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DG1DAC > TECHNIK 06.04.04 23:20l 133 Lines 6171 Bytes #999 (0) @ DL
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dvb-t Technik
Quellencodierung und Datenraten: Die Digitalisierung eines
Videosignals ergibt ca. 170 Mbit/s und die eines Stereo-
Audiosignals ca. 1,4 Mbit/s zu uebertragende Datenrate. Zur
effizienten Uebertragung muessen diese Datenmengen reduziert
werden. Bei DVB-T wird die MPEG-2-Codierung sowohl fuer die
Videouebertragung als auch fuer die Audiouebertragung als
Quellencodierung zur Datenreduktion angewendet. Zur
Uebertragung von Fernsehprogrammen in PAL-Qualitaet mit
MPEG-2 - Codierung sind Mindestdatenraten erforderlich.
Diese sind 2,5 - 4 Mbit/s fuer ein Fernsehprogramm inkl. ca.
0,2 Mbit/s fuer den Stereoton.
Multiplex: In einem Fernsehkanal werden Fernsehprogramme und
andere Dienste wie z.B. Mediendienste oder Datendienste
gleichzeitig uebertragen und zu einem Multiplex
verschachtelt. Aus der Summe der Datenraten fuer die
einzelnen Programme ergibt sich die Datenrate des
Multiplexsignals.
Datencontainer: Innerhalb der zur Verfuegung stehenden
Datenrate kann eine waehlbare Anzahl von Datencontainern mit
einer festen Laenge von 180 bit zur Uebertragung von
Fernseh-, Daten- oder Mediendiensten genutzt werden.
Kanalcodierung: Nach der Quellencodierung und
Multiplexbildung ist es erforderlich, das zu uebertragende
Multiplexsignal an die Eigenschaften des Uebertragungskanals
(Kabel, Satellit oder Terrestrik) anzupassen. Die
Kanalcodierung umfasst alle Massnahmen, damit das
Multiplexsignal moeglichst stoerungsfrei ueber den
Uebertragungskanal zum Empfaenger gelangen kann. Durch die
Kanalcodierung reduziert sich die Nutzdatenrate durch
Addition von Fehlerschutz.
Fehlerschutz: Als Fehlerschutz gelten alle Massnahmen,
welche die zu uebertragenden Bitfolgen der Nutzdaten gegen
Fehler schuetzen oder auftretende Fehler korrigieren.
Coderate: Die Coderate ist das Verhaeltnis zwischen dem
eigentlichen Nutzsignal und dem Gesamtsignal, wobei sich das
Gesamtsignal aus dem Nutzsignal und der Menge der
Fehlerschutzbits zusammensetzt. Coderate = Nutzdaten /
Nutzdaten + Fehlerschutzbits (= 1) Die Qualitaet bzw. die
Wirksamkeit des Fehlerschutzes haengt unmittelbar von der
gewaehlten Coderate, also von der Anzahl der
Fehlerschutzbits, ab. Coderate klein ? z.B. 1/2 ? starker
Fehlerschutz Coderate gross ? z.B. 7/8 ? schwacher
Fehlerschutz
Schutzintervall (guard-interval, TG): Um alle
Gleichkanalsignale und Reflexionen zu nutzen, die nicht
zeitgleich am Empfaenger eintreffen, wird der erste Teil des
ausgesendeten Signals nicht zur Datenuebertragung genutzt.
Dieser erste Teil wird mit Schutzintervall bezeichnet und
kann auf verschiedene Laengen wie 1/4, 1/8, 1/16 oder 1/32
der gesamten Symboldauer eingestellt werden. Ein langes
Schutzintervall bedeutet, dass auch noch relativ spaet
eintreffende Signale genutzt werden, jedoch ist dann die
Nutzdatenrate geringer.
Symboldauer (TS): Die Symboldauer (oder Symbollaenge) gibt
an, fuer welchen Zeitraum die auf Traeger aufmodulierten
gleichen Daten ausgesendet werden. Die Symboldauer betraegt
im 2k-Modus 224 µs und im 8k-Modus 896 µs. Unter
Beruecksichtigung des Schutzintervalls ergibt sich damit die
Gesamtsymboldauer TGS = TG + TS (s. Tabelle 1).
Modulationsarten (QPSK und QAM): Fuer die Uebertragung der
Datenratenstroeme stehen bei der digitalen Uebertragung die
Modulationsarten QPSK, 16 QAM und 64 QAM zur Verfuegung. Ein
Teil der seriell ankommenden und zu uebertragenden Daten
werden gleichzeitig und parallelisiert auf eine bestimmte
Anzahl von Traegern als Symbol (Amplitude und Phase)
aufmoduliert. Dies sind 2 bit pro Symbol (pro Traeger) bei
QPSK, 4 bit bei 16 QAM und 6 bit bei 64 QAM.
Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex (COFDM): COFDM
bezeichnet das Verfahren, mit dem auf eine Vielzahl von
parallelen Traegern die zu uebertragenden Symbole (bit-
Gruppen) aufmoduliert werden (Mehrtraegertechnik). Durch
diese breitbandige parallele Aussendung ist die
Ausgestaltung von Gleichwellennetzen moeglich und das
uebertragende Signal ist sehr robust gegenueber Stoerungen.
Bitfehlerrate (bit error rate BER): Die Bitfehlerrate ist
das Verhaeltnis zwischen fehlerhaft empfangenen Bits zu den
gesamt uebertragenen Bits. BER = fehlerhaft empfangene Bits
/ gesamt uebertragenen Bits
DVB-T-Modi (2k und 8k): Es stehen die beiden DVB-T-Modes 8k-
Modus mit 6817 (6048 fuer Nutzdaten) Traegern und der 2k-
Modus mit 1705 (1512 fuer Nutzdaten) Traegern in einem 8 MHz
Kanal zur Verfuegung. Der 8k-Modus eignet sich, bedingt
durch die lange Symboldauer, zur Gleichkanalversorgung bei
grossen Senderabstaenden. Der 2k-Modus erfordert bei
Gleichkanalnetzen einen kleineren Senderabstand.
Gleichwellennetze, Mehrfrequenznetze (SFN, MFN): Fuer DVB-T
koennen durch die Anwendung des COFDM neben
Mehrfrequenznetzen (multi frequency networks MFN) auch
Gleichwellennetze (single frequency network SFN) realisiert
werden. Diese SFNs duerfen bei DVB-T eine bestimmte Groesse
nicht ueberschreiten, da sonst Eigeninterferenzen auftreten.
Gleichwellennetze weisen gegenueber Mehrfrequenznetzen eine
deutlich hoehere Frequenzeffektivitaet auf.
Netzgewinn: Der Netzgewinn ergibt sich aus dem
gleichzeitigen Empfang von mehreren Sendern an einem Ort in
einem Gleichkanalnetz. Der Netzgewinn kann bis zu 3 oder
mehr dB betragen, wenn zwei Sender oder mehrere Sender
gleicher oder annaehernd gleicher Staerke am Empfangsort,
also gerade in den kritischen Gebieten zwischen den Sendern,
empfangen werden koennen. Ist jedoch die Empfangsfeldstaerke
eines empfangbaren Senders um 10dB oder mehr hoeher, als die
der anderen am gleichen Ort empfangbaren Sender, so wirkt
sich der Gleichkanalgewinn nicht mehr aus.
Statistischer Multiplex: Der statistische Multiplex ist eine
dynamische Datenratenzuweisung an die Programme im gleichen
Multiplex. Wenn ein uebertragenes Programm kurzzeitig eine
hoehere Datenrate benoetigt (z.B. bei schnellen
Kameraschwenks oder sehr schnellen Bildsequenzen), wird
diese zusaetzliche Datenrate von anderen Programmen, die
"ruhigere" Bilder uebertragen, abgezogen. Dadurch wird eine
verbesserte Bildqualitaet in kritischen
Uebertragungssituationen gewaehrleistet.
Quelle:
www.dvb-t-nord.de
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