Konkrétní perspektivní systémy veřejné pozemní mobilní komunikace DIGITÁLNÍ TELEVIZE A DIGITÁLNÍ ROZHLAS SOUČASNOST A PERSPEKTIVY Doc. Ing. Václav Žalud, CSc Katedra radioelektroniky FEL ČVUT Praha © Doc. Ing. Václav Žalud, CSc © Doc. Ing. Václav Žalud, CSc

Obecné Shannonovo schéma radiokomunikačního systému

Reálné schéma radiového komunikačního systému

Zobrazení signálů v časové oblasti a ve frekvenční oblasti

Šíření rádiových vln v pozemní komunikaci

Výkonový profil zpoždění a spektrum přijímaných složek při mnohocestném šíření

Konkrétní příklady výkonového profilu zpoždění PDP

Základní typy digitálních modulací ASK - FSK - PSK

Digitální modulace MFSK-MPSK-MQAM

Základní parametry digitálních modulací

Závislosti chybovosti BER na poměru C/N

Hierarchické modulace QAM

Vliv poměru SNR na chybovost modulace BPSK

Ortogonální frekvenční multiplex OFDM (jako základ mnohonásobného přístupu OFDMA/FDMA) symbol. perioda (korelátor)

Časové průběhy subnosných vln multiplexu OFDM

Ochranný interval GI a cyklický prefix CP v OFDM

Ochrana rádiového přenosu proti rušivým efektům působícím v rádiovém kanálu Kanálové kódování FEC (Forward Error Correction): přidávání redundandních (ochranných) bitů k datovým bitům, které v dekodéru přijímače umožňují detekovat a případně i korigovat chybně přenesené osamocené bity Opakované vysílání ARQ (Automatic Repeat Query): chybami postižené úseky přenosu jsou v přijímači detekčními kódy indikovány; vysílač je potom automaticky zpětným kanálem požádán o jejich opakované vysílání (i vícenásobné) Ekvalizace EQ (Equalization): základem ekvalizéru v přijímači je “inverzní frekvenční filtr”, který kompenzuje amplitudové a fázové zkreslení rádiového kanálu, vznikající např. mnocestným šířením; v mobilní komunikaci musí být ekvalizér adaptivní, neboť parametry kanálu se neustále mění. Diverzita RD (Radio Diversity): podstatou diverzity je vytvoření více rádiových kanálů mezi vysílačem a přijímačem, které přenášejí stejný informační signál, avšak mají vzájemně co nejslaběji korelované úniky. Prokládání ILV (Interleaving): záměrné, přesně definované změny přirozeného pořadí bitů, prováděné v prokladači zařazeném před modulátorem a opětovné obnovení původního pořadí, realizované v inverzním prokladači za demodulátorem; tím se shluky chyb vznikající v rádiovém kanálu mění na chyby osamocené, které lze konvenčními kanálovými kódy již korigovat.

Principy ochranného blokového kódování FEC

Principy ochranného konvolučního kódování FEC

Principy ochranných turbo kódů Turbo kodér s paralelním zřetězením dvou kodérů typu RSC a s pseudonáhodným prokladačem, jež je zařazeném před jedním z nich; bloky vstupního signálu a obě RSC složky se multiplexují a vysílají Turbo dekodér s měkkým (tzv. kvantovaným) rozhodováním a s iterativním dekódováním; s rostoucím počtem iterací se snižuje výsledná chybovost, avšak narůstá zpoždění přenosu Koncepce turbo kodérů: "divide - and - conquer", tj. rozděl a panuj; zakódovaný signál je zde složen ze tří slabě korelovaných složek, což je předpoklad k dosažení velkého kódového zisku Koncepce turbo dekódérů: „solving the rows helps to solve column and vice versa"; iterativní vícenásobný postup dekódování je analogií řešení křížovky, kde nejistá písmena resp. slova při postupu řešení po řádcích je možné upřesnit postupem po sloupcích a naopak

Principy blokového a konvolučního prokládání (interleaving)

Základní koncepce řetězového kódování a jeho vliv na chybovost BER

Rádiový přenos s prostorovou diverzitou

Vývoj systémů s prostorovou diverzitou

Diversitní systémy MIMO (dva režimy)

Zlepšení poměru SNR u systému MIMO v diversitním režimu

Využití systémů MIMO při implementaci prostorového multiplexování SM

Zapojení kompletního vysílacího systému digitální družicové televize DVB-S

Přijímač digitální družicové televize DVB-S

Vysílač digitální kabelové televize DVB-C

Vysílač a přijímač digitální pozemní televize DVB-T

Monofrekvenční síť televize DVB-T

Mobilní televize v celulárních sítích 3G TVo3G BTS mobil. síť UMTS 3. generace Broadcast Multicast Service Center BTS BTS Illustration of the MBMS enhanced broadcast mode. In this example, the RNC decides to distribute the content via a point-to-multipoint radio bearer when three or more users request the same TV channel.

Příští vývoj některých standardů DVB DVB-T DVB-T2 DVB-H DVB-SH multiplex OFDM OFDM/TDM modulace QPSK, 16QAM, 64QAM 64QAM,256QAM QPSK, 16-QAM, 64-QAM kanálové kódování FEC LDPC + BCH FEC + MPE-FEC jako 3GPP (turbo...) šířka rádiového pásma [MHz] 6;7; 8 1,7; 5; 6; 7; 8; 10 5; 6; 7; 8 1,7; 5; 6; 7; 8