Распределенная система передачи - Distributed transmission system

Эта статья про наземное вещание. Для распределения электроэнергии см. распределенная генерация.

В Северной Америке цифровой наземное телевидение вещание, распределенная система передачи (DTS или же DTx) является формой одночастотная сеть в котором один широковещательный сигнал подается через микроволновая печь, стационарный, или же спутник связи к нескольким синхронизированным наземным радиопередатчик места. Затем сигнал одновременно транслируется на одной и той же частоте в разных перекрывающихся частях одной и той же зоны покрытия, эффективно комбинируя множество небольших передатчиков для генерации зона вещания конкурировать с одним большим передатчиком или заполнять пробелы в зоне покрытия из-за рельефа местности или локальных препятствий.

История

Хотя идея одночастотной сети с несколькими передатчиками, транслирующими одни и те же программы по одному и тому же каналу с нескольких станций передатчиков, не является новой концепцией, ATSC Стандарт цифрового телевидения, используемый в Северной Америке, не был разработан для этого режима работы и плохо адаптирован для этих приложений. Ограничительные временные требования и плохие многолучевые помехи обработка ранних реализаций ATSC помешала бы множеству синхронных передатчиков на одной и той же частоте во время первого широкомасштабного коммерческого развертывания ATSC в 1998 году; эти ограничения несколько ослабли по мере развития конструкции приемника в последующие годы. К 2004 году существовала технология, обеспечивающая приемники цифрового телевидения средствами обнаружения статических (не мобильных или изменяющихся) многолучевых помех (с учетом определенных временных ограничений) и компенсации их влияния на цифровой сигнал.

Тесты проводились отдельными вещательными компаниями или группами вещания, включая Столичный телевизионный альянс (MTVA, а консорциум из Нью-Йорк телевизионные станции).[1] В июне 2008 года была завершена серия начальных испытаний с участием четырех распределенных участков передачи и более 100 контрольных участков измерения в Нью-Йорке и Нью-Джерси, а также в 2007 году в Нью-Йорке были проведены испытания меньшего масштаба. к большому количеству искусственных препятствий, которые мешают адекватному цифровому охвату всего города от основных средств вещания на Эмпайр Стейт Билдинг.

Технические неисправности

Для приемника сигнал от одночастотной сети выглядит как одиночная передача с сильным многолучевые помехи; в худшем случае он обнаруживается как основной сигнал и как отражение равной силы, поскольку сигналы поступают от нескольких передатчиков в одно и то же промежуточное местоположение в несколько разное время.

В ATSC стандарт, используемый для цифровое телевидение в Северной Америке, в отличие от DVB-T стандарт в Европа и другие народы, использует 8VSB вместо OFDM —А модуляция который позволял станции передавать на более низких уровнях пиковой мощности, но который исторически был намного хуже в обработке многолучевого распространения размышления и РЧ помехи.

Первое широкомасштабное коммерческое развертывание цифрового телевидения ATSC в США началось в 1998 году, и первыми пользователями стали станции на крупнейших рынках (включая город Нью-Йорк, обслуживаемые передатчиками на Всемирный торговый центр ). Цифровые приемники той эпохи, хотя и были дорогими, были плохо приспособлены для обработки отраженных сигналов - серьезный недостаток в урбанизированной среде. Более поздние поколения конструкции приемников значительно смягчили эти ограничения; к 2004 году существовала технология создания приемников, способных обнаруживать и компенсировать статические многолучевые помехи, в которых одиночный эхо-сигнал был на 10 дБ слабее (в пределах 30 микросекунд разницы во времени) или такой же силы (наихудший случай, но в диапазоне 12 микросекунд).[2]

Если бы передатчики могли поддерживать достаточно точную синхронизацию и достаточно близкое географическое расстояние для работы в этих пределах, одночастотная сеть с использованием новой конструкции приемника была бы возможна даже с существующими североамериканскими стандартами цифрового вещания ATSC.[3]

Испытания Государственный университет Пенсильвании общественное образование WPSX-TV (ныне WPSU-TV) изначально производились в 2003 г.[4] WPSU был в аналоге УКВ 3 станции, обслуживающие Государственный колледж, Пенсильвания от удаленного передатчика, который также должен покрывать Джонстаун и Алтуна. В качестве цифровой станции WPSU использовала большой УВЧ 15 передатчик на месте оригинала низко-УКВ радиовещательная вышка, что приводит к локальным проблемам с защита местности что мешало приему УВЧ в самом Государственном колледже. Перемещение главного передатчика помешало бы станции обслуживать два других сообщества. Добавление небольшого (50 кВт ) синхронизированный передатчик цифрового телевидения в Государственном колледже, работающий на той же частоте, что и основной сигнал UHF 15, оказался средством улучшения приема; дальнейшие улучшения будут возможны путем добавления небольших передатчиков мощностью 50 кВт в совмещенном канале в каждом обслуживаемом населенном пункте.

25 сентября 2004 г. ATSC выпустила стандарты в качестве руководства по проектированию нескольких передатчиков, одночастотных и многочастотных сетей.[5] Новые стандарты 2004 г. включали:

  • A / 110A, «Стандарт синхронизации для распределенной передачи, редакция A»
  • A / 111, «Проектирование синхронизированных сетей с несколькими передатчиками» [6]

Решенные технические вопросы включали проблему синхронизации между передатчиками (GPS был использован для подачи 1 Гц и опорную частоту 10 МГц, а также информацию синхронизации) и точный контроль передаваемых частот (с точностью до 1 Гц). Идентификация каждого отдельного передатчика должна быть встроена в сигнал для целей поиска и устранения неисправностей, однако основной поток данных на каждом синхронизированном передатчике должен быть идентичным; это делается путем добавления второго с низким битрейтом расширенный спектр сигнал на 27–30 дБ слабее основного. Поскольку этот идентификатор «водяного знака» скрыт под более сильным основным сигналом, несколько повторов этого же идентификатора могут быть получены и суммированы, чтобы предоставить читаемую версию водяного знака техническим специалистам вещания. В то же время стандартный приемник по своей конструкции будет видеть один и тот же сигнал от всех передатчиков.

Генерация данных не в формате MPEG, передаваемых как часть транспортный уровень (например, положение переданной кадровой синхронизации или начальное состояние устройств решетчатого кодирования) также должно быть точно согласовано между каждым синхронизированным передатчиком. Даже несмотря на то, что эти данные отбрасываются после демодуляции принятого сигнала, любое несовпадение может создать помехи между различными сигналами в одном канале. Дополнительный пакет распределенной передачи «операции и обслуживания» (OMP, идентификатор пакета PID: 0x1FFA) должен быть добавлен к данным ATSC в студии и использован для управления различными параметрами, необходимыми для конфигурации и синхронизации отдельных передатчиков.

Местоположение, диаграмма направленности и уровни мощности для каждого из передатчиков также должны быть очень тщательно выбраны, поскольку система ATSC подчиняется очень строгим ограничениям на максимальную разницу во времени между прибытием нескольких версий одного и того же сигнала в приемник. В проблемных зонах приема можно было бы получить значительные улучшения, но для работы нескольких передатчиков в совмещенном канале без деструктивных помех потребуется тщательное проектирование.[7]

Дальнейшие тесты, проведенные Telemundo собственная и управляемая станция WNJU-TV, Владелец телебашни Ион Ричленд Тауэрс, использующий одну главную Нью-Джерси передатчик и Таймс Сквер дополнительный передатчик DTS[8] в 2007 году указали, что из пятнадцати испытательных площадок для приема станции в городе Нью-Йорк, 40% получат существенное улучшение сигнала путем добавления второго передатчика к существующей станции,[9] в то время как все, кроме одного, получат сигнал по крайней мере того же качества, что и без распределенной системы передачи.[10] Нью-Йорк Столичный телевизионный альянс должен был провести аналогичные тесты, но в большем масштабе, в 2007 и 2008 годах.[11]

Нормативные вопросы

В то время как США Федеральная комиссия связи в принципе поддерживает DTS с 2004 г., призыв FCC к общественному обсуждению в конце 2005 г. получил широкий спектр откликов в начале 2006 г., начиная с решительной поддержки со стороны таких групп, как Национальная ассоциация вещателей[12] широкому противодействию со стороны групп, которые выступают за бесплатное использование "белых пространств" (неиспользуемых частот вещания)[13] для не-вещательных целей[14] например, беспроводные данные.[15]

FCC предоставила шестимесячные специальные технические полномочия для WTVE Ридинг, Пенсильвания в декабре 2006 года, что позволило ей эксплуатировать распределенную систему передачи на экспериментальной основе, но не санкционировало системы на какой-либо постоянной лицензионной основе в то время.[16]

Проведение тестовых испытаний на рынке, спонсируемое FCC. Уилмингтон, Северная Каролина прекратить все аналоговые коммерческие трансляции на полную мощность в полдень 8 сентября 2008 года. В то время как большое количество полученных звонков от зрителей были прямыми вопросами об установке антенн и преобразователей или о необходимости поиска каналов перед просмотром цифровых телевидение, еще сотни были о более неразрешимой проблеме. Зрителям давно работавших на полную мощность низко-VHF-вещателей нравится WECT (NBC 6 Wilmington), сигнал, который в своей аналоговой форме достигал края Миртл-Бич, больше не мог принимать станцию ​​- даже с конвертером и правильной установкой антенны. Переход на UHF 44 и другой участок передатчика существенно сократил зону покрытия WECT.[17] и для многих, кто в течение многих лет находился на периферии аналогового сигнала NBC 6, WECT больше не существовало.[18]

7 ноября 2008 г. FCC издала приказ, разрешающий использование распределенных систем передачи наземными вещательными компаниями DTV с учетом различных ограничений.[19] Это позволяет вещательным компаниям подавать заявки на услуги DTS для покрытия территории, ранее охваченной аналоговым телевидением, при этом не расширяя зону покрытия за пределы существующей зоны покрытия аналогового телевидения. Он также запрещает вещательной компании «выбирать вишню» в зоне покрытия таким образом, чтобы покрыть городские районы, оставляя сельских зрителей без сигнала.

Этот отказ от прав был получен слишком поздно, чтобы разрешить строительство и ввод в эксплуатацию вновь предложенных объектов DTS до отключения аналоговой связи в 2009 году, предусмотренного федеральным законодательством.[20]

В Ассоциация бытовой электроники и CTIA предложили в декабре 2009 года заставить все станции использовать этот метод, чтобы компании, которые они представляют, могли использовать оставшееся пространство в ТВ группа за мобильного широкополосного доступа. в отличие от переход на цифровое телевидение в США, они не предлагают заставлять станции платить за это, как и в случае с 2 ГГц вспомогательная служба вещания был вынужден перейти от FCC, но только после того, как получатель (Спринт Nextel ) компенсировали вещателям регулирование.[21]

Индивидуальные вещатели

В Пуэрто-Рико, испанский язык независимый WSTE 7 "Super Siete" в настоящее время использует несколько аналоговых передатчиков на одной и той же частоте для покрытия различных частей одного и того же острова; эта система показала ограничения из-за помех между передатчиками, если все они работают одновременно. Использование правильно синхронизированного цифрового DTS может помочь уменьшить эти помехи.

В Пенсильвания, независимый WTVE является лицензированный служить Чтение хотя его основная аудитория Филадельфия. Распределенная система передачи теперь позволяет адаптировать зону покрытия для улучшения покрытия в тех областях, где в настоящее время находится его сигнал. маргинальный.

В Вирджиния общественное телевидение WVPT /WVPY управлять в общей сложности пятью дополнительными синхронизированными передатчиками на канале для заполнения участков, заблокированных горами от двух основных передатчиков VHF / UHF; набор АМЕРИКАНСКИЙ ДОЛЛАР$ 100000 синхронизированных цифровых передатчиков могут заменить такое же количество обычных аналоговых переводчики вещания а также включить на ночь передача данных учебных материалов на 188 школы.[22][23]

В Нью-Мексико, Telemundo филиал КТДО предлагает DTS как средство сопряжения с маломощным оборудованием DTV, которое в настоящее время сообщество лицензий (Лас-Крусес ) со вторым объектом на вершине горы с видом на Эль-Пасо, Техас чтобы охватить более широкую аудиторию.[24]

В Миссури, Партнер FOX КРБК управляет DTS как способом обслуживания рынка Спрингфилда, штат Миссури, из 5 точек передачи, расположенных вокруг прямого доступа к памяти Спрингфилда. Эта система вышла в эфир в конце 2011 года и до сих пор дорабатывается.

В Аляска, Филиал MyTV в Анкоридже КИС-ТВ работает с ограниченными ресурсами и оборудованием, покрывая большую и малонаселенную территорию с множеством небольших переводчик вещания станции. Хотя синхронизация широковещательного сигнала не является проблемой (поскольку перекрытие между сигналами полностью приходится на незаселенные области), возможность многократного использования нескольких небольших передатчиков может позволить станции избежать затрат на создание одного большого и дорогостоящего основного передатчика для своего цифрового сигнала. .

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ NTIA: Проект перехода на цифровое телевидение в Нью-Йорке 9/11
  2. ^ Wu, Y .; Сяньбинь Ван; Citta, R .; Ledoux, B .; Lafleche, S .; Карон, Б. (2004). «Приемник ATSC DTV с повышенной устойчивостью к многолучевому распространению и средам распределенной передачи». IEEE Transactions on Broadcasting. Дои:10.1109 / TBC.2004.823843.
  3. ^ Процедуры проектирования и результаты полевых испытаний сети распределенного транслятора, а также практический пример применения распределенной передачи; SALEHIAN K., WU Y., CARON B .; Центр исследований связи (CRC) Оттава, транзакции IEEE по радиовещанию, 2006, ISSN 0018-9316 IETBAC.
  4. ^ WPSX-TV начинает экспериментальную передачу DTX, 15 мая 2003 г., 12:00.
  5. ^ ATSC утверждает новую рекомендуемую практику A / 111: Дизайн синхронизированных сетей с несколькими передатчиками, 25 сентября 2004 г. В архиве 15 декабря 2008 г. Wayback Machine
  6. ^ Распределенная передача ATSC, Радиовещание, 2 февраля 2007 г.
  7. ^ Система распределенной передачи ATSC и приложения для службы переводчика В архиве 26 марта 2009 г. Wayback Machine, Дэвид Л. Хершбергер, Axcera LLC
  8. ^ SFN: многие передатчики лучше, чем один?, Merrill Weiss, TV Newsday, 13 сентября 2007 г.
  9. ^ Richland Towers / Telemundo / отчет ION о DTS
  10. ^ SFN TV Broadcasting in the United States?, Рэнди Хоффнер, TV Technology, 3 октября 2007 г.
  11. ^ MTVA получает одобрение системы распределенной передачи Нью-Йорка, TV Technology, 25 мая 2007 г.
  12. ^ Представление Национальной ассоциации вещателей в FCC, 2006 г., поддержка DTS
  13. ^ Противодействие DTV DTS, различные организации, поданные в FCC в 2006 г.
  14. ^ Возражения CommonCause.org против DTS, FCC 2006 В архиве 28 ноября 2008 г. Wayback Machine
  15. ^ Новая Америка: противодействие DTV DTS, 2006 г.
  16. ^ Повышение скорости передачи: FCC разрешает распределенную систему передачи, Гарри К. Мартин, Broadcast Engineering, 1 февраля 2007 г. В архиве 15 декабря 2008 г. Wayback Machine
  17. ^ Противостояние эффекту утеса В архиве 2009-02-27 на Wayback Machine, Пейдж Альбиниак, телетрансляция, 26 декабря 2008 г.
  18. ^ FCC разрешает цифровое обходное решение проблем диапазона сигнала DTV, Мэтью Ласар, ArsTechnica, 11 ноября 2008 г.
  19. ^ Приказ FCC о распределенной передаче, ноябрь 2008 г.
  20. ^ "Новости домашнего кинотеатра: FCC Green-Lights DTV Range Fix, Марк Флейшманн, 17 ноября 2008 г.". Архивировано из оригинал 11 июля 2012 г.. Получено 10 декабря, 2008.
  21. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 13.01.2010. Получено 2009-12-29.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  22. ^ Приложение WVPY для экспериментального передатчика DTS в Лурае, Вирджиния
  23. ^ http://www.wvpt.net/pi/WVPY2%20Stamped.pdf
  24. ^ http://fjallfoss.fcc.gov/cgi-bin/ws.exe/prod/cdbs/forms/prod/prefill_and_display.pl?Application_id=1232496&Service=TV&Form_id=387&Facility_id=36916