Дослідження передачі телевізійних сигналів стандарту DVB-C по приймально-передавальному тракту терагерцового діапазону

Autor: Anton Ermakov, Theodor Narytnik, Gleb Avdeyenko
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Information and telecommunication sciences : international research journal, 2016, Vol. 7, N. 2(13)
Information and Telecommunication Sciences; № 2 (2016); 81-90
ISSN: 2411-2976
2312-4121
Popis: Проблематика. На даний час для побудови телекомунікаційної інфраструктури провідних країн світу широкого застосування отримали цифрові радіорелейні лінї зв’язку (ЦРРЛЗ), що переважно працюють в діапазоні сантиметрових хвиль та нижній частині діапазону міліметрових хвиль (3,4 – 40,5 ГГц). Однак через нестачу радіочастотного ресурсу та необхідність передачі високошвидкісних потоків інформації останнім часом при розгортанні нових ЦРРЛЗ спостерігається тенденція до подальшого переходу та освоєння верхньої ділянки діапазону міліметрових хвиль, радіорелейне обладнання якого широко представлено провідними виробниками на телекомунікаційному ринку. Перспективним для побудови майбутніх ЦРРЛЗ є також й терагерцовий діапазон частот 100 – 3000 ГГц, який має дуже велику інформаційну ємність, але який поки що не використовуться через складність побудови радіотракту радіорелейного обладнання. Науково-дослідний інститут телекомунікацій та Інститут електроніки та зв’язку Української Академії наук розробили макет прийомопередавача діапазону 130-132 ГГц, внаслідок чого актуальною стала задача тестування якості роботи його окремих блоків шляхом дослідження зміни параметрів сигналів, що передаються через нього. Мета досліджень. Дослідження зміни параметрів багатоканального сигналу цифрового телебачення стандарту DVB-C при його передачі через макет приймально-передавального тракту діапазону 130 ГГц. Cтандарт DVB-C для проведення досліджень було обрано через можливість формування сигналів з різною позиційністю модуляції (від QAM-64 до QAM-256), що дозволило дослідити вплив параметрів окремих вузлів макету на параметри сигналів, що передавалися через нього. Методика реалізації. Для дослідження було зібрано експериментальну установку, до складу якої увійшли прийо- мопередавач, підсистема формування телевізійних сигналів стандарту DVB-C, підсистема вимірювання параметрів сигналів стандарту DVB-C. Дослідження проводилось поетапно: було використано одноканальний, двохканальний та трьохканальний сигнали DVB-C. Результати досліджень. Результати дослідження показали, що використання нижньої частини терагерцового діапазону частот (130 ГГц) зі смугою 24 МГц дозволяє передати через прийомопередавач, що має спільний гетеродин для передавального та приймального тракту, три канали телевізійного мовлення стандарту DVB-C із загальною швидкістю транспортного потоку на рівні 125 МБіт/с з високою суб’єктивною якістю відтворення всіх ТВ програм. Висновки. Проведене дослідження вказує на високу якість передачі сигналів цифрового телебачення стандарту DVB-C прийопомередавачем терагерцового діапазону, оскільки нелінійні спотворення тракту не були помічені а фазові шуми гетеродину не викликали значного розсіювання символів на сигнальному сузір’ї. Подальшим кроком буде дослідження якості передачі сигналів стандарту DVB-C для випадку радіолінії та окремих гетеродинів в передавальному та приймальному трактах. Прийомопередавач в подальшому може бути використаний для побудови ЦРРЛЗ терагерцового діапазону для передачі та прийому високошвидкісних сигналів цифрового телебачення, Інтернету тощо. Background. Currently digital microwave radio relay links operating in centimeter bands and in the lower part of millimeter bands (3.4 - 40.5 GHz) are widely used in the leading countries to construct their telecommunication infrastructure. Taking into account the lack of spectrum in these frequency bands and growing necessity to transmit high-rate applications with the help of brand-new radio relay equipment of the world leading manufacturers of such equipment, tendency to operate in higher parts of millimeter bands is becoming more real and practicable. At the same time, the terahertz band (100-3000 GHz) which is not used at the present time (because of complexity of construction of radio relay equipment that could operate in this band) is also very perspective for introduction of the future radio relay equipment (for the reason of high information capacity of 1003000 GHz band). The Research Telecommunication Institute of the National Technical University of Ukraine and the Institute of Electronics and Communications of the Ukrainian Academy of Science developed the prototype of the transceiver for operation in the lower part of the terahertz band (130-132 GHz band). For this reason there was a necessity to conduct research concerning operation of the prototype in 130-132 GHz band (that is to test quality of operation of separate blocks of transceiver by changing parameters of transmitting signals passing through it). Objective. The purpose of the research is the parameters variation of multichannel digital broadcasting TV signals based on DVB-C standard when TV signal is transmitted through the 130 GHz transceiver prototype. DVB-C standard has been chosen for this research to have opportunity to analyze signals with different modulation schemes (from QAM-64 to QAM-256), which allowed investigating the influence of certain prototype node parameters on the signal parameters that were transmitted through it Methods. To conduct the research the experimental installation has been constructed with several parts in it (transceiver, subsystem for generation of DVB-C television signals, subsystem for measurement of DVB-C television signal parameters). The research has been conducted in three stages using a step-by-step approach with application of one-channel, two-channel and three-channel signals of DVB-C standard. Results. Results of the research showed that the use of the transceiver (that has common heterodyne for transmitting and receiving parts) in the lower part of terahertz band (130 GHz) permits to transmit three TV broadcasting channels of DVB-C standard in 24 MHz bandwidth with transmission rate of 125 Mbit/s with high subjective quality of all TV programs. Conclusions. The results of the research demonstrated high quality of digital TV signals transmission by means of transceiver constructed for application in terahertz band (130-132 GHz). The reason for such conclusion is that harmonic distortions have not been observed and phase noise of heterodyne has not led to significant channel symbols distortion on signal constellation. The next step in future research will include the research of the quality of DVB-C signal transmission for cases when terahertz radio link is used and specific heterodynes are applied in transmitting and receiving parts of the transceiver prototype. In the future the transceiver can be used for construction of digital microwave radio relay links in terahertz band for transmission and reception of digital TV signals with high rate both for broadcasting and other applications such as Internet. Проблематика. В настоящее время для построения телекоммуникационной инфраструктуры ведущих стран мира широкое применение получили цифровые радиорелейные линии связи, которые преимущественно работают в диапазоне сантиметровых волн и нижней части диапазона миллиметровых волн (3,4 – 40,5 ГГц). Однако, из-за нехватки радиочастотного ресурса и необходимости передачи высокоскоростных потоков информации в последнее время при развертывании новых ЦРРЛЗ наблюдается тенденция к дальнейшему переходу и освоению верхнего участка диапазона миллиметровых волн, радиорелейное оборудование которого широко представлено ведущими производителями на телекоммуникационном рынке. Перспективным для построения будущих ЦРРЛЗ является также и терагерцовый диапазон частот 100 – 3000 ГГц, который имеет очень большую информационную ёмкость, но который пока ещё не используется из-за сложности построения радиотракта радиорелейного оборудования. Научно-исследовательский институт телекоммуникаций и Институт електроники и связи Украинской академии наук разработали макет приемопередатчика диапазона 130 – 132 ГГц, вследствие чего актуальной стала задача тестирования качества работы его отдельных блоков путем изменения параметров сигналов, которые передаются через него. Цель исследований. Исследование изменения параметров многоканального сигнала цифрового телевидения стандарта DVB-C при его передаче через макет приемо-передающего тракта диапазона 130 ГГц. Стандарт DVB-C для проведения исследований был выбран из-за возможности формирования сигналов с разной позиционностью модуляции (от QAM-64 до QAM-256), что позволило исследовать влияние параметров отдельных узлов макета на параметры сигналов, которые через него передавались. Методика реализации. Для исследования была собрана экспериментальная установка, в состав которой вошли приемопередатчик, подсистема формирования телевизионных сигналов стандарта DVB-C, подсистема измерения параметров сигналов стандарта DVB-C. Исследование проводилось поэтапно: были использованы одноканальный, двухканальный и трехканальный сигналы DVB-C. Результаты исследований. Результаты исследования показали, что использование нижнего участка терагерцового диапазона частот (130 ГГц) с полосой частот 24 МГц позволяет передать через приемопередатчик, имеющий общий гетеродин для передающего и приемного трактов, три канала телевизионного вещания стандарту DVB-C с общей скоростью транспортного потока на уровне 125 Мбит/с с высоким субъективным качеством воспроизведения всех ТВ программ. Выводы. Проведенное исследование показывает на высокое качество передачи сигналов цифрового телевидения стандарта DVB-C приемопередатчиком терагерцового диапазона, так как нелинейные искажения тракта замечены не были, а фазовые шумы гетеродина не вызвали значительного разсеяния символов на сигнальном созвездии. Дальнейшим шагом будет исследование качества передачи сигналов стандарта DVB-C для случая радиолинии и отдельных гетеродинов в передающем и приемном трактах. Приемопередатчик в дальнейшем может быть использован для построения ЦРРЛЗ терагерцового диапазона для передачи и приема высокоскоростных сигналов цифрового телевидения, Интернета и.т.п.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: