о метрологическом обеспечении системы цифрового...

О метрологическом обеспечении

системы цифрового радиовещания DRM

«Современные телевизионные технологии.

Состояние и направления развития»

Москва

24-25 октября 2012 г.

ОАО «Научно-

исследовательский институт

телевидения»

ЗАО «Московский научно-

исследовательский

телевизионный институт»

ОАО «НИИТ»С-Петербург

ЗАО «МНИТИ»Москва

К.И.Кукк, д.т.н., профессор, главный эксперт по вопросам

внедрения цифрового радиовещания ЗАО «МНИТИ»

С.А.Третьяк, к.т.н., доцент, зам.главного инженера ОАО «НИИТ»

Д.С. Сандалов, инженер ОАО «НИИТ»

О метрологическом обеспечении системы

цифрового радиовещания DRM

Внедрение системы цифрового радиовещания

требует метрологического обеспечения на всех

этапах создания вещательной сети, при вводе в

эксплуатацию, при регламентных,

профилактических работах и непрерывно во

время вещания для соответствия

качественных показателей цифрового

радиосигнала требованиям нормативных

документов.

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

• ETSI ES 201 980-

Digital Radio Mondiale

(DRM).

System Specification

Всемирное цифровое

радио (DRM).

Системные требования.

• Создан Объединенным техническим комитетом «Радиовещание»

Европейского радиовещательного союза (EBU), Европейского

комитета нормализации в области электротехники ( CENELEC) и

Европейского института по стандартизации в области

телекоммуникаций (ETSI).

Нормативные документы

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

• ETSI TS 102 349

Digital Radio Mondiale (DRM);

Receiver Status and Control

Interface (RSCI)

• ETSI TS 102 820

Digital Radio Mondiale (DRM);

Multiplex Distribution Interface

(MDI )

• ETSI TS 102 821

Digital Radio Mondiale (DRM);

Distribution and Communications

Protocol (DCP)

• ETSI TS 102 358

Digital Radio Mondiale (DRM); Specific

Restrictions for the use of the

Distribution and Communication Protocol

(DCP)

• ETSI TS 101 968

Digital Radio Mondiale (DRM); Data

applications directory

Нормативные документы

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

• ГОСТ Р 54462-2011

Система цифрового радиовещания DRM. Требования и

параметры.

• ГОСТ Р 54717-2011

Система цифрового радиовещания DRM в диапазонах

частот ниже 30 МГц. Технические основы.

• ГОСТ Р 54718-2011

Система цифрового радиовещания DRM в диапазонах

частот ниже 30 МГц. Цифровой кодер-модулятор. Основные

параметры и технические требования.

• ГОСТ Р 54716-2011

Система цифрового радиовещания DRM в диапазонах

частот ниже 30 МГц. Контрольный радиоприемник. Общие

технические требования.

Национальные стандарты ГОСТ Р

Нормативные документы

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

• ГОСТ Р 54708-2011

Система цифрового звукового радиовещания DRM. Протокол

распределения и коммуникации (DCP)

• ГОСТ Р 54709-2011

Система цифрового звукового радиовещания DRM.

Специфичные ограничения по применению протокола

распределения и коммуникации (DCP)

• ГОСТ Р 54707-2011

• Система цифрового звукового радиовещания DRM.

Одноканальная одновременная передача программ (SCS)

• ГОСТ Р 54706-2011 Система цифрового звукового

радиовещания DRM. Интерфейс распределения мультиплекса

(MDI)

• ГОСТ Р 54710-2011 Система цифрового звукового

радиовещания DRM. Руководство по приложению данных

Национальные стандарты ГОСТ Р (продолжение)

Нормативные документы

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Комплекс метрологического обеспечения

системы цифрового радиовещания стандарта

DRM обеспечит контроль качества передачи

потока цифровых радиовещательных сигналов

и воспроизведения акустических сигналов.

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Тракт цифровой радиовещательной системы DRM

Акустические

сигналы

Воспроизводимые

акустические

сигналы

Тракт

источника

цифровых

сигналов

Тракт

передачи

сигналов

ЦПП

Тракт

воспроизведения

акустических

сигналов

21

Звенья тракта цифровой радиовещательной системы DRM

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Кодирование, передача и воспроизведение потока

цифровых радиовещательных сигналов без ошибок

обеспечивает высокое качество акустических сигналов.

Параметры тракта передачи цифрового потока можно

разделить на две группы:

- параметры цифрового потока, которые определяют

его декодируемость,

- радиочастотные параметры канала передачи,

определяющие ошибки при передаче цифрового потока

по радиочастотному каналу.

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Генератор

радиосигналов

DRM

Цифровое

радиопередающее

устройство

DRM

Приемник-

анализатор

радиосигналов DRM

Сигнал от источника

Сеть дистанционного

мониторинга

Тестовый

сигнал

Схема измерения параметров цифрового радиопередающего

устройства

IP

Радиосигнал

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Генератор

радиосигналов

DRM

Тракт

передачи

DRM

Передатчик

DRM

Приемник-

анализатор

радиосигналов

DRM

К тракту воспроизведения

акустических сигналов

Радиосигнал

Схема измерений параметров тракта передачи

Приемник-

анализатор

радиосигналов

DRM

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Цифровой

радиоприемник

Демодулятор

Декодер

Приемник-

анализатор

радиосигналов

DRM

Устройство

воспроизведения

акустических

сигналов

Радиосигнал

Генератор

радиосигналов

DRM

Схема измерения параметров цифрового радиоприемного устройства

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Состав комплекса метрологического

обеспечения цифрового радиовещания DRM

в РФ :

- Генератор радиосигналов DRM Г-550

- Приемник –анализатор радиосигналов DRM

ПЦР-1И

- Система дистанционного мониторинга

цифрового радиовещания

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Генератор радиосигналов DRM

Г-550

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Генератор радиосигналов DRM

Г-550

Нанокомпьютер

Сенсорный дисплей

(Touch screen)

Формирователь

сигналов

DRM (на ПЛИС)

Формирователь

опорной частоты

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Генератор радиосигналов DRM Г-550

предназначен:

- для проверки основных параметров абонентских

приемников стандарта DRM, соответствующих ETSI

ES 201 980, а также усилительных трактов и трактов

АФУ передатчиков стандарта DRM при разработке,

производстве и эксплуатации аппаратуры DRM;

- для проверки аппаратуры автономных радиоцентров,

студий вещания в стандарте DRM, а также подвижных

средств при различных условиях распространения

сигналов.

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

• Формирование радиочастотных сигналов стандарта DRM,

от 100 кГц до 30 МГц, что соответствует частотам

аналогового радиовещания в длинноволновом (ДВ),

средневолновом (СВ) и коротковолновом (КВ) диапазонах.

• Формирование испытательных сигналов цифрового

радиовещания осуществляется в соответствии с

нормативными документами (стандартом ETSI ES 201 980,

ГОСТ Р 54717-2011 и ГОСТ Р 54718-2011)

Функциональные возможности Г-550:

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

• Возможность установки значений выходного радиосигнала

как по частоте, так и по уровню

• Использование различных циклически повторяющихся

эталонных звуковых сюжетов (до 100 сюжетов)

• Возможность, для каждого метода кодирования, замены

звуковых сюжетов на тестовые первичные модулирующие

аудиосигналы, отличающиеся по частоте, уровню и форме

(синусоидальные, прямоугольные и треугольные)

Функциональные возможности Г-550 (продолжение):

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

• Диапазон частот от 100 до 29999 кГц

• Дискретность установки частоты 1 кГц

• Диапазон выходных уровней от 0 до минус 60 дБм

• Ширина полосы частот

генерируемого сигнала 4,5; 5; 9; 10; 18; 20 кГц

• Режимы помехоустойчивости А, В, С или D

Технические параметры генератора радиосигналов DRM

Г-550

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Режимы модуляции канала MSC 16-QAM, 64-QAM

• Режимы модуляции канала SDC QPSK, 16-QAM

• Режим модуляции канала FAC QPSK

• Уровень защиты от ошибок 0, 1, 2, 3

• Режимы защиты от ошибок EEP, UEP

• Кодирование аудиосигнала AAC+SBR, CELP+SBR, HVXC

• Модулирующие сигналы аудиофрагменты, синусоидальные,

прямоугольные; треугольные

Технические параметры генератора радиосигналов DRM

Г-550 (продолжение)

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

С помощью сенсорного дисплея,

расположенного на лицевой панели

генератора осуществляется:

- переключение режимов генератора,

- выбор формируемых сигналов

Технические параметры генератора радиосигналов DRM

Г-550 (продолжение)

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Основное «окно» пользовательского интерфейса

Бегущая строка с

информацией о

параметрах

установленного

сигнала

Выбор

языка

отображения

Отображение на дисплее Г-550

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Отображение на дисплее Г-550 выбранного

звукового сигнала:

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

«Установка частоты»« Уровень сигнала»

Отображение на дисплее Г-550

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

«Режим кодирования»

Отображение на дисплее Г-550

Канал

описания

услуг

Основной

сервисный

канал

Уровень

защиты

Полоса

пропускания

Помехоустойчивость

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Выбор режима помехоустойчивости «Robust. mode»

Отображение на дисплее Г-550

Режимы

помехоустойчивости

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Выбор ширины полосы частот

Отображение на дисплее Г-550

Полоса

пропускания

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Выбор режима модуляции канала SDC

Режим

модуляции

канала SDC

Отображение на дисплее Г-550

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Выбор режима модуляции канала MSC

Режимы

модуляции

канала MSC

Отображение на дисплее Г-550

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

«Уровень защиты»

Отображение на дисплее Г-550

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Приемник-анализатор радиосигналов DRM

ПЦР -1И

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Приемник-анализатор радиосигналов DRM ПЦР -1И

предназначен для:

- оценки зон покрытия сетей радиовещания DRM;

- проведения измерений параметров передатчиков.

ПЦР-1И определяет параметры, оценивающие качество

радиовещания:

• медианное (среднее) значение мощности входного

радиосигнала на антенном входе,

• максимальное и минимальное за время измерения значение

мощности входного радиосигнала на антенном входе,

• коэффициент ошибок модуляции (MER),

• коэффициент битовых ошибок (BER),

• отношение сигнал/шум.

Технические параметры приемника-анализатора

радиосигналов DRM ПЦР -1И

• Диапазон частот от 100 до 29999 кГц

• Дискретность установки частоты не более 0,1 кГц

• Чувствительность не более минус 100 дБм

• Динамический диапазон принимаемых сигналов не менее 100 дБ

• Избирательность по соседнему каналу при ширине полосы канала 9/10 кГц не менее 30 дБ

• Входной импеданс 50 Ом

• Опознавание и отображение режимов работы цифрового радиопередатчика DRM (вид модуляции, скорость кода и т.п.) есть

• Отображение сигнального созвездия есть

• Аналоговый выход звука есть

• Интерфейс дистанционногоуправления и мониторинга – Ethernet есть

О метрологическом обеспечении системы

цифрового радиовещания DRM

Технические параметры приемника-анализатора

радиосигналов ПЦР -1И

(продолжение)

• Измеряемые параметры:

- уровень входного радиосигнала;

- рабочая частота принимаемого радиосигнала;

- коэффициент ошибок модуляции (MER), до 40 дБ;

- коэффициент битовых ошибок (BER) в диапазоне от 10-6 до 10-3;

- отношение сигнал/шум до 40 дБ.

О метрологическом обеспечении системы

цифрового радиовещания DRM

Параметры приемника-анализатора радиосигналов DRM

ПЦР -1И соответствуют международным и

национальным нормативным документам

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Отображение на дисплее ПЦР -1И

«Установка частоты»

Текущая

частота

Скорость

потока

Режим

кодирования

ID

потока

Переход к

измеренным

параметрам

Настройка на

частоту

Маяк

17.46 kbps

ААС

mono

5326

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Отображение на дисплее ПЦР -1И

«Частотный спектр входного сигнала»

Переход к

«созвездию»

канала FAC

Переход к

«созвездию»

канала «SDC»

Переход к

«созвездию»

канала «MSC»

Переход к

«созвездиям»

всех каналов

Параметры

DRM сигнала

Частота

принимаемого

сигнала

Отклонение

частоты

Значение MER

в канале MSC

Отношение

сигнал/шум

Переход в окно

настройки на

частоту

Спектр DRM-

сигнала

12462.47 Hz

2.03 Hz

34.2

35.8

Окно

спектра сигнала

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Отображение на дисплее ПЦР -1И

«Созвездие» канала FAC

Частота

принимаемого

сигнала

Отклонение

частоты

Значение MER

в канале MSC

Отношение

сигнал/шум

Переход в окно

настройки на

частоту

Переход в окно

спектра сигнала

Переход к

«созвездию»

канала «SDC»

Переход к

«созвездию»

канала «MSC»

Переход к

«созвездиям»

всех каналов

Параметры

DRM сигнала

Созвездие

канала FAC12462.47 Hz

2.03 Hz

34.2

35.8

«Созвездие»

канала FAC

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Отображение на дисплее ПЦР -1И

«Созвездие» всех каналов (MSC,SDC,FAC)

Частота

принимаемого

сигнала

Отклонение

частоты

Значение MER

в канале MSC

Отношение

сигнал/шум

Переход в окно

настройки на

частоту

Переход в окно

спектра сигнала

Переход к

«созвездию»

канала «SDC»

Переход к

«созвездию»

канала «MSC»

Переход к

«созвездию»

канала FAC

Параметры

DRM сигнала

«Созвездия»

всех каналов12462.47 Hz

2.03 Hz

34.2

35.8

«Созвездия»

всех каналов

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

Отображение на дисплее ПЦР -1И

Спектр OFDM-сигнала с «провалом» Модуляционные созвездия

Одновременное отображение созвездий в

каналах FAC/SDC/MSC

О метрологическом обеспечении системы цифрового

радиовещания DRM

В настоящее время разрабатывается

система дистанционного мониторинга цифрового радиовещания,

аналогичная системе дистанционного мониторинга УКВ ЧМ

радиовещания (на базе измерительного приемника ПРВ-1)

О метрологическом обеспечении системы

цифрового радиовещания DRM

Предлагаемый комплекс может использоваться в качестве

контрольно–измерительной, метрологической и поверочной

аппаратуры.

Измерения характеристик сигналов могут производиться:

- непосредственно в процессе вещания или передачи

данных (например, при мониторинге вещания или анализе

качества услуг по передаче данных).

- в нереальном масштабе времени (например, в случае,

когда анализируемые параметры сигнала регистрируются,

запоминаются, а затем - обрабатываются и анализируются).

- в процессе тестирования, калибровки или испытаний

различных типов оборудования.

Благодарим за внимание!

194021, Россия, г.Санкт-Петербург,

Политехническая ул., 22

Email: ntk@imos.ru

Тел: +7 (812) 297-8913,

Факс: +7 (812) 297-8536

Моб. +7(921) 930-1796

Сайт: http://www.niitv.ru

ОАО «Научно-

исследовательский институт

телевидения»

Московский научно-

исследовательский

телевизионный институт

ОАО «НИИТ»Г. С-Петербург

ЗАО «МНИТИ»Г. Москва

105094, Россия, г.Москва,

ул.Гольяновская, 7а, стр.1

Email: kukk mniti.ru

Кодирование аудио

• Применяется AAC+SBR, CELP+SBR, HVXC

• CELP (Code-exited Linear Prediction) высококачественное кодирование голоса на низких скоростях

• SBR (Spectral Band Replicatoin) позволяет передавать высокочастотную часть звуковой полосы с низкой цифровой скоростью

• HVXC - кодирование с помощью гармонических векторов; кодер речи

Каналы

• MSC (Main Service Channel) - мультиплексируясь, аудиосигналы и данные формируют основной сервисный канал

FAC и SDC - два сервисных канала

• FAC (Fast Access Channel, канал скоростного доступа) переносит данные о параметрах радиочастотного сигнала и информацию, позволяющую выделять отдельные услуги

• SDC (Service Description Channel), канал описания услуг

(условный доступ, авторские права, ссылки на альтернативные частоты)