Измерение параметров приема (чувствительность)

 

Хотя у абонентских приставок нормируется достаточно большое количество параметров, особенную важность с точки зрения обеспечения качественного приема представляет чувствительность приемника – параметр, характеризующий способность приемника обеспечивать прием исходного радиосигнала на фоне собственных шумов.

Реальная чувствительность определяется минимальным уровнем радиосигнала на его входе, и заданным уровнем соотношения сигнал/шум, при котором обеспечивается квазибезошибочный прием. Допустимое минимальное отношение сигнал/шум C/N (dB) для стандарта DVB-T является функцией метода модуляции. В [2] определены требуемые отношения сигнал/шум C/N для достижения квазибезошибочного приема для различных видов модуляции. Так для модуляции QPSK и скорости кодирования 1/2- C/N=3,1 dB, для модуляции 16-QAM и скорости кодирования 3/4 - C/N=12,5 dB, а для модуляции 64-QAM и скорости кодирования 7/8 - C/N=20,1 dB.

Квазибезошибочный прием означает возникновение не более одной неисправимой ошибки в течение часа, что соответствует значению BER = 2∙10⁴ после декодера Витерби.

Требуемое значение чувствительности цифровой телевизионной приставки DVB-T, ограниченная собственными шумами, может быть вычислена по формуле:

 

P_{s min} = F + 10log(kT₀B)+C/N, (3.1)

 

где:

P_{s min} – минимальная мощность входного сигнала на приемнике (dBW);

F – значение шума приемника (dB);

k – постоянная Больцмана = 1,38∙10^-23;

T₀ – абсолютная температура = 290 K;

B – ширина полосы шума приемника (Hz);

C/N – отношение сигнал/шум ВЧ сигнала (dB).

Подставив значения параметров и проведя некоторые вычисления, получим:

 

P_{s min} (dBm) = – 97,2 dBm + C/N. (3.2)

 

С учетом указанных выше значений C/N получим необходимое значение чувствительности приемника: для модуляции QPSK и скорости кодирования 1/2 – P_{s min} = – 94,1 dBm, для модуляции 16-QAM и скорости кодирования 3/4 – P_{s min} = – 84,7 dBm, а для модуляции 64-QAM и скорости кодирования 7/8 – P_{s min} = – 77,1 dBm.

В литературе встречаются различные методы испытаний. В целом обобщенную структурную схему испытаний абонентской приставки можно привести, как это указано на рис.3.5.

В нашем распоряжении имеется специальная система вещательного телевидения Rohde&Schwarz SFU, которая обладает функциями генератора многопрограммного потока MPEG-4, модулятора DVB-T и преобразователя частоты. Имеется возможность установки уровня выходного сигнала прибора с заданной точностью и отношением сигнал/шум. Следовательно, далее можно составить схему проведения испытаний, как это показано ниже на рис. 3.6.

В качестве анализатора ошибок применен телевизионный анализатор Rohde&Schwarz ETL.

 

Рис. 3.5. Обобщенная структурная схема проведения испытаний приставки

 

 

 

Рис. 3.6. Схема проведения испытаний абонентской приставки

 

Осциллограф Tektronix TDS2024B с функцией контроля испытательной строки служит для контроля качества изображения на выходе приставки с помощью количественной оценки измерительных сигналов испытательных строк. К выходу приставки также подключен телевизор для дополнительного контроля.

Уровень испытательного сигнала, подаваемого на вход испытуемых приёмников DVB-T от измерительной системы вещательного телевидения R&S SFU уменьшается с шагом 1 dBm от – 50 dBm до значения, при котором качество декодирования начинает резко снижаться.

При этом, в качестве критерия определяющего качество декодирования можно принять или субъективную оценку воспроизведения на экране телевизора, подключенного к приставке или объективную оценку значения BER после декодера Витерби. При субъективной оценке уровень входного сигнала уменьшается до тех пор, когда наблюдается появление артефактов «рассыпания», «замораживания», а также срывов изображения или звука. При объективной оценке выбирается значение BER после декодера Витерби соответствующее квазибезошибочному приему, следовательно, BER = 2∙10^–4. Соответствующий уровень радиосигнала принимается за минимальный допустимый уровень для данной абонентской приставки, который и представляет собой ее реальную чувствительность по входному сигналу.

Цифровая телевизионная приставка DVB-T соответствует требованиям НД, если полученные в ходе испытаний значения минимального уровня входного сигнала для различных видов модуляции и относительных скоростей кодирования не превышают расчётных значений, полученных по (3.2).

При минимальном уровне радиосигнала на входе приставки качество сигнала изображения также оценивается с помощью цифрового осциллографа по искажению элементов измерительных сигналов испытательных строк (рис. 3.7), входящих в состав универсальной испытательной таблицы (рис. 3.8) в соответствии с методами количественной оценки величины искажений, изложенными в ГОСТ 18471.

 

 

Рис. 3.7. Изображение осциллограммы сигнала I испытательной строки (элементы B2, B1, F)

 

На основании значений величины искажения элементов измерительных сигналов оценивается отклонение качественных показателей телевизионного сигнала от установленных требований и их допусков.

Задачей генератора многопрограммного потока является формирование различных тестовых видеопотоков, кодированных в формате MPEG-4. Модулятор DVB-T служит для формирования вещательного сигнала DVB-T с применением соответствующего канального кодирования (рандомизация, перемежение, сверточное кодирование Витерби и кодирование Рида-Соломона) и модуляции по методу COFDM. Вещательный сигнал переносится в полосу частот приема приставки преобразователем, аттенюатор служит для установки заданного уровня полезного сигнала, который подается на вход испытуемой приставки.

 

Рис. 3.8. Изображение испытательной таблицы УЭИТ

 

Также на вход приставки может подаваться мешающий сигнал заданного уровня. Квазибезошибочный прием контролируется путем измерения BER после декодера Витерби анализатором ошибок. Телевизор служит для дополнительного контроля и субъективной оценки. Когда нарушается условие безошибочного приема, на экране телевизора наблюдается появление артефактов «рассыпания», «замораживания», а также срывов изображения или звука. Также применяется объективная оценка качества изображения и звука на выходе приставки с помощью количественной оценки измерительных сигналов испытательных строк. Измерение показателей измерительных сигналов проводиться с помощью видео и аудио анализатора. Условием такого измерения является наличие в исходном сигнале измерительных сигналов испытательных строк.

 

Глава 4.

МОНИТОРИНГ СЕТЕЙ IPTV

 

4.1. Восприятие качества систем IPTV

4.2. Требования к процедурам сквозного тестирования сетей

4.3 Традиционные подходы в измерениях

4.4 Новая методология измерений