AFC xác định dải tần số mà máy thu có thể thu được. Vị trí đo xác định tại điểm N và Z (hình 3.5)
Tín hiệu vào máy thu ở mức 10 dB trên mức công suất vào tối thiểu được xác định trong phép đo "độ nhậy máy thu" (mục 3.8). Tần số thu sẽđược dịch từng bước (từ thấp đến cao) cho tới giá trị danh định và thông số Sync-byte-error (lỗi byte đồng bộ) của dòng MPEG-2 được kiểm tra và không báo lỗi.
Hình 3.5: Sơđồđo dải bắt. Máy phát tín hiệu chuẩn DVB-T Tạo nhiễu CW Máy thu DVB-T Tải BER Monitoring Máy phát tín hiệu chuẩn DVB-T Máy thu DVB-T Z N Đo và phân tích dòng MPEG-2
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 58
3.4. TẠP NHIỄU PHA CỦA BỘ DAO ĐỘNG:
Tạp nhiễu pha có thể xuất hiện ở bên phát, ở bất cứ bộ chuyển đổi tần số nào hoặc ở nơi nhận dẫn tới những thay đổi về pha của bộ dao động. Trong hệ thống OFDM nhiễu pha có thể là nguyên nhân dẫn tới lỗi pha (CPE-Common Phase Error) nó sẽ ảnh hưởng ngay lập tức tới các sóng mang. Có thể làm suy giảm hoặc sửa lỗi pha bằng các pilot liên tục. Tuy nhiên can nhiễu liên sóng mang (ICI-Inter Carrier Interference) có thể không sửa được. Hiệu ứng của CPE là giống nhau với từng sóng mang riêng lẻ và nhiễu pha bên ngoài dải lặp của mạch khôi phục sóng mang có thể dẫn tới làm nhoè những điểm trong giản đồ I/Q. Điều này có thể làm giảm đường biên giới hạn nhiễu của hệ thống và trực tiếp làm tăng BER. ảnh hưởng can nhiễu ICI là yếu tố quan trọng đối với OFDM và không thể sửa được. Chính vì vậy phải tính tới can nhiễu ICI trong nhiễu tổng của toàn hệ thống.
Có thể thực hiện đo ở các bộ dao động, trong máy phát, các bộ đổi tần và máy thu.
Tạp nhiễu pha có thể được đo bằng máy phân tích phổ, phân tích véctơ hoặc thiết bịđo nhiễu pha.
Mật độ công suất nhiễu pha được biểu diễn theo dBc/Hz ở một tần số offset nào đó so với tín hiệu dao động nội (Lo). CPE và ICI có thể được đo ở ít nhất ba
điểm như hình vẽ 3.6.
Để phép đo được chính xác, máy phân tích phổ phải đểở chếđộđộ phân giải bộ lọc nhỏ nhất (1KHz đối với 2k và 300Hz đối vơí 8k) bộ lọc video phải đặt ở giá trị ít nhất là nhỏ hơn 100 lần so với độ phân giải bộ lọc được sử dụng. Các giá trịđo
được phải chuẩn hoá tới băng thông 1Hz.
Nếu máy phân tích phổ không có khả năng chuẩn hoá 1Hz thì có thể thực hiện như sau :
Ví dụ :
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 59
+ fm=10 KHz (đại diện cho các dịch tần fa, fb hoặc fc)
+ ∆B = Độ rộng băng thông tạp nhiễu tương đương (END) của băng thông bộ lọc phân giải : 270Hz. Băng thông video 10Hz hoặc 30Hz.
Sau đó việc chuyển đổi tới băng thông 1Hz được thực hiện :
Pn ≅ (noise_power_in_∆B) dBm - 10lg∆B + 2,5 dB [dBc/Hz] (3.1)
Hình 3.6 : Các vị trí đo CPE Chú thích :
Hình 3.6 : Các vị trí đo CPE
Máy phân tích phổ thường sử dụng các bộ lọc tạp nhiễu Gauss với dải thông
độ phân giải 20%. Dải thông tạp nhiễu tương đương (END) bằng băng thông của bộ
lọc đo ở vị trí suy giảm -3,4 dB.
2,5 dB tương ứng với phần sửa sai 1,05 dB do quá trình tách sóng đường bao băng hẹp và 1,45 dB là do sử dụng bộ khuyếch đại loga.
Dưới đây đưa ra vị trí để đo tạp nhiễu pha cho các bộ dao động nội và giới hạn cho phép của tạp nhiễu pha CPE và ICI trong chếđộ 2k.
Sóng mang Các khoảng dịch tần 0 Hz f HZ A B C 0dB -Lc (dB) -L (dB) -L (dB) f KHZ fc MHZ Các vị trí cho phép đo CPE là các điểm A, B, C
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 60 fa fb fc fd Tần số 10 Hz 100 Hz 3 KHz 1 MHz Giới hạn (từ La đến Ld) -55 dBc/Hz -85 dBc/Hz -85 dBc/Hz -130 dBc/Hz Hình 3.7: Các vị trí đo phase noise. + Đối với phép đo ICI có thể đo ở các tần số là bội số của khoảng cách sóng mang như sau : 2k 4,5 KHz 8,9 KHz 13,4 KHz 8k 1,1 KHz 2,2 KHz 3,4 KHz 3.5. CÔNG SUẤT TÍN HIỆU RF/IF:
Đo công suất tín hiệu RF/IF để kiểm tra mức tín hiệu ở phía phát và phía thu Vị trí đo xác định tại điểm K, L, M, N, P (hình 3.1 và hình 3.2)
Công suất tín hiệu truyền hình số mặt đất DVB-T được xác định là công suất trung bình và nó được đo bằng bộ cảm ứng công suất nhiệt. Trong trường hợp là tín hiệu thu thì phép đo cần giới hạn ở băng thông hữu ích. Khi sử dụng phân tích phổ
hoặc máy đo chuẩn thì phải đo trong dải tần danh định của tín hiệu (n x fSpacing) với n là số các sóng mang. Sóng mang Các khoảng dịch tần 0 Hz fa fb fc fd A B C D 0dB -La -Lb& Lc -Ld
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 61
Phần sườn phổ không được tính trong phép đo vì nó không mang thông năng lượng hữu ích mà chỉ là kết quả không mong muốn của quá trình xử lý FFT và méo phi tuyến tính gây nên.
3.6. CÔNG SUẤT NHIỄU (Noise power).
Xác định mức nhiễu làm giảm chất lượng tín hiệu trong mạng truyền dẫn. Vị trí đo xác định tại điểm N, P (hình 3.2)
Công suất nhiễu có thể được đo bằng phân tích phổ (ngoài dịch vụ) và đo trong băng tần tín hiệu OFDM (n x fSpacing), với n là số các sóng mang.
* Thông số S/N được tính toán là tỷ số của công suất tín hiệu được đo như
mục 3.5 và công suất nhiễu được đo như mục này)
Tạp nhiễu có thể là nhiễu ngẫu nhiên, giả ngẫu nhiên (can nhiễu giữa các sóng mang được điều chế số), nhiễu có chu kỳ. Phép đo công suất nhiễu đo tất cả
các tạp nhiễu đồng thời và cho một kết quả chung là công suất nhiễu tổng hợp. * Phương án 1: Sử Sử dụng đồng hồ đo công suất với phương pháp như đã
đề cập trong mục 3.5, không kết nối tín hiệu đầu vào.
* Phương án 2: Nếu tạp nhiễu trong kênh cần đo là bằng phẳng, thì có thể
thực hiện đo công suất tạp nhiễu tại bất cứ tần số nào trong dải thông kênh truyền và chuẩn hoá giá trị độ rộng băng thông danh định (n-1)xfspacing (7,61 MHz đối với kênh 8MHz và 6,66 MHz đối với kênh 7MHz).
Nếu bộ phân tích phổ không có chuỗi chuẩn hoá cho độ rộng băng thông yêu cầu, thì có thể sử dụng phương pháp sau :
Để tạp nhiễu được dàn trải đồng đều trong kênh truyền - bộ lọc tín hiệu video phải hoạt động được với độ rộng băng thông nhỏ hơn 100 lần so với bộ lọc phân giải đã sử dụng, bộ lọc băng thông phân giải này được nhằm mục đích làm cho phổ
trong kênh truyền đạt được giá trị trung bình, nhưng không làm tăng độ rộng băng thông (ví dụ 7,61MHz). Độ rộng băng tạp nhiễu tương đương ∆B (MHz) của bộ lọc
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 62
sẽ được nhà sản xuất đặt sẵn, hoặc đo lường theo các chỉ dẫn của nhà sản xuất. Công suất tạp nhiễu đo được có thểđược chuẩn hoá theo độ rộng băng thông mong muốn bằng cách sử dụng công thức dưới đây :
Công suất tạp nhiễu (dB) = Mức đo được (dB) + 10lg(7,61/∆B) + 2,5 dB (đối với kênh 8MHz).
Nếu bộ phân tích phổ có chuỗi chuẩn hoá tới 1Hz, nhưng không thể chuẩn hoá. Với độ rộng băng thông mong muốn, có thể áp dụng công thức chuyển đổi sau:
Công suất tạp nhiễu (dB) = Mức đo được (dB/Hz) + 10lg(7,61.106)
= Mức đo được (dB/Hz) + 68,8 dB (đối với kênh 8MHz).
3.7. PHỔ RF VÀ IF:
Để tránh can nhiễu với các kênh khác, phổ RF của máy phát phải tuân theo một giới hạn phổ quy định cho truyền hình mặt đất.
Vị trí đo xác định tại điểm K, M (hình 3.1)
Phép đo này được đo bằng phân tích phổ. Mật độ phổ của tín hiệu DVB-T
được định nghĩa là công suất trung bình trên một đơn vị dải thông (ví dụ 1Hz).
3.8. ĐỘ NHẠY MÁY THU/GIẢI ĐỘNG ĐỐI VỚI KÊNH GAUSS:
Xác định các mức công suất vào nhỏ nhất và lớn nhất của máy thu.
Vị trí đo xác định tại điểm N (đầu vào RF của máy thu), hoặc điểm W, X với phép kiểm tra thông qua thông số BER trước giải mã RS.
Các ngưỡng công suất vào nhỏ nhất và lớn nhất khi máy thu hoạt động không lỗi và BER đo được trước giải mã RS là ≤ 2.10-4 (giải động là sự khác nhau giữa các giá trịđo được nhỏ nhất và lớn nhất. Hình 3.8 : Sơđồđo độ nhạy máy thu Máy phát DVB-T TT Máy thu DVB-T Đo BER N W, X
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 63
3.9. ĐỘ SUY GIẢM NHIỄU TƯƠNG ĐƯƠNG (END) :
Đo độ suy giảm gây ra bởi mạng hoặc thiết bị với giá trị chuẩn là lý tưởng. Vị trí đo xác định tại: Điểm W, X đối với đo thông qua BER.
Điểm N, P hoặc S đối với đo nhiễu.
END là sự khác nhau giữa tỷ số C/N cần thiết để đạt được BER = 2.10-4
trước giải mã RS và tỷ số C/N theo lý thuyết khi BER = 2.10-4đối với kênh Gauss. END = (C/N)Ref - (C/N)Lý thuyết (3.2)
b1. Nối máy phát DVB-T (thực - với tạp nhiễu máy phát là NTX) với máy thu DVB-T, cộng thêm tạp nhiễu Gauss (Ncal) sao cho BER = 2.10-4 sau viterbi tỷ số
C/N tại đầu vào máy thu (giao diện C) bằng C/(NTX+Ncal).
b2. Thay máy phát DVB-T (thực) bằng máy phát lý tưởng (không có NTX) lúc này tỷ số C/N tại giao diện C sẽ bằng C/Ncal , do đó BER sẽ nhỏ hơn so với BER
ở b.1 (< 2.10-4).
b3. Cộng thêm tạp nhiễu kênh (NCh) sao cho BER = 2.10-4 (sau viterbi) bây giờ tỷ số C/N tại giao diện C bằng : C/(NCh+Ncal). b4. Đo giá trị C/NCh tại giao diện B. Hình 3.9 : Sơđồđo ENF. Máy phát DVB-T lý tưởng Máy thu DVB-T bất kỳ BER cốđịnh = 2x10-4 sau giải mãViterbi hoặc giải mã RS Máy phát DVB-T Giao di ện A Giao diện B Giao diện C Ntx C Nch Ncal
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 64
Cả hai trường hợp C/(Ntx+Ncal) và C/(Nch+Ncal) đều có cùng giá trị BER = 2.10-4 (sau Viterbi) và như vậy Nch có thể được xác định thông qua Ntx, Nch có thể
xem như là giá trịước lượng của Ntx. ENF được xác định là :
ENF = 10lg(Ntx/C) ≈ 10lg(Nch/C) (3.3) Với : (C/N)min, theory - Là giá trị C/N nhỏ nhất theo lý thuyết (C/N)min, real - Là giá trị C/N nhỏ nhất theo thực tế
Ta có : X = (C/N)min, real = (C/N)min, theory + 3dB (3.4) END có thểđược tính toán theo ENF theo công thức :
END = -10lg(10-x/10-10ENF/10) – X (3.5)
3.10. ĐẶC TÍNH TUYẾN TÍNH (SUY GIẢM VAI)
"Suy giảm vai" của tín hiệu RF (IF) có thể được sử dụng để xác định sự
tuyến tính của tín hiệu OFDM. Vị trí đo xác định tại điểm M trên hình 3.1 Áp dụng các thủ tục sau đểđo phổ RF ra của máy phát:
a. Nhận biết giá trị cực đại của phổ và xác định mức tại điểm A (hình 3.1) b. Đo mức tại các điểm từ B (cách A 300KHz) đến điểm C (cách A 700KHz). Kẻ thành đường AB và EF (AB song song với EF).
c.Đoạn DE là "độ suy giảm vai". Hình 3.10: Sơđồđo độ suy giảm vai. OFDM signal source (1) Attennuato r (adjustabl) (2) Attennustor (adjustable) (7) Directive coupler (5) Power meter (8) Spectrum analyzer (6) Transmitter (up-converter and/or power amplfier) (3) Power attennuator (4) Interface K (or L) IF out (or RF out) Interface K (or L) IF in (or RF in) Interface M RF out
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 65 (1) - Nguồn tín hiệu OFDM, tại điểm K hoặc L hình 3.1 (2) - Bộ suy giảm theo mức 0,1 dB (3) - Máy phát DVB-T cần đo (4) - Suy giảm công suất (5) - Bộ trích (6) - Máy phân tích phổ
(7) - Bộ suy giảm thay đổi được (8) - Đồng hồđo công suất
* Ví dụđo cho kênh 28:
b1. Lựa chọn tần số trung tâm của máy phân tích phổ là tần số trung tâm của kênh 28 (530MHz). Xác định mức công suất ra.
b2. Chọn tần số của phân tích phổ là điểm cuối của kênh 28 (534MHz).
b3. Chọn độ phân giải Bw (10KHz là phù hợp cho chế độ 2k và 8k); chọn tần số quét trên phân tích phổ là 2MHz.
b4. Đo mức công suất tại vị trí cách vị trí cuối cùng của phổ RF về phía tần cao là 300KHz và 700KHz (sóng mang DVB-T cuối cùng có giá trị xấp xỉ +3,8MHz so với tần số trung tâm, do đó hai điểm đo của kênh 28 là 534,1MHz và 534,5MHz.
b5. Lặp lại b2 đến b4 cho phần sườn phổ phía tần số thấp. Xác định độ "suy giảm vai" theo phương pháp đo ở trên.
Hình 3.11 : Ví dụđo "suy giảm vai" của kênh 28 - Sườn phổ phía trên.
Res. BW 10 KHz Video BW 10 KHz Span 2 MHz Công suất [dBm] Sóng mang cuối cùng (xấp xØ 533,8) Mhz) Phần cuối của kênh 28 Độ suy giảm vai Phổ DVB-T 533 533,5 534 534,5 535 Tần số [MHz] Tần số Chuẩn 0kHz +300 kHz +500 kHz+700 kHz B A C ab ef D E
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 66
3.11. HIỆU SUẤT CÔNG SUẤT (Power efficiency).
Xác định hiệu suất công suất của các máy phát DVB-T. Hiệu suất công suất là tỷ số giữa công suất ra của máy phát và tổng công suất tiêu thụ toàn máy (máy phát, quạt gió, nguồn...).
Vị trí đo xác định tại điểm M (hình 3.1)
3.12. MỐI QUAN HỆ GIỮA BER VÀ C/N BĂNG CÁCH THAY ĐỔI CÔNG SUẤT. CÔNG SUẤT.
Xác định BER theo C/N bằng cách thay đổi công suất máy phát, phép đo này
được sử dụng để so sánh chất lượng máy phát thực tế so với lý thuyết hoặc so với các máy phát khác.
Từ F đến U hoặc từ E đến V (hình 3.1 và 3.2)
Chuỗi giả ngẫu nhiên (PRBS) được chèn vào vị trí F (hoặc E). Sự thay đổi của S/N ởđầu vào máy đo được thực hiện bằng cách cộng thêm nhiễu Gauss (hình 3.14). BER được đo ở vị trí V (hoặc U). Phép đo được thực hiện với sự thay đổi của công suất ra máy phát, ta vẽđược đường quan hệ giữa BER và C/N.
Hình 3.12: BER vs S/N bằng việc thay đổi công suất phát.
Đồng hồđo công suất RF Máy phát DVB-T Bé t¹o chuçi gi¶ ngÉu nhiªn Máy thu tín hiệu TEST DVB-T Bộ tạo tạp nhiễu Thiết bịđo BER E, F M N N,P,R U,V
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 67
Phép đo được thực hiện và lập thành các đồ thị quan hệ như sau : - BER và C/N đối với Pout không đổi
- BER và Poutđối với C/N không đổi
- BER và Poutđối với công suất nhiễu không đổi
3.13. BER TRƯỚC GIẢI MÃ RS (trước giải tráo ngoài).
Tỷ số BER trước RS thường là thông số quan trọng đầu tiên đểđánh giá chất lượng của hệ thống truyền dẫn số.
Vị trí đo xác định tại điểm W hoặc X (hình 3.2)
BER được định nghĩa là tỷ số giữa số bit lỗi và tổng số bit truyền đi. Có hai phương pháp đểđo BER trước giải mã RS là "out of service" và "in service". Cả hai trường hợp này đều phải thực hiện trong thời gian sẵn sàng kết nối LAT (Link Available Time).
* Ngoài dịch vụ (Out of service).
Nguyên lý cơ bản của phép đo là tạo ra trong bộ mã hoá kênh truyền một chuỗi bít ngẫu nhiên biết trước, cốđịnh và lặp lại. Để thực hiện được việc này dòng dữ liệu đi vào hàm đồng bộ nghịch đảo/ngẫu nhiên hoá là chuỗi bit liên tục của một gói dòng truyền tải cốđịnh. Chuỗi này được xác định là gói TS rỗng ở trong khuyến nghị ISO 13818-1 [ 1] với tất cả các byte dữ liệu đều được thiết lập là 0 x 00, ví dụ
một gói đầy đủ sẽ được xác định bởi 4 byte liên tiếp 0x47, 0x1F, 0xFF, 0x10, sau