Войти
A одночастотная сеть или SFN - это широковещательная сеть где несколько передатчиков одновременно отправляют один и тот же сигнал по одному и тому же каналу частоты.
Модель одночастотной сети . Вверху: многочастотная сеть. Внизу: одночастотная сеть Аналоговые AM и FM сети радиовещания, а также поскольку сети цифрового вещания могут работать таким образом. SFN обычно несовместимы с передачей аналогового телевидения, поскольку SFN приводит к двоению из-за эхо-сигналов того же сигнала.
Упрощенная форма SFN может быть достигнута с помощью маломощного параллельного канала повторителя, усилителя или широковещательного транслятора, который используется в качестве передатчика-заполнителя.
Целью SFN является эффективное использование радиоспектра, что позволяет передавать большее количество радио- и телепрограмм по сравнению с традиционной многочастотной сетью (MFN) передача инфекции. SFN также может увеличивать зону покрытия и снижать вероятность сбоя по сравнению с MFN, поскольку общий уровень принятого сигнала может увеличиваться до положений посередине между передатчиками.
схемы SFN в некоторой степени аналогичны тому, что в не широковещательной беспроводной связи, например сотовых сетях и беспроводных компьютерных сетях, называется передатчиком макроразнесением, CDMA мягкая передача обслуживания и динамические одночастотные сети (DSFN ).
Передача SFN может рассматриваться как серьезная форма многолучевого распространения. Радиоприемник принимает несколько эхо-сигналов одного и того же сигнала, и конструктивная или деструктивная помеха среди этих эхо-сигналов (также известная как самоинтерференция ) может привести к замиранию. Это проблематично, особенно при широкополосной связи и цифровой связи с высокой скоростью передачи данных, поскольку замирание в этом случае является частотно-избирательным (в отличие от плоского замирания), и поскольку распространение эхо-сигналов по времени может привести к межсимвольная интерференция (ISI). Замираний и ISI можно избежать с помощью схем разнесения и фильтров выравнивания.
В широкополосном цифровом широковещании, самостоятельно подавление помех обеспечивается методом модуляции OFDM или COFDM. OFDM использует большое количество медленных низкополосных модуляторов вместо одного быстрого широкополосного модулятора. Каждый модулятор имеет свой частотный подканал и частоту поднесущей. Поскольку каждый модулятор работает очень медленно, мы можем позволить себе вставить защитный интервал между символами и, таким образом, устранить ISI. Хотя замирание является частотно-избирательным по всему частотному каналу, его можно рассматривать как плоское в узкополосном подканале. Таким образом, можно избежать использования продвинутых фильтров коррекции. Код с прямым исправлением ошибок (FEC) может противодействовать тому, что определенная часть поднесущих подвержена слишком сильному замиранию для правильной демодуляции.
OFDM используется в системах наземного цифрового ТВ вещания DVB-T (используется в Европе и многих других регионах), ISDB-T (используется в Япония и Бразилия ) и в ATSC 3.0. OFDM также широко используется в системах цифрового радио, включая DAB, HD Radio и T-DMB. Следовательно, эти системы хорошо подходят для работы SFN.
В DVB-T функциональность SFN описана как система в руководстве по реализации. Это позволяет использовать ретрансляторы, передатчики-заполнители (по сути, маломощный синхронный передатчик) и использовать SFN между основными вышками передатчиков.
DVB-T SFN использует тот факт, что защитный интервал сигнала COFDM, допускающий возникновение эхо-сигналов различной длины, не отличается от такового у нескольких передатчиков, передающих один и тот же сигнал на той же частоте. Критические параметры в том, что это должно происходить примерно в одно и то же время и с той же частотой. Универсальность систем передачи времени, таких как приемники GPS (здесь предполагается, что они обеспечивают сигналы PPS и 10 МГц), а также других подобных систем позволяет согласовывать фазу и частоту между передатчиками. Защитный интервал учитывает временной бюджет, из которого несколько микросекунд могут быть выделены для временных ошибок используемой системы передачи времени. В худшем случае приемник GPS может обеспечить время +/- 1 мкс, что вполне соответствует системным потребностям DVB-T SFN в типичной конфигурации.
Чтобы добиться одинакового времени передачи на всех передатчиках, необходимо учитывать задержку передачи в сети, обеспечивающей транспорт для передатчиков. Поскольку задержка от исходного пункта до передатчика меняется, необходима система, которая добавляла бы задержку на выходной стороне, чтобы сигнал достигал передатчиков одновременно. Это достигается за счет использования специальной информации, вставляемой в поток данных, называемой пакетом инициализации мегакадра (MIP), который вставляется с помощью специального маркера в транспортный поток MPEG-2, формируя мегакадр. MIP имеет временную метку в адаптере SFN, измеренную относительно сигнала PPS и отсчитываемую с шагом 100 нс (период времени 10 МГц) с максимальной задержкой (запрограммированной в адаптере SFN). Адаптер SYNC сравнивает пакет MIP с его локальным вариантом PPS, используя 10 МГц для измерения фактической сетевой задержки, а затем задерживает пакеты до тех пор, пока не будет достигнута максимальная задержка. Подробности можно найти в ETSI TR 101 190, а подробности о мегакадрах - в ETSI TS 101 191.
Следует понимать, что разрешение формата мегакадров задается с шагом 100 нс, тогда как Требуемая точность может быть в диапазоне 1-5 мкс. Разрешение достаточно для необходимой точности. Нет строгой необходимости в пределе точности, поскольку это аспект сетевого планирования, в котором защитный интервал разделяется на ошибку системного времени и ошибку времени пути. Шаг 100 нс соответствует разнице в 30 м, а 1 мкс представляет разницу в 300 м. Эти расстояния необходимо сравнить с расстоянием между мачтами передатчиков и отражениями в наихудшем случае. Кроме того, точность времени относится к ближайшим вышкам в домене SFN, поскольку не ожидается, что приемник будет видеть сигнал от вышек передачи, географически удаленных друг от друга, поэтому между этими вышками нет требований к точности.
Существуют так называемые решения без GPS, которые по сути заменяют GPS в качестве системы распределения времени. Такая система может обеспечить преимущество интеграции с системой передачи для транспортного потока MPEG-2. Это не меняет никаких других аспектов системы SFN, поскольку основные требования могут быть выполнены.
Хотя метод модуляции 8VSB, используемый в Северной Америке для цифрового телевидения, не предназначен для использования повторителей на канале, он относительно хорошо справляется с подавлением призраков. Ранние эксперименты на WPSU-TV привели к стандарту ATSC для SFN, A / 110. SFN ATSC получили самое широкое распространение в горных районах, таких как Пуэрто-Рико и Южная Калифорния, но также используются или планируются на более пологой местности.
Ранний ATSC тюнеры не очень хорошо справлялись с многолучевым распространением, но в более поздних системах произошли значительные улучшения.
Благодаря использованию нумерации виртуальных каналов , многочастотная сеть (MFN) может отображаться как SFN для зрителя в ATSC.
Альтернативными вариантами использования модуляции OFDM для подавления самоинтерференции SFN могут быть:
