Hlavní navigace

Jak vzácný je případ zhoršeného DVB-T2 příjmu v SFN síti? Prostudujte si praktický příklad

Autor: Martin Šlesinger
Marek Svoboda

Článek popisuje reálnou situaci, při které byl zjištěn výrazný rozdíl v kvalitě příjmových parametrů DVB-T2 signálů tuzemských přechodových sítí s číselným označením 11 a 12 oproti hlavním DVB-T multiplexům.

Doba čtení: 6 minut

Rád bych se věnoval poměrně vzácnému případu, při kterém dochází k rušení příjmu DVB terestrických signálů jednoho vysílače druhým. Konkrétně se pak jedná o vysílání z jihlavské lokality Javořice a votického vysílače Mezivrata. 


Autor: Marek Svoboda

Vysílač Votice-Mezivrata.


Autor: Marek Svoboda

Vysílač Jihlava-Javořice.

Ve mnou zmiňovaném případě se jedná o televizní příjem v oblasti obce Slavče u Českých Budějovic, kterou pokrývají silným signálem dva významné české vysílače. Oba šíří DVB-T2 přechodové multiplexy na shodných kmitočtových kanálech v takzvané jednofrekvenční síti (Single Frequency Network – SFN), kdežto hlavní celoplošné DVB-T multiplexy vysílají z těchto vysílačů na odlišných kmitočtových kanálech. 

Příjem DVB-T multiplexů z vysílačů Javořice a z Votic probíhal a probíhá ve zmíněné lokalitě vždy a naprosto bez problémů. Doplním pouze důležitou poznámku, že příjem televizního signálu z nedalekého hlavního jihočeského vysílače Kleť je v obci Slavče v podstatě nemožný kvůli překážce v podobě hory Kluk. Ta se nachází v těsné blízkosti obce ve směru na Kleť.


Autor: Marek Svoboda

Překážka v příjmu z hlavního Jihočeského vysílače Kleť.

Instalace u zákazníka

Při instalaci u zákazníka, který byl vybaven televizní technikou pouze pro příjem stávajícího standardu DVB-T, jsem nejdříve zjistil ideální azimuty obou zmíněných nejihočeských vysílačů. Parametry u DVB-T signálů celoplošných multiplexů byly ve všech případech vynikající, jak ilustrují i přiložené screenshoty. 

Při optimálním směrování antény na vysílač z Votic byly DVB-T signály silnější přibližně o 5 dBuV než u signálů z Javořice. Přesto jsem anténu orientoval na Javořici, protože zde navíc vysílá i multiplex 3 společnosti CDG a provozovaný Českými Radiokomunikacemi, zatímco votický vysílač vysílá pouze dvě hlavní DVB-T sítě. 


Autor: Marek Svoboda

Příjmové parametry DVB-T multiplexu 3 z vysílače Javořice u zákazníka (klikněte pro zvětšení obrázku).


Autor: Marek Svoboda

Příjmové parametry DVB-T multiplexu 1 z vysílače Javořice u zákazníka (klikněte pro zvětšení obrázku).


Autor: Marek Svoboda

Příjmové parametry DVB-T multiplexu 3 z vysílače Votice u zákazníka (klikněte pro zvětšení obrázku).


Autor: Marek Svoboda

Příjmové parametry DVB-T multiplexu 1 z vysílače Votice u zákazníka (klikněte pro zvětšení obrázku).

Po změření příjmových parametrů všech tří DVB-T multiplexů jsem se pro zajímavost zaměřil ještě na stav SFN sítí dvou aktuálně vysílajících přechodových DVB-T2 multiplexů 11 a 12. 


Autor: Marek Svoboda

Spektrum DVB signálů z vysílače Javořice.

Při měření jsem s nemilým překvapením zjistil, že příjmové parametry obou DVB-T2 multiplexů jsou na rozdíl od DVB-T výrazně horší, a to s velmi malou příjmovou rezervou, která u takto vzdálených vysílačů nevěstí nic dobrého.


Autor: Marek Svoboda

Příjmové parametry přechodové DVB-T2 sítě 11 (SFN Javořice-Votice) u zákazníka.


Autor: Marek Svoboda

Příjmové parametry přechodové DVB-T2 sítě 12 (SFN Javořice-Votice) u zákazníka.

Začal jsem pátrat po příčině. Na grafu spektrální analýzy u zákazníka nebylo vidět nic zvláštního, v grafu echo-analýzy nebylo vidět také nic problematického, tedy žádný silný či slabý odraz nebo signál dalšího vysílače uvnitř ani mimo ochranný interval. 

Na grafu modulačních chybovostí všech nosných kmitočtů OFDM signálu (MER by Carrier) už ale byly vidět podezřelé periodické propady hodnot MER.


Autor: Marek Svoboda

Zarušená přechodová DVB-T2 síť 12 – periodické propady (graf MER by Carrier).


Autor: Marek Svoboda

DVB-T multiplex 3 z vysílače Javořice – bez problému (graf MER by Carrier).

Postupně jsem zjistil, že se jedná o přítomnost dvou téměř stejně silných signálů, které přicházejí na anténu v téměř stejný časový okamžik. Jejich nepatrný časový posun způsobuje v pravidelných úsecích fázové zkreslení jednotlivých nosných kmitočtů v podobě propadů v kmitočtovém spektru kanálu a tím pádem i v grafu MER by Carrier. 

Dá se to popsat i tak, že se amplitudy nosných kmitočtů OFDM v pravidelných intervalech začínají odečítat. Jedná se o takzvaný efekt hřebenového filtru. V místě instalace u zákazníka jsem napočítal v 8MHz kanále celkem 23 periodických propadů hodnot MER.

Průzkum oblasti a periodické propady spektra


Autor: Marek Svoboda

Testovací příjem v problémové oblasti.

Zkusil jsem ještě v okolí obce udělat několik pokusných měření a pokaždé jsem zjistil, že periodické propady zde byly přítomny stále. Jen se samozřejmě měnily časové intervaly, respektive počet jednotlivých propadů MER v kmitočtovém kanálu a tím pádem i hodnota průměrové MER (RMS).

MBC - Propady ve spektru 32x.
Autor: Marek Svoboda

MBC – Propady ve spektru 32×.

MBC - Propady ve spektru 18x.
Autor: Marek Svoboda

MBC – Propady ve spektru 18×.

MBC - Propady ve spektru 8x.
Autor: Marek Svoboda

MBC – Propady ve spektru 8×.

MBC - Propady ve spektru 5x.
Autor: Marek Svoboda

MBC – Propady ve spektru 5×.

V dalších pokusných případech byly propady patrné i v grafu spektrální analýzy, měřící přístroj nedokázal při vyšším počtu propadů (23×) v 8 MHz širokém kanále tyto propady vykreslit.

Rovnoramenný trojúhelník vytvořený mezi místem příjmu, vysílačem A a vysílačem B.
Autor: Marek Svoboda

Rovnoramenný trojúhelník vytvořený mezi místem příjmu, vysílačem A a vysílačem B.

Při pohledu na měřící protokol v aplikaci Mapy.cz je patrné, že měřící oblast, a tím pádem i instalační místo u zákazníka, se vyskytují téměř přesně na vrcholu rovnoramenného trojúhelníku. 

Oba vysílače tvoří s místem instalace příslušné vrcholy tohoto geometrického obrazce. Pro názornou ilustraci je vhodné uvést, že vzdálenost místa příjmu od obou vysílačů je přibližně osmdesát kilometrů.

Konstelační diagram DVB-T signálu na samostatném kanále.
Autor: Marek Svoboda

Konstelační diagram DVB-T signálu na samostatném kanále.

Konstelační diagram DVB-T2 signálu při vzácném rušení zpožděným signálem v SFN.
Autor: Marek Svoboda

Konstelační diagram DVB-T2 signálu při vzácném rušení zpožděným signálem v SFN.

Toto rušení se vyskytuje na místech vzdálených několik desítek až stovek metrů od osy rovnoramenného trojúhelníku (vysílač A – místo příjmu – vysílač B). Další podmínkou vzniku takového rušení je přítomnost těchto signálů ve vzájemně podobných úrovních elektromagnetického pole.

Výpočet zpoždění a rozdílu vzdáleností

Podle počtu propadů spektra v kmitočtovém kanále, respektive podle frekvenčního rozdílu dvou sousedních propadů lze jednoduše vypočítat rozdíl časového zpoždění, respektive vzdáleností obou zmíněných vysílačů od místa příjmu. 

Z propadů spektra signálu lze tímto způsobem například v jiném případě problémového příjmu zjistit vzdálenost kopce, od kterého se odráží signál znemožňující stabilní zpracování přímého signálu. Ten je na přijímací anténě slabší než signál takto odražený (Preecho).

Početní vzorec: 

  • 1 / (kmitočtový rozdíl v MHz) x 300 (rychlost světla) = rozdíl vzdálenosti obou vysílačů (vysílacích antén) od místa příjmu v metrech.
Výpočet časového zpoždění signálů.
Autor: Marek Svoboda

Výpočet časového zpoždění signálů.

Eliminace rušení

Problémová situace může být zmírněna přetočením antény mimo přímý směr vysílače Javořice a co největší eliminací signálu z Votic vhodnou anténou. Musím ale bohužel počítat s tím negativem, že se připravím o část tolik potřebné signálové rezervy, se kterou není u příjmu z tak vzdáleného vysílače radno plýtvat. 

Nebo jako hlavní směr příjmu zvolím silnější signál z Votic a příjem multiplexu 3 (CDG) budu řešit další anténou, slučovačem a selektivním prvkem (K30) z vysílače Javořice. Obě varianty jsem vyzkoušel, a to jak s pomocí běžné antény (LP, krátká X-color), tak s využitím dlouhé výkonné směrovky EmmeEsse. 

Ani v jednom případě jsem se ale u DVB-T2 sítí nedostal na srovnatelné parametry příjmu (MER, BER před korekcí a NoiseMargin) jako u signálů DVB-T, vysílaných na samostatných kanálech. 

Parametry přechodové DVB-T2 sítě 11 při eliminaci vlivu rušivého signálu.
Autor: Marek Svoboda

Parametry přechodové DVB-T2 sítě 11 při eliminaci vlivu rušivého signálu.

Parametry DVB-T multiplexu 3 bez rušení.
Autor: Marek Svoboda

Parametry DVB-T multiplexu 3 bez rušení.

Když nedávno proběhla výluka vysílače Javořice, byly po celou dobu výluky v této oblasti změřeny parametry příjmu DVB-T2 signálů z Votic naprosto vynikající a plně srovnatelné s parametry příjmu DVB-T signálů. 

KL18_hlasování

Jakmile výluka skončila a vysílač začal znovu vysílat, opět se příjmové parametry DVB-T2 signálu v této oblasti zhoršily. Jedná se tedy o velmi vzácnou příjmovou situaci a v žádném případě ji nelze chápat jako chybu na vysílací straně.

Spektrum signálu vzácně ovlivněné zpožděným signálem z jiného vysílače v SFN.
Autor: Marek Svoboda

Spektrum signálu vzácně ovlivněné zpožděným signálem z jiného vysílače v SFN.

Tuto situaci lze naprosto jasně popsat v geometrii jako superpozici – skládání kmitů o shodných frekvencích. Věřím, že uvedená praktická zkušenost i ilustrované detaily zaujmou čtenáře serveru DigiZone, a to nejen z řad techniků zabývajících se instalací anténních systémů.

Našli jste v článku chybu?