Enkeltfrekvent netværk - Single-frequency network

For andre anvendelser, se SFN (disambiguation) .

Et enkeltfrekvensnetværk eller SFN er et udsendelsesnetværk, hvor flere sendere samtidigt sender det samme signal over den samme frekvenskanal .

Image
Single Frequency Network model
Top: Multi Frequency Network
Bottom: Single Frequency Network

Analoge AM- og FM -radioudsendelsesnetværk såvel som digitale udsendelsesnetværk kan fungere på denne måde. SFN'er er generelt ikke kompatible med analog tv- transmission, da SFN resulterer i spøgelse på grund af ekko af det samme signal.

En forenklet form for SFN kan opnås ved hjælp af en co-channel- repeater , booster- eller broadcast-oversætter med lav effekt , som bruges som gap fyldesender.

Målet med SFN'er er effektiv udnyttelse af radiospektret , hvilket muliggør et højere antal radio- og tv-programmer sammenlignet med traditionel multifrekvensnet (MFN) transmission. Et SFN kan også øge dækningsområdet og mindske sandsynligheden for afbrydelse sammenlignet med en MFN, da den samlede modtagne signalstyrke kan øges til positioner midt imellem senderne.

SFN ordninger er noget analogt med hvad i ikke broadcast trådløs kommunikation, f.eks mobilnetværk og trådløse computernetværk, kaldes sender makrodiversitet , CDMA blød pålægning og Dynamic enkelt frekvens Networks ( DSFN ).

SFN-transmission kan betragtes som en alvorlig form for multipath-formering . Radiomodtageren modtager flere ekkoer af det samme signal, og den konstruktive eller destruktive interferens mellem disse ekkoer (også kendt som selvinterferens ) kan resultere i falmning . Dette er problematisk, især i bredbåndskommunikation og digital datakommunikation med høj datahastighed, da falmningen i så fald er frekvensselektiv (i modsætning til flad fading), og da tidspredningen af ​​ekkoerne kan resultere i intersymbolinterferens (ISI). Fading og ISI kan undgås ved hjælp af mangfoldighedsordninger og udligningsfiltre .

OFDM og COFDM

I bredbånds digital transmission , selv-interferensudbalancering lettes af OFDM eller COFDM modulationsmetode. OFDM bruger et stort antal af langsomme lav båndbredde modulatorer stedet for én hurtig bredbåndet modulator. Hver modulator har sin egen frekvensunderkanal og underbærefrekvens. Da hver modulator er meget langsom, har vi råd til at indsætte et beskyttelsesinterval mellem symbolerne og dermed eliminere ISI. Selvom falmningen er frekvensselektiv over hele frekvenskanalen, kan den betragtes som flad inden for smalbåndsunderkanalen. Således kan avancerede udligningsfiltre undgås. En fremadgående fejlkorrektionskode (FEC) kan modvirke, at en bestemt del af underbærerne udsættes for for meget fading til at blive demoduleret korrekt.

OFDM bruges i de jordbaserede digitale tv- sendesystemer DVB-T (brugt i Europa og mange andre områder), ISDB-T (brugt i Japan og Brasilien ) og i ATSC 3.0 . OFDM bruges også i vid udstrækning i digitale radiosystemer , herunder DAB , HD Radio og T-DMB . Derfor er disse systemer velegnet til SFN-drift.

DVB-T SFN

I DVB-T beskrives en SFN-funktionalitet som et system i implementeringsvejledningen. Det giver mulighed for re-sendere, gap-filler-transmittere (i det væsentlige en synkron sender med lav effekt) og brug af SFN mellem hovedsendertårnene.

DVB-T SFN bruger det faktum, at beskyttelsesintervallet for COFDM-signalet tillader forskellige længde af stiekko at forekomme, er ikke forskelligt fra det for flere sendere, der sender det samme signal til den samme frekvens. De kritiske parametre er, at det skal ske omkring samme tid og med samme frekvens. Alsidigheden af ​​tidsoverførselssystemer såsom GPS- modtagere (her antages at levere PPS- og 10 MHz-signaler) samt andre lignende systemer muliggør fase- og frekvenskoordinering mellem senderne. Vagtintervallet tillader et tidsbudget, hvoraf flere mikrosekunder kan allokeres til tidsfejl i det anvendte tidsoverførselssystem. Et GPS-modtagers worst-case scenario er i stand til at give +/- 1 µs tid, godt inden for systembehovet for DVB-T SFN i typisk konfiguration.

For at opnå den samme transmissionstid på alle sendere, skal transmissionsforsinkelsen i det netværk, der leverer transporten til senderne, overvejes. Da forsinkelsen fra det oprindelige sted til senderen varierer, er der behov for et system for at tilføje forsinkelse på udgangssiden, så signalet når senderne på samme tid. Dette opnås ved brug af speciel information indsat i datastrømmen kaldet Mega-frame Initialization Packet (MIP), der indsættes ved hjælp af en speciel markør i MPEG-2 Transport Stream, der danner en mega-frame. MIP'en er tidsstemplet i SFN-adapteren, målt målt i forhold til PPS-signalet og tælles i trin på 100 ns (periodetid på 10 MHz) med den maksimale forsinkelse (programmeret i SFN-adapteren) ved siden af. SYNC-adapteren måler MIP-pakken mod sin lokale variant af PPS ved hjælp af 10 MHz til at måle den faktiske netværksforsinkelse og derefter tilbageholde pakkerne, indtil den maksimale forsinkelse er opnået. Detaljerne findes i ETSI TR 101 190 og mega-frame detaljer i ETSI TS 101 191.

Det skal forstås, at opløsningen af ​​mega-frame-formatet er i trin på 100 ns, hvorimod nøjagtighedsbehovet kan være i området 1-5 µs. Opløsningen er tilstrækkelig til den nødvendige nøjagtighed. Der er ikke noget strengt behov for en nøjagtighedsgrænse, da dette er et netværksplanlægningsaspekt, hvor beskyttelsesintervallet adskilles i systemets tidsfejl og vejtidsfejl. Et trin på 100 ns repræsenterer en forskel på 30 m, mens 1 µs repræsenterer en forskel på 300 m. Disse afstande skal sammenlignes med den værst tænkelige afstand mellem sendertårne ​​og refleksioner. Også tidsnøjagtigheden vedrører nærliggende tårne ​​i et SFN-domæne, da en modtager ikke forventes at se signalet fra transmissionstårne ​​geografisk langt fra hinanden, så der er ingen nøjagtighedskrav mellem disse tårne.

Der findes såkaldte GPS-fri løsninger, der i det væsentlige erstatter GPS som timing-distributionssystemet. Et sådant system kan give fordele ved integration med transmissionssystem til MPEG-2 Transport Stream. Det ændrer ikke noget andet aspekt af SFN-systemet, da de grundlæggende krav kan opfyldes.

ATSC og 8VSB

Hovedartikel: Distribueret transmissionssystem

Selvom den ikke er designet med repeatere på kanalen i tankerne, er 8VSB- moduleringsmetoden, der anvendes i Nordamerika til digitalt TV, relativt god til spøgelsesannullering . Tidlige eksperimenter på WPSU-TV førte til en ATSC-standard for SFN'er, A / 110. ATSC SFN'er har set bredest anvendelse i bjergrige områder som Puerto Rico og det sydlige Californien , men er også i brug eller planlagt i blidere terræn.

Tidlige ATSC-tunere var ikke særlig gode til at håndtere multipath-formering, men senere systemer har der set betydelige forbedringer.

Ved brug af virtuel kanalnummerering kan et multifrekventnetværk (MFN) vises som et SFN for seeren i ATSC.

Alternative moduleringer

Alternativer til brug af OFDM-modulering i SFN-selvinterferens annullering ville være:

Se også

Referencer

eksterne links

  • Teknisk oversigt over Single Frequency Network
  • for et eksempel på feltmålte fordele ved SFN i mobile cellulære bymiljøer og celletopologier, se Christian Le Floc'h, Regis Duval "SFN over DVB-SH-manifestationer på fuldt netværkniveau (S-UMTS-båndradio-propagationspræstationsevaluering)", 20. marts 2009, på webstedet med åben adgang [1]