）（比 固定接收大约高 ６ｄＢ －２０ｄＢ ）
2014 春
一个1W的数字发射机将信号送到具有18dB增益的MMDS 天线，馈电线的损耗为5.8dB。广播频率2.7GHz。接 收天线增益19dB，位于30km外，且馈电线损耗为1dB， 低噪下变频单元的噪声系数为4dB。信道带宽为 7.6MHz。求最终的载噪比
C/N = ERP – 路径损耗（FSL）+Rx天线增益 －接收端馈线损耗－LNB噪声系数+噪声功率
►兼容模拟频道划分： 数模混用 ►远距离的频率再用
地形数据 Ｔ ｅｒｒａｉｎ Ｄ ａｔａ 传播模型 Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｍ ｏｄｅｌｓ 保护比率 Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｒ ａｔｉｏｓ
通信系统 2014 春
4
通信系统 2014 春
数字电视 场强规划
覆盖区场强-—信号C/N门限
码率和C/N门限
国际电信联盟无线通信标准化部门“ITU-R”
制定出了国际IMT（第三代及第四代移动
- 缺乏资源 基本事实
通信系统）的新频带。 具体为：3.4G～3.6GHz的200MHz带宽、
►模拟规则限制了传输更多节目 2.3G～2.4GHz的100MHz带宽、
►没有新的有效电视频谱
698M～806MHz的108MHz带宽 450M～470MHz的20MHz带宽。
►低 Ｒ ｘ 天线增益、高度和有限的指向性。（大约 １０ｄＢ 差异）
13
其他因素
通信系统 2014 春
室内定向固定
►建筑物的穿透损耗大约为 １０ 到 ２５ ｄＢ ． ►室内机顶天线增益和指向性非常依赖频率和位置 ►室内强短多径
14
通信系统 2014 春
数字电视 频率规划
频率规划
通信系统 2014 春
通信系统 2014 春
通信系统 第十四讲
数字电视广播
网络规划与移动广播
王劲涛
清华大学 • 电子工程系
内容
网络规划 移动多媒体广播
通信系统 2014 春
本节内容
数字电视规划
►场强规划
固定／便携／移动
►频率规划
单频网和多频网模式 数字电视的分集
►时间分集 ►频率分集 ►空间分集
接收分集 发射分集
通信系统 2014 春
3
数字电视规划
信道干扰 Channel Disturbances
► Ａ Ｗ Ｇ Ｎ 噪声，位于Ｃ ／Ｎ 门限的边缘 ► 多径（回波）：多强、多长、移动？ ► 干扰：同频道干扰和邻频道干扰
天线方案?
► 固定的屋顶 ？ 指向性 ？ 宽带 ？ ► 便携接收 ？ 全向天线 ？
频率规划 (Frequency Plan)
通信系统 2014 春
Ch 6
Ch 7
Ch 8
Ch 9 ChБайду номын сангаас9A
8-VSB
COFDM
VHF 电视频谱
18
多频网 MFN
同频干扰成为主要干扰源
数字电视有“悬崖”效应
►数字电视规划为：
９０－９９ ％ 有效在 ９０－９９ ％ 的位置
9
TV 系统接收质量特性
通信系统 2014 春
Good
质量
Rotten Close
HDTV PAL
服务区边缘
Analog Digital 1 Digital 2
SDTV
距离
Far
10
举例: 室外定向天线接收 (MMDS)通信系统
通信系统 2014 春
6
覆盖区场强--多径C/N余量
多径效应：要有C/N余量
通信系统 2014 春
S/N Threshold (dB)
35
True
COFDM
30
Advantage
25
19 15
0
-3
True ATSC Advantage
-15
Max Analog Ghost
8VSB
Realistic COFDM performance
通信系统 2014 春
Ni = 1.38*10−23 (438 + 290) * 7.6 *106 = 7.63*10−14Watts = −131.1dBW
所以最终的载噪比为：
C / N = 12.2 −130.6 + 19 −1 − 4 + 131.1 = 26.7dB
信道带宽为7.6MHz. 接收天线增益19dB，位于30km外， 且馈电线损耗为1dB，低噪下变频单元的噪声系数为4dB。