DVB-H Implementation Guidelines

1. DVB-H Implementation Guidelines 7.4.2006 - Seminaari

2. Uudet fyysisen kerroksen elementit • DVB-H sisältää uusia elementtejä DVB-T elementtien lisäksi. • Uudet elementit ovat: • TPS-bitit • 4K mode • in-depth lomittelu. Telecommunication Research Center

3. 4K moodi • DVB-H perii DVB-T tekniikasta 2K moodin sekä 8K moodin, yhteen sopivuuden takaamiseksi DVB-T tekniikan kanssa. • 4K moodin lisääminen tuo joustavuutta verkkosuunnitteluun, tarjoten mobiili vastaanottoon lisää tehokkuutta. Telecommunication Research Center

4. 4K moodi (J) • DVB-H on suunniteltu pääsääntöisesti vastaanottamaan ”TV”-lähetyksiä mobiileissa laitteissa. • DVB-T standardilla on tarjottavana mobiili laitteille vain 2K ja 8K moodit. • 2K moodi tarjoaa paremman suorituskyvyn kuin 8K moodi. Telecommunication Research Center

5. 4K moodi (J) • 4K moodi on arkkitehtuurillisesti ja laitteisto tasolla yhteensopiva DVB-T rakenteen kanssa. • 4K moodin lisääminen vaatii pieniä muutoksia laitteiston lähetys- ja vastaanottopuolelle. Telecommunication Research Center

6. 4K moodi (J) • 4K moodin lisäämisen aiheuttamat muutokset laitteisto tasolla. Telecommunication Research Center

7. 4K moodi (J) • Taulukosta voidaan nähdä 4K moodin suojavallin pituus verrattuna 2K ja 8K moodiin. • Tämä tieto auttaa verkonsuunnittelussa, kun rakennetaan optimaalisia SFN - verkkoja. Telecommunication Research Center

8. Suorituskyky • 2K moodin OFDM-modulointi ja siihen liittyvät pienet suojavallit, vaikuttavat siten, että 2K moodi sopii hyvin vain pieniin yhden taajuuden verkkoihin (SFN). Tästä johtuen tehokkaiden verkkojen suunnittelu on hankalaa. • 4K moodin OFDM-modulointi on pitempi kestoinen ja pitemmät suojavallit kun verrataan 2K moodin OFDM-modulointiin. Tämä sallii keskikokoisten SFN-verkkojen suunnittelun. Telecommunication Research Center

9. Suorituskyky (J) • DVB-T:n 8K moodin suorituskyky on taas mobiili vastaanotolle surkea. • 8K moodin heikkous on erityisesti järkevässä vastaanotto kustannuksissa. • 4K moodissa on erityisesti huolehdittu suorituskyvystä, tehokkuudesta ja mobiili vastaanoton valmiudesta. Telecommunication Research Center

10. Suorituskyky (J) • Mobiili vastaanotolle käytettävin kantoaallon modulaatio muoto on 16QAM, jonka modulointi nopeus on ½tai 2/3. Tämä vaatii kohtuullisen signaali kohina suhteen (C/N) , joka tarjoaa riittävän siirtokaistan DVB-H palveluille. Telecommunication Research Center

11. Pulmallisuus, hinta ja muut kaupalliset vaatimukset • Jos verrataan jo olemassa olevia 2K/8K DVB-T vastaanottimia, niin 4K moodin lisääminen ja in-depth lomittelu ei vaadi lisää muistia, lisä virtaa tai merkittävästi uutta logiikkaa. • Verkonpuolella voidaan olettaa, että muutokset olisivat minimaalisia, koska muunnokset koskevat modulaattoria, joten ei ole tarvetta kalliisiin muutoksiin. Telecommunication Research Center

12. TPS-bit • TPS on kanava jota voidaan käyttää välitysparametrien kuljetukseen. • TPS-bitti tarjoaa DVB-T siirto järjestelmälle tiedon signaalin siirtokapasiteetista. • TPS toimii myös hyvin alhaisilla C/N-arvoilla. • Siirrettävä tieto on paljon nopeampaa demoduloida TPS-signaalista kuin esimerkiksi SI tai MPE-otsikosta. Tämän vuoksi DVB-H:ssa käytetään aikaviipalointia, MPE-FEC:iä, ja 4K moodin. Telecommunication Research Center

13. DVB-H:n ja DVB-T:n yhteensopivuus

14. Aikaviipalointi ja MPE-FEC • Aikaviipaloinnin ja MPE-FEC:in toteuttamisesta ei synny yhteensopivuus ongelmia, koska ne toteutetaan Link Layer tasolla. • Aikaviipalointi ja MPE-FEC ovat täysin yhteen sopivia jo olemassa olevien DVB fyysisten tasojen kanssa, kuten DVB-T, DVB-S, ja DVB-C. • Lisäksi verkkotason liitäntä käyttää hyväkseen myös purskemuotoista dataa ja näin ollen aikaviipalointi on myös yhteensopiva täysin jo olemassa olevien DVB-järjestelmien kanssa. Telecommunication Research Center

15. Aikaviipalointi ja MPE-FEC (J) • MPE-protokolla joka käyttää aikaviipalointia ja MPE-FECiä on täysin taaksepäin yhteensopiva. • Aikaviipalointi ja MPE-FEC ovat myös yhteensopivia niiden palveluiden kanssa, jotka eivät käytä aikaviipalointia tai MPE-FECiä. Telecommunication Research Center

16. Aikaviipalointi ja MPE-FEC (J) • Aikaviipalointia käyttävät palvelut varaavat itselleen tiedonsiirtokaistasta osan, tämä voi vaikuttaa myös niiden palveluiden tiedonsiirtokaistaan jotka eivät käytä aikaviipalointia. • Perinteinen DVB Integrated Reveiver Decoderi (IRD) saattaa asettaa rajoituksia aikaviipaloituihin palveluihin, koska se ei välttämättä pysty vastaanottamaan nopeamman siirtonopeuden palveluita. Tämä ei kuitenkaan aiheuta yhteensopivuus ongelmia. Telecommunication Research Center

17. Aikaviipalointi ja MPE-FEC (J) • Vaikka jo olemassa olevat DVB IRD:t eivät ehkä tue aikaviipalointia niin IRD:t voidaan helposti muokata tukemaan aikaviipalointia ohjelmisto päivityksellä. Telecommunication Research Center

18. DVB-H signaloinnin yhteensopivuus • DVB-H signalointi on täysin taaksepäin yhteensopiva. • DVB-H signaloinnin yhteensopivuus on toteutettu ”varattu tulevaa käyttöä varten” olevilla biteillä. • Tällä hetkellä nämä varatut bitit ohitetaan DVB-T vastaanottimissa. Telecommunication Research Center

19. 4K moodi ja in-depth lomittelu • 4K moodin ja in-depth lomittelu vaikuttaa myös yhteensopivuuteen DVB-T:n fyysisen kerroksen määrittelyn kanssa. Koska nykyiset DVB-T vastaanottimet eivät pysty purkamaan DVB-H signaalia. Telecommunication Research Center

20. 4K moodi ja in-depth lomittelu (J) • 4K moodi ja in-depth lomittelu ovat kuitenkin ”yhteensopivia” nykyisen DVB-T määrittelyn kanssa. • 4K moodin ja in-depth lomittelun spektri vaatimukset ovat yhteensopivia nykyisen 2K ja 8K DVB-T moodien kanssa Telecommunication Research Center

21. 4K moodi ja in-depth lomittelu (J) • Systeemitason yhteensopivuus: • 4K moodin lisääminen voisi tapahtua 2K:n ja 8K:n interpoloinnilla. Tämä vaatisi vain pienen logiikkakontrollerin laitteistoon joka olisi täysin yhteensopiva jo olemassa olevan laitteiston kanssa. Telecommunication Research Center

22. 4K moodi ja in-depth lomittelu (J) • Vastaanottimen yhteensopivuus: • Nykyiset 2K ja 8K vastaanottimet eivät osaa ottaa vastaan uutta 4K signaaleja, mutta tämä ei ole vakava rajoitus DVB-H verkolle joka käyttää 4K moodia. • Kanavointi on ainoa tekijä joka asettaa rajoituksia DVB-T:n ja DVB-H:n palveluiden välillä. Telecommunication Research Center

23. DVB-H verkot

24. DVB-H parametrit • DVB-H parametrit jakautuvat kahdelle kerrokselle, fyysiselle kerrokselle ja linkki kerrokselle. • Linkki kerroksen parametrit ja erityisesti MPE-FEC:in parametrit ovat erittäin tärkeitä DVB-H verkoille, koska todellinen peittoalue on riippuvainen FEC-lisäosasta. Telecommunication Research Center

25. DVB-H parametrit • Linkki kerroksen tärkeimpiä parametreja ovat: • Palveluun pääsy aika • Virrankulutus • MPE-FEC:in koko • Keskimääräinen ”Elementary Stream (ES)” siirtonopeus • Purske/suojavalli aika • Tärkeimmät parametrit DVB-H vastaanottimelle on: • Vastaanottimen synkronisointiaika • Virrankulutus Telecommunication Research Center

26. Vastaanottimen synkronisointiaika • Synkronisoinnissa tapahtuu seuraavat vaiheet • Ensimmäiseksi synkronoidaan RF PPL • Tämän jälkeen automaattinen vahvistuksen säätö • Viimeisenä synkronoidaan COFDM Telecommunication Research Center

27. Vastaanottimen synkronisointiaika • Vastaanottimen synkronisointiaika vaihtelee tapauskohtaisesti. • Synkronisointiaikaa voidaan pienentää jos DVB-H parametrit ovat etukäteen tiedossa. Telecommunication Research Center

28. Virrankulutus • DVB-H:ssa virrankulutus on jaettu viiteen eri tilaan. Ne ovat • RF_ON • RF on päällä ja demodulointi on aktiivinen. Aikaviipaloitupurske on vastaanotettu. (n.400mW) • RF_OFF1 • RF on pois päältä ja MPE-FEC laskutoimitus käynnissä. (n.50mW) • RF_OFF2 • MPE-FEC laskutoimitus on suoritettu ja tietoa siirretään ohjelmisto tasolle. • RF_OFF3 • Ohjelmisto taso on valmis ja vastaanotin odottaa seuraavaa pursketta. (n.10mW) • SLEEP • Ohjelmisto taso ei ole päällä ja vastaanotin odottaa herätys komentoa. Telecommunication Research Center

29. Virrankulutus Telecommunication Research Center

30. DVB-H verkko • DVB-H verkkojen laajentamiseen voidaan myös käyttää yhden kanavan toistimia, mikä on myös suositeltavaa, koska niitä on helppoja kehittää ja kustannuksiltaan halpoja. • Yhden kanavan toistimen käytöstä syntyy viivettä mutta sen tyypillinen kesto on noin 15µs, joten se ei haittaa vastaanottimen toimivuutta. Telecommunication Research Center

31. DVB-H verkko • Yhden kanavan toistimien käyttö ei välttämättä ole ongelmatonta, koska toistimesta lähtevä signaali saattaa palautua takaisin toistimen sisään menoon ja näin aiheuttaa silmukan toistimelle. • Tästä seuraa kaksi ongelmaan • Aaltoilua siirtofunktiossa ja • Toistimen epävakaus Telecommunication Research Center

32. DVB-H verkko • SFN-verkko voi toimia myös synkronisoidusti käyttämällä suuritehoista päälähetintä sekä pienitehoisia lähetinvastaanotin yksikköjä. • Pienitehoiset toistimet vastaanottavat signaalin päälähettimeltä ja uudelleen lähettävät signaalin toisella taajuudella. • Tästä asettelusta löytyy lukuisia etuja kun verrataan tätä yhden kanavan toistimiin. Telecommunication Research Center