PROJEKT DO ANKIETY

POLSKA NORMA Polski Komitet Normalizacyjny

ICS 33.170

PN-ETSI EN 301 701 V1.1.1 Wprowadza ETSI EN 301 701 V1.1.1:2000 Zast puje PN-ETSI EN 301 701 V1.1.1:2005 (U)

Telewizja cyfrowa (DVB) Modulacja OFDM dla cyfrowej mikrofalowej telewizji naziemnej

Norma europejska ETSI EN 301 701 V1.1.1:2000 ma status Polskiej Normy

 Copyright by PKN, Warszawa

nr ref. PN-ETSI EN 301 701 V1.1.1

Wszelkie prawa autorskie zastrze one. adna cz niniejszej normy nie mo e by zwielokrotniana jak kolwiek technik bez pisemnej zgody Prezesa Polskiego Komitetu Normalizacyjnego

2

(A)PN-ETSI EN 301 701 V 1.1.1

Przedmowa krajowa Niniejsza norma została przygotowana i przyj ta przez Komitet Techniczny nr 11 ds. Telekomunikacji oraz zatwierdzona przez Prezesa Polskiego Komitetu Normalizacyjnego. Jest tłumaczeniem - bez jakichkolwiek zmian - angielskiej wersji Normy Europejskiej ETSI EN 301 701 V1.1.1:2000. W zakresie tekstu Normy Europejskiej wprowadzono odsyłacz krajowy oznaczony

N1)

.

Norma zawiera informacyjny Zał cznik krajowy NA, w którym zamieszczono wykaz skrótów wyst puj cych w Normie Europejskiej i ich znaczenie w j zyku angielskim i w polskim. Odpowiedniki krajowe norm i dokumentów powołanych w niniejszej normie mo na znale

w katalogu

Polskich Norm. Oryginały norm i dokumentów powołanych, które nie maj odpowiedników krajowych, lub informacje o nich, s dost pne w O rodku Informacji Normalizacyjnej PKN. W sprawach merytorycznych dotycz cych tre ci normy mo na zwraca si do wła ciwego Komitetu Technicznego PKN, kontakt: www.pkn.pl.

(A) PN.ETSI EN 301 701 v 1.1.1

3

Zał cznik krajowy NA (informacyjny) Wykaz skrótów stosowanych w Normie Europejskiej i ich znaczenie w j zyku angielskim i polskim AFC

Automatic Frequency Control

DVB DVB-T IPR LMDS MF MMDS MPEG

Digital Video Broadcasting DVB-Terrestrial Intellectual Property Rights Local Microvawe Distribution System Microvawe Frequency Multichannel Microvawe Distribution System Moving Picture Experts Group

MVDS MWS OFDM

Multipoint Video Distribution System Multimedia Wireless System Orthogonal Frequency Division Multiplexing

QAM

Quadrature Amplitude Modulation

Akronim- telewizja cyfrowa Naziemna DVB Prawa własno ci intelektualnej Lokalny system dystrybucji mikrofalowej Cz stotliwo mikrofalowa Wielokanałowy system dystrybucji mikrofalowej Akronim- Grupa ekspertów do spraw obrazów ruchomych Wielopunktowy system dystrybucji mikrofalowej Multimedialny system bezprzewodowy Zwielokrotnianie z ortogonalnym podziałem cz stotliwo ci Kwadraturowa modulacja amplitudy

QPSK RF SFN STB TV UHF VHF

Quaternary Phase Shift Keying Radio Frequency Single Frequency Network Set Top Box Television Ultra High Frequency Very High Frequency

Kwadraturowe kluczowanie z przesuwem fazy Cz stotliwo radiowa Sie jednocz stotliwo ciowa „set-top-box” Telewizja Ultra wielka cz stotliwo Bardzo wielka cz stotliwo

Automatyczna regulacja cz stotliwo ci

4

(A)PN-ETSI EN 301 701 V 1.1.1

Stronica pusta

ETSI EN 301 701 V1.1.1 (2000-08)

____________________

Norma europejska przewidziana do uznania za zharmonizowan (seria telekomunikacyjna)

(A) Wersja polska

Telewizja cyfrowa (DVB); Modulacja OFDM dla cyfrowej mikrofalowej telewizji naziemnej

Digital Video Broadcasting (DVB); OFDM Modulation for microwave digital terrestrial television

_________________________________________________________________________

Niniejsza norma jest polsk wersj Normy Europejskiej ETSI EN 301 701 V1.1.1:2000. Została ona przetłumaczona przez Polski Komitet Normalizacyjny i ma ten sam status co wersja oficjalna.

ETSI

2

(A)ETSI EN 301 701 V 1.1.1(2000-08)

Identyfikator DEN/JTC-DVB-95

Deskryptory DVB, cyfrowy, wizja, nadawanie, MPEG, TV, fonia, dane

3

(A.ETSI EN 301 701 V1.1.1(2000-08)

Spis tre ci Prawa własno ci intelektualnej...........................................................................................................................4 Przedmowa.........................................................................................................................................................4 1 Zakres normy ...........................................................................................................................................6 2 Powołania normatywne ............................................................................................................................6 3 Symbole i skróty .......................................................................................................................................7 3.1 Symbole.................................................................................................................................................7 3.2 Skróty.....................................................................................................................................................7 4 Systemy transportowe podstawowy naziemny i mikrofalowy ..................................................................7 4.1 Podstawowy system naziemny..............................................................................................................7 4.2 Mikrofalowy system transportowy..........................................................................................................8 4.3 Przesuni cie cz stotliwo ci ...................................................................................................................9 4.4 Parametry modulacji ............................................................................................................................11 4.5 Charakterystyki widmowe i maski widmowe .......................................................................................11 5 Zał cznik informacyjny...........................................................................................................................12 5.1 Wymagania dotycz ce szumu fazy .....................................................................................................12 5.2 Wymagania dotycz ce stabilno ci cz stotliwo ci ...............................................................................12 Bibliografia ........................................................................................................................................................13 Historia

15

4

(A)ETSI EN 301 701 V 1.1.1(2000-08)

Prawa własno ci intelektualnej Istotne, lub potencjalnie istotne IPR N1) , dotycz ce niniejszego dokumentu, mogły by zgłaszane do ETSI. Informacje dotycz ce takich istotnych IPR, je li istniej , s publicznie dost pne – zarówno dla członków ETSI jak i nie członków - i mo na je znale

w dokumencie ETSI SR 000 314: "Intellectual Property Rights

(IPRs); Essential, or potentially Essential, IPRs notified to ETSI in respect of ETSI standards", który jest dost pny w sekretariacie ETSI. Ostatnie aktualizacje s

dost pne w serwerze internetowym ETSI

(http://webapp.etsi.org/ipr/home.asp). Zgodnie z polityk ETSI w zakresie IPR, ETSI nie prowadziła i nie przeprowadzi odpowiednich poszukiwa i bada

dotycz cych IPR. Nie mo na da

jakichkolwiek gwarancji co do istnienia innych IPR, nie

wymienionych w ETSI SR 000 314 (lub w aktualizacjach, zgromadzonych w serwerze ETSI Web), które s , mog by lub mog sta si istotne dla niniejszego dokumentu.

Przedmowa Niniejsza Norma Europejska (seria telekomunikacyjna) została opracowana przez Poł czony Komitet Techniczny (JTC) Europejskiej Unii Nadawców (EBU), Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego Elektrotechniki (CENELEC) i Europejskiego Instytutu Norm Telekomunikacyjnych (ETSI). UWAGA:

Komitet EBU/ETSI JTC został utworzony w 1990 r. w celu koordynacji prac nad projektami norm w specyficznej dziedzinie emisji i dziedzinach pokrewnych. Od 1995 r. Komitet JTC stał si

ciałem trójstronnym przez przyj cie do Memorandum of

Understanding CENELEC, organizacji odpowiedzialnej za normalizacj

odbiorników

radiowych i telewizyjnych. EBU jest profesjonalnym stowarzyszeniem organizacji nadawców, którego zadania obejmuj koordynacj działa

jego członków w dziedzinie

technicznej, prawnej, tworzenia i wymiany programów. EBU ma członków rzeczywistych w około 60 krajach, nale

cych do europejskiego obszaru nadawców; siedziba EBU

mie ci si w Genewie. European Broadcasting Union CH-1218 GRAND SACONNEX (Genewa) Switzerland Tel: +41 22 717 21 11 Fax:

N1)

+41 22 717 24 81

Odsyłacz krajowy: Patrz informacyjny Zał cznik krajowy NA..

5

(A.ETSI EN 301 701 V1.1.1(2000-08)

Projekt Telewizja Cyfrowa (DVB) Projekt DVB, powołany we wrze niu 1993 r., jest ukierunkowanym rynkowo konsorcjum organizacji sektora publicznego i prywatnego, działaj cych w przemy le telewizyjnym. Jego celem jest stworzenie ramowej koncepcji wprowadzenia usług telewizji cyfrowej na podstawie systemu MPEG-2. Obecnie, skupiaj c ponad 200 organizacji wi cej ni z 25 krajów całego wiata, DVB popiera systemy ukierunkowane rynkowo, które spełniaj

rzeczywiste potrzeby i wymagania ekonomiczne elektroniki powszechnego u ytku i przemysłu

nadawczego. Niniejszy dokument przedstawia producentom nadawcom mo liwo ci zastosowania norm DVB-T zarówno do transmisji mikrofalowej jak i emisji naziemnej w pasmach UHF/VHF, zatem norma ta odnosi si

do

dokumentu EN 300 744 [1] w zakresie struktury ramkowania, kodowania kanałowego i modulacji. Szczegółowo s omówione jedynie zagadnienia zastosowania mikrofalowej warstwy transportowej, które nie s obj te przez EN 300 744 [1]. Niniejszy dokument nie jest przeznaczony do zast pienia istniej cych norm dotycz cych transmisji mikrofalowej EN 300 748 [5] i EN 300 749 [6], które dotycz

stosowania modulacji QPSK i QAM

odpowiednio dla cz stotliwo ci wi kszych i mniejszych od 10 GHz. Normy te pozostaj obowi zuj ce lecz powstała nowa opcja zaadoptowania korzy ci modulacji OFDM dla transmisji mikrofalowej w dowolnym pa mie cz stotliwo ci.

. Krajowe daty wprowadzenia Termin przyj cia niniejszej EN:

26 maja 2000

Ostateczny termin ogłoszenia niniejszej EN (doa):

31 sierpnia 2000

Ostateczny termin opublikowania nowej normy krajowej lub uznania niniejszej EN (dop/e):

28 lutego 2001

Termin wycofania wszystkich sprzecznych norm krajowych (dow):

28 lutego 2001

6

1

(A)ETSI EN 301 701 V 1.1.1(2000-08)

Zakres normy

Niniejszy dokument przedstawia opcjonalny system transmisyjny dosyłowy lub emisyjny dla cyfrowej telewizji mikrofalowej (TV) i transmisji danych przy zastosowaniu modulacji OFDM. Odnosi si on do struktury ramkowania, kodowania kanałowego i systemów modulacji stosowanych w naziemnej telewizji cyfrowej (EN 300 744[1]) i podaje dodatkowe szczegóły maj ce zastosowanie w wieloprogramowych usługach mikrofalowych. Zakres dokumentu jest nast puj cy: - podaje ogólny opis mo liwo ci zastosowania schematu transmisyjnego opartego na naziemnej telewizji cyfrowej (EN 300 744 [1]) do cyfrowej mikrofalowej warstwy transportowej; - okre la ró nice wymaga jako ciowych i cech systemu w porównaniu do emisji UHF/VHF; - przedstawia przewodnik projektowania dla uzyskania wymaganych zakłóce fazowych przy stosowaniu OFDM na wysokich cz stotliwo ciach.

2

Powołania normatywne

Wymienione ni ej dokumenty zawieraj postanowienia, które przez okre lone powołanie si (na dany dokument) w tre ci niniejszego dokumentu - staj si równie postanowieniami niniejszego dokumentu. •

Powołana jest albo konkretna wersja publikacji (identyfikowana dat publikacji, numerom wydania, numerom wersji itp.); albo wersja nieokre lona publikacji.

•

W przypadku powołania konkretnej wersji publikacji, nie obowi zuj znowelizowane.

•

W przypadku powołania wersji nieokre lonej obowi zuj publikowanej jako EN z tym samym numerem

pó niejsze jej wersje

pó niejsze nowelizacje tej wersji,

[1]

EN 300 744: "Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television".

[2]

ISO/IEC 13818-1: "Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information: Systems".

[3]

ISO/IEC 13818-2: "Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information: Video"

. [4] [5] . [6]

ISO/IEC 13818-3: "Information technology - Generic coding of moving picture and associated audio information - Part 3: Audio". EN 300 748: "Digital Video Broadcasting (DVB); Multipoint Video Distribution Systems (MVDS) at 10 GHz and above" EN 300 749: "Digital Video Broadcasting (DVB); Microwave Multipoint Distribution Systems (MMDS) below 10 GHz".

7

3

Symbole i skróty

3.1

Symbole

(A.ETSI EN 301 701 V1.1.1(2000-08)

W niniejszym dokumencie stosuje si nast puj ce oznaczenia D

czas trwania przedziału ochronnego

F1

dolna cz stotliwo

graniczna pasma mikrofalowego

F2

górna cz stotliwo

graniczna pasma mikrofalowego

TU

czas trwania u ytecznej cz

3.2

ci symbolu bez przedziału ochronnego

Skróty

W niniejszym dokumencie s stosowane nast puj ce skróty: AFC

automatyczna regulacja cz stotliwo ci

DVB

telewizja cyfrowa

DVB-T

naziemna DVB

LMDS

lokalny system dystrybucji mikrofalowej

MF

cz stotliwo

MMDS

wielokanałowy system dystrybucji mikrofalowej

MPEG

Grupa Ekspertów do spraw Obrazów Ruchomych

MVDS

wielopunktowy system dystrybucji mikrofalowej

MWS

multimedialny system bezprzewodowy

OFDM

zwielokrotnianie z ortogonalnym podziałem cz stotliwo ci

QAM

kwadraturowa modulacja amplitudy

QPSK

kwadraturowe kluczowanie z przesuwem fazy

RF

cz stotliwo

SFN

sie jednocz stotliwo ciowa

STB

„set-top-box”

TV

telewizja

UHF

ultra wielka cz stotliwo

VHF

bardzo wielka cz stotliwo

mikrofalowa

radiowa

4

Systemy transportowe podstawowy naziemny i mikrofalowy

4.1

Podstawowy system naziemny

System podstawowy jest zdefiniowany jako funkcjonalny blok urz dze wykonuj cych adaptacj sygnałów TV w pa mie podstawowym, przychodz cych z wyj cia multipleksera transportowego MPEG-2 do parametrów kanału UHF/VHF.. Strumie Rysunek 1

danych nale y podda

nast puj cemu przetwarzaniu (patrz

8

(A)ETSI EN 301 701 V 1.1.1(2000-08)

-

adaptacja multipleksu transportowego i jego randomizacja celem rozproszenia energii;

-

kodowanie zewn trzne (tj. kod Reeda-Solomona);

-

przeplatanie zewn trzne (tj. przeplatanie splotowe);

-

kodowanie wewn trzne (tj. przebijany kod splotowy);

-

przeplatanie wewn trzne;

-

odwzorowanie i modulacja;

-

transmisja z wykorzystaniem zwielokratniania z ortogonalnym podziałem cz stotliwo ci (OFDM).

System jest bezpo rednio kompatybilny z sygnałami TV kodowanymi w standardzie MPEG 2 zgodne z norm ISO/IEC 13818 [1]. System podstawowy jest opisany szczegółowo w specyfikacji DVB-T (EN 300 744[1]).

Rysunek 1: Funkcjonalny schemat blokowy systemu podstawowego

4.2

Mikrofalowy system transportowy

Mikrofalowy system transportowy DVB-T wykorzystuje takie same charakterystyki modulacji jak podstawowy system naziemny, ale jest on przesuni ty w cz stotliwo ci do mikrofalowej warstwy transportowej, jak pokazano na Rysunku 2 .Mo e on nast pne zosta przesuni ty z powrotem do pasma VHF/UHF, je li jest to kompatybilne z demodulatorami i dekoderami podstawowego systemu naziemnego DVB-T.

9

(A.ETSI EN 301 701 V1.1.1(2000-08)

Rysunek 2. Funkcjonalny schemat blokowy systemu podstawowego i transportowego

4.3

Przesuni cie cz stotliwo ci

Istnieje mo liwo generowania i/lub odbioru kanałów poprzez przesuni cie cz stotliwo ci do i z pasma VHF/UHF. Ka dy kanał lub blok kanałów mo e by przesuni ty w gór do dowolnej cz stotliwo ci znajduj cej si w mikrofalowej warstwie transportowej i mo e by przesuni ty w dół do ka dego wła ciwego kanału UHF/VHF. Jest zalecane, aby kanały przesuni te w gór miały takie samo rozmieszczenie jak okre lono dla naziemnego systemu podstawowego w EN 300 744 [1] bez inwersji cz stotliwo ci. W oparciu o EN 300 744 [1] nale y pami ta , e mo liw przyczyna bł du inwersji mo e by fakt, e sygnał jest przesuwany w cz stotliwo ci za pomoc procesu heterodynowania. Mo e to spowodowa zarówno inwersje widma jak i inwersj osi urojonej, jednak e je li taki proces powtarza si sygnał wynikowy b dzie zgodny ze specyfikacj . Przykład systemu zasilanego „z powietrza” podano na nast puj cym wykresie (Rysunek 3)

10

(A)ETSI EN 301 701 V 1.1.1(2000-08)

Rysunek 3. Przykład przesuwania cz stotliwo ci pomi dzy zakresem UHF i mikrofalowym dla systemu zasilanego „z powietrza” Transportowa warstwa mikrofalowa mo e by zastosowana dla ró nych pasm mikrofalowych [F1-F2] w zale no ci od ich dost pno ci lub przydatno ci do zastosowania. W powy szym przykładzie 8 MHz-owe kanały „po dane” s wybrane z powietrza z pomini ciem kanałów analogowych. Powy sze kanały po dane, które zarówno mog by pojedynczymi albo stanowi blok, s wówczas przesuwane w gór do

11

(A.ETSI EN 301 701 V1.1.1(2000-08)

pasma mikrofalowego. Przesuni cie cz stotliwo ci w gór mo e by takie, e porz dek rozmieszczenia kanałów mo e by zmieniony , jak w przypadku kanałów X i Y. Kanały po dane s wówczas przesuni te w dół do zakresu kanałów UHF, w którym b d przetworzone przy zastosowaniu typowego odbiornika UHF.

4.4

Parametry modulacji

Dla dystrybucji mikrofalowej obowi zuj modulacji okre lone w EN 300 744 [1].

4.5

wszystkie warianty sprawno ci kodowania, typy i schematy

Charakterystyki widmowe i maski widmowe

Na Rysunku 4 przedstawiono teoretyczn transmisj sygnału DVB z modulacj OFDM. Zastosowanie odpowiedniej filtracji mo e zredukowa poziom widma na cz stotliwo ciach poło onych zewn trz pasma nominalnego. EN 300 744[1] podaje mask widmow i tablice zawieraj c punkty graniczne dla: a) przypadków w których nadajnik cyfrowej telewizji naziemnej pracuje w kanale s siednim w stosunku do nadajnika telewizji analogowej umieszczonego we wspólnej lokalizacji. b) przypadków krytycznych takich jak s siedztwo kanałów telewizyjnych z kanałami innych słu b. Je li w zastosowanym pa mie mikrofalowym wyst puje podobne otoczenie zaj to ci widma, to wówczas stosuje si maski okre lone w EN 300 744[1].

Rysunek 4.Teoretyczne widmo sygnału DVB transmitowanego w pa mie UHF dla odst pu ochronnego =Tu/4

12

5

Zał cznik informacyjny

5.1

Wymagania dotycz ce szumu fazy

(A)ETSI EN 301 701 V 1.1.1(2000-08)

Spełnienie wymaga dotycz cych szumu fazy dla systemów OFDM, pracuj cych na cz stotliwo ciach mikrofalowych jest trudniejsze ni dla systemów pracuj cych na cz stotliwo ciach UHF i VHF. Zale no zachowania si systemu w odniesieniu do szumu fazy jest funkcj mocy całkowitego szumu fazy. Oznacza to, e wa ne jest okre lenie szumu fazy pomi dzy 1kHz i 1 MHz od cz stotliwo ci no nej. Na przykład szum syntezatora mo e mie warto bardzo korzystn zarówno dla 1kHz jak i 10kHz od fali no nej, ale je li g sto szumu fazy pomi dzy 10kHz i 1MHz jest du a , całkowita moc szumu fazy mo e by zbyt du o dla dobrego odbioru sygnału. W wielu projektach badawczych zastosowano wst pnie nast puj ce warto ci szumu fazy. - 65 dBc/Hz @ 1 kHz; - 68 dBc/Hz @ 10 kHz; -86 dBc/Hz @ 100 kHz; -105 dBc/Hz @ 1 MHz.

5.2

Wymagania dotycz ce stabilno ci cz stotliwo ci

Spełnienie wymaga dotycz cych stabilno ci cz stotliwo ci dla systemów OFDM, pracuj cych na cz stotliwo ciach mikrofalowych jest trudniejsze ni dla systemów pracuj cych na cz stotliwo ciach UHF i VHF Wymagania dotycz ce stabilno ci cz stotliwo ci systemu b d zazwyczaj zale ne od wra liwo ci odbiornika na dryft cz stotliwo ci. Przyjmowany dryft cz stotliwo ci zale y od odbiornika i jest podany w specyfikacjach producentów. Typowy zakres działania AFC w odbiornikach konsumenckich wynosi +_70 kHz, ale wi ksza cz warto ci mo e by wymagana do pokrycia wewn trznych niedokładno ci cz stotliwo ci w odbiorniku.

tej

W systemach bardziej skomplikowanych, w których s wykorzystywane bardzo wysokie cz stotliwo ci mikrofalowe, mo na zastosowa do korekcji bł dów cz stotliwo ci powodowanych wszystkimi poprzednimi oscylatorami, zespół obwodów, który przywraca poprzedni stan za pomoc sygnału pilotuj cego. Nale y doda , e zakres, w którym powy sze sygnały pilotuj ce mog przywraca stabilno cz stotliwo ci mo e by ograniczony i pracuj ce w p tli systemy odtwarzaj ce mog nie pracowa przy du ych warto ciach dryftu.. Je li podobne otoczenie zaj to ci widma wyst puje pomi dzy kanałami mikrofalowymi przesuni tymi w dół i innymi transmitowanymi kanałami UHF/VHF, to nale y spełnia wymagania dotycz ce stabilno ci cz stotliwo ci okre lone w EN 300 744 [1].

13

(A.ETSI EN 301 701 V1.1.1(2000-08)

Bibliografia Poni szy materiał dostarcza dodatkowych informacji pomimo, e brak jest wyra nych odniesie do niego w tre ci niniejszego dokumentu ( lub nie jest ogólnie dost pny).. - EN 300 421: "Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite services". - EN 300 429: "Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for cable systems".

14

(A)ETSI EN 301 701 V 1.1.1(2000-08)

Historia V1.1.1 V1.2.1

wrzesie 2000 kwiecie 2002

V1.2.1

sierpie 2002

Historia dokumentu Publikacja Jednostopniowa procedura akceptacji OAP 20020809: 2002-04-10 do 2002-08-09 Publikacja