CC BY
10УДК 62
М.К. Бурачков
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОГО ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ ПЕРЕДАТЧИКОВ В ОДНОЧАСТОТНОЙ СЕТИ БУБ-Т2
Приведены результаты моделирования возможного взаимного влияния двух передатчиков ОУБ-Т2, вещающих на совмещенном канале. Выявленные области интерференции охватывают часть населенных пунктов, что требует корректировки зоны обслуживания.
Ключевые слова: ОУБ-Т2, зона обслуживания, интерференционные помехи.
Во Владивостоке и прилегающих территориях развернута одночастотная сеть DVB-T2 (ОЧС DVB-T2), использующая для вещания второго мультиплекса 56 ТВ канал (центральная частота 754 МГц). Этот же частотный ресурс используется и в городе Уссурийске. На этапе частотно -территориального планирования сети обязательно проводятся соответствующие расчеты и оценка влияния внутрисистемных помех на результирующую зону обслуживания сети. Конечной целью этих расчетов и оценки помех является обеспечение максимально возможной зоны обслуживания сети, в пределах которой обеспечивается прием на абонентские терминалы с требуемым качеством. Этому вопросу посвящено достаточно много публикаций [2,3,4].
В данной работе предпринята попытка выявить возможные области возникновения интерференционных помех, возникающих при влиянии сигналов от центрального передатчика ОЧС города Владивостока на зону обслуживания в городе Уссурийске.
При планировании ОЧС DVB-T2 последовательно рассчитывают уровни полезного сигнала и возможных помех в каждой точке зоны обслуживания.
Как правило, расчет зоны обслуживания выполняется путем перебора всех точек предполагаемой территории охвата. При этом критерием принадлежности точки к зоне обслуживания является одновременное выполнение двух условий:
-напряженность поля сигнала выше требуемого значения;
-напряженность поля полезного сигнала выше напряженности поля помехи на величину большую или равную защитному отношению.
В одночастотной сети критерием того, относится ли принятое излучение в конкретной точке к помехе или сигналу, является задержка в прохождении сигнала: если задержка выше длительности защитного интервала, то это помеха, иначе - сигнал. В результате может происходить перераспределение энергии: часть из суммарной напряженности поля в данной точке формирует напряженность поля сигнала, оставшаяся часть - напряженность поля помехи.
Моделирование ОЧС DVB-T2 базировалось на использовании соответствующих параметров, изложенных в системном проекте цифрового эфирного вещания на территории Приморского края [7]. Параметры передатчиков приведены в таблицах 1,2,3 и 4.
Способ приема сигнала - фиксированный, высота приемной антенны - 10 м, канал распространения сигнала - АГБШ (Гаусса). Требуемая напряженность поля в зоне обслуживания и защитное отношение сигнал/шум определены в соответствии с [5,6] и для выбранного примера составляют 55,5 дБмкВ/м и 19,7 дБ соответственно.
Таблица 1
Параметры передатчика г. Владивостока_
Диапазон частот 750 - 758 МГц
Центральная частота 754 МГц
Режим вещания MPLP
Вид модуляции 64QAM
Скорость кодирования 4/5
Размерность ДПФ 32к
Защитный интервал 1/16 (224 мкс)
Тип антенны 4 панели, 8 этажей
Высота подвеса 185 метров
Мощность передатчика 5000 Вт
© Бурачков М.К., 2018.
Таблица 2
Параметры ОЧС DVB-T2 г. Владивостока_
Чувствительность приемника 39,8107 мкВ (-75 дБм)
Затухании в линии 1,501 дБ
Коэффициент усиления антенны 15,49 дБд (17,63 дБи)
Поверхностная рефракция 301
Удельная электропроводность почвы 0,005 С/м
Относительная диэлектрическая проницаемость 15
почвы
Климат Умеренный
Поляризация Горизонтальная
Режим Вещание
Заметим, что используемый на центральном передатчике ОЧС города Владивостока (сопка Орлиная) комплекс антенн с достаточно высоким коэффициентом усиления формирует эффективную излучаемую мощность в 205,5 кВт. Можно предположить, что при такой мощности и значительной эффективной высоте подвеса антенн (около трехсот пятидесяти метров) возможно влияние данного передатчика на зону обслуживания города Уссурийска, расположенной на расстоянии около 80 километров. Эффективная излучаемая мощность города Уссурийска равна 33,4 кВт
Таблица 3
Параметры передатчика г. Уссурийска_
Диапазон частот 750 - 758 МГц
Центральная частота 754 МГц
Режим вещания MPLP
Вид модуляции 64QAM
Скорость кодирования 4/5
Размерность ДПФ 32к
Защитный интервал 1/16 (224 мкс)
Тип антенны 4 панели, 8 этажей
Высота подвеса 65 метров
Мощность передатчика 1000 Вт
Таблица 4
Параметры сети DVB-T2 г. Уссурийска_
Чувствительность приемника 39,8107 мкВ (-75 дБм)
Затухании в линии 1,87278 дБ
Коэффициент усиления антенны 14,97 дБд (17,11 дБи)
Поверхностная рефракция 301
Удельная электропроводность почвы 0,005 С/м
Относительная диэлектрическая проницаемость 15
почвы
Климат Умеренный
Поляризация Горизонтальная
Режим Вещание
Для расчета зон обслуживания использовалась модель Лонги-Райса, реализованная в открытом программном комплексе Radiomobile (http://www.ve2dbe.com/). На рисунке 1 представлен скриншот экрана с инструкцией, в которой приведены параметры расчетов возможных зон интерференции при выборе защитного интервала, равного 1/16 длительности полезного символа, соответствующая эквивалентному расстоянию между передатчиками, равному 80 километров.
Рис. 1. Скриншот экрана комплекса Radiomobile с заданными параметрами моделирования взаимного влияния двух передатчиков на качество зон обслуживания
Результаты расчетов представлены на рисунке 2. Будем считать нормой случай, когда уровень полезного сигнала будет выше, чем уровень помех в гауссовском канале с учетом запаса на замирания (для нашего случая, в соответствие с ГОСТ СТВ РФ, он равен 55,5 дБмкВ/м [5,6]). На рисунке зеленым цветом отмечен этот случай, а именно, те участки, где прием сигналов стабилен.
Поскольку расстояние между Владивостоком и Уссурийском превышает эквивалентную временную задержку сигналов сети DVB-T2, то в зоне обслуживания передатчика города Уссурийска могут появится зоны интерференции.
Оценим условия возможной интерференции сигналов DVB-T2 от передатчика на сопке «Орлиное гнездо» в соответствии с методикой, описанной в пособии [9]. Запишем условия интерференции: внутри-сетевая интерференция возникает тогда, когда сигналы передатчиков DVB-T2 приходят с относительной задержкой, превышающей защитный интервал (ЗИ). ЗИ - основной параметр одночастотной сети, определяющий её топологию (географию расположения передатчиков относительно друг друга). Сформулируем условия внутрисетевой интерференции в одночастотной сети (ОЧС).
Примем, что для двух станций ОЧС временная задержка сигнала от станции А относительно станции Б в любой точке, обслуживаемой станцией Б, определяется формулой:
Дт = t„
th
(1)
где ^ - задержка от станции А в исследуемой точке (в нашем случае это задержка сигнала от передатчика на сопке «Орлиное гнездо»), ^ - задержка сигнала от станции Б (передатчика города Уссурийска).
Таким образом основное условие интерференции должно выражаться в запаздывании сигнала от А относительно сигнала от Б во всей зоне обслуживания станции Б на величину защитного интервала ОЧС:
Лт = (Ьа - Ьь) < Тд (2)
В то же время, для отсутствия внутрисетевой интерференции, между двумя станциями ОЧС, необходимо выполнить одно из двух условий:
- расстояние между станциями не превышает расстояние, эквивалентное величине защитного интервала;
- уровни этих двух сигналов отличаются на величину большую, чем защитное отношение для выбранного режима модуляции (-30 дБ для боковых полос, -60 дБ для внеполосного излучения).
Рис. 2. Взаимное влияние передатчиков.
Проведем расчет в одной из точек зоны обслуживания города Уссурийска (см. рисунок 3, 4 «PriemnikUssuriysk»), для того, чтобы выяснить - соблюдается ли данное условие интерференции для приемника в данном месте. Для того, чтобы получить необходимые для расчетов параметры в точке, воспользуемся функцией «Радиоканал» программы Radiomobile:
Рис. 3. Радиоканал от передатчика города Уссурийска до приемника в возможной зоне интерференции
Рис. 4. Радиоканал от передатчика города Владивостока, находящегося на сопке «Орлиное гнездо»,
до приемника в возможной зоне интерференции
Из представленных на рисунках величин нас интересует лишь напряженность и расстояние от передатчика до приемника, с помощью которого можно рассчитать время задержки.
Проверим условия возникновения интерференции в выделенной зоне. Учитывая расстояние от передатчика на сопке «Орлиное гнездо» до приемника, равное 80,7 километров, а также расстояние от передатчика города Уссурийска до приемника, равное 7,8 километра, в соответствии с формулой (2), получим:
=269 мкс =26 мкс
Дт =243 мкс
Поскольку полученная величина Дт превышает величину защитного интервала, можно сделать вывод, что причиной возникновения областей интерференции в зоне обслуживания сети DVB-T2 города Уссурийска, стало возможное влияние передатчика города Владивостока.
Проверим второе условие возникновения интерференции. Напряженность помехового сигнала, создаваемая передатчиком на сопке «Орлиное гнездо», равна 51,6 дБмкВ/м (см. рис. 3, 4), а напряженность полезного сигнала от передатчика г. Уссурийска - 62,5 дБмкВ/м. Разница между ними составляет 10,9 дБмкВ/м, что превышает уровень защитного отношения. В соответствие с ГОСТ РФ по планированию сетей DVB-T2 [5,6] защитное отношение на влияние передатчиков DVB-T2/DVB-T2 должно быть не менее 30 дБ.
Таким образом, результаты моделирования взаимного влияния главного передатчика ОЧС DVB-T2 г. Владивостока и передатчика г.Уссурийска демонстрируют наличие небольшой области интерференции на северо-востоке зоны обслуживания Уссурийского городского округа. Возможной корректировкой для исключения данной ситуации может быть уменьшение мощности передатчика, либо переход на защитный интервал У полезного символа.
Библиографический список
1.Report ITU-R BT.2254 «Frequency and network planning aspects of DVB-T2», 09/2012
2.Ломакин А.Ф., Школьный С.И. «Моделирование поля DVB-T в условиях городской застройки» // Научно-технический вестник информационных технологий - 2012, №6 (82)
3.Карякин В.П. Цифровое телевидение. - М: СОЛОН-Пресс,2013,-448 стр.
4.ГОСТ Р 55947-2014 Телевидение вещательное цифровое. Приемники для эфирного цифрового телевизионного вещания DVB-T2. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений и испытаний. // М.: Стан-дартинформ, 2014 г.
5.ГОСТ Р 55696-2013 Телевидение вещательное цифровое. Передающее оборудование для цифрового наземного телевизионного вещания DVB-T/T2. Технические требования. Основные параметры. Методы измерений. // М.: Стандартинформ, 2014 г.
6.Системный проект сеть цифрового наземного вещания на территории приморского края (второй частотный мультиплекс) // ФГУП «РТРС», 2010 г.
7.А.Ф. Ломакин, Г.А. Стеценко, Р.В. Димидов «Предварительные исследования качества приема сигнала в од-ночастотной сети DVB-T Владивостока».
8.А.Ф. Ломакин, Г.А. Стеценко «Основы организации цифрового эфирного телевещания»
БУРАЧКОВ МАКСИМ КОНСТАНТИНОВИЧ - магистрант, Дальневосточный федеральный университет, Россия.
