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: [email protected]
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)