Экспериментальное цифровое вещание в Якутске.

        Сейчас выходит очень много статей посвященных цифровому телевидению. Определен срок окончательного перехода России от аналога к цифре. Многие зарубежные и отечественные производители предлагают оборудование для наземного цифрового телевизионного вещания.  Предлагается самое различное оборудование для приема, обработки и формирования транспортного потока. Оборудование с каждым годом становится доступней. На покупку гибридного передатчика мощностью в аналоговом режиме 1000 Вт и в цифровом 250 Вт потребуется менее 25 000$. Есть телекомпании заинтересованные в приобретении оборудования и имеющие для этого возможности, однако, не смотря на это процесс перехода на цифровое телевизионное вещание практически стоит на месте.

Неопределенность в вопросе частотного планирования и лицензирования мешает сдвинуться с места. При этом передатчик один, канал один, а программ несколько - кто чем владеет, за что отвечает, платит и получает прибыль? Как будут проходить конкурс на получение лицензии на право вещания в одном пакете телекомпании? Как привлечь потребителя купить SеtTopBox.  Как изменится зона покрытия при переходе на цифровой сигнал и какое качество приема будет у телезрителей? Последнему вопросу посвящена эта статья. Для аналогового телевидения есть нормы и методики измерения зоны уверенного приема. В случае цифрового вещания ссылаются на стандарт DVB-T (ETS 300744) и (TR 101190, 101191). Четких, описных на русском языке, методик сейчас нет. Инженеры, обслуживающие оборудование, справедливо замечают: “Где ПТЭ СВТ для цифрового вещания”. Ни один год проводится экспериментальное вещание в стандарте DVB-t в г. Москве и Санкт-Петербурге, но очень мало информации о полученных результатах опубликовано в открытых источниках. При этом опубликованы результаты эксперимента  приема программ в автотранспорте во время движения в городской черте. Большинство зрителей смотрят телевизор дома, что получат они. Для ликвидации этого пробела нами был проведен эксперимент по организации цифрового вещания в стандарте DVB-t в городе Якутске.

Цель эксперимента:

- определить реальную зону уверенного приема  передатчика мощностью  1000 Вт  (250 Вт в цифровом режиме) и сравнить ее с зоной приема аналогичного по мощности и близкого по частоте аналогового передатчика

- оценить качество принимаемых программ как на стационарных так и на подвижных объектах

- проверить устойчивость приема в неблагоприятных местах (закрытых дворах , “ямах” и  рядом с источниками помех).

В эксперименте использовался цифровой передатчик отечественного производства “Polaris TVT-1,0”  36 ТВК с выходной пиковой мощностью 1000 Вт. Передатчик через мост суммирования 36+38+40 ТВК нагружен на антенну СЕРВ-ДМГ с усилением 11 дБi. Высота установки антенны 225 метров. Оборудование для эксперимента предоставлено ГУП «Технический центр телевидения и радиовещания»  Республики Саха (Якутия). Программный транспортный поток взяли с спутникового приемника «Tanberg» - ТТ1120 имеющего цифровой ASI выход. При этом транспортный поток не мультиплексировался и непосредственно подавался на цифровой модулятор передатчика. Скорость входного транспортного потока варьировалась от 4,285 до 17,600Мб/с. Количество программ в пакете от 1 до 4. Уровень принимаемого сигнала, спектр и уровень сигнал/шум контролировался анализатором спектра Rover DL-1. Визуальный контроль качества принимаемых программ проводился в стационарных условиях на SetTopBox фирмы Xumax модель “F3-FOX T”, на автомобиле на SetTopBox фирмы TechiSat модель “DigiPal 1”.  Для приема использовалась широкополосная логопериодическая  5 элементная антенна.

Согласно стандарта TR 101190 уровень минимального сигнала на входе приемника указан в таблице 1.

Таблица 1.        Минимальный уровень сигнала на входе приемника

Соотношение сигнал/шум для   уверенного приема  (качество приема >95%) составляет 9,0 дБ

Соотношение сигнал/шум для приемлемого приема (качество приема >70%) составляет 2,9 дБ

Зависимость максимальной скорости (в  Мбит/с) от типа модуляции и соотношения сигнал/шум

            Измерения уровня сигнала, соотношения сигнал/шум  проводились одной мобильной бригадой в течении  суток.  Уровень сигнала контролировался дискретно в более 50 точек города. За границей города Якутска измерения проводились в северо-западном направлении. При этом самая удаленная точка -  29 километр Вилюйского тракта. Визуально качество приема программ контролировалось непрерывно. Усредненные значения уровня сигнала представлены на рисунке. В юго-восточном направлении измерения не проводились в связи с незначительной заселенностью этого направления.

На 90 % территории города мобильный прием программ был устойчивый. Проблемы с приемом в движении возникали на окраине города на расстоянии более 5 километров от передающей вышки. За железобетонными зданиями на границе с открытым пространством уровень сигнала скачкообразно менялся от 48-50 дБмкВ до 10-20 дБмкВ. В результате пропадало кратковременно звуковое сопровождение, возникал эффект стоп -кадра вплоть до полного рассыпания картинки на пиксели. После остановки автомобиля прием программ восстанавливался.

На всем участке Вилюйского тракта от границы города  до 29 километра прием программ в движении качественный, без искажения изображения и звука. От направления движения автомобиля качество приема не зависело.

На 25 километре тракта проводилось сравнение качества приема аналогового и цифрового канала. Аналоговые каналы принимались с помехами, изображение было черно-белое и сильно зашумленное, требовалось позиционирование антенны. Цифровой канал принимался качественно и от ориентации антенны не зависел.

За 29 километром тракта прием программ резко прекратился в связи с рельефом земли. При перемещении на 1 километр уровень сигнала на входе приемника с 42 дБмкВ снизился до уровня шумов 10-11 дБмкВ. Прием программ и измерения стали невозможны.

            В связи с неблагоприятными погодными условиями проверить зависимость качества приема от скорости автомобиля не было возможным. Максимальная скорость движения 60 км/час.

            Стационарный прием программ проводился только в пределах города. Напряженность поля  была не менее 48 бДмкВ/м в любой точке. Даже в точках, где аналоговый прием неустойчивый, цифровой канал принимался качественно. Для SetTopBox фирмы Xumax достаточно уровня входного сигнала 30 дБмкВ для гарантированного приема. В условиях слабого сигнала возникал эффект стоп- кадра только в момент передвижения антенны. В эксперименте использовалась телескопическая антенна (диполь) из комплекта телевизора.  В местах неустойчивого приема аналогового сигнала цифровой сигнал принимается с отличным качеством.

            Все измерения проводились при следующих характеристиках цифрового канала:

Ширина полосы канала 8 МГц, параметры модуляции соответствовали максимальной скорости передачи данных (вид модуляции – 64-QАМ, защитный интервал – 1/32, скорость кода – 7/8)

            Изменение защитного интервала и скорости кода мало повлияло на устойчивость приема программ во время движения. Изменение вида модуляции с 64-QАМ на 16-QАМ улучшило качество приема. Локальные зоны в которых практически был невозможен прием во время движения сократились в двое.