Datenstrukturen beim Handover von DVB-T. Workshop beim IRT am Datenstrukturen beim Handover von DVB-T Sendertechnik Dr.

Transkript

1 Datenstrukturen beim Handover von DVB-T 1

2 Gliederung 1. Aufgabenstellung Handover 2. Die NIT (Network Information Table) und ihre Elemente 3. Datenstrukturen zur Unterstützung des Handovers 4. Wahl der Zellgröße 5. Mögliche Probleme beim Hand-Over 6. Zusammenfassung 2

3 Aufgabenstellung Handover: Frequenzwechsel an SFN-Grenzen Ausgewähltes Programm soll bei Fahrt durch unterschiedliche SFNs kontinuierlich angezeigt werden. f G? f H Möglichst keine 40 Frequenzen (K21-K60) abprüfen müssen. Möglichst unterbrechungsfrei. f J f K erfordert Liste mit Alternativfrequenzen! f L 3

4 Aufgabenstellung Handover: Frequenzwechsel an Mux-Grenzen f A f B? f E f F Ausgewähltes Programm soll bei Fahrt durch Regionen mit unterschiedlicher Mux-Belegung kontinuierlich angezeigt werden (sofern weiterhin verfügbar). f G f C f H f D erfordert Informationen über andere Multiplexe f J f K f L Multiplex A Multiplex B Multiplex C Multiplex D 4

5 Aufgabenstellung Handover: Umschaltfehler vermeiden Programm 1: f A Programm 1: f B Programm 2: f A Programm 1: f N Frequenzwechsel auf Alternativfrequenzen mit anderer (falscher) Programmbelegung müssen vermieden werden, da sie eine deutlich sichtbare Unterbrechung erzeugen (der Fehler kann erst nach dem Frequenzwechsel festgestellt werden) erfordert zusätzliche Informationen über Zellnachbarschaften und zugehörige Frequenzen 5

6 Funktion der PSI- und SI-Tabellen MPEG-2 Transportstrom PID = 0x00 PID = 0x?? PID = 0x?? PID = 0x10 PID = 0x11 PID = 0x12 PAT PMT Elementarstrom NIT SDT EIT PAT (Program Association Table) verweist auf PMTs der Programme PMT (Program Map Table) verweist auf Elementarströme der Programme Audio Video Daten NIT (Network Information Table) informiert über Netzwerke und Modulationsparameter SDT (Service Description Table) informiert über Programme/Dienste EIT (Event Information Table) informiert über einzelne Sendungen Fernsehtext Paketierte Daten Datenströme IP-Pakete Datenkarusselle PSI SI 6

7 NIT (Network Information Table) Die NIT beschreibt im Falle von DVB-T ein terrestrisches Sendernetz ( network ). Hierzu gehören die enthaltenen Transportströme, Modulationsparameter, Frequenzen, Zellen. Ein network kann aus einem oder mehreren MFNs oder SFNs bestehen sowie eine oder mehrere Transportströme (Multiplexe) umfassen. Kennzeichnend für ein network ist, dass die zugehörigen Transportströme in allen Regionen identisch sind, z.b.: 4 Multiplexe 3 2 Multiplexe Multiplexe Regionen Regionen Regionen 7

8 NIT (Network Information Table) Die NIT beschreibt im Falle von DVB-T ein terrestrisches Sendernetz ( network ). Hierzu gehören die enthaltenen Transportströme, Modulationsparameter, Frequenzen, Zellen. Ein network kann aus einem oder mehreren MFNs oder SFNs bestehen sowie eine oder mehrere Transportströme (Multiplexe) umfassen. Kennzeichnend für ein network ist, dass die zugehörigen Transportströme in allen Regionen identisch sind, z.b.: 4 typisch in Deutschland Multiplexe 3 2 Multiplexe Multiplexe Regionen Regionen / Zellen / SFNs Regionen 8

9 NIT (Network Information Table) actual/other Die Informationen über das jeweilige network werden in der NIT actual übertragen. Informationen über andere networks können ebenfalls mitgeführt werden, dies in der NIT other. So kann auf andere Muxe in der Region oder geografisch angrenzende Muxe hingewiesen werden. Beispiel für 3 getrennte networks : Multiplexe Regionalgrenzen 1a 1b 1c 1c 1c Regionen / Zellen / SFNs 9

10 Datenstrukturen für das Handover bei DVB-T neu! cell_id in TPS-Daten network_id NIT Transmission Parameter Signalling Übertragung von 68 Bits auf festgelegten Einzelträgern + sehr robust + auch ohne Demux auswertbar Relevante AFs Name des Netzwerkes cell_id Versorgungsgebiet transport_stream_id Modulationsparameter Programmliste cell_id Frequenz * neu! neu! cell_list_descriptor cell_frequency_link_descriptor * Ermittlung der Nachbarzellen 10

11 Vorbereitung und Ablauf des Handover Programmwahl service_descriptor SDT service_id SDT transport_stream_id unzureichende Feldstärke NIT actual Frequenzliste Zellbeschreibungen Bestimmung der Nachbarzellen Bestimmung der Nachbarfrequenzen Abprüfen Alternativfrequenzen cell_id aktuelle TPS Daten (Transmission Parameter Signalling) ausreichend Feldstärke? cell_id (TPS) richtig? service_id in PMT da? ja Decodierung nein 11

12 Vorbereitung und Ablauf des Handover bei DVB-T Programmwahl service_id transport_stream_id service_descriptor SDT SDT Service_list_descriptor NIT other network_id unzureichende Feldstärke NIT actual Frequenzliste Zellbeschreibungen Bestimmung der Nachbarzellen Bestimmung der Nachbarfrequenzen Abprüfen Alternativfrequenzen cell_id aktuelle TPS Daten (Transmission Parameter Signalling) ausreichend Feldstärke? cell_id (TPS) richtig? service_id in PMT da? ja Decodierung nein 12

13 Bestimmung der Nachbarzellen - Die Zellen werden über eine Eckkoordinate sowie die Ausdehnung in Länge und Breite definiert. Testzelle Testzelle Aktuelles Empfangsgebiet Aktuelles Empfangsgebiet E test > W actual && W test < E actual && N test > S actual && S test < N actual 13

14 Zellbeschreibung in der NIT Eine Zelle beschreibt nicht das Gebiet, in dem der Mobilempfang gesichert möglich ist, denn 1. Versorgungsgebiete eines MFN/SFN sind nicht rechteckig. 2. Topografische / Morphografische Abschattungen sorgen für Lücken innerhalb des Versorgungsgebietes. 3. Es besteht eine Abhängigkeit von den Leistungsmerkmalen der Empfänger und der Empfangsantenne(n) und der Empfangshöhe (z. B. Bus vs. PKW). Eine Zelle beschreibt also das maximale Gebiet, in dem der Mobilempfang auf der angegebenen Frequenz möglich sein könnte. 14

15 Wahl der Zellgröße Eine Zelle sollte so groß gewählt werden, dass alle Gebiete, in denen es eine Chance auf mobilen Empfang gibt, enthalten sind. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass erfahrungsgemäß der mobile Empfang mit guten Diversity-Empfängern oftmals auch in solchen Gebieten noch funktioniert, die nach unseren Prognosen stationär mit Dachantenne versorgt sind (Ausnahme: äußerste Randgebiete). so klein gewählt werden, dass eine Überlappung mit einer anderen Zelle gleicher Frequenz unbedingt vermieden wird. Zelle i. d. R. als rechteckige Einhüllende des stationären Empfangsgebietes (ohne äußerste Randbereiche und versprengte Pixel auf Bergkämmen) 15

16 Mögliche Zellbeschreibung für Norddeutschland NDR-Mux 16

17 Mögliche Zellbeschreibung für SFN Hamburg-Lübeck (K33) 17

18 Mögliche Zellbeschreibung für SFN Hamburg-Lübeck (K33) 18

19 Mögliche Zellbeschreibung für SFN Göttingen K21 19

20 Mögliche Zellbeschreibung für SFN Kiel-Flensburg (K47) 20

21 Mögliche Zellbeschreibung für SFN Hannover-Braunschweig (K47)? 21

22 Hilfestellung bei Zelldimensionierung: best server -Darstellungen 22

23 Mögliche Probleme für Mobilempfang und Handover 23

24 Beispiel zum Entstehen eines Umschaltfehlers Mux 1 Frequenz C Mux 1 Frequenz X Alternativfrequenzen A.. G Mux 1 Frequenz B Mux 1 Frequenz E Mux 2 Frequenz B Mux 2 Frequenz C Mux 1 Frequenz G Umschaltfehler können mittels Zellbeschreibungen und Frequenzplanung minimiert werden. Eine gänzliche Vermeidung ist nur mit Auswertung von zusätzlichen Ortsinformationen (z. B. GPS) oder Mehrtuner-Empfängern möglich. Der Empfänger muss nach dem Frequenzwechsel sofort die TPS-Daten auf die zu erwartende cell_id prüfen und ggf. zurückschalten. 24

25 Zusammenfassung Datenstrukturen zur Unterstützung des Handover sind in DVB-T spezifiziert und dienen dazu, - die Zahl der abzuprüfenden Alternativfrequenzen zu reduzieren, - Umschaltfehler mit sichtbaren Unterbrechungen zu minimieren, - ein Programm über regionale Grenzen eines Multiplexes hinweg zu verfolgen. Eine Zelle sollte - mit Ausnahme der äußersten Ränder das stationäre Versorgungsgebiet umfassen, um alle Möglichkeiten des Mobilempfangs auszuschöpfen. Mit zusätzlichen GPS-Informationen oder mehreren Tunern kann das Handover weiter verbessert werden. Einheitliche service_ids und ausreichende Versorgung sind Mindestvoraussetzungen für einen erfolgreichen Mobilempfang. 25