Решение ГКРЧ при Минкомсвязи России от 16.03.2012 № 12-14-09
Актуально на 06.11.2026.
Как цитировать: Решение ГКРЧ при Минкомсвязи России от 16.03.2012 N 12-14-09. 12-14-09. 16.03.2012. https://bukva.ai/docs/reshenie-12-14-09
«Об утверждении методик определения зон обслуживания станций наземного цифрового телевизионного вещания стандартов DVB-T и DVB-H»
ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОМИССИЯ ПО РАДИОЧАСТОТАМ ПРИ МИНИСТЕРСТВЕ СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РЕШЕНИЕ
от 16 марта 2012 г. № 12-14-09
ОБ УТВЕРЖДЕНИИ МЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОН ОБСЛУЖИВАНИЯ СТАНЦИЙ НАЗЕМНОГО ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ СТАНДАРТОВ DVB-T И DVB-H
Заслушав сообщение ФГУП НИИР по вопросу об утверждении методик определения зон обслуживания станций наземного цифрового телевизионного вещания стандартов DVB-T и DVB-H, ГКРЧ решила:
1. Утвердить «Методику определения зоны обслуживания одиночной передающей станции наземного цифрового ТВ-вещания стандарта DVB-T» (прилагается).
2. Утвердить «Методику определения зоны обслуживания одиночной передающей станции наземного цифрового ТВ-вещания стандарта DVB-H» (прилагается).
3. Рекомендовать использование методик, указанных в пунктах 1 и 2 настоящего решения ГКРЧ, при проведении работ, связанных с частотным планированием и обеспечением электромагнитной совместимости средств цифрового телевизионного вещания стандартов DVB-T и DVB-H с другими радиоэлектронными средствами, а также при проведении работ по определению зоны обслуживания одиночной передающей станции наземного цифрового телевизионного вещания стандарта DVB-T и/или DVB-H.
Утверждено решением ГКРЧ от 16 марта 2012 г. № 12-14-09
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОНЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ ОДИНОЧНОЙ ПЕРЕДАЮЩЕЙ СТАНЦИИ НАЗЕМНОГО ЦИФРОВОГО ТВ-ВЕЩАНИЯ СТАНДАРТА DVB-T
Разработана федеральным государственным унитарным предприятием «Научно-исследовательский институт радио».
1. Основные положения
Система эфирного цифрового вещания DVB-T (далее — система DVB-T) определена стандартом ETSI EN 300 744 «Цифровое телевизионное вещание (DVB): структура кадров, канальное кодирование и модуляция для наземного цифрового телевидения» [1], для которой определены следующие виды приема: фиксированный прием и портативный прием [2].
Фиксированный прием — стационарный прием на антенну, установленную в условиях городской застройки на крышах зданий, а в условиях сельской местности — на высоте 10 м.
Портативный прием — прием DVB-T-сигнала на портативное оборудование на внешнюю или встроенную антенну. Портативный прием делится на два класса: наружный (класс A) и прием внутри помещений (класс B).
1.1. Назначение и область применения
1.1.1. Настоящая методика устанавливает порядок определения зоны обслуживания передающей станции наземного цифрового ТВ-вещания стандарта DVB-T [1], работающей в диапазоне радиочастот от 174 до 862 МГц.
1.1.2. Методика предназначена для использования предприятиями радиочастотной службы.
1.2. Основные термины и определения
1.2.1. В настоящей методике используются термины по ГОСТ 24375-80 [3] и ГОСТ Р 52210-2004 [4], а также следующие термины и определения:
зона обслуживания (зона уверенного приема) — территория, в пределах которой в присутствии внешних помех и шумов обеспечивается устойчивый прием ТВ-программ цифрового ТВ-вещания с заданным качеством приема;
зона покрытия — территория, в пределах которой величина напряженности поля равна или превышает величину минимальной медианной напряженности поля, определенную для конкретных условий приема и с заданной вероятностью охвата мест приема;
малая зона — площадка размерами приблизительно 100 x 100 метров, выбранная на исследуемой территории для размещения на ней нескольких мест приема и получения усредненных (медианных) для данной зоны значений параметров ТВ-сигнала;
место приема — географическое местоположение с известными координатами, в котором осуществляется прием радиосигнала;
минимальная медианная напряженность поля (Emed, дБ (отн. 1 мкВ/м)) — минимальное значение напряженности поля, необходимое для обеспечения требуемого качества приема в заданном проценте мест приема при наличии естественного или промышленного шума, но без помех от других передатчиков;
минимальная эквивалентная напряженность поля (Emin, дБ (отн. 1 мкВ/м)) — минимальное значение напряженности поля, необходимое для обеспечения требуемого качества приема на стандартную установку индивидуального пользования при отсутствии промышленного шума и без помех от других передатчиков;
тестовая площадка — площадка, имеющая размеры 500 x 500 метров, выбранная на исследуемой территории для размещения на ней одного или нескольких мест приема с целью подтверждения расчетных или экспериментальных данных о наличии/отсутствии уверенного приема сигнала в пределах данной площадки;
фиксированный прием — прием DVB-T-сигнала на фиксированную направленную антенну, установленную:
- для приема в условиях городской застройки — на высоте не менее 2 м от уровня крыш зданий;
- для приема за городом (в сельской местности) — на высоте 10 м от уровня земли;
портативный прием — прием DVB-T-сигнала на портативное оборудование на внешнюю или встроенную антенну. Портативный прием делится на два класса:
- класс A — наружный (внешний, внедомовой) прием с внешней или встроенной антенной на высоте около 1,5 м от уровня земли;
- класс B — прием внутри помещения на первом этаже на переносной приемник с внешней или встроенной антенной в комнате, имеющей окно во внешней стене, на высоте около 1,5 м от уровня этажа.
1.2.2 В данной методике используются следующие обозначения:
Eиi — значение измеренной за двухсекундный интервал времени напряженности электромагнитного поля полезного цифрового ТВ-сигнала в i-м месте приема;
Eнормиi — значение нормированной на канал Рэлея напряженности электромагнитного поля в i-м месте приема, вычисленное на основе результатов измерений Eиi и огибающей спектра;
Eмпi — медианное значение измеренной напряженности электромагнитного поля полезного цифрового ТВ-сигнала в i-м месте приема;
Eмзj — медианное значение измеренной напряженности электромагнитного поля полезного цифрового ТВ-сигнала для j-й малой зоны;
Emed(X%) — минимальное медианное значение напряженности электромагнитного поля, необходимое для обеспечения вероятности охвата X% мест приема;
Eнорммпi — медианное значение расчетной нормированной на канал Рэлея напряженности электромагнитного поля в i-м месте приема, определяется с целью сопоставления измеренной напряженности поля с табличными значениями;
Eнорммзj — медианное значение расчетной нормированной на канал Рэлея напряженности электромагнитного поля для j-й малой зоны, определяется с целью сопоставления измеренной напряженности поля с табличными значениями;
P, % — процент реального (по результатам измерений) охвата цифровым ТВ-вещанием заданной территории, определенный для конкретных условий приема;
R_{\varphi} — радиус в \varphi - \text{м} направлении от передатчика зоны покрытия;
VBERмпi — коэффициент ошибок по битам после декодера Витерби в i-м месте приема.
1.2.3 В методике использованы следующие сокращения:
C/N — Carrier/Noise (отношение несущая/шум);
DVB-T — Digital Video Broadcasting — Terrestrial;
GPS — Global Positioning System;
ETSI — European Telecommunications Standards Institute (Европейский институт по стандартизации в области телекоммуникаций);
EVM — Error Vector Magnitude (величина вектора ошибки);
MER — Modulation Error Ratio (коэффициент ошибки модуляции);
QAM — Quadrature Amplitude Modulation (квадратурная амплитудная модуляция);
QPSK — Quadrature Phase Shift Keying (квадратурная фазовая манипуляция);
TS — Transport stream (транспортный поток);
ГЛОНАСС — глобальная навигационная спутниковая система;
ИСЗ — искусственный спутник Земли;
КСВН — коэффициент стоячей волны по напряжению;
НЦТВ — наземное цифровое телевизионное вещание;
СПО — специальное программное обеспечение;
2. Требования к оборудованию
2.1. Состав измеряемых параметров сигнала станции НЦТВ
При определении зоны обслуживания передающей станции наземного цифрового телевизионного вещания стандарта DVB-T в местах приема проводят измерение следующих параметров сигнала:
- напряженности электромагнитного поля;
- огибающей спектра сигнала;
- количество пакетных ошибок в транспортном потоке за одну секунду.
Для портативного приема также оператором дается субъективная оценка качества изображения принимаемого сигнала.
Запись огибающей спектра сигнала осуществляют в соответствии с документацией на используемое оборудование.
Метод измерений напряженности электромагнитного поля сигналов станции НЦТВ в месте приема заключается в измерении измерительным приемником на выходе кабеля приемной измерительной антенны напряжения сигнала Uизм с последующим расчетом напряженности электромагнитного поля Eи, в соответствии с Приложением А.
Нормированную на канал Рэлея напряженность поля и тип канала приема определяют в соответствии с методикой, приведенной в Приложении Б.
Измерение параметра VBER и количества пакетных ошибок в транспортном потоке за одну секунду производят в соответствии с документацией на используемое оборудование.
2.2. Состав и характеристики оборудования
Для определения зоны обслуживания передающей станции наземного цифрового ТВ-вещания используется подвижный измерительный комплекс, в состав которого входит следующее оборудование:
- антенная мачта, которая может быть поднята на 10 м над уровнем земли;
- штатив, с возможностью крепления на нем измерительной антенны на высоте не менее 1 — 2 м от уровня поверхности;
- направленная измерительная или калиброванная пассивная антенна;
- ненаправленная измерительная или калиброванная пассивная антенна, в количестве 2 шт.;
- калиброванные кабели снижения измерительных антенн;
- измерительный приемник с функцией анализатора спектра;
- измерительный приемник с функцией анализа/декодирования транспортного потока DVB-T-сигнала с последующим выделением потоков видео- и звукоданных;
- навигационный приемник глобальных навигационных спутниковых систем (навигационный приемник);
- специальное программное обеспечение (СПО);
- компьютер;
- компас;
- телевизор.
Оборудование измерительных комплексов должно удовлетворять требованиям, приведенным в таблице 1.
ТРЕБОВАНИЯ К ОБОРУДОВАНИЮ ПОДВИЖНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА
| Наименование | Основные характеристики |
|---|---|
| Антенна пассивная направленная измерительная или калиброванная | Диапазон частот: от 174 до 862 МГц. КСВН: не более 2,5. Ширина диаграммы направленности по уровню минус 3 дБ в рабочем диапазоне частот, град: от 40 до 25. Коэффициент усиления, не менее: - для III диапазона: 7 дБд; - для IV диапазона: 10 дБд; - для V диапазона: 12 дБд. Коэффициент защитного действия, не менее: - для III диапазона: 12 дБ; - для IV и V диапазона: 16 дБ. Поляризация: линейная. Погрешность калибровочного коэффициента +/- 2,5 дБ. Диаграмма направленности типовой направленной приемной антенны приведена на рисунке 1 [5] |
| Антенна пассивная ненаправленная измерительная или калиброванная | Диапазон частот: от 174 до 862 МГц. КСВН: не более 2,5. Поляризация, совпадающая с поляризацией передающей антенны. Круговая диаграмма направленности в горизонтальной плоскости. Погрешность калибровочного коэффициента +/- 2,5 дБ. Коэффициент усиления антенны: не менее 0 дБд |
| Измерительный приемник с функцией анализатора спектра | Функция анализатора спектра. Диапазон частот: от 100 до 1000 МГц. Верхняя граница диапазона установки полосы обзора: не менее 10 МГц. Диапазон установки полосы пропускания: от 1 до 300 кГц. Режим измерения мощности в канале. Погрешность измерения напряжения: не более +/- 0,5 дБ. Измерение параметров: VBER. Интерфейс передачи данных в компьютер |
| Измерительный приемник с функцией анализа/декодирования транспортного потока DVB-T-сигнала | Диапазон частот: от 100 до 1000 МГц. Наличие одной из функций: - декодирование транспортного потока DVB-T-сигнала с последующим выделением потоков видео- и звукоданных; - возможность считывать количество пакетных ошибок в транспортном потоке за период, равный одной секунде. Интерфейс передачи данных в компьютер |
| Калиброванные кабели снижения измерительных антенн | Диапазон частот: от 100 до 1000 МГц. КСВН: не более 2,5. Затухание в кабеле (для фиксированного приема): - для III диапазона: не более 2 дБ; - для IV диапазона: не более 3 дБ; - для V диапазона: не более 5 дБ. Погрешность калибровочного коэффициента +/- 0,5 дБ. Затухание в кабеле (для портативного приема): не более 2,5 дБ |
| Навигационный приемник глобальных навигационных спутниковых систем | Возможность работы с глобальными навигационными спутниковыми системами ГЛОНАСС и GPS. Интерфейс передачи данных в компьютер |
| Компас | Цена деления, не более: 1° |
| Специальное программное обеспечение (СПО) | Управление оборудованием, сбор и обработка результатов измерений |
| Компьютер | Совместимость с измерительным оборудованием. Наличие установленного СПО для управления оборудованием, сбора и обработки результатов измерений |
1. Допускается для перекрытия указанного в настоящей таблице диапазона частот и для соответствия указанным выше требованиям использовать несколько приборов (средств измерений), обеспечивающих требуемые параметры и точность измерения.
2. Измерительные приборы, используемые в настоящей методике, должны быть снабжены документами с отметками о результатах периодических поверок, подтверждающих их исправность и пригодность для проведения измерений.
Рисунок 1 — Диаграмма направленности приемной направленной антенны
2.3. Схема подключения оборудования при проведении измерений
Схема измерительной установки для фиксированного приема показана на рисунке 2.
2 — передающая антенна станции НЦТВ;
3 — направленная измерительная антенна;
4 — кабель снижения приемной антенны;
5 — измерительный приемник с функцией анализатора спектра;
Рисунок 2 — Схема подключения оборудования при проведении измерений параметров сигнала станции НЦТВ стандарта DVB-T для фиксированного приема
Схема измерительной установки для портативного приема показана на рисунке 3.
2 — передающая антенна станции НЦТВ;
3, 4 — ненаправленные измерительные антенны;
5, 6 — кабели снижения приемных антенн;
7 — измерительный приемник с функцией анализатора спектра;
8 — измерительный приемник с функцией анализа/декодирования транспортного потока DVB-T-сигнала;
Рисунок 3 — Схема подключения оборудования при проведении измерений параметров сигнала станции НЦТВ стандарта DVB-T для портативного приема
2.4. Условия выполнения измерений
2.4.1. При выполнении измерений условия применения оборудования должны соответствовать требованиям, указанным в технических документах на оборудование конкретного типа.
2.4.2. Средства измерений должны работать от сети переменного тока напряжением 220 В (качество электрической энергии согласно ГОСТ 13109-97) либо от источника постоянного тока напряжением от 11 до 15 В.
Примечание - Для оборудования, рассчитанного на работу от источника постоянного тока, напряжение, ток и допустимые пульсации указаны в технических документах на данный тип оборудования в случае, если преобразователь не входит в комплект поставки.
2.4.3. Измерения выполняют при работе передатчика станции НЦТВ в штатном режиме, предусмотренном в технических документах на радиопередатчик конкретного типа.
3. Методика определения зоны обслуживания передающей станции НЦТВ стандарта DVB-T для фиксированного приема
Методика включает в себя два этапа. На первом этапе определяют границы зоны покрытия передающей станции НЦТВ по результатам измерения напряженности электромагнитного поля в запланированных малых зонах.
На втором этапе осуществляется более детальное исследование зоны покрытия: проверка расчетных данных в проблемных областях, более тщательное обследование тех областей, в которых по результатам проведенных измерений выявлен нестабильный прием сигнала от передающей станции НЦТВ. Как правило, такие измерения проводят в тех случаях, когда эти области приходятся на населенные пункты.
Зона обслуживания определяется как суммарная зона, полученная нанесением на карту местности границ зоны покрытия и результатов обследований, вышеупомянутых областей.
3.1. Определение границы зоны покрытия передающей станции НЦТВ стандарта DVB-T для фиксированного приема
3.1.1. Планирование проведения измерений
3.1.1.1. Для исследуемой станции НЦТВ с помощью СПО в соответствии с выбранным методом расчета определяют границу расчетной зоны покрытия с заданной вероятностью охвата мест (X%; например, X = 95%).
Расчет границы зоны покрытия для исследуемой станции производят следующим образом:
в секторе азимутальных углов от 0° до 360° с интервалом не более 10° от станции выбирают радиальные направления;
на каждом радиальном луче определяют положения расчетных точек с шагом:
в каждой точке в соответствии с выбранным методом расчета (например, [6]) вычисляют напряженность электромагнитного поля;
в каждой точке расчетную напряженность поля сравнивают с требуемой минимальной медианной напряженностью электромагнитного поля;
на каждом направлении, начиная с 21-й расчетной точки, находят точку A, такую, что большинство расчетных точек, лежащих на отрезке (Ai-20; Ai+20), не принадлежит зоне покрытия (расчетная напряженность поля в большинстве выбранных точек оказалась ниже требуемой минимальной медианной напряженности поля), тогда точка Ai-1 считается граничной, а расстояние от исследуемой станции до точки Ai-1 определит радиус расчетной зоны покрытия на заданном направлении;
последовательно на каждом радиальном направлении от исследуемой станции определяют граничные расчетные точки;
замкнутая кривая, соединяющая граничные точки по всем направлениям, будет определять расчетную границу зоны покрытия.
При расчетах высота приемной антенны определяется типом местности и равна:
- для районов города с многоэтажными и высотными зданиями — 30 м;
- для районов города, где преобладают здания средней этажности (от 3 до 5 этажей) — 15 м;
- для районов города с малоэтажной застройкой (1 — 2 этажа) и в сельской местности — 10 м.
В случае отсутствия данных о типе местности высота приемной антенны при расчетах берется равной 10 м. Расчетную границу зоны покрытия наносят на карту местности.
Для расчета границы зоны покрытия допускается использование любых известных программных средств, например: «ПИАР», «ЭФИР» и др., при условии, что они обеспечивают выполнение вышеуказанных требований.
3.1.1.2. Анализируя карту местности, определяют радиальные направления от станции НЦТВ, по которым будут проводить измерения для нахождения положения реальной границы зоны покрытия данной станции. Условия выбора направлений:
- количество радиальных направлений должно быть не менее 4 и не более 36;
- азимутальный угол между двумя смежными направлениями не должен превышать 120°;
- направления выбирают с учетом рельефа местности и наличия радиальных шоссейных дорог.
Выбранные радиальные направления наносятся на карту местности.
3.1.1.3. На каждом радиальном направлении определяют положение не менее 7 малых зон. Положение первой малой зоны должно удовлетворять следующим требованиям:
малая зона должна располагаться в дальней зоне излучения антенны станции НЦТВ на расстоянии R \geq 2D^{2}/\lambda , где: D — линейный размер апертуры антенны станции цифрового вещания в плоскости поляризации излучения, \lambda — длина волны излучения;
малая зона должна находиться в пределах прямой видимости на исследуемую станцию;
малая зона должна находиться в зоне облучения основного лепестка диаграммы направленности передающей антенны.
Остальные малые зоны размещают ближе к расчетной границе зоны покрытия с равным шагом S, не превышающим 5 км, на отрезке:
[ \sim (0,6...0,7) \cdot R_{\text{расч}}; \sim (1,3...1,4) \cdot R_{\text{расч}}],
где Rрасч — расстояние от передатчика до расчетной границы зоны покрытия с заданной вероятностью охвата мест приема (см. рисунок 4).
Рисунок 4 — Пример назначения малых зон для определения границы зоны покрытия с последующей корректировкой положения этой границы по результатам измерений
3.1.1.4. Уточняют положение малых зон и мест приема по фотографиям с ИСЗ или по данным их предварительного осмотра на местности. Места для размещения малых зон следует выбирать так, чтобы локальных мешающих предметов в окрестностях малой зоны было бы как можно меньше, а на возможное изменение напряженности поля внутри малой зоны в первую очередь влияли бы неровности рельефа подстилающей поверхности на исследуемом направлении. Рекомендации по выбору площадок для малых зон и мест приема даны в Приложении Е.
3.1.1.5 Составляют расписание проведения измерений.
3.1.2. Порядок выполнения измерений, обработки и представления результатов
3.1.2.1. Перемещают подвижный измерительный комплекс, укомплектованный оборудованием согласно п. 2.2 и п. 2.3 данной методики, в малую зону в соответствии с расписанием проведения измерений.
3.1.2.2 В выбранной малой зоне намечают не менее 5 мест приема.
3.1.2.3. В условиях сельской местности или в условиях малоэтажной застройки приемную антенну устанавливают на мачту, ориентируют по поляризации и поднимают на высоту 10 м.
При многоэтажной застройке используют штатив с креплением для измерительной антенны. Штатив устанавливают на крыше наиболее высокого дома в окрестностях выбранной малой зоны. К штативу крепят приемную антенну, после чего антенну ориентируют по поляризации и поднимают на высоту не менее 2 м над уровнем крыши.
3.1.2.4. В каждом месте приема записывают текущие координаты. Зная координаты исследуемой станции, по карте местности определяют азимут на исследуемую станцию НЦТВ (расчетный азимут прихода полезного сигнала).
3.1.2.5. Поворачивая антенну в горизонтальной плоскости, определяют направление прихода полезного сигнала максимального уровня, наличие/отсутствие помех.
Азимут прихода сигнала определяют с помощью компаса. Для этого измеряют азимутальный угол, по которому направлена несущая стрела приемной антенны (траверса). Истинный (географический) азимут прихода сигнала определяют по формуле:
A_{\text{и}} = A_{\text{м}} + \gamma + \Delta\psi, (1)
Aи — истинный (географический) азимут прихода сигнала;
Aм — измеренный по компасу магнитный азимут несущей стрелы приемной антенны (траверсы);
\gamma — склонение магнитной стрелки (магнитное склонение) — угол между истинным (географическим) и магнитным меридианами; магнитное склонение считается положительным, если северный конец магнитной стрелки компаса отклонен к востоку от географического меридиана, и отрицательным — если к западу;
\Delta\psi — угол в горизонтальной плоскости между направлением основного лепестка диаграммы направленности и несущей стрелой (траверсой) приемной антенны.
Если реальное значение азимута прихода полезного сигнала не совпадает с расчетным значением азимута на ТВ-станцию (отклонение превышает +/- 15°), то делают соответствующую запись в журнале измерений об аномальном направлении прихода. Дальнейшие измерения в данном месте приема не проводят, а измерительный комплекс перемещают в следующее место приема данной малой зоны, где повторяют процедуру проверки азимута прихода полезного сигнала с максимальным уровнем.
Если реальный азимут прихода полезного сигнала совпадает с расчетным (в пределах +/- 15°), но в месте приема присутствует помеха, то делают соответствующую запись в журнале измерений и решают вопросы о поиске помехи, ее идентификации и возможности устранения. Если помеху в данном месте приема устранить на момент измерений нельзя, то дальнейшие измерения в данном месте приема не проводят, измерительный комплекс перемещают в следующее место приема, где повторяют вышеуказанные процедуры.
3.1.2.6. Последовательно в каждом месте приема данной малой зоны в соответствии с п. 3.1.2.5 решают вопрос о пригодности каждого места приема данной малой зоны для проведения измерений параметров сигнала.
3.1.2.7. В каждом месте приема, где не выявлено присутствие помеховых сигналов и азимут прихода полезного сигнала совпадает с расчетным (в пределах +/- 15°), устанавливают приемную антенну в направлении прихода сигнала с максимальным уровнем, после чего выполняют измерения параметров принимаемого сигнала в соответствии с п. 3.1.3. Результаты измерений сохраняют для дальнейшей обработки.
3.1.2.8. Если в первых трех местах приема малой зоны каналом приема был канал Гаусса или Райса и разница между измеренными медианными значениями нормированной напряженности поля в этих точках не превышает 6 дБ, то измерения в дальнейших местах приема данной малой зоны можно не проводить.
3.1.2.9. В соответствии с расписанием измерений выполняют действия по п. п. 3.1.2.1 - 3.1.2.8 в каждой из последующих малых зон.
3.1.2.10. С использованием СПО производят обработку результатов измерений параметров в соответствии с п. 3.1.4.
3.1.2.11. Результаты определения зоны покрытия станции НЦТВ с использованием СПО представляют в соответствии с п. 3.1.5.
3.1.3. Выполнение измерений параметров принимаемого сигнала
3.1.3.1. В каждом месте приема в течение 120 секунд с помощью СПО в соответствии с Приложением А и документацией на используемое оборудование в каждом 2-секундном интервале проводят измерение напряженности электромагнитного поля Eиi и записывают огибающую спектра сигнала. Затем, в соответствии с Приложением Б, вычисляют нормированную напряженность поля Eнормиi. По 60-ти полученным значениям Eиi и Eнормиi определяют медианное значение измеренной и нормированной напряженности электромагнитного поля Eмпi и Eнорммпi в данном месте приема.
3.1.3.2. В каждом месте приема по окончании измерений напряженности поля в течение 100 секунд определяют коэффициент ошибок по битам после декодера Витерби. Измерение параметра VBERмпi производят в соответствии с документацией на используемое оборудование.
3.1.4. Обработка результатов измерений
3.1.4.1 Определяют принадлежность каждого места приема к зоне покрытия станции НЦТВ:
- экспериментально полученное медианное значение Eнорммпi каждого места приема сравнивают с минимальной медианной напряженностью поля Emed(X%) (см. Приложение В). Если Eнорммпi >= Emed(X%), то считают, что это место приема принадлежит зоне покрытия.
Определяют принадлежность каждого места приема к зоне обслуживания станции НЦТВ:
- экспериментально полученное значение VBERмпi сравнивают с пороговым значением, равным 2 x 10-4. Если при Eнорммпi >= Emed(X%) было зафиксировано, что VBERмпi <= 2 x 10-4, то считают, что это место приема принадлежит зоне обслуживания.
Если во время измерений параметра VBERмпi наблюдался сбой, в результате которого процесс измерения VBER начинался заново, или если за время наблюдения измеренное значение VBERмпi превысило порог 2 x 10-4, то считают, что данное место приема не принадлежит зоне обслуживания.
3.1.4.2. Принадлежность малой зоны зоне обслуживания определяется большинством мест приема в данной малой зоне, принадлежащих/не принадлежащих зоне обслуживания. Малая зона, принадлежащая зоне обслуживания, помечается зеленым цветом, а не принадлежащая зоне обслуживания, — красным цветом (см. рис. 5).
Рисунок 5 — Пример представления обработанных результатов измерений по направлениям
3.1.4.3. В результате выполнения измерений во всех местах приема каждой малой зоны получают ряд, состоящий из n численных значений нормированной напряженности электромагнитного поля — по количеству мест приема в малой зоне (число которых должно быть не менее 3):
Eнорммп1; Eнорммп2; Eнорммп3; Eнорммп4...Eнорммпт.
Методом попарного последовательного отбрасывания наибольшего и наименьшего значений [7] определяют медианное значение нормированной напряженности электромагнитного поля для каждой малой зоны Eнорммзj.
3.1.4.4. Если для исследуемого направления в двух крайних наиболее дальних от передатчика малых зонах выполняется условие:
то измерения на данном направлении можно считать законченными. В ином случае на данном направлении, с тем же шагом S, размещают еще 2 — 3 малые зоны, в которых проводят дополнительные измерения и по их завершению повторяют процедуру проверки окончания измерений результатов измерений (см. рисунок 5).
3.1.4.5 Рассчитанную границу зоны покрытия корректируют с учетом результатов измерений:
- для выбранного направления (например, «I», рисунок 4), определяют итоговый азимут как среднеарифметическое значение азимутов малых зон, в которых по данному направлению от исследуемой станции проводились измерения;
- в поле координатных осей E(R) наносят точки, соответствующие медианным значениям нормированной напряженности поля сигнала, полученным по измерениям в малых зонах данного направления;
- согласно методике, описанной в Приложении Г, определяют кривую, аппроксимирующую полученные значения нормированной напряженности поля;
- кривая определяет усредненное сглаженное распределение напряженности поля вдоль данного направления;
- проводят горизонтальную прямую, соответствующую минимальной медианной напряженности поля с заданной вероятностью охвата местоположений Emed(X%) (см. пример - рисунок 6);
- точка пересечения «б» определит радиус реальной на момент измерений зоны покрытия по данному направлению «I», т.е. RIX%;
- точка пересечения расчетной кривой с прямой Emed(X%) (точка «а» на рисунке 6) определит радиус расчетной зоны покрытия Rрасч;
- величину и знак коррекции положения границы зоны покрытия по данному направлению \Delta R вычисляют как: \Delta R = R_{\text{расч}} - R_{IX\%} ;
- аналогичные действия выполняют для всех запланированных направлений;
- расчетную границу корректируют с учетом поправки \Delta R . При корректировке границы на промежуточных направлениях, где измерения не проводились, значение \Delta R определяют как линейную функцию угла, находящегося между двумя смежными направлениями. Например, для i-го направления, лежащего между направлениями «I» и «II» \Delta R_{i} , определяют по формуле:
\Delta R_{i} = \Delta R_{I} + \frac{(\Delta R_{II} - \Delta R_{I})}{\Delta_{II - I}} \times \Delta_{i - I}, (3)
\Delta R_{I}, \Delta R_{II} — величина коррекции по расстоянию соответственно для направления «I» и для направления «II»,
\Delta_{II - I}, \Delta_{i - I} — углы секторов между соответственно направлениями «II» и «I» и направлениями «i» и «I»;
- на карте местности отображают скорректированную границу зоны покрытия (см. рисунок 7).
Рисунок 6 — Пример обработки результатов измерений на одном из направлений при определении границы зоны покрытия для вероятности охвата 50% мест
Рисунок 7 — Пример представления скорректированной границы зоны покрытия
3.1.5. Представление результатов измерений
3.1.5.1. По результатам измерения параметров сигнала станции НЦТВ в малых зонах составляют протоколы измерений по установленной форме (см. Приложение Д).
3.1.5.2. Результаты расчетов и измерений по определению положения границы зоны покрытия представляют в следующем виде: на карту местности наносят скорректированную по результатам измерений границу зоны покрытия с местами расположения малых зон, в которых производились измерения параметров сигнала станции НЦТВ, раскрашенные цветами в соответствии с п. 3.1.4.3 (см. рисунок 7).
3.2. Определение принадлежности заданных областей зоне обслуживания передающей станции НЦТВ стандарта DVB-T для фиксированного приема
3.2.1. Планирование проведения измерений
3.2.1.1. Внутри зоны покрытия, определенной согласно п. 3.1, выбирают области, в которых необходимо провести дополнительные измерения с целью определения принадлежности данных областей зоне обслуживания передающей станции НЦТВ стандарта DVB-T. Этими областями могут быть зоны, которые по результатам расчета не относятся к зоне уверенного приема или в которых по результатам проведенных измерений выявлен нестабильный прием сигнала передающей станции НЦТВ. Также в качестве таких областей могут быть определены:
- населенные пункты с заданной численностью населения;
- территории, где есть сообщения о помехах;
- зоны (места приема), в которых необходимо провести проверку расчетных значений напряженности электромагнитного поля и качества приема сигнала DVB-T.
Для маломощных передающих станций НЦТВ можно исследовать всю зону покрытия.
3.2.1.2. На карту местности выбранных областей наносится сетка с шагом S, равным 500 м, в ячейках которой расположены тестовые площадки. Тестовая сетка должна целиком покрывать исследуемую территорию.
3.2.1.3. Примерно в центре каждой тестовой площадки выбирают места проведения измерений. Данные места обозначают как плановые и заносят в расписание проведения измерений. Положение мест уточняют по фотографиям с ИСЗ или по данным их предварительного осмотра на местности (рисунок 8).
Рисунок 8 — Пример размещения сетки и плановых мест приема внутри исследуемой зоны
3.2.1.4. Если измерения проводят в населенном пункте с многоэтажной застройкой, то измерительная антенна должна располагаться на уровне крыш, доминирующих в окрестности данного места приема зданий. При проведении измерений в сельской местности или пригороде, где в основном имеет место малоэтажная застройка, используют подвижной измерительный комплекс в режиме фиксированного приема с установленной на высоте 10 метров приемной антенной.
3.2.1.5 Составляют расписание проведения измерений.
3.2.2. Порядок выполнения измерений, обработки и представления результатов
3.2.2.1. В соответствии с расписанием проведения измерений перемещают подвижный измерительный комплекс, укомплектованный оборудованием согласно п. 2.2 и п. 2.3 данной методики, в плановое место приема тестовой площадки.
3.2.2.2. Уточняют положение мест проведения измерений (по возможности — отсутствие локальных препятствий в направлении на передатчик, минимум местных мешающих предметов и т.п.).
3.2.2.3. В условиях сельской местности или в условиях малоэтажной застройки приемную антенну устанавливают на мачту, ориентируют по поляризации и поднимают на высоту 10 м.
При многоэтажной застройке используют штатив с креплением для приемной антенны. Штатив устанавливают на крыше наиболее высокого дома в окрестностях выбранной малой зоны. К штативу крепят приемную антенну, после чего антенну ориентируют по поляризации и поднимают на высоту не менее 2 м над уровнем крыши.
3.2.2.4. В каждом месте приема записывают текущие координаты. Зная координаты исследуемой станции, по карте местности определяют азимут на станцию НЦТВ (расчетный азимут прихода сигнала).
3.2.2.5. Поворачивая антенну в горизонтальной плоскости, определяют направление прихода сигнала максимального уровня, наличие/отсутствие помех.
Азимут прихода сигнала определяют с помощью компаса. Для этого измеряется азимутальный угол, по которому направлена несущая стрела (траверса) приемной антенны. Истинный (географический) азимут прихода сигнала определяют по формуле:
A_{\text{и}} = A_{\text{м}} + \gamma + \Delta\psi, (4)
Aи — истинный (географический) азимут прихода сигнала;
Aм — измеренный по компасу магнитный азимут несущей стрелы приемной антенны (траверсы);
\gamma — склонение магнитной стрелки (магнитное склонение) — угол между истинным (географическим) и магнитным меридианами; магнитное склонение считается положительным, если северный конец магнитной стрелки компаса отклонен к востоку от географического меридиана, и отрицательным — если к западу;
\Delta\psi — угол в горизонтальной плоскости между направлением основного лепестка диаграммы направленности и несущей стрелой (траверсой) приемной антенны.
Если в плановом месте приема выполняется хотя бы одно из условий:
- реальное значение азимута прихода полезного сигнала не совпадает с расчетным значением азимута на ТВ-станцию (отклонение превышает +/- 15°);
- зафиксировано, что в месте приема присутствует помеха,
то делают соответствующую запись в журнале измерений и, для получения более достоверных результатов измерений, намечают дополнительные места приема, так чтобы общее число мест приема для данной тестовой площадки было не менее 5. Дополнительные места приема должны быть размещены как можно более равномерно на территории исследуемой площадки.
3.2.2.6. Последовательно в каждом плановом месте приема в соответствии с п. 3.2.2.5 решают вопрос о необходимости проведения дополнительных измерений внутри данной тестовой площадки.
3.2.2.7. Последовательно в каждом месте приема устанавливают антенну в направлении прихода полезного сигнала с максимальным уровнем и выполняют измерения параметров принимаемого сигнала в соответствии с п. 3.2.3. Результаты измерений сохраняют для дальнейшей обработки.
3.2.2.8. Выполняют действия по п. п. 3.2.2.1 - 3.2.2.7 для всех мест приема.
3.2.2.9. Выполняют обработку результатов измерений параметров в соответствии с п. 3.2.4.
3.2.3. Выполнение измерений параметров принимаемого сигнала
3.2.3.1. В каждом месте приема в течение 120 секунд с помощью СПО, в соответствии с Приложением А и документацией на используемое оборудование, в каждом 2-секундном интервале проводят измерение напряженности электромагнитного поля Eиi и записывают огибающую спектра сигнала. Затем, в соответствии с Приложением Б, вычисляют нормированную напряженность поля Eнормиi. По 60-ти полученным значениям Eиi и Eнормиi определяют медианное значение измеренной и нормированной напряженности электромагнитного поля Eмпi и Eнорммпi в данном месте приема.
3.2.3.2. В каждом месте приема по окончании измерений напряженности поля в течение 100 секунд определяют коэффициент ошибок по битам после декодера Витерби. Измерение параметра VBERмпi производят в соответствии с документацией на используемое оборудование.
3.2.4. Обработка результатов измерений
3.2.4.1 Определяют принадлежность каждого места приема к зоне обслуживания станции НЦТВ:
а) экспериментально полученное медианное значение Eнорммпi каждого места приема сравнивают с минимальной медианной напряженностью поля Emed(X%) (см. Приложение В). Если Eнорммпi >= Emed(X%), то считают, что место приема по данному критерию принадлежит зоне обслуживания;
б) экспериментально полученное значение VBERмпi сравнивают с пороговым значением, равным 2 x 10-4. Если VBERмпi <= 2 x 10-4, то считают, что место приема по данному критерию принадлежит зоне обслуживания.
Если во время измерений параметра VBERмпi наблюдался сбой, в результате которого процесс измерения VBER начинался заново, или если за время наблюдения измеренное значение VBERмпi превысило порог 2 x 10-4, то считают, что данное место приема не принадлежит зоне обслуживания.
3.2.4.2. Если в месте приема выполняют указанные в п. 3.2.4.2 требования, то оно принадлежит зоне обслуживания и его помечают на карте местности зеленым цветом, в противном случае — красным цветом (см. рисунок 9).
Рисунок 9 — Пример представления результатов измерений
3.2.4.3. Если при измерениях в плановом месте приема канал приема определился как канал Рэлея (см. Приложение Б) или выполняется неравенство:
Eнорммпi < Emed(X%) + 15 дБ, (5)
то для получения более достоверных результатов измерений намечают дополнительные места приема так, чтобы общее число мест приема для данной тестовой площадки было не менее 5. Дополнительные места приема должны быть размещены как можно более равномерно на территории исследуемой площадки.
3.2.4.4. Каждую тестовую площадку помечают цветом, который соответствует цвету большинства мест приема внутри данной тестовой площадки.
3.2.4.5. При необходимости вычисляют процент охвата исследуемой территории, где обеспечивается требуемое качество приема:
- за 100% принимается общее число тестовых площадок на исследуемой территории;
- процент охвата P, %, в заданных границах (например, населенного пункта или его части) рассчитывают по формуле:
m* — количество тестовых площадок на заданной территории, где параметры сигнала соответствуют указанным выше критериям;
m — общее число тестовых площадок на заданной территории.
Для примера на рисунке 9: P, %, = (21 / 24) x 100 = 87,5%.
3.2.5. Представление результатов измерений
3.2.5.1. По результатам измерений параметров станции НЦТВ составляют протоколы измерений по установленной форме (см. Приложение Д).
3.2.5.2. Результаты измерений по определению реального охвата заданных областей внутри зоны покрытия представляют в виде плана местности территории с указанием мест, где проводились измерения (аналогично рисунку 9).
3.3. Представление результатов определения зоны обслуживания передающей станции НЦТВ для фиксированного приема
Зона обслуживания передающей станции НЦТВ определяется как суммарная зона, полученная нанесением на карту местности границ зоны покрытия в результате выполнения действий в соответствии с п. 3.1 и результатов обследований территорий, в которых проводились измерения в соответствии с п. 3.2.
4. Методика определения зоны обслуживания передающей станции НЦТВ стандарта DVB-T для портативного приема
Методика включает в себя три этапа. На первом этапе определяют границы зоны покрытия передающей станции НЦТВ как для портативного наружного приема (класса А), так и для портативного приема внутри помещений (класса В).
На втором этапе осуществляют более детальное исследование зоны покрытия: проверка расчетных данных в проблемных областях, более тщательное обследование тех областей, в которых по результатам проведенных измерений выявлен нестабильный прием сигнала от передающей станции НЦТВ. Как правило, такие измерения проводят в тех случаях, когда эти области приходятся на населенные пункты.
На третьем этапе, при необходимости, проводят дополнительные измерения в контрольных точках (местах приема) на предмет принадлежности конкретных мест приема зоне обслуживания.
Зона обслуживания определяется как суммарная зона, полученная нанесением на карту местности границ зоны покрытия и результатов обследования областей и мест приема, лежащих внутри зоны покрытия.
4.1. Определение границы зоны покрытия передающей станции НЦТВ стандарта DVB-T для портативного приема
4.1.1. Планирование проведения измерений
4.1.1.1. Для исследуемой станции НЦТВ с помощью СПО в соответствии с выбранным методом расчета определяют границы расчетной зоны покрытия с заданной вероятностью охвата мест приема (X%; например, X = 95%) как для портативного наружного приема (класс A), так и для портативного приема внутри помещений (класс B).
Расчет границы зоны покрытия для исследуемой станции производят следующим образом:
- в секторе азимутальных углов от 0° до 360° с интервалом не более 10° от станции выбираются радиальные направления;
- на каждом радиальном луче определяют положения расчетных точек с шагом 25 м;
- в каждой точке в соответствии с выбранным методом расчета (например, [6]) вычисляется напряженность электромагнитного поля;
- в каждой точке расчетную напряженность поля сравнивают с требуемой минимальной медианной напряженностью электромагнитного поля;
- на каждом направлении, начиная с 21-й расчетной точки, находят точку Ai, такую, что большинство расчетных точек, лежащих на отрезке (Ai-20; Ai+20), не принадлежат зоне покрытия (расчетная напряженность поля в большинстве выбранных точек оказалась ниже требуемой минимальной медианной напряженности поля), тогда точка Ai-1 считается граничной, а расстояние от исследуемой станции до точки Ai-1 определит радиус расчетной зоны покрытия на заданном направлении;
- последовательно на каждом радиальном направлении от исследуемой станции определяют граничные расчетные точки;
- замкнутая кривая, соединяющая граничные точки по всем направлениям, будет определять расчетную границу зоны покрытия.
При расчетах высота приемной антенны считается равной 1,5 м. Расчетную границу зоны покрытия наносят на карту местности.
Для расчета границы зоны покрытия допускается использование любых известных программных средств, например: «ПИАР», «ЭФИР» и др., при условии, что они обеспечивают выполнение вышеуказанных требований.
4.1.1.2. Анализируя карту местности, определяют радиальные направления от станции НЦТВ, по которым будут проводить измерения для нахождения положения реальной границы зоны покрытия данной станции. Условия выбора направлений:
- количество радиальных направлений должно быть не менее 4 и не более 36;
- азимутальный угол между двумя смежными направлениями не должен превышать 120°;
- направления выбирают с учетом рельефа местности и наличия радиальных шоссейных дорог.
Выбранные радиальные направления наносят на карту местности.
4.1.1.3. На каждом направлении выбирают маршрут и определяют граничные точки маршрута: ближайшая к передатчику точка маршрута должна находиться в пределах прямой видимости на станцию и в зоне облучения основного лепестка диаграммы направленности передающей антенны на расстоянии, не ближе чем 2D^{2}/\lambda и не далее чем ~ (0,6...0,7) x RB расч от исследуемой станции; дальняя точка маршрута должна находиться на расстоянии, не ближе чем ~ (1,3...1,4) x RA расч;
D — линейный размер апертуры антенны станции цифрового вещания в плоскости поляризации излучения; \lambda — длина волны излучения;
RA расч и RB расч — расстояние от передатчика до расчетной границы зоны покрытия соответственно для портативного наружного приема (класса A) и для приема внутри помещений (класса B) с заданной вероятностью охвата местоположений (см. рисунок 10).
Рисунок 10 — Пример назначения маршрута для определения границы зоны покрытия для портативного приема
4.1.1.4 Составляют расписание проведения измерений.
4.1.2. Порядок выполнения измерений, обработки и представления результатов
4.1.2.1. Для проведения измерений используется подвижный измерительный комплекс, укомплектованный согласно п. 2.2 и п. 2.3 данной методики. В качестве измерительных антенн используется две ненаправленные антенны с поляризацией, совпадающей с поляризацией передающей антенны. Антенны должны располагаться на крыше автомобиля, на высоте ~ 1,5 м. Помимо антенн на крыше автомобиля не должно быть посторонних предметов. В состав измерительного комплекса также должно входить СПО, которое позволяет в автоматическом режиме записывать результаты измерений.
4.1.2.2. Перемещают подвижный измерительный комплекс в стартовую точку маршрута в соответствии с расписанием проведения измерений.
4.1.2.3. Запускают СПО, входящее в состав измерительного комплекса. Начинают движение автомобиля со скоростью 35 — 40 км/ч. Постепенно удаляясь от передающей станции, с помощью СПО измеряют и записывают значения параметров принимаемого сигнала в соответствии с п. 4.1.3.
4.1.2.4. При движении автомобиля по тоннелю, а также в случае остановки автомобиля более чем на 5 секунд, необходимо останавливать запись результатов измерений.
Также, при необходимости, допускается делать перерывы в записи результатов измерений.
4.1.2.5. По окончании измерений с использованием СПО выполняют обработку полученных результатов в соответствии с п. 4.1.4.
4.1.2.6. Результаты определения положения границ зон покрытия станции НЦТВ для выбранного класса приема и заданной вероятности охвата мест приема с использованием СПО представляют в соответствии с п. 4.1.5.
4.1.3. Выполнение измерений параметров принимаемого сигнала
4.1.3.1. Все измерения проводят циклически в автоматическом режиме с помощью СПО. Период цикла равен 1 с. В течение цикла проводят 10 измерений напряженности электромагнитного поля Eиi в соответствии с Приложением А, определяют ее медианное значение Eмпi, после чего записывают огибающую спектра сигнала. Далее в соответствии с Приложением Б определяют тип канала приема и вычисляют нормированную электрическую составляющую Eнорммпi напряженности электромагнитного поля сигнала, значение которой и записывают в качестве результата измерений.
Также с измерительного приемника считывают количество пакетных ошибок в транспортном потоке (Packet Errors), полученных за период времени, равный периоду цикла. Если такая функция в измерительном приемнике отсутствует, то с помощью СПО фиксируется оценка качества изображения принимаемого сигнала (по картинке на экране измерительного приемника или подключенного к нему телевизора), данная оператором. При наличии срывов, замираний в показе или при полном пропадании приема сигнала оператор нажатием клавиши на клавиатуре переводит индикатор в СПО в режим «Приема нет». При восстановлении нормального показа оператор нажатием клавиши на клавиатуре переводит индикатор в СПО в режим «Прием есть». В качестве результата записывают текущее значение индикатора приема.
Временное распределение процессов в пределах одного цикла измерений показано на рисунке 11.
Рисунок 11 — Временное распределение процессов в пределах одного цикла измерений
4.1.4. Обработка результатов измерений
4.1.4.1 Для каждого класса приема определяют принадлежность каждого места приема к зоне покрытия станции НЦТВ:
- экспериментально полученное медианное значение Eнорммпi каждого места приема сравнивается с минимальной медианной напряженностью поля для выбранного класса приема Emed(X%), (см. Приложение В). Если Eнорммпi >= Emed(X%), то считают, что данное место приема принадлежит зоне покрытия.
Для каждого класса приема определяют принадлежность каждого места приема к зоне обслуживания станции НЦТВ:
- если в месте приема при Eнорммпi >= Emed(X%) было зафиксировано, что количество пакетных ошибок равно нулю или индикатор приема в СПО находился в режиме «Прием есть», то считают, что данное место приема принадлежит зоне обслуживания.
В любом ином случае считают, что место приема не принадлежит зоне обслуживания.
Места приема, принадлежащие зоне обслуживания, помечают на карте местности зеленым цветом, в противном случае — красным.
4.1.4.2 Рассчитанную границу зоны покрытия для каждого класса приема корректируют с учетом результатов измерений:
- для выбранного направления (например, «I»), определяют итоговый азимут как среднеарифметическое значение азимутов мест приема сигнала;
- в поле координатных осей E(R) наносят точки, соответствующие нормированным медианным значениям напряженности поля сигнала, полученным по измерениям для данного направления (рисунок 12);
- согласно методике описанной в Приложении Г определяют кривую, аппроксимирующую измеренные значения;
- кривая определяет усредненное (медианное) сглаженное распределение напряженности поля вдоль данного направления;
- проводят горизонтальную прямую, соответствующую минимальной медианной напряженности Emed(X%) для выбранного класса приема;
- точка пересечения «б» определит радиус реальной на момент измерений зоны покрытия по данному направлению «I» для выбранного вида приема, т.е. RI-X%;
- точка пересечения расчетной кривой с прямой Emed(X%) (точка «а» на рисунке 12) определит радиус расчетной зоны покрытия Rрасч;
- вычисляют величину и знак коррекции по данному направлению \Delta R как: \Delta R = \Delta R_{\text{расч}} - R_{IX\%} ;
- аналогичные действия выполняются для всех запланированных направлений;
- расчетную границу корректируют с учетом поправки \Delta R . При корректировке границы на промежуточных направлениях, где измерения не проводились, значение \Delta R определяется как линейная функция угла, находящегося между двумя смежными направлениями. Например, для i-го направления, лежащего между направлениями «I» и «II», \Delta R_{i} определяется по формуле:
\Delta R_{i} = \Delta R_{i} + \frac{(\Delta R_{II} - \Delta R_{I})}{\Delta_{II - I}} \times \Delta_{i - I}, (7)
\Delta R_{I}, \Delta R_{II} — величина коррекции соответственно для направления «I» и для направления «II»,
\Delta_{II - I}, \Delta_{i - I} — углы секторов между соответственно направлениями «II» и «I» и направлениями «i» и «I»;
- на карте местности отображают скорректированную границу зоны покрытия для выбранного класса приема (см. рисунок 13).
Рисунок 12 — Пример обработки результатов измерений на одном из направлений
Рисунок 13 — Пример представления на карте местности результатов расчета и измерений для портативного приема (для вероятности охвата: 70% мест)
4.1.5. Представление результатов измерений
4.1.5.1. По результатам измерения составляют протоколы измерений по установленной форме (см. Приложение Д).
4.1.5.2. На карту местности наносят границы зоны покрытия, скорректированные по результатам измерений, для выбранного класса приема, с указанием процента охвата мест приема. Также на карте местности изображают маршруты движения мобильного измерительного комплекса, где точки маршрута (места приема) помечают цветом в соответствии с п. 4.1.4.1 (см. рисунок 13).
4.2. Определение принадлежности заданных областей зоне обслуживания передающей станции НЦТВ стандарта DVB-T для портативного приема
4.2.1. Планирование проведения измерений
4.2.1.1. Внутри зоны покрытия, определенной согласно п. 4.1, выбирают области, в которых необходимо провести дополнительные измерения с целью определения принадлежности данных областей зоне обслуживания передающей станции НЦТВ стандарта DVB-T. Этими областями могут быть зоны, которые по результатам расчета не относятся к зоне уверенного приема или в которых по результатам проведенных измерений выявлен нестабильный прием сигнала передающей станции НЦТВ. Также в качестве таких областей могут быть определены:
- населенные пункты с заданной численностью населения;
- территории, где есть сообщения о помехах;
- зоны, в которых необходимо провести проверку расчетных значений напряженности электромагнитного поля и качества приема сигнала DVB-T.
Для маломощных передающих станций НЦТВ можно исследовать всю зону покрытия.
4.2.1.2. По карте местности в пределах границ исследуемой территории определяют предполагаемые маршруты движения мобильного измерительного комплекса (рисунок 14). Данные маршруты должны проходить по основным дорогам, пересекающим исследуемую территорию. По возможности предполагаемые трассы движения автомобиля должны быть как можно более равномерно распределены по площади измеряемой зоны. При необходимости проводят пробные поездки для уточнения выбранных маршрутов. Рекомендации по выбору маршрутов для проведения измерений даны в Приложении Ж.
Рисунок 14 — Пример выбора маршрута для определения реального процента охвата заданной территории цифровым ТВ-вещанием стандарта DVB-T для портативного приема
4.2.1.3 Составляют расписание проведения измерений.
4.2.2. Порядок выполнения измерений, обработки и представления результатов
4.2.2.1. Для проведения измерений используют подвижный измерительный комплекс, укомплектованный согласно п. 2.2 и п. 2.3 данной методики. В качестве измерительных антенн используют две ненаправленные антенны с поляризацией, совпадающей с поляризацией передающей антенны. Антенны должны располагаться на крыше автомобиля, на высоте ~ 1,5 м. Помимо антенн на крыше автомобиля не должно быть посторонних предметов. В состав измерительного комплекса также должно входить СПО, которое позволяет в автоматическом режиме записывать результаты измерений.
4.2.2.2. Перемещают подвижный измерительный комплекс в стартовую точку маршрута в соответствии с расписанием проведения измерений.
4.2.2.3. Запускают СПО, входящее в состав измерительного комплекса. Начинают движение автомобиля со скоростью 35 — 40 км/ч. С помощью СПО, в соответствии с п. 4.2.3, измеряют и записывают значения измеряемых параметров принимаемого сигнала.
4.2.2.4. При движении автомобиля по тоннелю, а также в случае остановки автомобиля более чем на 5 секунд, необходимо останавливать запись результатов измерений.
Также, при необходимости, допускается делать перерывы в записи результатов измерений.
4.2.2.5. По окончании измерений выполняют обработку полученных результатов в соответствии с п. 4.2.4.
4.2.2.6. Результаты определения принадлежности заданных областей зоне обслуживания станции НЦТВ при портативном приеме представляют с использованием СПО в соответствии с п. 4.2.5.
4.2.3. Выполнение измерений параметров принимаемого сигнала
4.2.3.1. Все измерения проводятся циклически в автоматическом режиме с помощью СПО. Период цикла равен 1 с. В течение цикла проводят 10 измерений напряженности электромагнитного поля Eиi в соответствии с Приложением А, определяют ее медианное значение Eмпi, после чего записывают огибающую спектра сигнала. Далее в соответствии с Приложением Б определяют тип канала приема и вычисляют нормированную электрическую составляющую Eнорммпi напряженности электромагнитного поля сигнала, значение которой и записывают в качестве результата измерений.
Также с измерительного приемника считывают количество пакетных ошибок в транспортном потоке (Packet Errors), полученных за период времени, равный периоду цикла. Если такая функция в измерительном приемнике отсутствует, то с помощью СПО фиксируется оценка качества изображения принимаемого сигнала (по картинке на экране измерительного приемника или подключенного к нему телевизора), данная оператором. При наличии срывов, замираний в показе или при полном пропадании приема сигнала оператор нажатием клавиши на клавиатуре переводит индикатор в СПО в режим «Приема нет». При восстановлении нормального показа оператор нажатием клавиши на клавиатуре переводит индикатор в СПО в режим «Прием есть». В качестве результата записывают текущее значение индикатора приема.
Временное распределение процессов в пределах одного цикла измерений показано на рисунке 11.
4.2.4. Обработка результатов измерений
4.2.4.1 Определяют принадлежность каждого места приема к зоне обслуживания станции НЦТВ:
- экспериментально полученное медианное значение Eнорммпi каждого места приема сравнивают с минимальной медианной напряженностью поля для выбранного класса приема Emed(X%) (см. Приложение В), если Eнорммпi >= Emed(X%), то считают, что это место приема по данному критерию принадлежит зоне обслуживания;
- если в месте приема было зафиксировано, что количество пакетных ошибок равно нулю или индикатор приема в СПО находился в режиме «Прием есть», то считают, что это место приема по данному критерию принадлежит зоне обслуживания.
Места приема, где выполняются указанные выше требования, считают принадлежащими зоне обслуживания и помечают на карте местности зеленым цветом. В ином случае считают, что место приема не принадлежит зоне обслуживания и его помечают на карте местности красным цветом.
4.2.4.2 Находят процент покрытия исследуемой области цифровым ТВ-вещанием:
- в полученном при измерениях ряде величин нормированной напряженности поля находят граничные значения, соответствующие приему сигнала с максимальным Eнормmax и минимальным уровнем Eнормmin;
- в заданных границах напряженности поля [Eнормmin; Eнормmax], исходя из результатов измерений, с шагом в 1 дБ (отн. 1 мкВ/м), вычисляют процент мест, в которых возможен прием сигнала с уровнем не ниже требуемого уровня Ec:
P_{E_{c}},\%, = M/N \times 100\%, (8)
N — общее число измерений (мест приема);
M — количество измерений (мест приема), где измеренная нормированная напряженность поля больше или равна пороговому значению Ec;
- полученные значения P_{E_{c}}, %, наносят на график, который описывает вероятностное распределение напряженности поля на исследуемой территории (рисунок 15);
- в соответствии с Приложением В для заданного класса приема определяют пороговое значение минимальной медианной напряженности поля Emed(X%) и находят процент покрытия исследуемой зоны.
Например, для рисунка 15:
- для портативного наружного приема (класс A): PA, %, = 96%;
- для портативного приема внутри помещения (класс В): PB, %, = 69%.
Рисунок 15 — Пример кривой, показывающей вероятность приема сигнала с указанным уровнем, исходя из результатов измерений
4.2.5. Представление результатов измерений
4.2.5.1. По результатам измерений составляют протоколы измерений по установленной форме (см. Приложение Д).
4.2.5.2. Результаты измерений представляют в виде плана местности с изображением трасс движения мобильного измерительного комплекса, по которым проводились измерения. Каждую точку трассы (место приема) помечают цветом в соответствии с п. 4.2.4.1. Пример представления результатов измерений показан на рисунке 16.
Рисунок 16 — Пример представления на карте результатов измерений DVB-T-сигнала для портативного наружного приема (класс A)
4.2.5.3. Строят график вероятности приема сигнала (аналогично рис. 15) и определяют процент покрытия исследуемой территории для заданного класса приема, аналогично п. 4.2.4.2.
4.2.5.4. При необходимости представляют результаты измерений напряженности поля: на плане местности изображается маршрут движения мобильного измерительного комплекса, где каждая точка маршрута помечается цветом, который соответствует измеренной в данном месте приема нормированной напряженности электромагнитного поля (рисунок 17).
Рисунок 17 — Пример представления на карте результатов измерений напряженности поля DVB-T-сигнала для портативного приема
4.3. Определение принадлежности заданных мест приема зоне обслуживания передающей станции НЦТВ стандарта DVB-T для портативного приема
4.3.1. Планирование проведения измерений
4.3.1.1. Места приема, которые необходимо исследовать, наносят на карту местности.
4.3.1.2 Составляют расписание проведения измерений.
4.3.2. Порядок выполнения измерений, обработки и представления результатов
4.3.2.1. В соответствии с расписанием проведения измерений перемещают подвижный измерительный комплекс в плановое место приема.
4.3.2.2. Ненаправленную приемную антенну с поляризацией, совпадающей с поляризацией передающей антенны, крепят на штативе:
- при наружном приеме (для класса A): на высоте ~ 1,5 м от уровня земли;
- при приеме внутри помещений (для класса B): на первом этаже в комнате, имеющей окно во внешней стене, на высоте ~ 1,5 м от уровня пола.
К антенне подключают измерительный приемник.
4.3.2.3. Допускается в каждом месте приема для достижения лучших условий приема изменить положение приемной антенны в пределах площадки 0,5 x 0,5 м.
4.3.2.4. Выполняют измерения параметров принимаемого сигнала в соответствии с п. 4.3.3. Полученные результаты сохраняют для дальнейшей обработки.
4.3.2.5. Выполняют действия по п. п. 4.3.2.1 - 4.3.2.4 для всех запланированных мест приема.
4.3.2.6. Выполняют обработку результатов измерений параметров в соответствии с п. 4.3.4.
4.3.3. Выполнение измерений параметров принимаемого сигнала
4.3.3.1. В каждом месте приема в течение 120 секунд с помощью СПО в соответствии с Приложением А и документацией на используемое оборудование в каждом 2-секундном интервале проводят измерение напряженности электромагнитного поля Eиi и записывают огибающую спектра сигнала. Затем, в соответствии с Приложением Б, вычисляют нормированную напряженность поля Eнормиi. По 60-ти полученным значениям Eиi и Eнормиi определяют медианное значение измеренной и нормированной напряженности электромагнитного поля Eмпi и Eнорммпi в данном месте приема.
4.3.3.2. В каждом месте приема по окончании измерений напряженности поля в течение 100 секунд определяют коэффициент ошибок по битам после декодера Витерби. Измерение параметра VBERмпi производят в соответствии с документацией на используемое оборудование.
4.3.4. Обработка результатов измерений
4.3.4.1 Определяют принадлежность каждого места приема к зоне обслуживания станции НЦТВ:
а) экспериментально полученное медианное значение Eнорммпi каждого места приема сравнивают с минимальной медианной напряженностью поля для выбранного класса приема и заданной вероятностью охвата местоположений Emed(X%) (см. Приложение В). Если Eнорммпi >= Emed(X%), то считают, что это место приема по данному критерию принадлежит зоне обслуживания;
б) экспериментально полученное значение VBERмпi сравнивают с пороговым значением, равным 2 x 10-4.
Если VBERмпi <= 2 x 10-4, то считают, что это место приема по данному критерию принадлежит зоне обслуживания.
Если во время измерений параметра VBERмпi наблюдался сбой, в результате которого процесс измерения VBER начинался заново, или если за время наблюдения измеренное значение VBERмпi превысило порог 2 x 10-4, то считают, что данное место приема не принадлежит зоне обслуживания.
4.3.4.2. Если в месте приема выполняются указанные в п. 4.3.4.1 требования, то оно принадлежит зоне обслуживания и его помечают на карте местности зеленым цветом, в противном случае — красным цветом.
4.3.5. Представление результатов измерений
4.3.5.1. По результатам измерения параметров станции НЦТВ составляют протоколы измерений по установленной форме (см. Приложение Д).
4.3.5.2. Результаты измерений представляют в виде плана местности территории, с указанием мест, где проводились измерения, раскрашенных в соответствии с п. 4.3.4.2.
4.4. Представление результатов определения зоны обслуживания передающей станции НЦТВ стандарта DVB-T для портативного приема
Зона обслуживания передающей станции НЦТВ стандарта DVB-T определяется как суммарная зона, полученная нанесением на карту местности границ зоны покрытия в результате выполнения действий в соответствии с п. 4.1 и результатов обследования территорий, в которых проводились измерения в соответствии с п. 4.2 и п. 4.3.
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ СИГНАЛА DVB-T
А.1. Измерения напряженности электромагнитного поля сигнала DVB-T в зависимости от типа приема (фиксированный или портативный) должны проводиться на соответствующей измерительной установке (см. п. 2).
А.2. Измерительная антенна должна располагаться в дальней зоне излучения антенны станции НЦТВ на расстоянии R, определяемом по формуле:
R \geq \frac{2D^{2}}{\lambda} , (А.1)
где D — линейный размер апертуры антенны станции цифрового вещания в плоскости поляризации излучения, а \lambda — длина волны излучения.
А.3. В соответствии с руководством по эксплуатации на измерительный прибор устанавливают следующие параметры:
- центральную частоту, Fс (FREQ) — равную номинальной центральной частоте ТВ-канала;
- полоса обзора (SPAN) — от 8 до 10 МГц;
- полоса пропускания (RBW) — в пределах от 30 до 100 кГц;
- тип фильтра полосы пропускания (RBW) — нормальный (Normal);
- полоса видеофильтра (VBW = 3 RBW) — в пределах от 100 до 300 кГц;
- период развертки (Sweep time):
для портативного приема — не более 50 мс;
для фиксированного приема — 2 с;
- детектор — среднеквадратический (RMS);
- режим отображения (TRACE) — «очистить/записать» (Clear/Write);
- единица отображения результата измерения (Unit) — дБ (отн. 1 мкВ).
А.4. Выбирают режим измерения мощности в канале (Power channel) и устанавливают ширину полосы канала (Channel bandwidth), равную 7,61 МГц.
А.5. В соответствии с руководством по эксплуатации выполняют процедуру измерений напряжения сигнала Uизм в дБ (отн. 1 мкВ).
А.6. Электрическую составляющую Eи напряженности электромагнитного поля рассчитывают по формуле:
Eи — электрическая составляющая напряженности электромагнитного поля, дБ (отн. 1 мкВ/м);
Uизм — измеренное значение напряжения, дБ (отн. 1 мкВ);
Kк — коэффициент калибровки измерительной антенны совместно со штатным кабелем на частоте излучения, дБ (отн. 1/м).
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ СИГНАЛОВ СТАНЦИИ НЦТВ И ТИПА КАНАЛА ПРИЕМА
Б.1. Определение нормированной электрической составляющей Eнорми напряженности электромагнитного поля
Нормированную электрическую составляющую Eнорми напряженности электромагнитного поля сигналов станции НЦТВ в месте приема определяют следующим образом [2]:
- в месте приема параллельно с измерением напряжения сигнала Uизм на ходе измерительного приемника делают запись огибающей спектра с разрешением — не менее N = 300 частотных точек в полосе обзора;
- вычисляют стандартное отклонение огибающей спектра (\sigma_{sp}) на интервале частот от Fс — 3,8 МГц до Fс + 3,8 МГц по формуле:
\sigma_{sp} = \sqrt{\frac{(P_{1} - \mu)^{2} + (P_{2} - \mu)^{2} + ...(P_{n} - \mu)^{2}}{n - 1}} , (Б.1)
n — количество отсчетов на интервале частот от Fс — 3,8 МГц до Fс + 3,8 МГц (Fс — центральная частота ТВ-канала);
P1...Pn — значения отсчетов в спектре сигнала;
\mu = \frac{P_{1} + P_{2} + P_{3} + ...P_{n}}{n} — среднее арифметическое значение;
- в соответствии с Приложением А (п. А.6) рассчитывают электрическую составляющую Eи напряженности электромагнитного поля;
- определяют поправочный коэффициент C_{\sigma} по формуле:
(Б.2)где 
и 
- значения C/N, приведенные в таблицах Б.2 - Б.4, соответственно для канала приема Гаусса и Рэлея;
- вычисляют нормированную электрическую составляющую Eнорми напряженности электромагнитного поля сигналов радиопередатчика станции НЦТВ по формуле:
E_{\text{и}}^{\text{норм}} = E_{\text{и}} + C_{\sigma}, (Б.3)
Б.2. Определение типа канала приема
Тип канала приема в зависимости от полученного значения параметра \sigma_{sp} определяют в соответствии с таблицей Б.1.
| Наименование типа канала приема | Значение \sigma_{sp} | Вид спектра |
|---|---|---|
| Канал Гаусса | От 0 до 1 дБ включительно |  |
| Канал Райса | От 1 до 3 дБ |  |
| Канал Рэлея | Больше или равно 3 дБ |  |
Б.3. Требуемые системой DVB-T отношения параметра C/N
В таблицах Б.2 - Б.4 даны минимальные значения параметра C/N (дБ), требуемые системой DVB-T (значения при которых достигаются BER = 2 x 10-4 после декодера Витерби) [1], [2].
ТРЕБУЕМЫЕ СИСТЕМОЙ DVB-T МИНИМАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ C/N ДЛЯ НЕИЕРАРХИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ
ТРЕБУЕМЫЕ СИСТЕМОЙ DVB-T МИНИМАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ C/N ДЛЯ ИЕРАРХИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ QPSK В 16-QAM
ТРЕБУЕМЫЕ СИСТЕМОЙ DVB-T МИНИМАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ C/N ДЛЯ ИЕРАРХИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ QPSK В 64-QAM
ТРЕБУЕМЫЕ СИСТЕМОЙ DVB-T МИНИМАЛЬНЫЕ МЕДИАННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ Emed
В.1. Минимальная медианная напряженность поля, требуемая системой DVB-T
Минимальная медианная напряженность поля для вероятности охвата мест: 50%, 70% и 95% приведена в таблицах В.1 - В.9. Для расчета иного процента охвата местоположений необходимо воспользоваться таблицами и формулами, приведенными в п. п. В.2 - В.7.
МИНИМАЛЬНАЯ МЕДИАННАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emed В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М) ДЛЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОХВАТА МЕСТ: 50%, 70% И 95%, ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-T В МЕСТАХ ПРИЕМА В СЛУЧАЕ НЕИЕРАРХИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ ДЛЯ ФИКСИРОВАННОГО ПРИЕМА (ТИП КАНАЛА ПРИЕМА — КАНАЛ РЭЛЕЯ)
МИНИМАЛЬНАЯ МЕДИАННАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emed В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М) ДЛЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОХВАТА МЕСТ: 50%, 70% И 95%, ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-T В МЕСТАХ ПРИЕМА В СЛУЧАЕ НЕИЕРАРХИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ ДЛЯ ПОРТАТИВНОГО НАРУЖНОГО ПРИЕМА, КЛАССА A (ТИП КАНАЛА ПРИЕМА — КАНАЛ РЭЛЕЯ)
МИНИМАЛЬНАЯ МЕДИАННАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emed В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М) ДЛЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОХВАТА МЕСТ: 50%, 70% И 95%, ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-T В МЕСТАХ ПРИЕМА В СЛУЧАЕ НЕИЕРАРХИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ ДЛЯ ПОРТАТИВНОГО ПРИЕМА ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ, КЛАССА B (ТИП КАНАЛА ПРИЕМА — КАНАЛ РЭЛЕЯ)
МИНИМАЛЬНАЯ МЕДИАННАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emed В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М) ДЛЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОХВАТА МЕСТ: 50%, 70% И 95%, ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-T В МЕСТАХ ПРИЕМА В СЛУЧАЕ ИЕРАРХИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ QPSK В 16-QAM ДЛЯ ФИКСИРОВАННОГО ПРИЕМА (ТИП КАНАЛА ПРИЕМА — КАНАЛ РЭЛЕЯ)
МИНИМАЛЬНАЯ МЕДИАННАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emed В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М) ДЛЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОХВАТА МЕСТ: 50%, 70% И 95%, ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-T В МЕСТАХ ПРИЕМА В СЛУЧАЕ ИЕРАРХИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ QPSK В 16-QAM ДЛЯ ПОРТАТИВНОГО НАРУЖНОГО ПРИЕМА, КЛАССА A (ТИП КАНАЛА ПРИЕМА — КАНАЛ РЭЛЕЯ)
МИНИМАЛЬНАЯ МЕДИАННАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emed В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М) ДЛЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОХВАТА МЕСТ: 50%, 70% И 95%, ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-T В МЕСТАХ ПРИЕМА В СЛУЧАЕ ИЕРАРХИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ QPSK В 16-QAM ДЛЯ ПОРТАТИВНОГО ПРИЕМА ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ, КЛАССА B (ТИП КАНАЛА ПРИЕМА — КАНАЛ РЭЛЕЯ)
МИНИМАЛЬНАЯ МЕДИАННАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emed В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М) ДЛЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОХВАТА МЕСТ: 50%, 70% И 95%, ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-T В МЕСТАХ ПРИЕМА В СЛУЧАЕ ИЕРАРХИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ QPSK В 64-QAM ДЛЯ ФИКСИРОВАННОГО ПРИЕМА (ТИП КАНАЛА ПРИЕМА — КАНАЛ РЭЛЕЯ)
МИНИМАЛЬНАЯ МЕДИАННАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emed В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М) ДЛЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОХВАТА МЕСТ: 50%, 70% И 95%, ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-T В МЕСТАХ ПРИЕМА В СЛУЧАЕ ИЕРАРХИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ QPSK В 64-QAM ДЛЯ ПОРТАТИВНОГО НАРУЖНОГО ПРИЕМА, КЛАССА A (ТИП КАНАЛА ПРИЕМА — КАНАЛ РЭЛЕЯ)
МИНИМАЛЬНАЯ МЕДИАННАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emed В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М) ДЛЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОХВАТА МЕСТ: 50%, 70% И 95%, ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-T В МЕСТАХ ПРИЕМА В СЛУЧАЕ ИЕРАРХИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ QPSK В 64-QAM ДЛЯ ПОРТАТИВНОГО ПРИЕМА ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ, КЛАССА B (ТИП КАНАЛА ПРИЕМА — КАНАЛ РЭЛЕЯ)
Примечание. Для других частот должно использоваться следующее правило интерполяции:
- Eмин.мед (f) = Eмин.мед (fr) + Corr, где коэффициент Corr равен:
- при фиксированном приеме: Corr = 20log10 (f / fr),
- при портативном приеме: Corr = 30log10 (f / fr),
где f — фактическая частота, а fr — эталонная частота подходящего указанного выше диапазона.
В.2. Расчет минимальной медианной напряженности поля, требуемой системой DVB-T
Минимальная медианная напряженность поля в местах приема определяется по следующей формуле [2]:
Emed = Emin + Pmmn + Cl; (В.1)
Emed = Emin + Pmmn + Cl; (В.2)
Emed = Emin + Pmmn + Cl + Lb, (В.3)
Emin — минимальная эквивалентная напряженность поля в месте приема (дБ (отн. 1 мкВ/м));
Pmmn — поправка на индустриальный шум (дБ);
Lb — потери при проникновении в здание (дБ);
Cl — поправочный коэффициент местоположений (дБ).
В.3. Минимальная эквивалентная напряженность поля, требуемая системой DVB-T
В таблице В.10 даны значения минимальной эквивалентной напряженности поля Emin в дБ относительно 1 мкВ/м, требуемые системой DVB-T для фиксированного и портативного приема при различных значениях параметра C/N [2].
МИНИМАЛЬНАЯ ЭКВИВАЛЕНТНАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emin В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М), ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-T В МЕСТАХ ПРИЕМА ДЛЯ ТРЕХ ЭТАЛОННЫХ ЧАСТОТ: 200 МГЦ (ДИАПАЗОН III), 500 МГЦ (ДИАПАЗОН IV) И 800 МГЦ (ДИАПАЗОН V) ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ЗНАЧЕНИЯХ ПАРАМЕТРА C/N
В таблицах В.11 - В.13 даны значения минимальной эквивалентной напряженности поля Emin в дБ (отн. 1 мкВ/м), требуемые системой DVB-T в местах приема для различных типов модуляции сигнала в случае неиерархического и иерархического режима передачи [2].
МИНИМАЛЬНАЯ ЭКВИВАЛЕНТНАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emin В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М), ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-T В МЕСТАХ ПРИЕМА В СЛУЧАЕ НЕИЕРАРХИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ (ТИП КАНАЛА ПРИЕМА — КАНАЛ РЭЛЕЯ)
МИНИМАЛЬНАЯ ЭКВИВАЛЕНТНАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emin В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М), ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-T В МЕСТАХ ПРИЕМА В СЛУЧАЕ ИЕРАРХИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ QPSK В 16-QAM (ТИП КАНАЛА ПРИЕМА — КАНАЛ РЭЛЕЯ)
МИНИМАЛЬНАЯ ЭКВИВАЛЕНТНАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emin В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М), ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-T В МЕСТАХ ПРИЕМА В СЛУЧАЕ ИЕРАРХИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ QPSK В 64-QAM (ТИП КАНАЛА ПРИЕМА — КАНАЛ РЭЛЕЯ)
Примечание. Для других частот должно использоваться следующее правило интерполяции:
- Eмин.мед (f) = Eмин.мед (fr) + Corr, где коэффициент Corr равен:
- при фиксированном приеме: Corr = 20log10 (f / fr);
- при портативном приеме: Corr = 30log10 (f / fr),
где f — фактическая частота, а fr — эталонная частота подходящего указанного выше диапазона.
В.4. Поправка на индустриальный шум
Значения поправки на индустриальный шум приведены в таблице В.14.
ЗНАЧЕНИЕ ПОПРАВКИ НА ВЛИЯНИЕ ИНДУСТРИАЛЬНОГО ШУМА, В ДБ
| Диапазон | Pmmn (дБ) |
|---|---|
| ОВЧ | 1 дБ |
| УВЧ | 0 дБ |
В.5. Затухание сигнала при проникновении в здание
В таблице В.15 даны значения потерь при проникновении сигнала в здание.
ПОТЕРИ ПРИ ПРОНИКНОВЕНИИ В ЗДАНИЕ (СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ И РАЗБРОС) [2]
| Диапазон | Среднее значение потерь, дБ | Стандартное отклонение, \sigma_{b} |
|---|---|---|
| ОВЧ | 8 дБ | 3,0 дБ |
| УВЧ | 7 дБ | 6,2 дБ |
В.6. Поправка на вероятность охвата местоположений
Расчет поправки на вероятность охвата местоположений Cl предполагает логарифмически нормальное распределение отсчетов принимаемых сигналов, дБ:
\mu — коэффициент распределения, который рассчитывается следующим образом:
где Qi — множитель, значения которого приведены в п. В.7, а x — процент местоположений, для которых требуется защита.
Коэффициент распределения \mu равен 0 для 50%, 0,52 для 70%, 1,28 для 90%, 1,64 для 95% и 2,33 для 99% местоположений;
\sigma — стандартное отклонение отсчетов измерения, в дБ; для широкополосных сигналов стандартное отклонение в пределах крупных зон \sigma_{1} определено равным 5,5 дБ [2].
Для оценки внутреннего покрытия из значений, полученных в результате наружных измерений, следует учитывать дополнительное затухание сигнала. Однако это затухание также имеет стандартное отклонение \sigma_{2} . Поэтому общее значение стандартного отклонения в таком случае рассчитывается по формуле:
\sigma = \sqrt{\sigma_{1}^{2} + \sigma_{2}^{2}} .
Поэтому значения стандартного отклонения выглядят следующим образом:
- для фиксированного приема: \sigma_{F} = \sigma_{1} = 5,5\text{дБ} [2];
- для портативного приема класса A: \sigma_{A} = \sigma_{1} = 5,5\text{дБ} [2];
- для портативного приема класса B: \sigma_{B} = \sqrt{\sigma_{1}^{2} + \sigma_{2}^{2}} ;
- для ОВЧ \sigma_{B} = 6,3\text{дБ} , т.к. \sigma_{1} = 5,5\text{дБ} , \sigma_{2} = \sigma_{b} = 3,0\text{дБ} [2];
- для УВЧ \sigma_{B} = 8,3\text{дБ} , т.к. \sigma_{1} = 5,5\text{дБ} , \sigma_{2} = \sigma_{b} = 6,2\text{дБ} [2].
Наиболее востребованные значения поправочного коэффициента местоположений даны в таблице В.16.
ЗНАЧЕНИЕ ПОПРАВОЧНОГО КОЭФФИЦИЕНТА МЕСТОПОЛОЖЕНИЙ, ДБ
В.7. Приблизительные значения обратного интегрального нормального распределения Qi
ПРИБЛИЗИТЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ОБРАТНОГО ИНТЕГРАЛЬНОГО НОРМАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Qi [4]
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИВОЙ, АППРОКСИМИРУЮЩЕЙ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ВДОЛЬ ВЫБРАННОГО НАПРАВЛЕНИЯ ОТ ИССЛЕДУЕМОЙ ПЕРЕДАЮЩЕЙ СТАНЦИИ (LOG-DISTANCE PATH LOSS MODEL)
Модель, лежащая в основе данной методики, основана на предположении, что среднее значение уровня сигнала обратно пропорционально расстоянию между передатчиком и приемником и имеет вид [6]:
где n — показатель степени, численное значение которого зависит от условий распространения электромагнитной волны вдоль выбранного направления.
Данное предположение подтверждают многочисленные теоретические выводы и экспериментальные факты. Для свободного пространства данный показатель степени n равен 2. При наличии препятствий значение n увеличивается (например, для города, в зависимости от типа застройки и ряда других параметров эта величина лежит обычно в пределах от 2 до 5 [6]). Исходя из этого можно считать, что отношение уровней двух сигналов (в абсолютных величинах) вдоль какого-то направления равно отношению:
Pабс(d1) / Pабс(d2) ~ (d2 / d1)n, (Г.2)
или в децибелах:
P(d2) = P(d1) — 10 x n x log10(d2 / d1), (Г.3)
где P(d1) и P(d2) — уровень сигнала (в дБ) на расстоянии соответственно d1 и d2.
В качестве P(d1) выбирается первое от передатчика измерение уровня сигнала, которое обязательно должно быть сделано в пределах прямой видимости на исследуемую станцию и в зоне облучения основного лепестка диаграммы направленности передающей антенны.
Ниже дан конкретный пример для пояснения всего вышесказанного.
Задача: Допустим, двигаясь от передатчика вдоль некоторого направления и проводя измерения уровня сигнала, мы получили, указанные в таблице Г.1, величины. Требуется найти по полученным величинам значение n и определить для данного случая вид кривой P(d2).
ПРИМЕР ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
| Расстояние от передатчика, м | Измеренный уровень сигнала, дБм |
|---|---|
| 100 | 0 дБм |
| 200 | -20 дБм |
| 1000 | -35 дБм |
| 3000 | -70 дБм |
Решение: В данном примере: P(d1) = 0 дБм и d1 = 100 м. Вид функции, определяющей сумму квадратов ошибки, дается как:
J(n) = \sum_{i = 1}^{k} (P_{i} - \widetilde{P}_{i})^{2}, (Г.4)
Pi — измеренное значение уровня сигнала;
\widetilde{P}_{i} — значение уровня сигнала, полученное из формулы (Г.3).
J(n) = (0 — (0 — 10 x n x log10 (100 / 100)))2 +
-
(-20 — (0 — 10 x n x log10 (200 / 100)))2 +
-
(-35 — (0 — 10 x n x log10 (1000 / 100)))2 +
-
(-70 — (0 — 10 x n x log10 (3000 / 100)))2 =
= (0 — 0)2 + (-20 — (0 — 3n))2 + (-35 — (0 — 10n))2 +
- (-70 — (0 — 14,77n))2 = 6525 — 2887,8n + 327,153n2.
Минимум функции J(n) определяется из условия \frac{dJ(n)}{dn} = 0.
\frac{dJ(n)}{dn} = 654,306n — 2887,8 = 0 => n = 4,4.
Отсюда следует, что уравнение, описывающее уровень сигнала (в дБм) на расстоянии d2, имеет вид (см. рисунок Г.1):
P(d2) = 0 — 10 x 4,4 x log10(d2 / 100) = -44 x log10(d2 / 100).
Рисунок Г.1 — Графическое представление кривой P(d2)
Д.1. Форма протокола определения зоны покрытия станции НЦТВ стандарта DVB-T для фиксированного приема
ПРОТОКОЛ N __ от __________ 20__ г. определения зоны покрытия станции НЦТВ стандарта DVB-T (фиксированный прием)
| 1. Объект измерений | |
| (наименование станции) |
3. Разрешение на использование радиочастот или радиочастотных каналов
4. Технические характеристики РЭС
(для исследуемой станции указывается:
географические координаты, мощность передатчика, потери в фидере, высота подвеса, антенны, тип и коэффициент усиления передающей антенны, вид модуляции)
5. Средства измерений и вспомогательное оборудование
(для каждого измерительного прибора указывается тип прибора, заводской (серийный) номер, год выпуска, номер свидетельства о поверке и дата поверки)
7.1 Результаты измерений представлены в таблице.
Результаты измерения зоны покрытия
7.2. Карта местности с нанесенной зоной покрытия (вероятность охвата: % мест приема) приведена на рисунке.
Рисунок — Карта местности с нанесенной зоной покрытия (вероятность охвата: % мест приема)
Д.2. Форма протокола определения принадлежности заданных областей зоне обслуживания станции НЦТВ стандарта DVB-T для фиксированного приема
ПРОТОКОЛ N __ от __________ 20__ г. определения принадлежности заданных областей зоне обслуживания станции НЦТВ стандарта DVB-T (фиксированный прием)
| 1. Объект измерений | |
| (наименование станции) |
3. Разрешение на использование радиочастот или радиочастотных каналов
4. Технические характеристики РЭС
(для исследуемой станции указывается:
географические координаты, мощность передатчика, потери в фидере, высота подвеса, антенны, тип и коэффициент усиления передающей антенны, вид модуляции)
5. Средства измерений и вспомогательное оборудование
(для каждого измерительного прибора указывается тип прибора, заводской (серийный) номер, год выпуска, номер свидетельства о поверке и дата поверки)
7.1 Результаты измерений представлены в таблице.
Результаты обследования заданных областей (населенных пунктов)
7.2. Карта местности с нанесенными местами проведения измерений приведена на рисунке.
Рисунок — Карта местности с нанесенными местами проведения измерений
Д.3. Форма протокола определения зоны покрытия станции НЦТВ стандарта DVB-T для портативного приема
ПРОТОКОЛ N __ от __________ 20__ г. определения зоны покрытия станции НЦТВ стандарта DVB-T (портативный прием)
| 1. Объект измерений | |
| (наименование станции) |
3. Разрешение на использование радиочастот или радиочастотных каналов
4. Технические характеристики РЭС
(для исследуемой станции указывается:
географические координаты, мощность передатчика, потери в фидере, высота подвеса, антенны, тип и коэффициент усиления передающей антенны, вид модуляции)
5. Средства измерений и вспомогательное оборудование
(для каждого измерительного прибора указывается тип прибора, заводской (серийный) номер, год выпуска, номер свидетельства о поверке и дата поверки)
7.1 Результаты измерения сохранены в файле: (имя файла).
7.2. Карта местности с нанесенной зоной покрытия (вероятность охвата: % мест приема) приведена на рисунке.
Рисунок — Карта местности с нанесенной зоной покрытия (вероятность охвата: % мест приема)
Д.4. Форма протокола определения принадлежности заданных областей зоне обслуживания станции НЦТВ стандарта DVB-T для портативного приема
ПРОТОКОЛ N __ от __________ 20__ г. определения принадлежности заданных областей зоне обслуживания станции НЦТВ стандарта DVB-T (портативный прием)
| 1. Объект измерений | |
| (наименование станции) |
3. Разрешение на использование радиочастот или радиочастотных каналов
4. Технические характеристики РЭС
(для исследуемой станции указывается:
географические координаты, мощность передатчика, потери в фидере, высота подвеса, антенны, тип и коэффициент усиления передающей антенны, вид модуляции)
5. Средства измерений и вспомогательное оборудование
(для каждого измерительного прибора указывается тип прибора, заводской (серийный) номер, год выпуска, номер свидетельства о поверке и дата поверки)
7.1 Результаты измерения сохранены в файле: (имя файла).
7.2. Карта местности с нанесенными местами проведения измерений приведена на рисунке.
Рисунок — Карта местности с нанесенными местами проведения измерений
7.3. Рисунок с вероятностным распределением напряженности поля на исследуемой территории.
Рисунок — Вероятностное распределение напряженности поля на исследуемой территории
7.4 Расчет процента покрытия исследуемой зоны:
- для портативного наружного приема (класс A): PA, %;
- для портативного приема внутри помещения (класс B): PB, %.
8. Приложения: ______________________________________________________
| 9. Измерения выполнил(и): | подпись подпись |
И.О. Фамилия И.О. Фамилия |
|---|
Д.5. Форма протокола определения принадлежности заданных мест приема зоне обслуживания станции НЦТВ стандарта DVB-T для портативного приема
ПРОТОКОЛ N __ от __________ 20__ г. определения принадлежности заданных мест приема зоне обслуживания станции НЦТВ стандарта DVB-T (портативный прием)
| 1. Объект измерений | |
| (наименование станции) |
3. Разрешение на использование радиочастот или радиочастотных каналов
4. Технические характеристики РЭС
(для исследуемой станции указывается:
географические координаты, мощность передатчика, потери в фидере, высота подвеса, антенны, тип и коэффициент усиления передающей антенны, вид модуляции)
5. Средства измерений и вспомогательное оборудование
(для каждого измерительного прибора указывается тип прибора, заводской (серийный) номер, год выпуска, номер свидетельства о поверке и дата поверки)
7.1 Результаты измерений представлены в таблице.
Результаты обследования заданных мест приема
7.2. Карта местности с нанесенными местами проведения измерений приведена на рисунке.
Рисунок — Карта местности с нанесенными местами проведения измерений
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ МАЛЫХ ЗОН И МЕСТ ПРИЕМА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА ПЕРЕДАЮЩЕЙ СТАНЦИИ НАЗЕМНОГО ЦИФРОВОГО ТВ-ВЕЩАНИЯ СТАНДАРТА DVB-T
Известно, что из-за влияния местных предметов, неоднородностей среды распространения радиоволн, разного рода помех и т.д. параметры электромагнитного поля сигнала цифрового ТВ в зоне покрытия в общем случае нестабильны и описываются статистическими законами.
Для расчетов и планирования ТВ-сетей распределение уровней поля и других параметров ТВ-сигнала на обслуживаемой территории требуется иметь в виде усредненных за оговоренный период величин.
Усреднение проводится различными способами, но самым удобным и быстрым является способ определения медианных значений параметров, который заключается в поочередном попарном отбрасывании из имеющегося банка данных (полученного чаще всего экспериментальным путем) наибольшего и наименьшего значений интересующего исследователя параметра, например напряженности поля сигнала.
Опыт показывает, что, как правило, на нескольких экспериментальных площадках (получивших название «малых зон»), расположенных в безлесной равнинной или слабовсхолмленной местности на одинаковом расстоянии от передатчика (и в случае круговой ДНА в горизонтальной плоскости и исправного оборудования передающей станции), медианные значения напряженности поля мало отличаются друг от друга (с приемлемой для практики разницей).
Трудности появляются при решении ряда подобных задач в условиях пересеченной и особенно горной местности, с протяженными лесными массивами, в местах протяженных высоковольтных ЛЭП и т.п., а также в крупных населенных пунктах с многоэтажной застройкой. Сильно осложняет получение надежных результатов исследований и временной фактор.
Для примера на рисунке Е.1 представлен типичный случай взаимного расположения передающей станции, нескольких населенных пунктов с многоэтажной и малоэтажной застройкой, дорог и границы расчетной зоны покрытия, то есть без воздействия мешающих передатчиков и по уровню Eмин.мед, величина которой принята на основании технического отчета ETSI TR 101 190 V1.3.2 [2].
Рисунок Е.1 — Основные исходные данные при решении задач системы DVB-T
Первостепенным действием исследований при фиксированном приеме в зоне полезного передатчика системы DVB-T является расстановка малых зон на заданной территории и обоснование их расположения относительно друг друга.
Немаловажным фактором при исследованиях и измерениях ТВ-сигнала является максимальное приближение условий измерений к штатным условиям приема телезрителями и рекомендациям МСЭ:
- соблюдение размещения измерительных антенн на рекомендуемой международными соглашениями [9] высоте (для фиксированного приема при многоэтажной застройке измерительные антенны должны быть на уровне крыш, а в условиях 1 — 2-этажной застройки — на высоте 10 м над земной поверхностью);
- параметры измерительной антенны (в том числе и помехозащищенность) должны соответствовать Рекомендациям МСЭ [5, 10];
- потери в кабеле снижения, другие параметры измерительной установки должны отражать соответствующие характеристики оборудования телезрителя (или рекомендованных МСЭ) либо должен иметь место учет влияния иных значений этих характеристик (потери на согласование и др.).
Е.1. Влияние внешних факторов на выбор малых зон
Е.1.1. Влияние отраженного от земли луча
Решить задачу большого разброса медианных значений напряженности поля малых зон на разных направлениях от передатчика и тем самым получить основание по сокращению количества малых зон, очевидно, можно лишь в результате специально организованных исследований. Теоретическая часть этих исследований должна найти закономерности распределения поля от одной малой зоны к соседним, изучить изменение качества приема телевизионного сигнала при различных условиях распространения радиоволн. К настоящему времени, например, известно влияние на характер поля в месте приема явления интерференции нижней волны (переотраженной ровной подстилающей поверхностью) и верхней (прямой) [11].
Если измерительную антенну поднимать, то можно фиксировать (рисунок Е.2) чередующиеся максимумы (где фазы двух волн совпадают, а амплитуды складываются) и минимумы (при вычитании амплитуд).
Рисунок Е.2 — Возникновение интерференционной картины в месте приема: а) чередование максимумов и минимумов по высоте; б) высота расположения первого максимума на разных ТВ-каналах
Кроме интерференции по вертикали подобное явление может иметь место и вдоль трассы. Геометрическое сложение и вычитание составляющих поля при распространении радиоволн над относительно гладкой поверхностью, сопровождающееся изменениями напряженности поля, фиксируется при измерениях и увеличивает разброс результатов.
На рисунке Е.3 приведены примеры расчетных кривых напряженности поля вдоль трассы [12] и график E(R) из Рек. МСЭ Р.1546 [6], положенной в основу метода расчета напряженности поля, но не учитывающей явление интерференции. Сравнение кривых показывает, что при возникновении определенных условий возможен разброс при измерениях за счет этого явления до величины \Delta E = +/- 10 дБ.
Рисунок Е.3 — Расчетные кривые напряженности поля вдоль трассы распространения, учитывающие интерференцию прямой и отраженной от подстилающей поверхности волны; тонкая кривая — расчет по рекомендации МСЭ-Р Р.1546
Как было упомянуто, рассмотренные «пучности» и минимумы уровня поля максимально проявляются при ровной и хорошо проводящей подстилающей поверхности.
Если учесть, что указания по выбору площадок для измерений (малых зон) настоятельно рекомендуют использовать ровные открытые места, то при приеме сигнала цифрового ТВ следовало бы контролировать возможность возникновения интенсивной отраженной землей волны.
Е.1.2. Влияние лесных массивов
При назначении конкретных малых зон на местности для выполнения задачи определения границы зоны покрытия рекомендуется их выбирать по возможности на открытых ровных местах вдали от строений и токопроводящих сооружений, особенно в направлении на передатчик.
На местности для выбора малых зон следует избегать нехарактерных для данной территории возвышенностей и глубоких низин, если, конечно, там не расположен населенный пункт, который подлежит обследованию с целью выяснения процента охвата телевещанием.
Как показывает практика, весьма редко удается отыскать площадку по параметрам, близкую к рекомендованной в виде квадрата с размерами 100 x 100 метров [2, 6, 9], чаще всего приходится довольствоваться дорогами, уходящими от основного шоссе в стороны, без растущих по обочинам деревьев и без проводных линий.
Следует избегать измерений в лесных массивах, сильно поглощающих энергию сигнала и искажающих спектр (рисунок Е.4).
Рисунок Е.4 — Изрезанная форма спектра ТВ-сигнала, характерная для влияния лесного массива; здесь лиственный молодой лес зимой протяженностью около 100 м, поглощение в нем составило около 12 дБ
Если расчетная зона покрытия приходится на достаточно большой лесной массив, то малые зоны следует выбирать очень аккуратно, на крупных полянах, чтобы влияние леса было минимально. В случае большой протяженности леса и отсутствия возможности выбрать подходящую площадку вдоль трассы, следует провести измерения по возможности на возвышенности, выбрав несколько мест приема на обочине или площадке для остановки автобуса и т.п. Необходимо сделать пометку о такой неудачной малой зоне в протоколе измерений и, иметь в виду, что уровень поля здесь может оказаться заметно меньше, чем без леса.
Даже отдельно стоящее дерево на трассе распространения луча может заметно ослабить его уровень. Если рассматривать дерево с плотной листвой как экран, то оценка дополнительного ослабления сигнала на частоте 500 МГц на расстоянии равном высоте дерева будет порядка 15 — 20 дБ.
Пример выбора площадки в лесу для проведения измерений показан на рисунке Е.5 а, б.
Рисунок Е.5 — Пример выбора площадки для проведения измерений внутри лесного массива
Е.2. Выбор малых зон при определении положения границы зоны покрытия
При удалении от передатчика его медианная напряженность поля ER уменьшается. Когда ER становится равной Eмед.мин [2] считают, что здесь проходит граница зоны покрытия. Эту границу можно найти расчетным путем и с помощью измерений. Пример расчетной кривой приведен на рисунке Е.6.
Рисунок Е.6 — Нахождение радиуса зоны покрытия по расчетной кривой E(R) вдоль одного из направлений при удалении от передатчика
Для скорейшего определения положения границы зоны покрытия экспериментальным путем предварительно должны быть выполнены расчеты положения этой границы, и она должна быть нанесена на карту.
Если расчетная граница зоны покрытия проходит по окраинам города и пригородам, где в основном имеет место малоэтажная застройка, то целесообразно воспользоваться подвижной станцией и проводить измерения при фиксированном приеме с выдвинутой мачтой. Стандартная высота приемной антенны для сельской местности считается равной 10 м.
В этом случае рекомендуется выполнить измерения по нескольким направлениям от передатчика в таком количестве малых зон в области расчетной границы зоны покрытия, чтобы было достаточно данных для построения плавной кривой распределения E(R).
В качестве примера расположения малых зон по нескольким направлениям для получения экспериментальной границы зоны покрытия приведен рисунок Е.7.
Рисунок Е.7 — Пример расположения малых зон на семи направлениях от передатчика для определения опытным путем положения границы зоны покрытия; стрелками показано направление движения измерительной станции
Определение положения границы зоны покрытия экспериментальным путем сводится к последовательным замерам напряженности поля при удалении от передатчика. Причем на одинаковом удалении, но разных направлениях измеренные значения поля могут заметно отличаться. Поэтому часто приходится вести измерения на не менее 4 направлениях.
Результаты измерений, то есть медианные по каждой малой зоне значения напряженности поля, наносятся (рисунок Е.8) на координатные оси E(R), вычерчивается плавная кривая, затем для эталонного значения Eмин.мед [2], проводится горизонтальная прямая до пересечения с экспериментальной кривой и считывается радиус Rп экспериментально снятой границы зоны покрытия на данном направлении от передающей станции.
Рисунок Е.8 — Медианные значения напряженности поля в малых зонах (треугольники) и использование экспериментальной кривой для нахождения радиуса зоны покрытия по данным измерений
Е.3. Выбор количества малых зон по заданному направлению
В случае идентичности трасс разных направлений, но одного и того же ТЦ (одинаковый рельеф, лучше — равнина, близкая к расчетной реальная форма ДН передающей антенны, исправные передатчики с правильно смонтированными выходами и т.д.), после дополнительных исследований, подтверждающих предположение о допустимых (~ 3 — 6 дБ) несовпадениях уровней поля в равноудаленных от передатчика малых зонах разных направлений, вероятно, возможно было бы рекомендовать уменьшение количества малых зон, либо за счет сокращения направлений, либо — количества малых зон на некоторых направлениях.
Если же направления не идентичны, что чаще всего бывает в реальности, то количество малых зон по разным направлениям может сильно отличаться. Определяющими факторами в этом случае будут:
1. «Изрезанность» диаграммы направленности передающей антенны в вертикальной плоскости. Желательно, чтобы все измерения были проведены в зоне облучения основного лепестка диаграммы направленности передающей антенны.
2. Изменение рельефа подстилающей поверхности. При выборе малых зон необходимо учитывать изменение рельефа подстилающей поверхности. В ином случае возможны значительные ошибки в определении границы зоны покрытия.
3. Требуемая погрешность в определении расстояния от передатчика до границы зоны покрытия и излучаемая мощность исследуемой станции. Для построения плавной кривой распределения напряженности поля по выбранному направлению необходимо иметь достаточное количество измерений. Если жестко задать количество малых зон, то для передатчиков разной мощности относительная ошибка в определении зоны покрытия будет одинаковая, а абсолютная — разная. Если же задать жестко шаг между малыми зонами, то в этом случае, для передатчиков малой мощности (порядка 10 Вт) из-за малого количества измерений, границы зоны покрытия может быть определена с большой относительной ошибкой, а для передатчиков большой мощности (1 — 10 кВт), количество измерений может чрезмерно увеличиться. Оптимальным в этом случае является следующий подход:
- задается минимально необходимое количество малых зон;
- задается максимально возможное расстояние между двумя соседними малыми зонами.
Е.4. Выбор местоположения для первой малой зоны по выбранному направлению
Экспериментальное определение положения границы зоны покрытия вдоль выбранного направления от передатчика производится по кривой, описывающей усредненное (медианное) распределение напряженности поля по данному направлению. В работе [8] предлагается использовать для аппроксимации измерений уровня сигнала следующий метод: «Log-distance path loss model». Эта модель основана на предположении, что среднее значение уровня сигнала обратно пропорционально расстоянию между передатчиком и приемником и имеет вид:
где n — некая константа, численное значение которой зависит от условий распространения электромагнитной волны по выбранному направлению.
Данное предположение подтверждают многочисленные теоретические выводы и экспериментальные факты. Например, для свободного пространства данный показатель степени n равен 2. При наличии препятствий значение n увеличивается (например, для города, в зависимости от типа застройки и ряда других параметров эта величина лежит обычно в пределах от 2 до 5 [8]). Исходя из этого можно считать, что отношение уровней двух сигналов в децибелах вдоль какого-то направления равно отношению:
P(d2) = P(d1) — 10 x n x log10(d2 / d1), (Е.2)
где P(d1) и P(d2) — уровень сигнала (в дБ) на расстоянии соответственно d1 и d2.
Пример кривой P(d2), полученный по результатам измерений уровня сигнала, показан на рисунке Е.9.
Рисунок Е.9 — Пример графического представления кривой P(d2)
Для корректного построения расчетной кривой необходимо, чтобы первая малая зона находилась на расстоянии прямой видимости от передатчика в зоне облучения основного лепестка диаграммы направленности передающей антенны. Таким образом, гарантируется, что результаты измерений напряженности поля в более дальних малых зонах не будут превышать полученного значения в первой малой зоне, и как следствие, гарантируется, что кривая будет правильно, с точки зрения физики, описывать ослабления напряженности поля при удалении от передающей станции.
Оценка минимального расстояния до опоры передающей антенны Rмин, ближе которого не следует проводить измерения, проводится следующим образом. Это расстояние является радиусом зоны, которая облучается в основном нижними боковыми лепестками передающей антенны и, следовательно, параметры ТВ-сигнала на этой территории могут не соответствовать заданным, имеющим место в створе главного лепестка.
Типичная теоретическая форма ДН передающей ТВ ненаправленной антенны приведена на рисунках Е.10 а, б. Достаточно заметить, что минимумы даже в расчетной диаграмме (рисунок Е.10 а) достигают 0,6 Eмакс, что в месте приема, расположенном на азимуте этого минимума, может дать уменьшение сигнала почти на 3 дБ. На практике же «провалы» в ДН могут быть значительно больше. К тому же, возможны ошибки монтажа при подключении передатчика к антенне (на выходе передатчика могут стоять параллельно несколько усилителей мощности, выходы которых могут быть неправильно скоммутированы с элементами антенны).
Рисунок Е.10 — Диаграмма направленности передающей ТВ-антенны: а) горизонтальная плоскость; б) вертикальная плоскость — угол наклона ДН к горизонту составляет 5°
Пример определения Rмин в случае плоского рельефа показан на рисунке Е.11.
Рисунок Е.11 — Круговая зона, примыкающая к опоре передающей антенны, где не гарантируется устойчивая работа системы DVB-T, и пример вычисления ее радиуса Rмин
По результатам измерения напряженности поля в первой малой зоне можно рассчитать и сравнить с теоретической излучаемую передающей антенной мощность в направлении на измерительную станцию [12]:
P_{\Sigma} = E^{2}R^{2}/30, (Е.3)
P_{\Sigma} — мощность излучения в Вт на данном направлении;
R — расстояние между приемной и передающей антеннами в м;
E — напряженность поля (В/м), измеренная в условиях, близких к идеальным (в нашем случае — открытые трассы, что близко к идеальному случаю).
Если полученное значение P_{\Sigma} значительно отличается от теоретического (на 6 — 10 дБ и более), то это может быть сигналом о том, что передающее оборудование работает неверно и дальнейшие результаты измерений могут быть ошибочны.
Е.5. Выбор малых зон и мест приема при проведении измерений в городе для фиксированного приема
При измерениях в городе для фиксированного приема приемная антенна должна располагаться на уровне крыш зданий. При выборе мест приема следует иметь в виду некоторые особенности распространения радиоволн ОВЧ/УВЧ диапазонов:
- недопустимость закрытия крышей (рисунок Е.12), даже части зоны, существенной при распространении как между передатчиком и измерителем, так и позади измерительной антенны на крыше;
областью, существенной для распространения, считается эллипсоид с радиусом RD не менее 0,6 от радиуса RF1 — первой зоны Френеля [12], [13] (см. рисунок Е.13):
- недопустимость наличия мешающих сигналов (и, в первую очередь, от своего передатчика), переотраженных от высоких зданий и сооружений; такой сигнал можно обнаружить с помощью направленной антенны и тестового цифрового приемника, в котором предусмотрена функция анализатора спектра, например типа EFA, на дисплее которого будут видны характерные искажения спектра («провал» на рисунке Е.14).
Рисунок Е.12 — Зона, существенная при распространении
Рисунок Е.13 — Область, существенная для распространения радиоволны
Рисунок Е.14 — Появление «провала» в спектре цифрового ТВ-сигнала, принятого на открытой трассе, но из-за воздействия переотраженного от местного предмета сигнала, подверженного искажениям
При выборе мест приема на крыше рекомендуется разносить их по фронту, т.е. перпендикулярно направлению на передатчик. Для крепления приемной антенны используется штатив. Штатив устанавливают на крыше наиболее высокого дома в окрестностях выбранной малой зоны. К штативу крепится приемная антенна, после чего антенну ориентируют по поляризации и поднимают на высоту не менее 2 м над уровнем крыши (рисунок Е.15).
Рисунок Е.15 — Размещение мест приема в малой зоне на крыше здания
Для корректного получения распределения медианной напряженности поля в городе малые зоны следует выбирать как в новых районах с высотной застройкой, так и в старых районах с малоэтажной застройкой. При этом в пределах малой зоны для проведения измерений выбирается наиболее высокое здание с минимальным количеством конструкций на его крыше.
Е.6. Выбор малых зон и мест приема в сельской местности для фиксированного приема
Основное правило в выборе площадок для малых зон в сельской местности следующее:
Места для размещения малых зоны следует выбирать так, чтобы в каждой малой зоне и в ее окрестностях было как можно меньше локальных мешающих предметов (например, таких как деревья, столбы, воздушные линии электропередачи и т.д.), а изменение напряженности поля внутри малой зоны в первую очередь зависело бы от изменения рельефа подстилающей поверхности на трассе «передатчик-приемник».
При расстановке малых зон всегда необходимо учитывать изменение рельефа для получения корректных результатов измерений о распределении медианной напряженности поля вдоль выбранного направления. Рассмотрим процесс выбора площадок для малых зон по выбранному направлению от передатчика. Предположим, что рельеф подстилающей поверхности представляет собой повторяющуюся периодическую структуру с шагом 4 км и перепадом высот 400 м (см. рисунок Е.16).
Рисунок Е.16 — Учет рельефа местности при расстановке малых зон
Передающая станция находится на вершине холма, мощность передатчика — 100 Вт, передающая антенна представляет собой изотропный излучатель на высоте 250 м, для удобства считаем, что потери в фидере отсутствуют. Распределение напряженности поля сигнала по данному направлению представлено на рисунке Е.17.
Рисунок Е.17 — Распределение напряженности поля сигнала по заданному направлению
С целью получения корректных результатов измерений необходимо правильно выбрать положения малых зон. Если выбирать площадки только на вершинах холмов, то оценка радиуса зоны покрытия по данному направлению будет завышена. Например, для минимальной медианной напряженности поля равной Emed = 55 дБ (отн. 1 мкВ/м) радиус зоны покрытия по данным значениям равен RB = 16 км (см. рисунок Е.18).
Рисунок Е.18 — Завышенная оценка радиуса зоны покрытия при размещении малых зон на вершине холмов
Если проводить измерения только в низинах, то оценка зоны покрытия по данному направлению будет наоборот занижена. Для той же требуемой минимальной медианной напряженности поля равной 55 дБ (отн. 1 мкВ/м) радиус зоны покрытия в этом случае равен RH ~ 5,5 км. (рисунок Е.19).
Рисунок Е.19 — Заниженная оценка зоны покрытия при размещении малых зон в низинах
Чтобы иметь распределение напряженности поля, которое было бы близко к медианному необходимо проводить измерения как в низинах, так и на вершинах холмов (см. рисунок Е.20), при этом стараться выбирать площадки для малых зон так, чтобы в пределах данных площадок было как можно меньше предметов, которые бы могли повлиять на результаты измерений.
Рисунок Е.20 — Распределение напряженности поля по выбранному направлению в зависимости от выбора площадок для малых зон
Из рисунка Е.20 видно, что действительное значение радиуса зоны покрытия для медианной напряженности поля Emed = 55 дБ (отн. 1 мкВ/м) лежит между RB и RH и равно RM ~ 9 км.
Е.7. Выбор мест приема при проверке принадлежности заданных областей зоне обслуживания
Для точной проверки истинной зоны покрытия потребуется провести измерения во всех местах приема в пределах этой зоны. К сожалению, в подавляющем большинстве случаев решить эту задачу на практике нельзя. Для обеспечения осуществимого объема измерений они (измерения) проводятся только в определенном числе местоположений. Для определения местоположений измерения на карту города или населенного пункта накладывается сетка с шагом 500 м. Внутри каждой ячейки сетки необходимо провести хотя бы одно измерение. Шаг сетки определяется размером зоны, для которой в международных документах задано значение \sigma_{L} — стандартное отклонение отсчетов измерений. Для цифрового радиовещания \sigma_{L} принята равной 5,5 дБ.
Места приема внутри ячеек тестовой сетки разделяются на плановые (основные) и дополнительные. Если на этапе подготовки к измерениям отсутствует предварительный критерий по выбору мест приема, то плановые места приема выбираются примерно в центре каждой ячейки, по возможности, на наиболее открытых участках. Если при измерениях в плановом месте приема направление прихода основного луча совпадает с азимутом на передающую станцию, не зафиксировано помеховых и мешающих сигналов, измеренная напряженность поля сигнала превышает требуемое значение Emed не более чем на 15 дБ, то в выбранной ячейке можно не проводить дополнительных измерений. В ином случае, при невыполнении хотя бы одного вышеуказанного условия, требуется провести еще как минимум 4 дополнительных измерения. Строгих указаний по выбору дополнительных мест приема нет. Желательно, чтобы была возможность проезда автомобиля к данным точкам и чтобы они были расположены внутри ячейки сетки как можно более равномерно. На рисунке Е.21 показан пример выбора в населенном пункте 4 дополнительных мест приема (обозначены желтым цветом), черными линиями показано разделение данной площадки на 4 равные части (см. рис. Е.21).
Рисунок Е.21 — Пример выбора в населенном пункте 4 дополнительных мест приема внутри одной тестовой площадки
Е.8. Выводы и рекомендации по выбору малых зон и мест приема
-
Основное правило в выборе площадок для малых зон: места для размещения малых зон следует выбирать так, чтобы влияние локальных мешающих предметов на результаты измерений было бы незначительно, а изменение напряженности поля внутри малой зоны в первую очередь зависело от изменений рельефа подстилающей поверхности на исследуемом направлении.
- при определении положения границы заданной зоны вне населенных пунктов — по возможности на открытых ровных местах вдали от строений и токопроводящих сооружений;
- как показывает практика, в сельской местности весьма редко удается отыскать площадку по параметрам, близкую к рекомендованной в виде квадрата с размерами 100 x 100 метров [2], чаще всего приходится довольствоваться дорогами, уходящими от основного шоссе в стороны;
- по возможности следует избегать измерений в лесных массивах, сильно поглощающих энергию сигнала и искажающих спектр;
- если расчетная зона покрытия приходится на достаточно большой лесной массив, то малые зоны следует выбирать очень аккуратно, на достаточно больших полянах, чтобы влияние леса было минимально;
- в населенных пунктах с застройкой менее 10 м — малые зоны следует выбирать на открытых местах: на площадях, на въезде и выезде из населенного пункта и т.п.;
- в населенных пунктах с застройкой выше 10 м — площадки для проведения измерений следует выбирать на крышах домов доминирующих по высоте в выбранных малых зонах.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ МАРШРУТОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА ПЕРЕДАЮЩЕЙ СТАНЦИИ НАЗЕМНОГО ЦИФРОВОГО ТВ-ВЕЩАНИЯ СТАНДАРТА DVB-T/H
Передающие станции НЦТВ стандарта DVB-T/H, как правило, располагаются внутри населенного пункта, поэтому подавляющую часть измерений для портативного и мобильного приема приходится проводить в условиях городской застройки. Городская среда создает специфические условия для распространения радиоволн: большие теневые зоны, многократные отражения от стен зданий и рассеяние радиоволн формируют многолучевые электромагнитные поля со сложной интерференционной структурой (см. рисунок Ж.1).
Рисунок Ж.1 — Пример представления потерь при распространении радиоволн в условиях городской застройки
Учитывая сложный характер распространения радиоволн в городской среде, а также то, что портативный прием сигналов DVB-T/H осуществляется на ненаправленную приемную антенну, установленную на высоте ~ 1,5 м, делать какие-то выводы по результатам измерений можно лишь после того, как массив измеренных данных будет достаточно большим. Поэтому удобным вариантом для проведения измерений является использование автомобиля. При выборе маршрутов, по которым предполагается проведение измерений, следует руководствоваться, прежде всего, целью исследований, то есть требуемым конечным продуктом. Основными задачами при этом являются:
1. Определения границы зоны покрытия одиночной станции НЦТВ стандарта DVB-T для портативного приема.
2. Определение принадлежности заданных областей исследуемой зоне обслуживания.
Ж.1. Общие рекомендации по выбору маршрутов и проведению измерений
Необходимым условием при проведении измерений во время движения автомобиля является наличие специального программного обеспечения, которое позволяло бы автоматизировать процесс записи результатов измерений и сохранять их в памяти компьютера. Так как координаты движения автомобиля постоянно меняются, то необходимо параллельно с записью результатов измерений фиксировать с помощью GPS-приемника текущие координаты. Учитывая, что у большинства GPS-устройств данные о местоположении обновляются с частотой не чаще одного раза в секунду, то можем определить оптимальную скорость движения автомобиля. Если автомобиль будет двигаться с высокой скоростью, скажем порядка 90 км/ч, то погрешность при сопоставлении измеренных данных с записанными координатами может достигать 25 м (расстояние, пройденное автомобилем за 1 секунду). Для города с плотной застройкой это недопустимо: одна ошибка, зафиксированная в какой-то момент времени, будет распространяться на все «место приема» протяженностью 25 м. Если же автомобиль будет двигаться с очень низкой скоростью, скажем 10 — 15 км/ч, то время обследования территории может значительно увеличиться. Оптимальным вариантом в этом случае является движение со скоростью 35 — 40 км/ч: во-первых, скорость движения достаточно высока, чтобы сделать необходимый объем измерений за приемлемое время, а во-вторых, погрешность в координатах не будет превышать 10 — 11 м.
Общий порядок проведения измерений в процессе движения показан на рисунке Ж.2:
Рисунок Ж.2 — Общий порядок проведения измерений DVB-H-сигнала
Измерения в процессе движения должны проводиться на предназначенном для данных целей оборудовании. Перед началом измерений в измерительном приемнике устанавливаются все необходимые параметры. Измерительные антенны должны быть закреплены на крыше автомобиля, ближе к ее центральной части, симметрично либо продольной, либо поперечной оси автомобиля. На крыше автомобиля не должно быть никаких других металлических предметов и элементов крепления багажа. Исключением может быть антенна GPS-приемника.
При движении автомобиля по дорожному полотну, которое более чем на 3 метра выше или более чем на 3 метра ниже поверхности земли, рекомендуется приостанавливать запись измерений. Такими участками дорог являются мосты, эстакады, въезды в тоннели. При движении автомобиля под мостами или рядом с мостами (не далее 200 метров) также рекомендуется приостанавливать запись измерений. В обязательном порядке запись измеряемых параметров должна останавливаться, при движении автомобиля по тоннелю или при остановках автомобиля более чем на 5 секунд.
Для получения более достоверных результатов желательно провести измерения как минимум два раза: в дневное и в ночное время суток.
Ж.2 Выбор маршрутов при определении принадлежности заданных областей зоне обслуживания
Перед началом измерений необходимо определить зону покрытия. По результатам определения зоны покрытия выбираются маршруты движения автомобиля, как правило в местах наиболее вероятного пользования абонентами. Также при планировании маршрута особое внимание необходимо уделять местам, где уровень сигнала близок к пороговому значению или ниже его.
Схема маршрута составляется произвольным образом внутри оговоренной выше зоны измерений станции. Желательно маршрут выбрать так, чтобы он проходил по основным дорогам, пересекающим исследуемую территорию. По возможности, предполагаемые трассы движения автомобиля должны быть как можно более равномерно распределены по площади измеряемой зоны. Схематичное представление предпочтительных вариантов движения автомобиля показаны на рисунке Ж.3.
Рисунок Ж.3 — Схематичное представление предпочтительных вариантов движения мобильного измерительного комплекса при измерениях параметров DVB-T/H-сигнала: а) маршрут движения автомобиля напоминает движение по спирали; б) нанесенная на карту местности трасса движения автомобиля похожа на сетку, в центре которой расположена передающая станция
При выборе маршрута следует учитывать, что не стоит производить измерения в непосредственной близости к передающей станции из-за высокого уровня сигнала и ограниченного динамического диапазона измерительного прибора. Желательно также, чтобы выбранный маршрут был пройден дважды: в прямом и обратном направлении.
По результатам измерений определяют вид кривой, описывающей вероятностное распределение напряженности поля на территории, по которой находят процент покрытия исследуемой зоны для заданных условий приема (рисунок Ж.4).
Рисунок Ж.4 — Пример кривой, показывающей вероятность приема сигнала с указанным уровнем
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Стандарт ETSI EN 300 744 V1.6.1 (2009-01). Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television.
2. ETSI TR 101 190 V1.3.2 (2011-05). Digital Video Broadcasting (DVB); Implementation Guidelines for DVB Terrestrial Services; Transmission Aspects.
3. ГОСТ 24375-80 «Радиосвязь. Термины и определения».
4. ГОСТ Р 52210-2004 «Телевидение вещательное цифровое. Термины и определения».
5. Rec. ITU-R SM.1875-0. DVB-T coverage measurements and verification of planning criteria, 04/2010.
6. Рекомендация МСЭ-Р 1546-4. Метод прогнозирования для трасс связи «пункта с зоной» для наземных служб в диапазоне частот от 30 МГц до 3000 МГц, 2010.
7. Локшин М.Г., Шур А.А., Кокорев А.В., Краснощеков Р.А. Сети телевизионного и звукового ОВЧ ЧМ вещания. Справочник. М. Радио и связь, 1988 — 144.
8. Theodore S. Rappaport. Wireless Communications: Principles and Practice. Prentice Hall, 2002.
9. Заключительные акты Региональной конференции радиосвязи по планированию цифровой наземной радиовещательной службы в частях Районов 1 и 3 в полосах частот 174 — 230 МГц и 470 — 862 МГц (РКР-06), МСЭ. Женева. 2006.
10. Рекомендация МСЭ-Р Р.419-3 «Направленность и поляризационная развязка приемных антенн в телевизионном вещании».
11. Шур А.А. Ближний и дальний прием телевидения. «Энергия», М., 1980.
12. Калинин А.И., Черенкова Е.Л. Распространение радиоволн и работа радиолиний, «Связь», М., 1971.
13. Рекомендация МСЭ-Р Р.526 «Propagation by diffraction».
14. Проект государственного стандарта Р. Телевидение вещательное цифровое. Планирование наземных сетей цифрового телевизионного вещания, 2009.
15. Rec. ITU-R ВТ 1368-8. Planning criteria for digital terrestrial television services in the VHF/UHF bands, 2008.
16. ECC REPORT 49. Technical criteria of Digital Video Broadcasting Terrestrial (DVB-T) and Terrestrial — Digital Audio Broadcasting (T-DAB) allotment planning, 2004.
Утверждено решением ГКРЧ от 16 марта 2012 г. № 12-14-09
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОНЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ ОДИНОЧНОЙ ПЕРЕДАЮЩЕЙ СТАНЦИИ НАЗЕМНОГО ЦИФРОВОГО ТВ-ВЕЩАНИЯ СТАНДАРТА DVB-H
Разработана федеральным государственным унитарным предприятием «Научно-исследовательский институт радио».
1. Основные положения
Система эфирного цифрового вещания DVB-H (далее — система DVB-H) определена стандартом ETSI EN 302 304 «Цифровое телевизионное вещание (DVB); Система передачи на портативные терминалы» [1], для которой определены следующие виды приема: портативный прием и мобильный прием [2].
Портативный прием — прием с нулевой или очень низкой скоростью перемещения (например, скорость ходьбы пешехода). Портативный прием делится на два класса: наружный (класс A) и прием внутри помещений (класс B).
Мобильный прием — прием на высокой скорости (в несколько раз выше скорости пешехода). Мобильный прием также делится на два класса: наружный (класс C) и прием внутри транспортного средства (класс D).
1.1. Назначение и область применения
1.1.1. Настоящая методика устанавливает порядок определения зоны обслуживания передающей станции наземного цифрового ТВ-вещания стандарта DVB-H [1], работающей в диапазоне радиочастот от 470 до 862 МГц.
1.1.2. Методика предназначена для использования предприятиями радиочастотной службы.
1.2. Основные термины и определения
1.2.1. В настоящей методике используются термины по ГОСТ 24375-80 [3] и ГОСТ Р 52210-2004 [4], а также следующие термины и определения:
зона обслуживания (зона уверенного приема) — территория, в пределах которой в присутствии помех и шумов обеспечивается устойчивый прием ТВ-программ цифрового ТВ-вещания с заданным качеством приема;
зона покрытия — территория, в пределах которой величина напряженности поля равна или превышает величину минимальной медианной напряженности поля, определенную для конкретных условий приема и с заданной вероятностью охвата мест приема;
малая зона — площадка размерами приблизительно 100 x 100 метров, выбранная на исследуемой территории для размещения на ней нескольких мест приема и получения усредненных (медианных) для данной зоны значений параметров ТВ-сигнала;
минимальная медианная напряженность поля (Emed, дБ (отн. 1 мкВ/м)) — минимальное значение напряженности поля, необходимое для обеспечения требуемого качества приема в заданном проценте мест приема при наличии естественного или промышленного шума, но без помех от других передатчиков; минимальная эквивалентная напряженность поля (Emin, дБ (отн. 1 мкВ/м)) — минимальное значение напряженности поля, необходимое для обеспечения требуемого качества приема на стандартную установку индивидуального пользования при отсутствии промышленного шума и без помех от других передатчиков;
место приема — географическое местоположение с известными координатами, в котором осуществляется прием радиосигнала;
портативный прием — прием на любой высоте и на любую антенну, но без движения или с очень низкой скоростью перемещения (например, скорость ходьбы пешехода). Портативный прием делится на два класса:
класс A — наружный (внешний, внедомовой) прием с внешней или встроенной антенной на высоте не менее 1,5 м от уровня земли при нулевой или очень низкой скорости;
класс B — прием внутри помещения на первом этаже на переносной приемник с внешней или встроенной антенной: прием в комнате, имеющей окно во внешней стене, на высоте не менее 1,5 м от уровня этажа, с нулевой или очень низкой скоростью;
мобильный прием — прием на высокой скорости (в несколько раз выше скорости пешехода). Мобильный прием также делится на два класса:
класс C — наружный прием подвижным DVB-H терминалом на высоте не менее 1,5 м от уровня земли (основной уровень). Характерным примером такого условия приема является внешняя антенна, встроенная в автомобиль;
класс D — внутренний прием в движущихся объектах типа автомобиля или поезда при использовании только встроенной в мобильный терминал антенны. Прием также осуществляется на высоте не менее 1,5 м.
1.2.2 В данной методике используются следующие обозначения:
Eмпi — значение напряженности электромагнитного поля полезного цифрового ТВ-сигнала в i-м месте приема;
Eмзj — медианное значение напряженности электромагнитного поля полезного цифрового ТВ-сигнала для j-й малой зоны;
Emed(X%) — минимальное медианное значение напряженности электромагнитного поля, необходимое для обеспечения вероятности охвата X% мест;
Eнорммпi — медианное значение расчетной нормированной на канал Рэлея напряженности электромагнитного поля в i-м месте приема, определяется с целью сопоставления измеренной напряженности поля с табличными значениями;
Eнорммзj — медианное значение расчетной нормированной на канал Рэлея напряженности электромагнитного поля для j-й малой зоны, определяется с целью сопоставления измеренной напряженности поля с табличными значениями;
P, % — процент реального (по результатам измерений) охвата цифровым ТВ-вещанием заданной территории, определенный для конкретных условий приема;
R_{\varphi} — радиус в \varphi - \text{м} направлении от передатчика зоны покрытия.
1.2.3 В методике использованы следующие сокращения:
C/N — Carrier/Noise (отношение несущая/шум);
DVB-H — Digital Video Broadcasting — Handheld;
ETSI — European Telecommunications Standards Institute (Европейский институт по стандартизации в области телекоммуникаций);
EVM — Error Vector Magnitude (величина вектора ошибки);
GPS — Global Positioning System;
MER — Modulation Error Ratio (коэффициент ошибки модуляции);
MPE-FEC — Multi Protocol Encapsulation Forward Error Correction (метод многопротокольной инкапсуляции с упреждающей коррекции ошибок);
QAM — Quadrature Amplitude Modulation (квадратурная амплитудная модуляция);
QPSK — Quadrature Phase Shift Keying (квадратурная фазовая манипуляция);
TS — Transport stream (транспортный поток);
ГЛОНАСС — глобальная навигационная спутниковая система;
ИСЗ — искусственный спутник Земли;
КСВН — коэффициент стоячей волны по напряжению;
НЦТВ — наземное цифровое телевизионное вещание;
СПО — специальное программное обеспечение;
2. Требования к оборудованию
2.1. Состав измеряемых параметров сигнала станции НЦТВ
При определении зоны обслуживания передающей станции наземного цифрового телевизионного вещания стандарта DVB-H в местах приема сигнала проводят измерение следующих параметров:
- напряженности электромагнитного поля;
- огибающей спектра сигнала;
- относительное количество ошибочных фреймов MPE-FEC (MFER).
Также оператором дается субъективная оценка качества изображения принимаемого сигнала.
Измерение относительного количества ошибочных фреймов MPE-FEC, а также запись огибающей спектра сигнала осуществляют в соответствии с документацией на используемое оборудование.
Метод измерений напряженности электромагнитного поля сигналов радиопередатчика НЦТВ в месте приема заключается в измерении анализатором спектра на выходе кабеля приемной измерительной антенны напряжения сигнала Uизм с последующим расчетом напряженности электромагнитного поля Eмп в соответствии с Приложением А.
Нормированную на канал Рэлея напряженность поля и тип канала приема определяют в соответствии с методикой, приведенной в Приложении Б.
2.2. Состав и характеристики оборудования
Для определения зоны обслуживания станции цифрового ТВ-вещания стандарта DVB-H используется подвижный измерительный комплекс, в состав которого входит следующее оборудование:
- штатив, с возможностью крепления на нем измерительной антенны на высоте не менее 1 — 2 м от уровня поверхности;
- ненаправленная измерительная или калиброванная пассивная антенна, в количестве 2 шт.;
- калиброванные кабели;
- анализатор спектра;
- измерительный приемник с функцией анализа/декодирования транспортного потока DVB-H-сигнала с последующим выделением потоков видео- и звукоданных;
- навигационный приемник глобальных навигационных спутниковых систем (навигационный приемник);
- специальное программное обеспечение (СПО);
- компьютер;
- компас;
- телевизор.
Оборудование подвижного измерительного комплекса должно удовлетворять требованиям, приведенным в таблице 1.
ТРЕБОВАНИЯ К ОБОРУДОВАНИЮ ПОДВИЖНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА
1. Допускается для перекрытия указанного в настоящей таблице диапазона частот и для соответствия указанным выше требованиям использовать несколько приборов (средств измерений), обеспечивающих требуемые параметры и точность измерения.
2. Измерительные приборы, используемые в настоящей методике, должны быть снабжены документами с отметками о результатах периодических поверок, подтверждающих их исправность и пригодность для проведения измерений.
2.3. Схема подключения оборудования при проведении измерений
Схема измерительной установки показана на рисунке 1.
2 — передающая антенна станции НЦТВ;
3, 4 — ненаправленные измерительные антенны;
5, 6 — кабели снижения приемных антенн;
8 — измерительный приемник с функцией декодирования сигнала DVB-H;
Рисунок 1 — Схема подключения оборудования при проведении измерений параметров сигнала от радиопередатчика станции НЦТВ стандарта DVB-H
2.4. Условия выполнения измерений
2.4.1. При выполнении измерений условия применения оборудования должны соответствовать требованиям, указанным в технических документах на оборудование конкретного типа.
2.4.2. Средства измерений должны работать от сети переменного тока напряжением 220 В (качество электрической энергии согласно ГОСТ 13109-97) либо от источника постоянного тока напряжением от 11 до 15 В.
Примечание - Для оборудования, рассчитанного на работу от источника постоянного тока, напряжение, ток и допустимые пульсации указаны в технических документах на данный тип оборудования в случае, если преобразователь не входит в комплект поставки.
2.4.3. Измерения выполняют при работе передатчика станции НЦТВ в штатном режиме, предусмотренном в технических документах на радиопередатчик конкретного типа.
3. Методика определения зоны обслуживания передающей станции наземного цифрового ТВ-вещания стандарта DVB-H
Методика включает в себя три этапа. На первом этапе определяют границы зоны покрытия передающей станции НЦТВ как для мобильного приема, так и для портативного приема.
На втором этапе осуществляют более детальное исследование зоны покрытия: проверка расчетных данных в проблемных областях, более тщательное обследование тех областей, в которых по результатам проведенных измерений выявлен нестабильный прием сигнала от передающей станции НЦТВ.
На третьем этапе, при необходимости, проводят дополнительные измерения в контрольных точках (местах приема) на предмет принадлежности конкретных мест приема зоне обслуживания.
Зона обслуживания определяется как суммарная зона, полученная нанесением на карту местности границ зоны покрытия и результатов обследования областей и мест приема, лежащих внутри зоны покрытия.
3.1. Определение границы зоны покрытия передающей станции НЦТВ стандарта DVB-H
3.1.1. Планирование проведения измерений
3.1.1.1. Для исследуемой станции НЦТВ с помощью СПО в соответствии с выбранным методом расчета определяются границы расчетных зон покрытия с заданными вероятностями охвата мест (X%, например, для портативного приема X = 95%, а для мобильного приема X = 99%) для всех классов приема.
Расчет границы зоны покрытия для исследуемой станции производится следующим образом:
- в секторе азимутальных углов от 0° до 360° с интервалом не более 10° от станции выбирают радиальные направления;
- на каждом радиальном луче определяют положения расчетных точек с шагом 25 м;
- в каждой точке в соответствии с выбранным методом расчета (например, [5]) вычисляется напряженность электромагнитного поля;
- в каждой точке расчетную напряженность поля сравнивают с требуемой минимальной медианной напряженностью электромагнитного поля;
- на каждом направлении, начиная с 21-й расчетной точки, находят точку Ai, такую, что большинство расчетных точек, лежащих на отрезке (Ai-20; Ai+20), не принадлежат зоне покрытия (расчетная напряженность поля в большинстве выбранных точек оказалась ниже требуемой минимальной медианной напряженности поля), тогда точка Ai-1 считается граничной, а расстояние от исследуемой станции до точки Ai-1 определит радиус расчетной зоны покрытия на заданном направлении;
- последовательно на каждом радиальном направлении от исследуемой станции определяют граничные расчетные точки;
- замкнутая кривая, соединяющая граничные точки по всем направлениям, будет определять расчетную границу зоны покрытия.
При расчетах высота приемной антенны считается равной 1,5 м. Расчетную границу зоны покрытия наносят на карту местности.
Для расчета границы зоны покрытия допускается использование любых известных программных средств, например: «ПИАР», «ЭФИР» и др., при условии, что они обеспечивают выполнение вышеуказанных требований.
3.1.1.2. Анализируя карту местности, определяют радиальные направления от станции НЦТВ, по которым будут проводиться измерения для нахождения положения реальной границы зоны покрытия данной станции. Условия выбора направлений:
- количество радиальных направлений должно быть не менее 4 и не более 36;
- азимутальный угол между двумя смежными направлениями не должен превышать 120°;
- направления выбирают с учетом рельефа местности и наличия радиальных шоссейных дорог.
Выбранные радиальные направления наносят на карту местности.
3.1.1.3. На каждом направлении выбирают маршрут и определяют граничные точки маршрута: ближайшая к передатчику точка маршрута должна находиться в пределах прямой видимости на станцию и в зоне облучения основного лепестка диаграммы направленности передающей антенны на расстоянии не ближе чем 2D^{2}/\lambda и не далее чем ~ (0,6 — 0,7) x R1расч от исследуемой станции; дальняя точка маршрута должна находиться на расстоянии не ближе чем ~ (1,3 — 1,4) x R2расч, где:
D — линейный размер апертуры антенны станции цифрового вещания в плоскости поляризации излучения;
\lambda — длина волны излучения;
R1расч — расстояние от исследуемого передатчика до ближайшей расчетной границы зоны покрытия (для класса приема с наиболее высокой требуемой минимальной медианной напряженностью поля, как правило для класса B или D);
R2расч — расстояние от исследуемого передатчика до самой дальней расчетной границы зоны покрытия (для класса приема с наименьшей требуемой минимальной медианной напряженностью поля, как правило для класса A или C).
Пример назначения маршрута показан на рисунке 2. Рекомендации по выбору маршрутов для проведения измерений даны в Приложении Е.
Рисунок 2 — Пример назначения маршрута для определения границы зоны покрытия
3.1.1.4 Составляют расписание проведения измерений.
3.1.2. Порядок выполнения измерений, обработки и представления результатов
3.1.2.1. Для проведения измерений используется подвижный измерительный комплекс, укомплектованный согласно п. 2.2 и п. 2.3 данной методики. В качестве измерительных антенн используют две ненаправленные антенны с поляризацией, совпадающей с поляризацией передающей антенны. Антенны должны располагаться на крыше автомобиля, на высоте ~ 1,5 м. Помимо антенн на крыше автомобиля не должно быть посторонних предметов. В состав измерительного комплекса также должно входить СПО, которое позволяет в автоматическом режиме записывать результаты измерений.
3.1.2.2. Перемещают подвижный измерительный комплекс в стартовую точку маршрута в соответствии с расписанием проведения измерений.
3.1.2.3. Запускают СПО, входящее в состав измерительного комплекса. Начинают движение автомобиля со скоростью 35 — 40 км/ч. Постепенно удаляясь от передающей станции, с помощью СПО измеряют и записывают значения параметров принимаемого сигнала в соответствии с п. 3.1.3.
3.1.2.4. При движении автомобиля по тоннелю, а также в случае остановки автомобиля более чем на 5 секунд необходимо останавливать запись результатов измерений.
Также, при необходимости, допускается делать перерывы в записи результатов измерений.
3.1.2.5. По окончании измерений выполняют обработку полученных результатов в соответствии с п. 3.1.4.
3.1.2.6. Результаты определения положения границ зоны покрытия станции НЦТВ для различных классов приема и заданной вероятности охвата мест приема с использованием СПО представляют в соответствии с п. 3.1.5.
3.1.3. Выполнение измерений параметров принимаемого сигнала
3.1.3.1. Все измерения проводят циклически с помощью СПО в автоматическом режиме. Период цикла равен 1 с. В течение цикла проводят 10 измерений напряженности электромагнитного поля в соответствии с Приложением А и определяют ее медианное значение. Далее в соответствии с Приложением Б определяют канал приема и вычисляют нормированную электрическую составляющую Eнорммпi напряженности электромагнитного поля сигнала, значение которой и записывают в качестве результата измерений.
Также с измерительного приемника считывают относительное количество ошибочных фреймов MPE-FEC (MFER) в транспортном потоке, полученных за период времени, равный периоду цикла. Если такая функция в измерительном приемнике отсутствует, то с помощью СПО фиксируется оценка качества изображения принимаемого сигнала (по картинке на экране измерительного приемника или подключенного к нему телевизора), данная оператором. При наличии срывов, замираний в показе или при полном пропадании приема сигнала оператор нажатием клавиши на клавиатуре переводит индикатор в СПО в режим «Приема нет». При восстановлении нормального показа оператор нажатием клавиши на клавиатуре переводит индикатор в СПО в режим «Прием есть». В качестве результата записывают текущее значение индикатора приема.
Временное распределение процессов в пределах одного цикла измерений показано на рисунке 3.
Рисунок 3 — Временное распределение процессов в пределах одного цикла измерений
3.1.4. Обработка результатов измерений
3.1.4.1 Для каждого класса приема определяют принадлежность каждого места приема к зоне покрытия станции НЦТВ:
- Экспериментально полученное медианное значение Eнорммпi каждого места приема сравнивают с минимальной медианной напряженностью поля для выбранного класса приема Emed(X%) (см. Приложение В). Если Eнорммпi >= Emed(X%), то считают, что данное место приема принадлежит зоне покрытия.
Для каждого класса приема определяют принадлежность каждого места приема к зоне обслуживания станции НЦТВ:
- Если при Eнорммпi >= Emed(X%) было зафиксировано, что в месте приема значение MFER <= 5% или индикатор приема в СПО находился в режиме «Прием есть», то считают, что это место приема принадлежит зоне обслуживания.
В любом ином случае, считают, что место приема не принадлежит зоне обслуживания.
Места приема, принадлежащие зоне обслуживания, помечают на карте местности зеленым цветом, в противном случае — красным.
3.1.4.2 Рассчитанную границу зоны покрытия для каждого класса приема корректируют с учетом результатов измерений:
- для выбранного направления (например, «I») определяют итоговый азимут, как среднеарифметическое значение азимутов мест приема сигнала;
- в поле координатных осей E(R) наносят точки, соответствующие медианным значениям напряженности поля сигнала, полученным по измерениям для данного направления (рисунок 4);
- согласно методике, описанной в Приложении Г, определяют кривую, аппроксимирующую измеренные значения;
- кривая определяет усредненное (медианное) сглаженное распределение напряженности поля вдоль данного направления;
- проводят горизонтальную прямую, соответствующую минимальной медианной напряженности Emed(X%) для выбранного класса приема;
- точка пересечения «б» определит радиус реальной на момент измерений зоны покрытия по данному направлению «I» для выбранного вида приема, т.е. RI-X%;
- точка пересечения расчетной кривой с прямой Emed(X%) (точка «a» на рисунке 4) определит радиус расчетной зоны покрытия Rрасч;
- вычисляют величину и знак коррекции по данному направлению \Delta R как: \Delta R = R_{\text{расч}} - R_{I - X\%} ;
- аналогичные действия выполняют для всех запланированных направлений;
- расчетную границу корректируют с учетом поправки \Delta R . При корректировке границы на промежуточных направлениях, где измерения не проводились, значение \Delta R определяют как линейную функцию угла, находящегося между двумя смежными направлениями. Например, для i-го направления, лежащего между направлениями «I» и «II», \Delta R_{i} определяют по формуле:
\Delta R_{i} = \Delta R_{I} + \frac{(\Delta R_{II} - \Delta R_{I})}{\Delta_{II - I}} \times \Delta_{i - I}, (1)
\Delta R_{I}, \Delta R_{II} — величина коррекции соответственно для направления «I» и для направления «II»;
\Delta_{II - I}, \Delta_{i - I} — углы секторов между, соответственно, направлениями «II» и «I» и направлениями «i» и «I»;
- на карте местности отображают скорректированную границу зоны покрытия для данного класса приема (см. рисунок 5).
Рисунок 4 — Пример обработки результатов измерений на одном из направлений
Рисунок 5 — Пример представления на карте местности результатов расчета и измерений для мобильного наружного приема (для вероятности охвата: 99% мест)
3.1.5. Представление результатов измерений
3.1.5.1. По результатам измерения составляют протоколы измерений по установленной форме (см. Приложение Д).
3.1.5.2. На карту местности наносят границы зоны покрытия, скорректированные по результатам измерений, для выбранного класса приема, с указанием процента охвата мест приема. Также на карте местности изображают маршруты движения мобильного измерительного комплекса, где точки маршрута (места приема) помечают цветом в соответствии с п. 3.1.4.1 (см. рисунок 5).
При необходимости, на карту местности наносят границы зон покрытия для всех классов приема с указанием процента охвата по местоположению (см. рисунок 6).
Рисунок 6 — Пример представления на карте местности результатов измерений границы зоны покрытия станции DVB-H
3.2. Определение принадлежности заданных областей зоне обслуживания передающей станции НЦТВ стандарта DVB-H
3.2.1. Планирование проведения измерений
3.2.1.1. Внутри зоны покрытия, определенной согласно п. 3.1, выбирают области, в которых необходимо провести дополнительные измерения с целью определения принадлежности данных областей зоне обслуживания передающей станции НЦТВ стандарта DVB-H. Этими областями могут быть зоны, которые по результатам расчета не относятся к зоне уверенного приема или в которых по результатам проведенных измерений выявлен нестабильный прием сигнала передающей станции НЦТВ. Также в качестве таких областей могут быть определены:
- населенные пункты с заданной численностью населения;
- территории, где есть сообщения о помехах;
- зоны, в которых необходимо провести проверку расчетных значений напряженности электромагнитного поля и качества приема сигнала DVB-H.
Для маломощных передающих станций НЦТВ можно исследовать всю зону покрытия.
3.2.1.2. По карте местности в пределах границ исследуемой территории определяют предполагаемые маршруты движения мобильного измерительного комплекса (рисунок 7). Данные маршруты должны проходить по основным дорогам, пересекающим исследуемую территорию. По возможности, предполагаемые трассы движения автомобиля должны быть как можно более равномерно распределены по площади измеряемой зоны.
Рисунок 7 — Пример выбора маршрута для определения реального процента охвата заданной территории цифровым ТВ-вещанием стандарта DVB-H
При необходимости, проводят пробные поездки для уточнения выбранных маршрутов. Рекомендации по выбору маршрутов для проведения измерений даны в Приложении Е.
3.2.1.3 Составляют расписание проведения измерений.
3.2.2. Порядок выполнения измерений, обработки и представления результатов
3.2.2.1. Для проведения измерений используют подвижный измерительный комплекс, укомплектованный согласно п. 2.2 и п. 2.3 данной методики. В качестве измерительных антенн используют две ненаправленные антенны с поляризацией, совпадающей с поляризацией передающей антенны. Антенны должны располагаться на крыше автомобиля, на высоте ~ 1,5 м. Помимо антенн на крыше автомобиля не должно быть посторонних предметов. В состав измерительного комплекса также должно входить СПО, которое позволяет в автоматическом режиме записывать результаты измерений.
3.2.2.2. Перемещают подвижный измерительный комплекс в стартовую точку маршрута в соответствии с расписанием проведения измерений.
3.2.2.3. Запускают СПО, входящее в состав измерительного комплекса. Начинают движение автомобиля со скоростью 35 — 40 км/ч. В соответствии с п. 3.2.3 с помощью СПО измеряют и записывают значения измеряемых параметров принимаемого сигнала.
3.2.2.4. При движении автомобиля по тоннелю, а также в случае остановки автомобиля более чем на 5 секунд необходимо останавливать запись результатов измерений.
Также, при необходимости, допускается делать перерывы в записи результатов измерений.
3.2.2.5. По окончании измерений выполняют обработку полученных результатов в соответствии с п. 3.2.4.
3.2.2.6. Результаты определения принадлежности заданных областей зоне обслуживания станции НЦТВ для каждого класса приема представляют с использованием СПО в соответствии с п. 3.2.5.
3.2.3. Выполнение измерений параметров принимаемого сигнала
3.2.3.1. Все измерения проводят циклически с помощью СПО в автоматическом режиме. Период цикла равен 1 с. В течение цикла проводят 10 измерений напряженности электромагнитного поля в соответствии с Приложением А и определяют ее медианное значение. Далее в соответствии с Приложением Б определяют канал приема и вычисляют нормированную электрическую составляющую Eнорммпi напряженности электромагнитного поля сигнала, значение которой и записывают в качестве результата измерений.
Также с измерительного приемника считывают относительное количество ошибочных фреймов MPE-FEC (MFER) в транспортном потоке, полученных за период времени, равный периоду цикла. Если такая функция в измерительном приемнике отсутствует, то с помощью СПО фиксируется оценка качества изображения принимаемого сигнала (по картинке на экране измерительного приемника или подключенного к нему телевизора), данная оператором. При наличии срывов, замираний в показе или при полном пропадании приема сигнала, оператор нажатием клавиши на клавиатуре переводит индикатор в СПО в режим «Приема нет». При восстановлении нормального показа оператор нажатием клавиши на клавиатуре переводит индикатор в СПО в режим «Прием есть». В качестве результата записывается текущее значение индикатора приема.
Временное распределение процессов в пределах одного цикла измерений показано на рисунке 3.
3.2.4. Обработка результатов измерений
3.2.4.1 Определяют принадлежность каждого места приема к зоне обслуживания станции НЦТВ:
- Экспериментально полученное медианное значение Eнорммпi каждого места приема сравнивают с минимальной медианной напряженностью поля для выбранного класса приема Emed(X%) (см. Приложение В). Если Eнорммпi >= Emed(X%), то считают, что это место приема по данному критерию принадлежит зоне обслуживания.
- Если в месте приема было зафиксировано, что значение MFER <= 5% или индикатор приема в СПО находился в режиме «Прием есть», то считают, что это место приема по данному критерию принадлежит зоне обслуживания.
Место приема, где выполняются указанные выше требования, считают принадлежащим зоне обслуживания и помечают на карте местности зеленым цветом. В ином случае считают, что место приема не принадлежит зоне обслуживания, и помечают его на карте местности красным цветом.
3.2.4.2 Находят процент покрытия исследуемой области цифровым ТВ-вещанием:
- в полученном при измерениях ряде величин нормированной напряженности поля находят граничные значения, соответствующие приему сигнала с максимальным Eнормmax и минимальным уровнем Eнормmin;
- в заданных границах напряженности поля [Eнормmin; Eнормmax], исходя из результатов измерений, с шагом в 1 дБ (отн. 1 мкВ/м) вычисляют процент мест, в которых возможен прием сигнала с уровнем не ниже требуемого уровня Ec:
P_{E_{c}},\%, = M/N \times 100\%, (2)
M — число мест приема на заданной территории, где измеренная напряженность поля больше или равна пороговому значению Ec;
N — общее число мест приема на заданной территории;
- полученные значения P_{E_{c}}, %, наносят на график, который описывает вероятностное распределение напряженности поля на исследуемой территории (рисунок 8);
- в соответствии с Приложением В для каждого класса приема определяют пороговое значение минимальной медианной напряженности поля E med (в зависимости от заданной вероятности охвата мест приема и режима модуляции сигнала) и находят процент покрытия исследуемой зоны.
Рисунок 8 — Пример кривой, показывающей вероятность приема сигнала с указанным уровнем, исходя из результатов измерений
Например, для рисунка 8:
3.2.5. Представление результатов измерений
3.2.5.1. По результатам измерений составляют протоколы измерений по установленной форме (см. Приложение Д).
3.2.5.2. Результаты измерений представляют в виде плана местности с изображением трасс движения мобильного измерительного комплекса, по которым проводились измерения. Каждую точку трассы (место приема) помечают цветом в соответствии с п. 3.2.4.1. Пример представления результатов измерений показан на рисунке 9.
Рисунок 9 — Пример представления на карте результатов измерений DVB-H-сигнала для мобильного наружного приема (класс C)
3.2.5.3. Строят график вероятности приема сигнала (аналогично рисунку 8) и определяют процент покрытия исследуемой территории для заданного класса приема аналогично п. 3.2.4.2.
3.2.5.4. При необходимости представляют результаты измерений напряженности поля: на плане местности изображается маршрут движения мобильного измерительного комплекса, где каждая точка маршрута помечается цветом, который соответствует измеренной в данном месте приема нормированной напряженности электромагнитного поля (рисунок 10).
Рисунок 10 — Пример представления на карте результатов измерений напряженности поля DVB-H-сигнала
3.3. Определение принадлежности заданных мест приема зоне обслуживания передающей станции НЦТВ стандарта DVB-H
3.3.1. Планирование проведения измерений
3.3.1.1. Места приема, которые необходимо исследовать, наносят на карту местности.
3.3.1.2 Составляют расписание проведения измерений.
3.3.2. Порядок выполнения измерений, обработки и представления результатов
3.3.2.1. В соответствии с расписанием проведения измерений перемещают подвижный измерительный комплекс в плановое место приема.
3.3.2.2. Ненаправленную приемную антенну с поляризацией, совпадающей с поляризацией передающей антенны, крепят на штативе:
- при наружном приеме на высоте ~ 1,5 м от уровня земли;
- при приеме внутри помещений: на первом этаже в комнате, имеющей окно во внешней стене, на высоте ~ 1,5 м от уровня пола.
К антенне подключают измерительный приемник.
3.3.2.3. Допускается в каждом месте приема для достижения лучших условий приема изменить положение приемной антенны в пределах площадки 0,5 x 0,5 м.
3.3.2.4. Выполняют измерения параметров принимаемого сигнала в соответствии с п. 3.3.3. Полученные результаты сохраняют для дальнейшей обработки.
3.3.2.5. Выполняют действия по п. п. 3.3.2.1 - 3.3.2.4 для всех запланированных мест приема.
3.3.2.6. Выполняют обработку результатов измерений параметров в соответствии с п. 3.3.4.
3.3.3. Выполнение измерений параметров принимаемого сигнала
3.3.3.1. В каждом месте приема в течение 120 секунд с помощью СПО в соответствии с Приложением А и документацией на используемое оборудование в каждом 2-секундном интервале проводят измерение напряженности электромагнитного поля, делают запись огибающей спектра сигнала и в соответствии с Приложением Б вычисляют нормированную напряженность поля. По 60 полученным значениям определяют медианное значение измеренной и нормированной напряженности электромагнитного поля Eмпi и Eнорммпi в данном месте приема.
3.3.3.2. В каждом месте приема по окончании измерений напряженности поля в течение 100 секунд определяют относительное количество ошибочных фреймов MPE-FEC (MFER) в транспортном потоке. Если такая функция в измерительном приемнике отсутствует, то в течение 100 секунд оператор оценивает качество изображения принимаемого сигнала по картинке на экране измерительного приемника или подключенного к нему телевизора.
3.3.4. Обработка результатов измерений
3.3.4.1 Для выбранного класса приема определяют принадлежность каждого места приема к зоне обслуживания станции НЦТВ:
а) экспериментально полученное медианное значение Eнорммпi каждого места приема сравнивают с минимальной медианной напряженностью поля для выбранного класса приема и заданной вероятностью охвата местоположений Emed(X%) (см. Приложение В), если Eнорммпi >= Emed, то считают, что это место приема по данному критерию принадлежит зоне обслуживания;
б) если за время измерений значение MFER не превысило 5% или за время наблюдений изображения на экране телевизора не было замечено срывов и замираний в показе, то считают, что данное место приема по данному критерию принадлежит зоне обслуживания.
3.3.4.2. Если в месте приема выполняются указанные в п. 3.3.4.1 требования, то оно принадлежит зоне обслуживания и его помечают на карте местности зеленым цветом, в противном случае — красным цветом.
3.3.5. Представление результатов измерений
3.3.5.1. По результатам измерения параметров станции НЦТВ составляют протоколы измерений по установленной форме (см. Приложение Д).
3.3.5.2. Результаты измерений представляют в виде плана местности территории с указанием мест, где проводились измерения, раскрашенных в соответствии с п. 3.3.4.2.
3.4. Представление результатов определения зоны обслуживания передающей станции НЦТВ стандарта DVB-H
Зона обслуживания передающей станции НЦТВ стандарта DVB-H определяется как суммарная зона, полученная нанесением на карту местности границ зоны покрытия в результате выполнения действий в соответствии с п. 3.1 и результатов обследования территорий, в которых проводились измерения в соответствии с п. 3.2 и п. 3.3.
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ СИГНАЛА DVB-H
А.1. Для проведения измерений напряженности электромагнитного поля сигнала DVB-H используется подвижный измерительный комплекс, укомплектованный согласно п. 2.2 и п. 2.3 данной методики.
А.2. Измерительная антенна должна располагаться в дальней зоне излучения антенны станции НЦТВ на расстоянии R, определяемом по формуле:
R \geq \frac{2D^{2}}{\lambda} , (А.1)
где D — линейный размер апертуры антенны станции цифрового вещания в плоскости поляризации излучения, а \lambda — длина волны излучения.
А.3. В соответствии с руководством по эксплуатации на анализаторе спектра устанавливают следующие параметры:
- центральная частота, Fc (FREQ), — равную номинальной центральной частоте ТВ-канала;
- полоса обзора (SPAN) — от 8 до 10 МГц;
- ширина полосы пропускания (RBW) — в пределах от 30 до 100 кГц;
- тип фильтра полосы пропускания (RBW) — нормальный (Normal);
- полоса видеофильтра (VBW >= 3 RBW) — в пределах от 100 до 300 кГц;
- период развертки (Sweep time) — не более 50 мс;
- детектор — среднеквадратический (RMS);
- режим отображения (TRACE) — «очистить/записать» (Clear/Write);
- единица отображения результата измерения (Unit) — дБ (отн. 1 мкВ).
А.4. На анализаторе спектра выбирают режим измерения мощности в канале (Power channel) и устанавливают ширину полосы канала (Channel bandwidth), равную 7,61 МГц.
А.5. В соответствии с руководством по эксплуатации на анализатор спектра выполняют процедуру измерений напряжения сигнала Uизм в дБ (отн. 1 мкВ).
А.6. Электрическую составляющую Eи напряженности электромагнитного поля рассчитывают по формуле:
Eи — электрическая составляющая напряженности электромагнитного поля, дБ (отн. 1 мкВ/м);
Uизм — измеренное значение напряжения, дБ (отн. 1 мкВ);
Kк — коэффициент калибровки измерительной антенны совместно со штатным кабелем на частоте излучения, дБ (отн. 1/м).
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ СИГНАЛОВ СТАНЦИИ НЦТВ И ТИПА КАНАЛА ПРИЕМА
Б.1. Определение нормированной электрической составляющей Eнорми напряженности электромагнитного поля
Нормированную электрическую составляющую Eнорми напряженности электромагнитного поля сигналов станции НЦТВ в месте приема определяют следующим образом [6]:
- в месте приема параллельно с измерением напряжения сигнала Uизм на входе измерительного приемника делают запись огибающей спектра с разрешением не менее N = 300 точек в полосе обзора;
- вычисляют стандартное отклонение огибающей спектра (\sigma_{sp}) на интервале частот от Fc -3,8 МГц до Fc +3,8 МГц по формуле:
\sigma_{sp} = \sqrt{\frac{(P_{1} - \mu)^{2} + (P_{2} - \mu)^{2} + ...(P_{n} - \mu)^{2}}{n - 1}} , (Б.1)
n — количество отсчетов на интервале частот от Fc -3,8 МГц до Fc +3,8 МГц (Fc — центральная частота ТВ-канала);
P1 — Pn — значения отсчетов в спектре сигнала;
\mu = \frac{P_{1} + P_{2} + P_{3} + ...P_{n}}{n} — среднее арифметическое значение;
- в соответствии с Приложением А (п. А.6) рассчитывают электрическую составляющую Eи напряженности электромагнитного поля;
- определяют поправочный коэффициент C_{\sigma} по формуле:
(Б.2)где 
и 
- значения C/N, приведенные в п. Б.3, соответственно для канала приема Гаусса и Рэлея;
- вычисляют нормированную электрическую составляющую Eнорми напряженности электромагнитного поля сигналов радиопередатчика станции НЦТВ по формуле:
E_{\text{и}}^{\text{норм}} = E_{\text{и}} + C_{\sigma}. (Б.3)
Б.2. Определение типа канала приема
Тип канала приема в зависимости от полученного значения параметра \sigma_{sp} определяют в соответствии с таблицей Б.1.
| Наименование типа канала приема | Значение \sigma_{sp} | Вид спектра |
|---|---|---|
| канал Гаусса | от 0 до 1 дБ включительно |  |
| канал Райса | от 1 до 3 дБ |  |
| канал Рэлея | Больше или равно 3 дБ |  |
Б.3. Требуемые системой DVB-H отношения параметра C/N
В таблицах Б.2 - Б.3 даны минимальные значения параметра C/N (дБ), требуемые системой DVB-H (MFER = 5%) [2].
ЗНАЧЕНИЯ C/N ДЛЯ ПРИЕМНИКОВ DVB-H ДЛЯ КАНАЛА ПРИЕМА ГАУССА И РЭЛЕЯ, ОСНОВАННЫЕ НА ХАРАКТЕРИСТИКАХ РЕАЛЬНЫХ ПРИЕМНИКОВ (MFER = 5%)
, дБ)
, дБ)
, дБЗНАЧЕНИЯ C/N ДЛЯ ПРИЕМНИКОВ DVB-H ДЛЯ ПОРТАТИВНОГО ПРИЕМА ВНУТРИ (PI) И СНАРУЖИ (PO) ЗДАНИЙ, А ТАКЖЕ ДЛЯ МОБИЛЬНОГО ПРИЕМА (MO), ОСНОВАННЫЕ НА ХАРАКТЕРИСТИКАХ РЕАЛЬНЫХ ПРИЕМНИКОВ (MFER = 5%)
Для определения поправки при нормировании напряженности поля в соответствии с п. Б.1 следует воспользоваться таблицей Б.2 [2].
В таблице Б.3 даны минимальные значения параметра C/N (дБ), требуемые системой DVB-H при различных режимах модуляции (значения при которых достигаются MFER = 5%, данные основаны на характеристиках реальных приемников) [2].
ТРЕБУЕМЫЕ СИСТЕМОЙ DVB-H МИНИМАЛЬНЫЕ МЕДИАННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ Еmed
В.1. Минимальная медианная напряженность поля, требуемая системой DVB-H
Минимальная медианная напряженность поля для двух эталонных частот: 200 МГц и 500 МГц и вероятности охвата мест:
приведена в таблицах В.1 - В.4 [2]. Для расчета иного процента охвата местоположений необходимо воспользоваться таблицами и формулами, приведенными в п. п. В.2 - В.7.
МИНИМАЛЬНАЯ МЕДИАННАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emed В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М) ДЛЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОХВАТА МЕСТ: 50%, 70% И 95%, ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-H В МЕСТАХ ПРИЕМА ДЛЯ ПОРТАТИВНОГО НАРУЖНОГО ПРИЕМА (КЛАСС A)
МИНИМАЛЬНАЯ МЕДИАННАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emed В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М) ДЛЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОХВАТА МЕСТ: 50%, 70% И 95%, ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-H В МЕСТАХ ПРИЕМА ДЛЯ ПОРТАТИВНОГО ПРИЕМА ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ (КЛАСС B)
МИНИМАЛЬНАЯ МЕДИАННАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emed В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М) ДЛЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОХВАТА МЕСТ: 50%, 90% И 99%, ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-H В МЕСТАХ ПРИЕМА ДЛЯ МОБИЛЬНОГО НАРУЖНОГО ПРИЕМА (КЛАСС C)
МИНИМАЛЬНАЯ МЕДИАННАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emed В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М) ДЛЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОХВАТА МЕСТ: 50%, 90% И 99%, ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-H В МЕСТАХ ПРИЕМА ДЛЯ МОБИЛЬНОГО ПРИЕМА ВНУТРИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (КЛАСС D)
Примечание. Для других частот должно использоваться следующее правило интерполяции [7]:
Eмин.мед(f) = Eмин.мед(fr) — 5log10(f / fr),
Eмин.мед(f) = Eмин.мед(fr) + 20log10(f / fr),
где f — фактическая частота, а fr — эталонная частота подходящего указанного выше диапазона.
В.2. Расчет минимальной медианной напряженности поля, требуемой системой DVB-H
Минимальная медианная напряженность поля в местах приема определяется по следующей формуле [2]:
Emed = Emin + Pmmn + Cl, (В.1)
Emed = Emin + Pmmn + Cl + Lb, (В.2)
Emed = Emin + Pmmn + Cl + Lv, (В.3)
Emin — минимальная эквивалентная напряженность поля в месте приема (дБ (отн. 1 мкВ/м));
Pmmn — поправка на индустриальный шум (дБ);
Lb — потери при проникновении в здание (дБ);
Lv — потери при проникновении в транспортное средство (дБ);
Cl — поправочный коэффициент местоположений (дБ).
В.3. Минимальная напряженность поля, требуемая системой DVB-H
В таблице В.5 даны значения минимальной эквивалентной напряженности поля Emin в дБ относительно 1 мкВ/м, требуемые системой DVB-H при различных значениях параметра C/N [2], [7].
МИНИМАЛЬНАЯ ЭКВИВАЛЕНТНАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emin В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М), ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-H ДЛЯ ДВУХ ЭТАЛОННЫХ ЧАСТОТ: 500 МГЦ (ДИАПАЗОН IV) И 800 МГЦ (ДИАПАЗОН V) ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ЗНАЧЕНИЯХ ПАРАМЕТРА C/N
В таблице В.6 даны значения минимальной напряженности поля Emin в дБ (отн. 1 мкВ/м), требуемые системой DVB-H для различных типов модуляции сигнала [2], [7].
МИНИМАЛЬНАЯ ЭКВИВАЛЕНТНАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ Emin В ДБ (ОТН. 1 МКВ/М), ТРЕБУЕМАЯ СИСТЕМОЙ DVB-H ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ МОДУЛЯЦИИ СИГНАЛА
Примечание. Для других частот должно использоваться следующее правило интерполяции [7]:
Eмин.мед(f) = Eмин.мед(fr) — 5log10(f / fr),
Eмин.мед(f) = Eмин.мед(fr) + 20log10(f / fr),
где f — фактическая частота, а fr — эталонная частота подходящего указанного выше диапазона.
В.4. Поправка на индустриальный шум
Значения поправки на индустриальный шум в IV и V диапазоне приняты равным нулю: Pmmn = 0 дБ.
В.5. Затухание сигнала при проникновении в здание
В таблице В.7 даны значения потерь при проникновении сигнала в здание и транспортное средство [2], [7].
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОТЕРИ ПРИ ПРОНИКНОВЕНИИ СИГНАЛА В ЗДАНИЕ И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО (СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ И РАЗБРОС)
| Параметр | Среднее значение потерь, дБ | Стандартное отклонение, \sigma_{b} |
|---|---|---|
| Потери при проникновении в здание (Lb) | 11 дБ | 6,0 дБ |
| Потери при проникновении в транспортное средство (Lv) | 7 дБ | 2,0 дБ |
В.6. Поправка на вероятность охвата местоположений
Расчет поправки на вероятность охвата местоположений Cl предполагает логарифмически нормальное распределение отсчетов принимаемых сигналов, дБ:
\mu — коэффициент распределения, который рассчитывается следующим образом: \mu = Q_{i}(1 - x/100), где Qi — множитель, значения которого приведены в п. В.7, а x — процент местоположений, для которых требуется защита.
Коэффициент распределения \mu равен 0 для 50%, 0,52 для 70%, 1,28 для 90%, 1,64 для 95% и 2,33 для 99% местоположений;
\sigma — стандартное отклонение отсчетов измерения в дБ; для широкополосных сигналов стандартное отклонение в пределах крупных зон \sigma_{1} определено равным 5,5 дБ [2].
Для оценки внутреннего покрытия из значений, полученных в результате наружных измерений, следует учитывать дополнительное затухание сигнала. Однако это затухание также имеет стандартное отклонение \sigma_{2}. Поэтому общее значение стандартного отклонения в таком случае рассчитывается по формуле [2], [7]:
\sigma = \sqrt{\sigma_{1}^{2} + \sigma_{2}^{2}} .
Поэтому значения стандартного отклонения выглядят следующим образом:
\sigma_{A} = \sigma_{1} = 5,5\text{дБ} ;
\sigma_{B} = \sqrt{\sigma_{1}^{2} + \sigma_{2}^{2}} = 8,1\text{дБ} ,
т.к. \sigma_{1} = 5,5\text{дБ} , \sigma_{2} = \sigma_{b} = 6,0\text{дБ} ;
\sigma_{C} = \sigma_{1} = 5,5\text{дБ} ;
\sigma_{D} = \sqrt{\sigma_{1}^{2} + \sigma_{2}^{2}} = 5,9\text{дБ} ,
где \sigma_{1} = 5,5\text{дБ} , а \sigma_{2} = 2,0\text{дБ} .
Значения поправочного коэффициента местоположений для различных вероятностей охвата мест приема для четырех классов приема даны в таблице В.8.
ЗНАЧЕНИЕ ПОПРАВОЧНОГО КОЭФФИЦИЕНТА МЕСТОПОЛОЖЕНИЙ, ДБ
| Вероятность охвата мест, % | Класс A | Класс B | Класс C | Класс D |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 70 | 2,9 | 4,3 | 2,9 | 3,1 |
| 90 | 7,1 | 10,4 | 7,1 | 7,5 |
| 95 | 9 | 13,4 | 9 | 9,6 |
| 99 | 12,8 | 18,9 | 12,8 | 13,6 |
В.7. Приблизительные значения обратного интегрального нормального распределения Qi
ПРИБЛИЗИТЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ОБРАТНОГО ИНТЕГРАЛЬНОГО НОРМАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Qi [5]
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИВОЙ, АППРОКСИМИРУЮЩЕЙ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ВДОЛЬ ВЫБРАННОГО НАПРАВЛЕНИЯ ОТ ИССЛЕДУЕМОЙ ПЕРЕДАЮЩЕЙ СТАНЦИИ (LOG-DISTANCE PATH LOSS MODEL)
Модель, лежащая в основе данной методики, основана на предположении, что среднее значение уровня сигнала обратно пропорционально расстоянию между передатчиком и приемником и имеет вид [8]:
где n — показатель степени, численное значение которого зависит от условий распространения электромагнитной волны вдоль выбранного направления.
Данное предположение подтверждают многочисленные теоретические выводы и экспериментальные факты. Для свободного пространства данный показатель степени n равен 2. При наличии препятствий значение n увеличивается (например, для города, в зависимости от типа застройки и ряда других параметров, эта величина лежит обычно в пределах от 2 до 5 [8]). Исходя из этого, можно считать, что отношение уровней двух сигналов (в абсолютных величинах) вдоль какого-то направления равно отношению:
Pабс(d1) / Pабс(d2) ~ (d2 / d1)n, (Г.2)
или в децибелах:
P(d2) = P(d1) — 10 x n x log10(d2 / d1), (Г.3)
где P(d1) и P(d2) — уровень сигнала (в дБ) на расстоянии соответственно d1 и d2.
В качестве P(d1) выбирается первое от передатчика измерение уровня сигнала, которое обязательно должно быть сделано в пределах прямой видимости на исследуемую станцию и в зоне облучения основного лепестка диаграммы направленности передающей антенны.
Ниже дан конкретный пример для пояснения всего вышесказанного.
Задача: Допустим, двигаясь от передатчика вдоль некоторого направления и проводя измерения уровня сигнала, мы получили указанные в таблице Г.1 величины. Требуется найти по полученным величинам значение n и определить для данного случая вид кривой P(d2).
ПРИМЕР ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
| Расстояние от передатчика, м | Измеренный уровень сигнала, дБм |
|---|---|
| 100 | 0 дБм |
| 200 | -20 дБм |
| 1000 | -35 дБм |
| 3000 | -70 дБм |
Решение: В данном примере: P(d1) = 0 дБм и d1 = 100 м. Вид функции, определяющей сумму квадратов ошибки дается как:
J(n) = \sum_{i = 1}^{k} (P_{i} - \widetilde{P}_{i})^{2}, (Г.4)
Pi — измеренное значение уровня сигнала;
\widetilde{P}_{i} — значение уровня сигнала, полученное из формулы (Г.3).
J(n) = (0 — (0 — 10 x n x log10(100 / 100)))2 +
-
(-20 — (0 — 10 x n x log10(200 / 100)))2 +
-
(-35 — (0 — 10 x n x log10(1000 / 100)))2 +
-
(-70 — (0 — 10 x n x log10(3000 / 100)))2 =
= (0 — 0)2 + (-20 — (0 — 3n))2 + (-35 — (0 — 10n))2 +
- (-70 — (0 — 14,77n))2 = 6525 — 2887,8n + 327,153n2.
Минимум функции J(n) определяется из условия \frac{dJ(n)}{dn} = 0.
\frac{dJ(n)}{dn} = 654,306n — 2887,8 = 0 \Rightarrow n = 4,4.
Отсюда следует, что уравнение, описывающее уровень сигнала (в дБм) на расстоянии d2, имеет вид (см. рисунок Г.1):
P(d2) = 0 — 10 x 4,4 x log10(d2 / 100) = -44 x log10(d2 / 100).
Рисунок Г.1 — Графическое представление кривой P(d2)
Д.1. Форма протокола определения зоны покрытия станции НЦТВ стандарта DVB-H
ПРОТОКОЛ N _____ от ____________ 20__ г. определения зоны покрытия станции НЦТВ стандарта DVB-H
| 1. Объект измерений | |
| (наименование станции) |
3. Разрешение на использование радиочастот или радиочастотных каналов
4. Технические характеристики РЭС (для исследуемой станции указывается: географические координаты, мощность передатчика, потери в фидере, высота подвеса, антенны, тип и коэффициент усиления передающей антенны, вид модуляции)
5. Средства измерений и вспомогательное оборудование (для каждого измерительного прибора указывается тип прибора, заводской (серийный) номер, год выпуска, номер свидетельства о поверке и дата поверки)
7.1 Результаты измерений сохранены в файле: (имя файла).
7.2. Карта местности с нанесенными зонами покрытия приведена на рисунке (для каждого класса приема указывается вероятность охвата: % мест приема).
Рисунок — Карта местности с нанесенными зонами покрытия
8. Приложения: ________________________________________________________
| 9. Измерения выполнил(и): | подпись подпись |
И.О. Фамилия И.О. Фамилия |
|---|
Д.2. Форма протокола определения принадлежности заданных областей зоне обслуживания станции НЦТВ стандарта DVB-H
ПРОТОКОЛ N _____ от ____________ 20__ г. определения принадлежности заданных областей зоне обслуживания станции НЦТВ стандарта DVB-H
| 1. Объект измерений | |
| (наименование станции) |
3. Разрешение на использование радиочастот или радиочастотных каналов
4. Технические характеристики РЭС (для исследуемой станции указывается: географические координаты, мощность передатчика, потери в фидере, высота подвеса, антенны, тип и коэффициент усиления передающей антенны, вид модуляции)
5. Средства измерений и вспомогательное оборудование (для каждого измерительного прибора указывается тип прибора, заводской (серийный) номер, год выпуска, номер свидетельства о поверке и дата поверки)
7.1 Результаты измерений сохранены в файле: (имя файла).
7.2. Карта местности с нанесенными зонами покрытия приведена на рисунке.
Рисунок — Карта местности с нанесенными местами проведения измерений
7.3. Рисунок с вероятностным распределением напряженности поля на исследуемой территории.
Рисунок — Вероятностное распределение напряженности поля на исследуемой территории
7.4 Расчет процента покрытия исследуемой зоны:
8. Приложения: ________________________________________________________
| 9. Измерения выполнил(и): | подпись подпись |
И.О. Фамилия И.О. Фамилия |
|---|
Д.3. Форма протокола определения принадлежности заданных мест приема зоне обслуживания станции НЦТВ стандарта DVB-H
ПРОТОКОЛ N _____ от ____________ 20__ г. определения принадлежности заданных мест приема зоне обслуживания станции НЦТВ стандарта DVB-H
7.1 Результаты измерений представлены в таблице.
Результаты обследования заданных мест приема
7.2. Карта местности с нанесенными местами проведения измерений приведена на рисунке.
Рисунок — Карта местности с нанесенными местами проведения измерений
8. Приложения: ________________________________________________________
| 9. Измерения выполнил(и): | подпись подпись |
И.О. Фамилия И.О. Фамилия |
|---|
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ МАРШРУТОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА ПЕРЕДАЮЩЕЙ СТАНЦИИ НАЗЕМНОГО ЦИФРОВОГО ТВ-ВЕЩАНИЯ СТАНДАРТА DVB-H
Передающие станции НЦТВ стандарта DVB-H, как правило, располагаются внутри населенного пункта, поэтому подавляющую часть измерений приходится проводить в условиях городской застройки. Городская среда создает специфические условия для распространения радиоволн: теневые зоны, многократные отражения и рассеяние волн формируют многолучевые поля со сложной интерференционной структурой (см. рисунок Е.1).
Рисунок Е.1 — Пример представления потерь при распространении радиоволн в условиях городской застройки
Учитывая сложный характер распространения радиоволн в городской среде, а также то, что прием сигналов DVB-H осуществляется на ненаправленную приемную антенну, установленную на высоте ~ 1,5 м, делать какие-то выводы по результатам измерений можно лишь после того, как массив измеренных данных будет достаточно большим. Поэтому удобным вариантом для проведения измерений является использование автомобиля. При выборе маршрутов, по которым предполагается проведение измерений, следует руководствоваться, прежде всего, целью исследований, то есть требуемым конечным продуктом. Основными задачами при этом являются:
1. Определения границы зоны покрытия одиночной станции НЦТВ стандарта DVB-T/H для портативного и мобильного приема.
2. Определение принадлежности заданных областей исследуемой зоне обслуживания.
Е.1. Общие рекомендации по выбору маршрутов и проведению измерений
Необходимым условием при проведении измерений во время движения автомобиля является наличие специального программного обеспечения, которое позволяло бы автоматизировать процесс записи результатов измерений и сохранять их в памяти компьютера. Так как координаты движения автомобиля постоянно меняются, то необходимо параллельно с записью результатов измерений фиксировать с помощью GPS-приемника текущие координаты. Учитывая, что у большинства GPS-устройств данные о местоположении обновляются с частотой один раз в секунду, то можем определить оптимальную скорость движения автомобиля. Если автомобиль будет двигаться с высокой скоростью, скажем порядка 90 км/ч, то погрешность при сопоставлении измеренных данных с записанными координатами может достигать 25 м (расстояние, пройденное автомобилем за 1 секунду), что недопустимо для города с плотной застройкой. Если же автомобиль будет двигаться с очень низкой скоростью, скажем 10 — 15 км/ч, то время обследования территории может значительно увеличиться. Оптимальным вариантом в этом случае является движение со скоростью 35 — 40 км/ч: во-первых, скорость движения достаточно высока, чтобы сделать необходимый объем измерений за приемлемое время, а во-вторых, погрешность в координатах не будет превышать 10 — 11 м.
Общий порядок проведения измерений в процессе движения показан на рисунке Е.2:
Рисунок Е.2 — Общий порядок проведения измерений DVB-H-сигнала
Измерения в процессе движения должны проводиться на предназначенном для данных целей оборудовании. Перед началом измерений в измерительном приемнике устанавливаются все необходимые параметры. Измерительные антенны должны быть закреплены на крыше автомобиля, ближе к ее центральной части, симметрично либо продольной, либо поперечной оси автомобиля. На крыше автомобиля не должно быть никаких других металлических предметов и элементов крепления багажа. Исключением может быть антенна GPS-приемника.
При движении автомобиля по дорожному полотну, которое более чем на 3 метра выше или более чем на 3 метра ниже поверхности земли, рекомендуется приостанавливать запись измерений. В частности, такими участками дорог являются мосты, эстакады, въезды в тоннели. При движении автомобиля под мостами или рядом с мостами (не далее 200 метров) также рекомендуется приостанавливать запись измерений. В обязательном порядке запись измеряемых параметров должна останавливаться при движении автомобиля по тоннелю или при остановках автомобиля более чем на 5 секунд.
Для получения более достоверных результатов желательно провести измерения как минимум два раза: в дневное и в ночное время суток.
Е.2. Выбор маршрутов при определении границы зоны покрытия
Первым этапом при определении зоны покрытия передающей станции является нахождение расчетной границы зоны покрытия. На втором этапе, в зависимости от поставленных задач и сроков проведения работ, выбираются направления, вдоль которых будут проходить маршруты для проведения измерений параметров принимаемого сигнала. Основные условия выбора направлений:
1. Направления выбирают с учетом рельефа местности и наличия радиальных шоссейных дорог.
2. Азимутальный угол между двумя смежными направлениями не должен превышать 120°.
3. Количество радиальных направлений должно быть не менее 4.
Основные условия выбора маршрута:
1. При проведении измерений, маршрут движения автомобиля должен начинаться не далее чем 0,7Rрасч и заканчиваться не ближе чем 1,3Rрасч, где Rрасч — расстояние от исследуемого передатчика до расчетной границы зоны покрытия;
2. Ближайшая к передатчику точка маршрута должна находиться в пределах прямой видимости на станцию.
Дополнительные условия при составлении маршрута движения подвижного измерительного комплекса:
1. Желательно, чтобы на выбранном маршруте не было эстакад, мостов и тоннелей.
2. Не рекомендуется выбирать маршрут через улицы, вдоль которых протянуто большое количество линий электропередачи.
3. Желательно, чтобы маршрут движения автомобиля содержал как участки с прямой видимостью, так и без прямой видимости на исследуемую станцию.
4. При отсутствии радиальных шоссейных дорог составлять маршрут необходимо так, чтобы он содержал участки трассы, которые лежат вдоль выбранного направления; измерения параметров сигнала следует проводить только на этих участках.
При измерениях вдоль улиц необходимо учитывать, что результаты определения зоны покрытия передающей станции НЦТВ для портативного и мобильного приема могут оказаться несколько завышенными из-за волноводного характера распространения радиоволн в городе. Поэтому территории, лежащие близко к границе зоны покрытия, рекомендуется обследовать более тщательно, чем территории, находящиеся ближе к исследуемой станции.
Е.3. Выбор маршрутов при определении принадлежности заданных областей зоне обслуживания
Перед началом измерений необходимо определить зону покрытия. По результатам определения зоны покрытия выбираются маршруты движения автомобиля, как правило в местах наиболее вероятного пользования абонентами. Также при планировании маршрута особое внимание необходимо уделять местам, где уровень сигнала близок к пороговому значению или ниже его.
Маршрут составляется произвольным образом внутри оговоренной выше зоны измерений станции. Желательно маршрут выбрать так, чтобы он проходил по основным дорогам, пересекающим исследуемую территорию. По возможности, предполагаемые трассы движения автомобиля должны быть как можно более равномерно распределены по площади измеряемой зоны. Схематичное представление предпочтительных вариантов движения автомобиля показаны на рисунке Е.3.
Рисунок Е.3 — Схематичное представление предпочтительных вариантов движения мобильного измерительного комплекса при измерениях параметров DVB-T/H-сигнала: а) маршрут движения автомобиля напоминает движение по спирали; б) нанесенная на карту местности трасса движения автомобиля похожа на сетку, в центре которой расположена передающая станция
При выборе маршрута следует учитывать, что не стоит производить измерения в непосредственной близости к передающей станции из-за высокого уровня сигнала и ограниченного динамического диапазона измерительного прибора. Желательно также, чтобы выбранный маршрут был пройден дважды: в прямом и обратном направлении.
По результатам измерений определяют вид кривой, описывающей вероятностное распределение напряженности поля на территории, по которой находят процент покрытия исследуемой зоны для заданных условий приема (рисунок Е.4).
Рисунок Е.4 — Пример кривой, показывающей вероятность приема сигнала с указанным уровнем
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. ETSI EN 302 304 V1.1.1 (2004-11). Digital Video Broadcasting (DVB); Transmission System for Handheld Terminals (DVB-H).
2. ETSI TR 102 377 V1.4.1 (2009-04). Digital Video Broadcasting (DVB); DVB-H Implementation Guidelines.
3. ГОСТ 24375-80 «Радиосвязь. Термины и определения».
4. ГОСТ Р 52210-2004 «Телевидение вещательное цифровое. Термины и определения».
5. Рекомендация МСЭ-Р 1546-4. Метод прогнозирования для трасс связи «пункта с зоной» для наземных служб в диапазоне частот от 30 МГц до 3000 МГц, 2010.
6. Rec. ITU-R SM.1875-0. DVB-T coverage measurements and verification of planning criteria, 04/2010.
7. EBU — TECH 3317 (2007-07). Planning parameters for hand held reception. Concerning the use of DVB-H and T-DMB in Bands III, IV, V and the 1.5 GHz band.
8. Theodore S. Rappaport. Wireless Communications: Principles and Practice. Prentice Hall, 2002.
9. Методика частотного планирования радиоэлектронных средств цифрового телевизионного вещания стандарта DVB-H; утверждена решением ГКРЧ от 10 марта 2011 г., № 11-11-04.
10. ETSI TR 101 190 V1.3.2 (2011-05). Digital Video Broadcasting DVB); Implementation Guidelines for DVB Terrestrial Services; Transmission Aspects.
11. Проект государственного стандарта Р. Телевидение вещательное цифровое. Планирование наземных сетей цифрового телевизионного вещания, 2009.