Mobiler Empfang von DVB-T. Project Number: IST

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1 Mobiler Empfang von DVB-T Project Number: IST IRT/Abt.RS Sieber 2005

2 Projekt Partner 2

3 Gliederung Eigenschaften von DVB-T Welche Faktoren beeinflussen mobilen Empfang? Welche Maßnahmen können den mobilen Empfang verbessern? Antennen Diversity Ergebnisse und Aspekte für mobile DVB-T Netze 3

4 DVB-T und der mobile Empfang - Das Übertragungsystem DVB wurde ursprünglich als Transportmechanismus für MPEG-2-Transportströme gesehen -DVB zeichnet sich dadurch aus, ohne Bewertung diesen Transportstrom von einem Sender zu einem Empfänger zu transportieren -DVB trägt dafür Sorge, dass der MPEG-2-Transportstrom möglichst fehlerfrei vom Sender zum Empfänger kommt -DVB-T ist ursprünglich nicht für den Mobilempfang ausgelegt worden 4

5 Begriffe Stationärer Empfang: Antenne und Empfänger sind ortsfest aufgestellt (z.b. Empfang über Dachantenne) Portabler Empfang: Antenne und Empfänger können verschoben werden Mobiler Empfang: Antenne und Empfänger sind in Bewegung 5

6 Unterschiedliche Empfangsbedingungen bei DVB-T Nutzsignal Interferenz 12+12=24 db 16*16= db 16-mal 8 db 6-times 12 db 16-mal =32 db 16*16*6=1536 6

7 Gliederung Eigenschaften von DVB-T Welche Faktoren beeinflussen den mobilen Empfang? Welche Maßnahmen können den mobilen Empfang verbessern? Antennen Diversity Ergebnisse und Aspekte für mobile DVB-T Netze 7

8 Probleme des mobilen DVB-T Empfangs Mehrwegeausbreitung/Echos Doppler-Frequenz-Verschiebung Kanalschätzung im Mobil-Kanal Minimales C/N Gleichkanalstörer 8

9 Mehrwegeausbreitung im terrestrischen Funkkanal t 9

10 Kanalfading zeit und ortsabhängig Feldstärke Ort konstant Feldstärke Zeit Zeit konstant Ort 10

11 OFDM 11

12 Hüllkurve: Gauss-Kanal 1 Pfad ohne Echos 12

13 Kanalprofil 2 Pfade gleicher Leistung 1µs Versatz Δf = 1 / t = 1 MHz 13

14 Kanalprofil 2 Pfade gleicher Leistung 2µs Versatz 14

15 Mehrwege-Kanal (auch mobil) 15

16 Doppler Frequenzverschiebung Frequenzverschiebung Δf = v / c * f0 Dabei sind: Δf := Dopplerfrequenzverschiebung v := gefahrene Geschwindigkeit c := Lichtgeschwindigkeit f0 := Frequenz eines der 8k (2k) Träger 16

17 DVB-T Mobilempfang Erforderliches C/N Geschwindigkeit v DopplerFrequenzverschiebung Δf 17

18 Gliederung Eigenschaften von DVB-T Welche Faktoren beeinflussen den mobilen Empfang? Welche Maßnahmen können den mobilen Empfang verbessern? Antennen Diversity Ergebnisse und Aspekte für mobile DVB-T Netze 18

19 Gliederung Eigenschaften von DVB-T Welche Faktoren beeinflussen den mobilen Empfang? Welche Maßnahmen können den mobilen Empfang verbessern? Antennen Diversity Ergebnisse und Aspekte für mobile DVB-T Netze 19

20 Diversity Empfang 1 Empfänger 1 20

21 Diversity Empfang 2 Empfänger 1 Empfänger 2 21

22 Diversity Empfang 3 Empfänger 1 Empfänger 2 22

23 Wie arbeitet ein Diversity Empfänger für DVB-T? IRT/Abt.RS Sieber 2005

24 Maximum Ratio Combining Empfänger 1 Empfänger 2 Maximum Ratio Combining 24

25 Diversity Empfang mit DVB-T Zwei front-ends, zwei seperate Antennen (etwa eine Wellenlänge Distanz) Betrachtung der COFDM Träger nach der FFT MRC Maximum Ratio Combining Spectrum A SpectrumB Frequency / MHz = Frequency / MHz In p u t p o w e r / d B m -60 In p u t p o w e r / d B m In p u t p o w e r / d B m -60 Combined Spectrum Frequency / MHz 25

26 Gliederung Eigenschaften von DVB-T Welche Faktoren beeinflussen den mobilen Empfang? Welche Maßnahmen können den mobilen Empfang verbessern? Antennen Diversity Ergebnisse und Aspekte für mobile DVB-T Netze 26

27 Labormessungen IRT/Abt.RS Sieber 2005

28 DiBcom Diversity Board 28

29 C/N und Doppler-Effekt C/N in db Guter Empfang kein Empfang Portabel Mobiler Empfang Doppler Frequenz in Hz 29

30 Messergebnisse Quelle: CONFLUENT Messungen T-Systems, DiBcom; IRT,R&S 30

31 Messergebnisse Quelle: CONFLUENT Messungen T-Systems, DiBcom; IRT,R&S 31

32 MCP(2001) / Confluent (2002) performance improvement in 8k 16QAM 2/3 1/8 mode and TU6 profile 8K 16QAM CR2/3 TG1/8 Single :+ 260 % 25 km/h@504mhz Diversity :+ 23 % 90 km/h@504mhz 130 km/h@504mhz 160 km/h@504mhz 35 Single_DiBcom 30 Criterion: no visible distortions for 20 sec C/N [db] Single_MCP 25 Diversity2_MCP 20 Diversity2_DiBcom 15 NEW + 50 % covered area 3 db 4 db Diversity4_DiBcom fd [Hz]

33 Feldtests IRT/Abt.RS Sieber 2005

34 BERLIN 8k, 16QAM, 2/3, 1/8 Frequency carrier 658 MHz Vmax (Single) Vmax (Diversity) km/h km/h 778 MHz km/h km/h 34

35 Versorgung und QoS Verbesserung durch DIVERSITY-Empfang SINGLE-Antennen Empfänger DIVERSITY AntennenEmpfänger % of Good Reception 8k 64QAM 2/3 55 % 98 % 8k 16QAM 3/4 85% 99% 1 3 Covered Area 35

36 CONFLUENT auf der IFA 2003 IRT/Abt.RS Sieber 2005

37 CONFLUENT auf der IFA 2003 T-Systems im TWF: Demo der MHP-basierten CONFLUENT Local Guide Applikation Mobile MHP Demo im Fahrzeug IRT im TWF: CISMUNDUS Terminal mit der Applikation Local Guide DVB-T MHP Mobilempfang im Auto DiBcom (Halle 2.1 Stand 209): Diversity Empfänger für DVB-T 37

38 Aufbau des Demo-Fahrzeugs IRT/Abt.RS Sieber 2005

39 CONFLUENT Demo-Fahrzeug des IRT 39

40 Empfänger im Demo-Fahrzeug 3 db Splitter 3 db Splitter Grundig Analog/digital Diversity Empfänger Technisat DigiPAL 1 Lorenzen DVB-T1 Schaltmatrix DiBcom/IRT MHP Diversity Empfänger Monitor 3 HITOP/DiBcom Diversity Empfänger Monitor 1 Monitor 2 40

41 Ergebnisse IRT/Abt.RS Sieber 2005

42 Ergebnisse: -Diversity DVB-T Empfänger sind marktreif entwickelt und stehen kurz vor der Markteinführung -Diversity DVB-T Empfänger ermöglichen störungsfreien Fernsehgenuss bei mobilem Empfang -Diversity DVB-T Empfänger verbessern nicht nur den mobilen Empfang sondern ermöglichen portablen indoor Empfang mit kleinen Stabantennen -Diversity Empfangstechnik ermöglicht größere Empfangsgebiete um einen Sender bei gleicher Sendeleistung. -MHP mobil im Automobil ist nur über DVB-T mit Diversity Empfangstechnik sinnvoll nutzbar 42

43 Marktübersicht Diversity-Empfänger Chips von: DiBcom DIB 3000M LSI L64782, Micronas DRX 3976D, Philips, Hirschmann Consumer-Bereich: HiTop: Fuba Automotive Grundig Car InterMedia System Profi-Bereich: Tandberg: DR6000 DENG-Empfänger 43

44 Vielen Dank! 44