Nozioni tecniche utili per il DVB-T

[mosquito]

@ i visitatori del thread.

P.S.: andremo oltre alle tabelle C/N e Eb/N0, fino agli spettri strumentali ed echi ! Una pillola al giorno.

 

[mosquito]

Sezione 3. Il rumore base + B + F

Salve,

si procede con l'ultimo parametro relativo al rumore oltre quello già citato nelle sezioni 1 e 2.

In questa sezione viene introdotto il parametro "F", ossia il rumore introdotto dall'apparecchiatura utilizzata, che sia essa uno strumento, decoder o tv.
Esso è importante in quanto è un ulteriore ostacolo prima del decodificatore MPEG.

Ogni apparecchiatura, prima di consegnare l'informazione al decodificatore MPEG, esegue una conversione dalla frequenza del canale ad una frequenza intermedia (solitamente 36 MHz). Quest'ultima viene consegnata al demodulatore che inoltra l'informazione al decodificatore MPEG.

Questi circuiti di conversione che consegnano il segnale dal connettore d'antenna fino al decodificatore MPEG, sono circuiti attivi formati da transistor ed un'oscillatore locale per effettuare la conversione dal canale a frequenza intermedia di 36 MHz.
La loro accuratezza e stabilità dell'oscillatore, stabiliscono il rumore che introducono personalmente in aggiunta a quello già citato nelle sezioni 1 e 2.

I primi stadi di ricezione formati da transistor, introducono un certo livello di rumore, mentre un oscillatore poco stabile, "vibrando leggermente intorno alla sua frequenza di riferimento", introduce una leggera variazione di fase. Il tutto porta l'apparecchiatura ad essere più performante e sensibile o meno.

Il rumore che introduce un'apparecchiatura, che sia professionale o scadente, viene denominato "cifra di rumore" e/o "figura di rumore".

Un'apparecchiatura professionale quali ponti radio e strumenti altamente professionali, hanno una cifra di rumore che varia solitamente da 4 a 8 dB. Apparecchiature di fascia medio alta, hanno valori da 7 a 9 dB compresi gli strumenti economici.
Apparecchiature commerciali tipo decoder e/o televisori, in base alla qualità, possono variare da 8 a 12 dB.

Tutte le tabelle di riferimento a normative e/o consigliate da aziende di strumenti, considerano valori misurati con strumenti con cifra di rumore media di 7 dB, e non con decoder commerciali e televisori.

Pertanto, al fine di salvaguardare il segnale anche per l'apparecchiatura più scadente, e bene considerare una media tra gli 8 e 12 dB, ossia 10 dB.

Tale parametro viene inserito nel rumore complessivo con :

10 Log(F) = 10 Log(10) = 10 dB

Con quest'ultimo parametro si può concludere il fattore rumore nel suo complesso sommando lo stesso a quello citato nelle sezioni 1 e 2, ossia :

N0 = 10 Log(K) + 10 Log(Teq) + 10 Log(B) + 10 Log(F).

Nella prossima sezione, verrà studiata la differenza tra C/N ed Eb/N0.

Alla prossima.

 

[mosquito]

Sezione 4. C/N o Eb/N0 ?

Bene, vista la mancanza di interrogativi, si presume che fin qui tutto sia chiaro, ed è quindi possibile procedere con la sezione 4.

In questa sezione vedremo brevemente la differenza tra C/N ed Eb/N0.

In figura 1, è rappresentato un C/N di una normale portante che sia essa AM o FM.

In figura 2, è rappresentato un segnale digitale DVBT.

Come si può riscontrare, il C/N è identico, ma è intuibile che questo non può essere possibile perchè la portante non è una (AM o FM), ma 6817 portanti. Pertanto occorre considerare che l'energia sul rumore viene calcolata su tutte le portanti e non solo su una.

A questo punto entra in gioco un'altra tipologia di misura più adeguata per il digitale, che tenga conto di tutti i fattori che la compongono, ossia l'Eb/N0, misura adeguata per l'informazione digitale.

Alla prossima.

 

[cbtotano]

Dalle visite e dalle votazioni, mi rendo conto che il thread non è più seguito e/o interessante, pertanto (con dispiacere per voi tutti) mi fermo qui.
Arrivederci.

Premetto che non sò come si fa a votare, ma io ti seguo attentamente nella tua nobile iniziativa di divugare il proprio sapere, almeno un'attento ascoltatore ce l'hai.

Dai sù non ti fare pregare continua!

ecco ho trovato il tasto......votato!

 

[fatantony]

Ciao mosquito, secondo me sbaglieresti a non continuare... Questo 3d a me interessa... Comunque non sapevo esistesse la votazione del 3d, dopo aver letto che cbtotano l'ha trovata, mi sono messo alla ricerca anche io Spero che tu cambi idea!
Ciao, e grazie per le nozioni che ci hai passato finora!

 

[Los Van Van]

Anch'io sono riuscito a trovare la modalità del voto

P.S.
Lo sai che ci hai lasciato con il dubbio.
( non vorrai mica moltiplicare per il disturbo per le 6.817 portanti ? sono 38 dB )

Aspettiamo la prossima lezione !

 

[pipione]

Non mollare!

Ciao Mosquito.....Non mi pare che 2836 utenti che ti hanno letto siano pochi!

E poi ,permettimelo,non misurare l'interesse come un dare e avere. Noi ti siamo vicini per quello che sei in primis e per quello che puoi insegnarci come secondo step, anche quando le opinioni tra noi sono diverse. Personalmente sono pronto ad apprendere e cerco per quanto possibile di rispettare le tue opinioni e anche quelle degli altri.

Non credere che l'argomento non mi interessasse, anzi.
Ti esorto quindi a ripensarci perchè ti considero una preziosa risorsa in seno al Forum


Ciao un abbraccio

pipione

 

[mosquito]

Ok, la sezione 5 sarà di impegno e svelerà a voi tutti un contributo di notevole importanza (mai citata nel forum).
Verrà chiarito il giusto livello digitale da salvaguardare rapportato al C/N della moltitudine degli strumenti, ossia, stabilito (da voi) l'Eb/No da ottenere, quale C/N garantisca tale Eb/N0. Sembra complicato, ma non lo è.

 

[elettrodoc]

Ciao Mosquito, vedi che tra quelli a cui intreressa questa discussione, ci sono anche io.

Aspetto il prossiomo step.

Ciao

 

[sfoligno]

continua così mosquito!!
certe lezioni non si trovano in biblioteca!!

 

[Flash54]

... E poi ,permettimelo,non misurare l'interesse come un dare e avere.

Infatti, il voto dovrebbe essere una cosa spontanea e comunque non vincolante ai fini del thread.

Se penso che il 3D di AG-BRASC "tutto su impianti d'antenna" è stato votato solo da 10 persone...

Poi ho visto anche 3D che solo dopo la domanda iniziale avevano già "le stelline" e non erano ancora date risposte. Chiaramente era stato autovotato dall'autore per renderlo più interessante (a dir suo).
Mi sembra un parametro perfettamente inutile e credo che valgano di più i commenti scritti di coloro che intervengono.

 

[mosquito]

Sezione 5. Eb/N0 vs Ber.

Bene, un ringraziamento a voi tutti, e proseguiamo con la sezione 5.

Come già visto nelle precedente sezione 4, il segnale viene strumentalmente misurato con 35 dB di C/N, ma è una misura che non tiene conto della modulazione complessa e della banda occupata dal canale digitale. A tale proposito riproponiamo la figura 2 della sezione 4.

Come si nota, il C/N è identico come se fosse una sola portante ( vedi fig. 1 sez. 4), mentre l'Eb/N0 non lo conosciamo perchè interessa, oltre al C/N, i parametri della modulazione adottata. Questo, il motivo perchè l'Eb/N0 è la misura adatta al posto del C/N, che comunque è intrinseco.

L'Eb/N0, in conversione semplificata, e dato da :

Eb/N0 = C/N - K(fec) - K(qpsk/qam), dove :

C/N = Carrier/Noise misurato strumentalmente

K(fec) = fattore K introdotto dalla Reed-Solomon pari a 10 x Log(188/204)

K(qpsk/qam), fattore K della modulazione adottata, ossia 2 per la QPSK, 4 per la 16 QAM, 6 per la 64 QAM, quindi, nel caso di 64 QAM, K(qpsk/qam) = 10 x LOg(6).

Riprendendo la formula completa, per un C/N di 35 dB misurato su un canale digitale a 64 QAM, l'Eb/N0 sarà :

Eb/N0 = C/N - K(fec) - K(qpsk/qam) = 35 - (10 x Log(188/204)) - (10 x Log(6)) = 35 - (-0.35) - 7.78 = 27.57 dB

Come si può riscontrare, per un segnale 64 QAM COFDM ad un C/N di 35 dB corrisponde un Eb/N0 di 27.57 dB. La differenza è di 7.43 dB, il chè non è poco.

Normalmente, nella moltitudine degli impianti, si tende a sfruttare di continuo la correzione Viterbi e Reed-Solomon, cioè utilizzare un segnale con Ber di canale 10e-2/10e-3, per ritrovare un segnale finale dopo Reed-Solomon pari a 10e-7/10e-9. In caso di interferenze e/o propagazione, tale parametro scende drasticamente in quanto entrambe le correzioni esauriscono i bit di riserva per effettuarla.

A questo quindi, occorre conoscere quale sia il livello del segnale in entrata, per fare in modo che le correzioni non entrino in funzione o correggano poco, e siano di supporto nel caso di interferenze e/o propagazione. Esaminiamo la figura 3.

Come si può riscontrare dalla figura 3, con modulazione 64 QAM, occorre un Ber di 10e-4 ricevuto in antenna (ossia il Ber di canale), per una decodifica corretta senza alcun intervento dei correttori. Infatti verificando il Ber finale dopo Vitervi e Reed-Solomon, si ritroverebbe un Ber circa 10e-10/10e-11. Questo significa che i correttori non hanno apportato nessuna correzione, e hanno a disposizione tutta la loro potenzialità.
Come riportato negli assi, per un Ber di 10e-4 occorre che la portante digitale sia circa 17 dB oltre il rumore, ossia l'N0.

Quindi adottando la formula precedente all'incontrario, per un segnale con Eb/N0 di 17 dB che garantisca un Ber di canale pari a 10e-4, occorrerà un C/N di :

C/N = Eb/N0 + K(fec) + K(qpsk/qam) = 17 + (-0.35) + 7.78 = 24.43 dB.

Effettuando un raffronto con una tabella che tiene conto del BER in funzione del C/N e/o S/N, si constata che è esattamente quanto calcolato.

Fin qui, è chiaro che ciò che conta è il rapporto tra l'informazione e il rumore per garantire un segnale privo di errori. Nella prossima sezione, tratteremo il livello in dBuV e/o dBm che garantisca tale rapporto.

 

[edsel]

direi che questa discussione,per i novellini,e' manna caduta dal cielo....permette di valutare in maniera tecnica cio' che veramente accade con il digitale e capire finalmente cosa ci vuole per avere un segnale a prova di bomba!!specialmente per zone come la mia dove esistono problemi di propagazione.aspetto il calcolo in dbuv.

 

[mosquito]

Sezione 6 : Eb/N0 vs dBuV.

Salve,
come abbiamo già visto nella sezione 3, il livello di rumore (N0) per un canale UHF DVB-T e 10 dB di cifra di rumore dell'apparecchiatura ricevente, si assesta su 11 dBuV.

Nella sezione 5 abbiamo visto che per ottenere un Ber di canale pari a 10e-4, occorre che il segnale sia 17 dB oltre il rumore.

Considerando il rumore e l'eneria per bit occorrente, il segnale che ci garantirà il Ber sopracitato sarà uguale a :

Eb = 11 dBuV + 17 dB = 28 dBuV

Questa energia viene trasmessa da un trasmettitore e antenna con 50 Ohm di impedenza.

Rilevandola in aria con una classica antenna con 75 Ohm di impedenza, il livello sarà leggermente più alto, ossia 28 dBuV + 1,76 dB = 29,76 dBuV, che arrotondiamo per facilità a 30 dBuV.

Quest'ultimo valore, è l'energia del campo necessaria per un Ber di 10e-4, e da solo non può essere quantificato se non con un'antenna. Quest'ultima introduce un guadagno che, ipotizzando un'antenna standard da 10 dB, aumenta il segnale in lettura dai 30 dBuV originari a 40 dBuV.
Essendo l'antenna il mezzo obbligatorio per ricevere, quest'ultima introduce un'altro fattore da tenere in considerazione, ossia la densità per metro quadrato del segnale, trasformando i dBuV in dBuV/m.

Questa trasformazione tiene conto della frequenza del canale (cosa mai considerata fin ora), introducendo il fattore K nella relazione :

K = 20 Log(F) - 31.54

dove F è la frequenza del canale in MHz.
Tale valore, per il CH21 varrà 22 dB, mentre per il CH60 26 dB.
Ipotizzando una ricezione per il CH60 UHF, si avrà :

Eb = 30 dBuV + 26 dB = 56 dBuV/m.

Naturalmente, sono rari gli strumenti dove è possibile inserire il fattore K di correzione, per cui sarà utile, nella misura in dBuV, adottare 0 come incremento nel canale 21 UHF, fino a 4 dB di maggiorazione nel canale 60 UHF.

Da tenere in considerazione, che questi sono i livelli minimi per una corretta ricezione esente da interferenze per ottenere un Ber di canale di 10e-4.

Attenzione però alle antenne molto performanti. Abbiamo sopra spiegato che un segnale di 30 dBuV è il campo minimo in aria prima ancora di utilizzare un'antenna per riceverlo.
Se utilizziamo un'antenna da 16 dB di guadagno, e sul misuratore misuriamo 46 dBuV sul CH21, và bene, ma se misuriamo 42 dBuV non và bene perchè :

42 dBuV - 16 = 26 dBuV.

Tale livello non và bene in quanto 26 dBuV di campo sono inferiori a 30 dBuV, e non sono sufficienti per garantire un Ber di 10e-4.

In definitiva, occorre sempre fare i calcoli al rovescio per quantificare il campo effettivo che stiamo captando che, se di 30 dBuV per il CH21, oppure 34 dBuV per il CH60, vanno bene.

Ossia, campo misurato meno il guadagno dell'antenna, deve rientrare nei valori appena citati.

Nella prossima sezione, approfondiremo il MER, parametro indice della qualità di modulazione, di costituzione completamente diversa da Ber, C/N e Eb/N0.

 

[sailorman]

@mosquito, noi, mortali utenti del foro, siamo ancora in trepidazione intensa aspettando le tue spiegazioni che ci chiariscono questo mistero della ricezione/non ricezione dei segnali digitali.
Anche se io non partecipo scrivendo sul thread, lo seguo perchè é interessante ed istrurrivo ed inoltre confrontando le tue tabelle/spiegazioni con quanto ricevo in antenna a casa mia misurando il segnale con lo strumento in mio posesso, mi fa capire dove posso avere i problemi potenziali di ricezione.
Aspetto quindi con ansia le tue prossime spiegazioni.
Grazie per il tuo impegno.

 

[cbtotano]

Ciao mosquito

Sarebbe interesante, visto che ti cingi a descrivere il MER, una rappresentazione grafica della funzione MER vs. CARRIER presente sullo strumento Sefram in tuo possesso, magari in una situazione di contaminazione

dai sù stupiscici con effetti speciali!!

 

[CronoSky]

.... Nella prossima sezione, approfondiremo il MER, parametro indice della qualità di modulazione, di costituzione completamente diversa da Ber, C/N e Eb/N0.

Scusa Mosquito !, pongo una domanda "aizzante" … ma il MER quando il rumore è basso o equivalente all’AWGN non è uguale al C/N ?.

 

[mosquito]

Scusa Mosquito !, pongo una domanda "aizzante" … ma il MER quando il rumore è basso o equivalente all’AWGN non è uguale al C/N ?.

No, per tanti motivi. Uno fra questi è la distorsione di fase che fà degradare il Mer, ma non il C/N. Ripeto comunque che il C/N è una misura inadatta per la trasmissione numerica.

Comunque a breve approfondiremo il Mer.

 

[cbtotano]

Meno male.....la lezione riparte temevo che mosqito si fosse sdegnato..... sarebbe stato un peccato!

In questo processo storico di metamorfosi della televisione, c'è molto bisogno del contributo teorico di spessore di prof. come te e Pipione

Ci sono sicuramente molti utenti che attendono il tuo prezioso intervento e contemplano in religioso silenzio i vostri scritti....
....io sono uno di quelli.....cari prof.!!

 

[Los Van Van]

No, per tanti motivi. Uno fra questi è la distorsione di fase che fà degradare il Mer, ma non il C/N. Ripeto comunque che il C/N è una misura inadatta per la trasmissione numerica.

Comunque a breve approfondiremo il Mer.

Quoto totano

Anch'io pensavo che quasi, quasi ti fossi arreso