ΜΔΛΔΣΖ ΣΔΥΝΗΚΧΝ ΠΑΡΑΜΔΣΡΧΝ ΥΔΓΗΑΜΟΤ ΤΒΡΗΓΗΚΖ ΣΖΛΔΠΗΚΟΗΝΧΝΗΑΚΖ ΠΛΑΣΦΟΡΜΑ ΓΗΑ ΣΖΝ ΤΠΟΣΖΡΗΞΖ ΣΖ ΤΠΖΡΔΗΑ DVB-H ΜΔΧ ΓΟΡΤΦΟΡΟΤ

Transcript

1 ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΟ ΠΑΣΡΧΝ ΣΜΖΜΑ ΖΛΔΚΣΡΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ ΚΑΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΤΠΟΛΟΓΗΣΧΝ ΔΡΓΑΣΖΡΗΟ ΑΤΡΜΑΣΟΤ ΣΖΛΔΠΗΚΟΗΝΧΝΗΑ ΜΔΛΔΣΖ ΣΔΥΝΗΚΧΝ ΠΑΡΑΜΔΣΡΧΝ ΥΔΓΗΑΜΟΤ ΤΒΡΗΓΗΚΖ ΣΖΛΔΠΗΚΟΗΝΧΝΗΑΚΖ ΠΛΑΣΦΟΡΜΑ ΓΗΑ ΣΖΝ ΤΠΟΣΖΡΗΞΖ ΣΖ ΤΠΖΡΔΗΑ DVB-H ΜΔΧ ΓΟΡΤΦΟΡΟΤ ΓΗΠΛΧΜΑΣΗΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ΝΣΟΤΖ ΠΔΣΡΟΤ ηνπ ΓΟΝΑΣΟΤ ΦΟΗΣΖΣΖ ΣΟΤ ΣΜΖΜΑΣΟ ΖΛΔΚΣΡΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ ΚΑΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΤΠΟΛΟΓΗΣΧΝ ΔΠΗΒΛΔΠΧΝ: ΚΑΘΖΓΖΣΖ, ΚΧΣΟΠΟΤΛΟ ΣΑΤΡΟ ΑΡΗΘΜΟ ΓΗΠΛΧΜΑΣΗΚΖ ΔΡΓΑΗΑ: /2008 ΦΔΒΡΟΤΑΡΗΟ 2008

2 ΠΔΡΙΔΥΟΜΔΝΑ 1. Διζαγωγή θνπόο ηεο εξγαζίαο Τπεξεζίεο Φεθηαθήο Σειεόξαζεο Πξόηππν DVB-H Πξόηππν DVB-SH Γίθηπα ππνζηήξημεο Τπεξεζίαο Μειέηε ηερληθώλ παξακέηξσλ Σεσνική Πεπιγπαθή ηος Πποηύπος DVB-H Δηζαγσγή Time Slicing Δθπνκπή Φεθηαθή αλαπαξάζηαζε θηλνύκελεο εηθόλαο θαη ήρνπ Παθεηνπνίεζε πιεξνθνξίαο εηζόδνπ Κσδηθνπνίεζε Reed-Solomon Γηεκπινθή-Κσδηθνπνίεζε Πιεξνθνξίαο Γηακόξθσζε Αζηεξηζκώλ QAM Γηακόξθσζε δηαγξακκάησλ αζηεξηζκνύ Οξζνγώληα κέζνδνο δηακόξθσζεο OFDM Δηζαγσγή Πιενλεθηήκαηα Γηακόξθσζεο OFDM Αξρή ιεηηνπξγίαο OFDM Γέθηεο Καλάιη θηλνύκελνπ ζπλδξνκεηή Δηζαγσγή Μνληέια Γηάδνζεο Φαηλόκελν Doppler Μειέηε πζηήκαηνο ζε θαλάιη κε ιεπθό ζόξπβν Μαζεκαηηθή Αλαπαξάζηαζε ήκαηνο Ρπζκόο Μεηάδνζεο Πιεξνθνξίαο Φπζηθό Δπίπεδν Γεληθά Γέθηεο πκπεξάζκαηα Σεσνική Πεπιγπαθή ηος πποηύπος DVB-SH Δηζαγσγή Πεξηγξαθή ηνπ ζπζηήκαηνο κεηάδνζεο Καζνξηζκόο πζηήκαηνο Αξρηηεθηνληθή ζπζηήκαηνο Υαξαθηεξηζηηθά Τπνζπζηεκάησλ Πξνζαξκνγή ιεηηνπξγίαο Κσδηθνπνηεηήο CRC Πξνζζήθε θεθαιίδαο Πξνζαξκνγή Ρνήο Πξνζζήθε Μεδεληθώλ (padding) Γηεκπινθή (E-Scrambling) Κσδηθνπνίεζε FEC turbo coding θαη δηαζηξσκάησζε θαλαιηνύ Turbo θσδηθνπνίεζε Καηάιεμε turbo θσδηθνπνίεζεο Turbo Γηεκπινθέαο 47

3 3.4 Γηεκπινθέαο θαλαιηνύ θαη πξνζαξκνγή ξπζκνύ κεηάδνζεο πλνπηηθά Γηεκπινθή ζε επίπεδν δπθίσλ θαη πξνζαξκνγή ξπζκνύ Υξνληθόο Γηεκπινθέαο Γνκή Πιαηζίνπ πκβαηόηεηα κε ηελ θσδηθνπνίεζε FEC Γνκή πιαηζίνπ SH πλνπηηθά Πεξηγξαθή Βαζηθώλ Σκεκάησλ OFDM ιεηηνπξγία Λεηηνπξγία TDM Γηεπαθή κε ηε κνλάδα δηακόξθσζεο Λεηηνπξγία Απιήο Φέξνπζαο (TDM) Γηεπαπαθή κε ην πιαίζην SH Γπθηαθή απεηθόληζε ζε αζηεξηζκνύο Γπθηαθή Απεηθόληζε ζε QPSK Αζηεξηζκό Γπθηαθή Απεηθόληζε ζε 8PSK Αζηεξηζκό Γπθηαθή Απεηθόληζε ζε 16APSK Αζηεξηζκό Δπηινγή ξπζκνύ κεηάδνζεο ζπκβόινπ ζηελ TDM ιεηηνπξγία TDM πιαηζηνπνίεζε Πξνζδηνξηζκόο ηεο PL ππνδνρήο Δηζαγσγή Πηιόησλ Φπζηθό Δπίπεδν-Γνξπθνξηθό Καλάιη Γνξπθνξηθά πζηήκαηα Τπνζηήξημεο Τπεξεζίαο Ιζνινγηζκόο ηζρύνο Αλάιπζε ησλ επηκέξνπο παξαγόλησλ Ιζρύο Θνξύβνπ Σειηθή ζρέζε ηζνινγηζκνύ ηζρύνο πκπεξάζκαηα Γίκηςα Τποζηήπιξηρ ηηρ Τβπιδικήρ Πλαηθόπμαρ Δηζαγσγή Γίθηπν Κνξκνύ Γνκή Γηθηύνπ ρεηηδόκελεο Σερλνινγίεο Γεύηεξν Δπίπεδν Δηζαγσγή Δπίγεηα Ραδηνδίθηπα SFN δίθηπα πγρξνληζκόο ζηα SFN δίθηπα Οθέιε από ηε ρξήζε SFN δηθηύνπ Υξήζε δηθηύσλ πνιιαπιώλ ζπρλνηήησλ Πεξηνξηζκνί Δλεξγνύ Αθηηλνβνινύκελεο Ιζρύνο Κάιπςε ζε αλαινγηθή θαη ςεθηαθή κεηάδνζε Γνξπθνξηθά Γίθηπα πκπεξάζκαηα Τλοποίηζη ζε πεπιβάλλον Matlab Δηζαγσγή Τινπνίεζε Μνληέινπ DVB-H ζε πεξηβάιινλ Matlab-Simulink Παξνπζίαζε ηνπ κνληέινπ Δθπνκπή..81

4 5.2.3 Μνληεινπνίεζε Καλαιηνύ Λήςε Τινπνίεζε Μνληέινπ DVB-SH (δνξπθνξηθή κεηάδνζε) Παξνπζίαζε Μνληέινπ Δθπνκπή Καλάιη Λήςε Αποηελέζμαηα Πποζομοιώζεων ςγκπίζειρ Δηζαγσγή Απνηειέζκαηα Πξνζνκνηώζεσλ Μνληέινπ Δπίγεηαο κεηάδνζεο OFDM ύγθξηζε απνηειεζκάησλ κεηξήζεσλ πξνζνκνίσζεο-δtsi Απνηειέζκαηα Πξνζνκνηώζεσλ δνξπθνξηθήο κεηάδνζεο DVB-SH ύγθξηζε Απνηειεζκάησλ Γνξπθνξηθήο κεηάδνζεο κε ηηκέο ηνπ ETSI πκπεξάζκαηα ςμπεπάζμαηα Μειέηε πξνηύπνπ DVB-H Μειέηε πξνηύπνπ DVB-SH Αλάιπζε δηθηύσλ ππνζηήξημεο πβξηδηθήο ππεξεζίαο Απνηειέζκαηα πξνζνκνηώζεσλ..106 ΠΑΡΑΡΣΗΜΑ Π1 107 ΠΑΡΑΡΣΗΜΑ Π2 113 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ..115

5 Κεθάιαην 1 ν Δηζαγσγή

6 1.1. θνπφο ηεο εξγαζίαο Ζ ςεθηαθή ηειεφξαζε απνηειεί κηα αλαπηπζζφκελε πεξηνρή πνπ πξνζειθχεη ην εξεπλεηηθφ ελδηαθέξνλ ηα ηειεπηαία ρξφληα. ηα πιαίζηα ηεο δηπισκαηηθήο εξγαζίαο ζα γίλεη δηεξεχλεζε ησλ ηερληθψλ παξακέηξσλ θνξεηνχ δέθηε θαη πιαηθφξκαο εθπνκπήο γηα ηελ κεηάδνζε ςεθηαθνχ video. Θα κειεηεζεί ε κεηαδφζε ηεο ζπγθεθξηκέλεο ππεξεζίαο DVB-H ζε πεξηβάιινλ ιεπθνχ πξνζζεηηθνχ ζνξχβνπ, αιιά θαη πνιπφδεπζεο (Rayleigh,Rician) Tν φλνκα ηεο ππεξεζίαο, DVB-H, έξρεηαη σο κία αθφκα εθδνρή ηνπ DVB (digital video broadcasting) ην νπνίν δηαθξίλεηαη ζε δχν βαζηθνχο ηχπνπο: Σν επίγεην DVB- T (terrestrial) θαη ην δνξπθνξηθφ DVB-S (satellite). Ζ DVB-H ππεξεζία έρεη ηππνπνηεζεί απφ ην Δπξσπατθφ Σειεπηθνηλσληαθφ Ηλζηηηνχην Σππνπνίεζεο ην γλσζηφ (ETSI) κε ην πξφηππν ETSI EN V Μία απφ ηηο λεφηεξεο εθδνρέο ηνπ DVB-H είλαη ην DVB-SH ην νπνίν απνηειείηαη απφ κία πβξηδηθή πιαηθφξκα πνπ ζπλδπάδεη δνξπθνξηθή αιιά θαη επίγεηα εθπνκπή ζε θνξεηνχο ζπλδξνκεηέο. 1.2 Τπεξεζίεο Φεθηαθήο Σειεφξαζεο πλνπηηθά νη δηάθνξεο εθδνρέο ηεο ππεξεζίαο ςεθηαθήο ηειεφξαζεο επξείαο εθπνκπήο (DVB), φπσο απηέο έρνπλ δηακνξθσζεί κέρξη ζηηγκήο είλαη: DVB-S δνξπθνξηθή κεηάδνζε (DVB-S2 ε λεφηεξε εθδνρή ηνπ κε κεηαβνιέο ζηα αλψηεξα επίπεδα θπξίσο) DVB-Σ επίγεηα κεηάδνζε DVB-H κεηάδνζε ζε θηλνχκελνπο ζπλδξνκεηέο DVB-SH κεηάδνζε ζε θηλνχκελνπο ζπλδξνκεηέο κε ρξήζε πβξηδηθήο ηερλνινγίαο (ζπλδπαζκφο επίγεηαο θαη δνξπθνξηθήο κεηάδνζεο) DVB-MT, DVB-MC, DVB-MS ζπρλφηεηεο DVB-C θαισδηαθή κεηάδνζε κεηάδνζε ζε κηθξνθπκαηηθέο 1.3 Πξφηππν DVB-H ην πξφηππν απηφ γίλεηαη κηα εθηεηακέλε αλαθνξά γηα ηηο παξακέηξνπο ησλ επηπέδσλ fysical θαη data link ψζηε ε ππεξεζία λα θαιχπηεη απξνβιεκάηηζηα ηηο αλάγθεο ελφο θηλεηνχ ζπλδξνκεηή. χκθσλα κε ην παξαπάλσ πξφηππν ε ππεξεζία ηνπ DVB-H έρεη σο θνξκφ απηή ηνπ DVB-T ε νπνία ηππνπνηείηαη ζχκθσλα κε ην πξφηππν ETSI EN V Χζηφζν γηα ην DVB-H αξθεηέο είλαη νη αιιαγέο πνπ πξέπεη λα γίλνπλ πάλσ ζε απηφ ην πξφηππν ιακβάλνληαο ππφςε ηα ηδηαίηεξα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θαλαιηνχ αιιά θαη ηελ θνξεηφηεηα ηνπ δέθηε. Όζν αθνξά ην θαλάιη πξέπεη λα αλαθέξνπκε φηη ιφγσ ηεο θίλεζεο

7 γίλεηαη αηζζεηή ε παξνπζία ηνπ θαηλνκέλνπ Doppler. Δπηπιένλ ηηο πεξηζζφηεξεο θνξέο δελ ππάξρεη νπηηθή επαθή κεηαμχ πνκπνχ θαη δέθηε, νπφηε ε ιήςε βαζίδεηαη απνθιεηζηηθά ζε πξντφληα πνιπφδεπζεο. Σα παξαπάλσ ραξαθηεξίδνπλ έλα πεξηβάιινλ έληνλσλ δηαιείςεσλ πνπ ζίγνπξα δηαθνξνπνηεί ηελ εθπνκπή-ιήςε DVB-H θαη DVB-T. Γηα απηφ ην ιφγν ρξεηάδεηαη κειέηε εμαξρήο ησλ παξακέηξσλ πνπ αθνξνχλ ηφζν ηελ θσδηθνπνίεζεδηακφξθσζε ηνπ ζήκαηνο (θπζηθφ επίπεδν) φζν θαη ηελ ρξήζε αιγνξίζκσλ εχξεζεο - δηφξζσζεο ιαζψλ (επίπεδν δηαζχλδεζεο δεδνκέλσλ). Αθφκε γηα ηελ αληηκεηψπηζε ηνπ θαηλνκέλνπ Doppler αιιά θαη ηεο πνιπφδεπζεο ζα ρξεηαζηεί λα πξνρσξήζνπκε αθφκα θαη ζε πινπνηήζεηο πνπ θάλνπλ εθηηκήζεηο γηα ηηο παξεκβνιέο πνπ εηζάγνληαη εμαηηίαο ηνπ παξαπάλσ πεξηβάιινληνο δηάδνζεο Πξφηππν DVB-SH Δίλαη έλα ζχζηεκα ζρεδηαζκέλν έηζη ψζηε λα ππνζηεξίδεη ηε κεηάδνζε πνιπκεζηθήο πιεξνθνξίαο ζε κηθξέο θνξεηέο ζπζθεπέο φπσο θηλεηά ηειέθσλα, palmtops, navigators. Ζ πιεξνθνξία είλαη νξγαλσκέλε ζε IP δηαγξάκκαηα σο πξνο ην επίπεδν δηθηχνπ, κε ην νπνίν δελ ζα αζρνιεζνχκε ζηελ παξνχζα εξγαζία. Ζ δνκή ηνπ, βαζίδεηαη ζην πξφηππν ηνπ DVB- H. Ζ κεηάδνζε γίλεηαη θπξίσο κέζσ γεσζηαηηθνχ δνξπθφξνπ πςειήο ηζρχνο, εθφζνλ ππάξρεη νπηηθή επαθή κε απηφλ ή βξηζθφκαζηε ζε πεξηβάιινλ πνπ πξνθαιεί κηθξέο απψιεηεο ζην ζήκα ηνπ ιήπηε. Δπηπιένλ ζε αζηηθέο πεξηνρέο ππνζηεξίδεηαη ε ιήςε επίγεηνπ ζήκαηνο απφ εθπνκπνχο (ρακειήο ηζρχνο) νη νπνίνη είλαη νπζηαζηηθά επαλαιήπηεο ηνπ δνξπθνξηθνχ ζήκαηνο. Έηζη γίλεηαη ε ιήςε αθφκα θαη ζε εζσηεξηθνχο ρψξνπο κίαο αζηηθήο πεξηνρήο. Σν DVB-SH ππνζηεξίδεη δχν ιεηηνπξγίεο: SH-A φπνπ ππνζηεξίδεηαη θσδηθνπνηεκέλε νξζνγψληα πνιχπιεμε ζπρλφηεηαο COFDM ηφζν ζην δνξπθνξηθήο φζν θαη ζην επίγεηαο εθπνκπήο ζήκα SH-B φπνπ ην δνξπθνξηθφ έρεη ρξνληθή πνιχπιεμε TDM ελψ ην επίγεην κνξθνπνηείηαη θαηά COFDM φπσο θαη πξηλ. Πιενλεθηήκαηα Κάιπςε κεγάιεο θιίκαθαο ράξε ζηε ρξήζε γεσζηαηηθνχ δνξπθφξνπ. Ηδαληθά, κε ηε ρξήζε 3 γεσζηαηηθψλ δνξπθφξσλ κπνξνχκε λα θσηίζνπκε νιφθιεξε ηελ επηθάλεηα ηεο γεο. Γελ ηίζεηαη ζέκα δηαρείξηζεο ζπρλνηήησλ, ηνπιάρηζηνλ φπσο κε ηελ θιαζηθή επίγεηα κεηάδνζε επξείαο εθπνκπήο. Δπέιηθηε δηαρείξηζε ηεο εθπεκπφκελεο αθηηλνβνιίαο κε ηελ ρξήζε ρναλψλ ζην θεξαηνζχζηεκα ηνπ δνξπθφξνπ.

8 1.5 Γίθηπα Τπνζηήξημεο Τπεξεζίαο Γηα ηελ ππνζηήξημε ηεο πβξηδηθήο ππεξεζίαο είλαη αλαγθαία κία ζχλζεηε δνκή δηθηχνπ πνπ ζα κεηαδίδεη ην ζήκα σο ηνλ θνξεηφ δέθηε ηνπ ζπλδξνκεηή. Σν δίθηπν πνπ ππνζηεξίδεη ηελ πβξηδηθή ππεξεζία ςεθηαθήο ηειεφξαζεο κπνξεί λα δηαρσξηζηεί ζε δχν επηκέξνπο επίπεδα. ην πξψην επίπεδν ην δίθηπν αλαιακβάλεη ηελ κεηάδνζε ηνπ πνιππιεγκέλνπ ζήκαηνο πνπ πξνθχπηεη απφ ηνλ ζπλδπαζκφ ησλ ηειενπηηθψλ ζεκάησλ φπσο απηά έρνπλ ιεθζεί απφ ηα studio ησλ ηειενπηηθψλ ζηαζκψλ κε ηηο επηπξφζζεηεο ππεξεζίεο πνπ ζα ππνζηεξίδεη ην δίθηπν. Απηφ ην επίπεδν δηθηχνπ θαιείηαη δίθηπν θνξκνχ (backbone network). ην δεχηεξν επίπεδν γίλεηαη δηαρσξηζκφο ηνπ ζήκαηνο αλάινγα κε ην κνλνπάηη πνπ θαιείηαη λα αθνινπζήζεη (δνξπθνξηθφ ή επίγεην). 1.6 Μειέηε Σερληθψλ Παξακέηξσλ Ύζηεξα απφ ηε κνληεινπνίεζε ησλ παξαπάλσ πξνηχπσλ θαη ηε κειέηε ησλ απνηειεζκάησλ πνπ εμάγνληαη απφ απηά παίξλνπκε ρξήζηκεο πιεξνθνξίεο γηα ηε ζρεδίαζε ηνπ πβξηδηθνχ ζπζηήκαηνο. Σα απνηειέζκαηα απηά ζπγθξίλνληαη κε ηηκέο πνπ δίλνληαη απφ ην ίδην ην πξφηππν θαη δηαζθαιίδνπλ ηελ πνηφηεηα ησλ παξεξρνκέλσλ ππεξεζηψλ.

9 Κεθάιαην 2 ν Σερληθή Πεξηγξαθή ηνπ Πξνηύπνπ DVB-H

10 2.1 Δηζαγσγή Σν πξφηππν DVB-H (ETSI EN V1.1.1) έρεη σο θνξκφ απηή ηνπ DVB-T ε νπνία ηππνπνηείηαη ζχκθσλα κε ην πξφηππν ETSI EN V Χζηφζν γηα ην DVB-H αξθεηέο είλαη νη αιιαγέο πνπ πξέπεη λα γίλνπλ πάλσ ζε απηφ ην πξφηππν ιακβάλνληαο ππφςε ηα ηδηαίηεξα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θαλαιηνχ αιιά θαη ηελ θνξεηφηεηα ηνπ δέθηε. Ξεθηλψληαο, ζπλνπηηθά ηα βαζηθφηεξα κέξε ελφο ζπζηήκαηνο ιήςεο DVB-H θαίλνληαη ζην παξαθάησ ζρήκα: ζρήκα 2.1 δνκή ζπζηήκαηνο ιήςεο DVB-H Α) Ζ θεξαία ιήςεο είλαη έλα απ ηα ζεκαληηθφηεξα κεηνλεθηήκαηα γηα ηελ θνξεηή ζπζθεπή ηνπ ζπλδξνκεηή θαζψο ιφγσ ησλ πεξηνξηζκέλσλ δηαζηάζεσλ ηεο ζπζθεπήο, απηή παξνπζηάδεη κηθξή ελεξγφ επηθάλεηα πνπ ζπλεπάγεηαη κηθξφ θέξδνο. Β) Σν ηκήκα RF είλαη απηφ ζην νπνίν γίλεηαη ν ππνβηβαζκφο ζπρλφηεηαο ηνπ ζήκαηνο θαη ε εληζρπζή ηνπ πξνθεηκέλνπ λα πξνρσξήζεη ζηελ επφκελε βαζκίδα ηνπ δέθηε. Γ) Σν ηκήκα βαζηθήο δψλεο είλαη ην πεξηζζφηεξν πνιχπινθν θαζψο ζε απηφ ιακβάλνπλ ρψξα νη δηαδηθαζίεο απνδηακφξθσζεο, απνδηαπινθήο θαη δηφξζσζεο ιαζψλ. Γ) Σν ηεξκαηηθφ, φπνπ πιένλ πεξλάκε ζε επεμεξγαζία ηεο πιεξνθνξίαο ζην επίπεδν δηθηχνπ θαη ηα άιια αλψηεξα επίπεδα. Σα παξαπάλσ ηκήκαηα ιεηηνπξγνχλ ππφ ηελ επίβιεςε ινγηζκηθνχ ην νπνίν έρεη πάληα σο θξηηήξην ηελ αμηφπηζηε ιήςε αιιά θαη ηελ εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο.

11 2.2 Time-Slicing ίγνπξα ε θνξεηφηεηα ηνπ δέθηε δεκηνπξγεί θάπνηεο επηπιένλ απαηηήζεηο πνπ πξέπεη λα ηθαλνπνηνχληαη κέζα απφ ηε ζρεδίαζε ηνπ ζπζηήκαηνο. Έηζη πξέπεη λα δψζνπκε έκθαζε θαηά ηελ αλάπηπμε ηνπ ζπζηήκαηνο ζην φηη ν δέθηεο ζα πξέπεη λα θαηαλαιψλεη φζν ην δπλαηφ ιηγφηεξε ελέξγεηα. Έλα πινπνηήζηκνο ηξφπνο γηα ηελ κείσζε ηεο κέζεο θαηαλάισζεο ηνπ δέθηε είλαη ε ρξήζε ηνπ time-slicing θαηά ην νπνίν ε κεηάδνζε ηεο πιεξνθνξίαο γίλεηαη κε ξηπέο. Έηζη ζην ρξνληθφ δηάζηεκα αλάκεζα ζε δχν ξηπέο ν δέθηεο ν δέθηεο απελεξγνπνηείηαη εμνηθνλνκψληαο ελέξγεηα. Δπηπιένλ θαηά ηηο ελδηάκεζεο πεξηφδνπο πνπ πξναλαθέξακε, ην ζχζηεκα κπνξεί λα θάλεη εθπνκπή άιισλ πξνγξακκάησλ. Κάλνληαο δειαδή κηα πνιχπιεμε ρξφλνπ (TDM). Ζ εθαξκνγή ησλ παξαπάλσ νδεγεί ζηελ αχμεζε ηνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο πξνθεηκέλνπ λα κεηαδνζεί ε ρξήζηκε πιεξνθνξία ζε κηθξφηεξν ρξφλν απφ απηφλ ηεο αλαπαξαγσγήο. ζρήκα 2.2 ξηπέο εθπνκπήο δεδνκέλσλ Γηα παξάδεηγκα κεηαδίδνληαο κε ξηπέο ησλ 10Mbps πνπ εκθαλίδνληαη θάζε 4sec θαη δηαξθνχλ 200ms επηηπγράλνπκε κέζν ξπζκφ κεηάδνζεο Rav 500 kbps Δλψ ν δέθηεο ιεηηνπξγεί θαηά % ιηγφηεξν επηηπγράλνληαο 4 4 αλάινγε εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο ζε ζρέζε κε ηε ζπλερή ιεηηνπξγία. Δπηπιένλ θάλνληαο ρξήζε ηνπ time-slicing κπνξνχκε λα θάλνπκε πνιχπιεμε θαλαιηψλ ζην πεδίν ηνπ ρξφλνπ έρνληαο δειαδή θαιχηεξε εθκεηάιιεπζε ηνπ εχξνπο δψλεο. Έηζη ζε θάζε θαλάιη πνπ έρεη ζπγθεθξηκέλν εχξνο δψλεο, ζα έρνπκε αληί γηα έλα πξφγξακκα φπσο ζην DVB-T άιια πεξηζζφηεξα.

12 ζρήκα 2.3 πνιύπιεμε θαλαιηώλ DVB-H 2.3 Δθπνκπή (Κσδηθνπνίεζε-Γηακφξθσζε) Φεθηαθή αλαπαξάζηαζε θηλνύκελεο εηθόλαο θαη ήρνπ Με ηελ αλάπηπμε ηεο ςεθηαθήο ηερλνινγίαο, γξήγνξα βξέζεθαλ ηξφπνη αλαπαξάζηαζεο ηνπ νπηηθνχ ζήκαηνο κε ηε κνξθή bit (ςεθηνπνίεζε ηνπ ζήκαηνο). Έηζη ην κεηαδηδφκελν ζήκα πιένλ είλαη παικνζεηξέο πνπ αληηζηνηρνχλ ζε «0» θαη «1». Ζ δηαδηθαζία θαηά ηελ νπνία έρνπκε κεηαηξνπή ελφο αλαινγηθνχ ζήκαηνο ζε ςεθηαθφ κπνξεί λα επηκεξηζηεί ζε δχν ζηάδηα. Σε δεηγκαηνιεςία ( ιήςε ηηκψλ ηνπ αλαινγηθνχ ζήκαηνο ζε ρξνληθέο ζηηγκέο πνπ ε απφζηαζε κεηαμχ ηνπο ρξνληθά είλαη πνιιαπιάζην κηαο πεξηφδνπ Σ ) Σελ θβάληηζε (φπνπ γίλεηαη αληηζηνίρεζε ηεο ηηκήο ηνπ δείγκαηνο πνπ ιάβακε θαηά ηε δεηγκαηνιεςία, ζε κία απφ ηηο πξνθαζνξηζκέλεο ζηάζκεο πνπ αλαπαξίζηαληαη απφ κία αιιεινπρία bits. Ο ξπζκφο δεηγκαηνιεςίαο 1/Σ θαη ην πιήζνο ησλ bits πνπ αληηζηνηρνχλ ζε θάζε ζηάζκε θβάληηζεο, ζρεηίδνληαη άκεζα κε ηελ πνηφηεηα ηεο κεηαδηδφκελεο θηλνχκελεο εηθφλαο,αιιά θαη ηνπ ζπλνιηθνχ ξπζκνχ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. Δπηπξφζζεηα κε ηηο παξαπάλσ δηαδηθαζίεο εθαξκφδνληαη ηερληθέο θσδηθνπνίεζεο θαη ζπκπίεζεο ησλ δεδνκέλσλ. Απηέο βαζίδνληαη ζηελ αλίρλεπζε ζηνηρείσλ πιενλαζκνχ ζε πεξηνρέο ηεο ίδηαο εηθφλαο (ελδνπιαηζηαθή ζπκπίεζε), αιιά θαη ζε νκνηφηεηεο κεηαμχ δηαθνξεηηθψλ δηαδνρηθψλ κεηαδηδφκελσλ εηθφλσλ (δηαπιαηζηαθή ζπκπίεζε). Ο αθξηβήο θαζνξηζκφο ησλ παξαπάλσ ηερληθψλ επεμεξγαζίαο ηεο ςεθηαθήο πιεξνθνξίαο πξηλ ηε κεηάδνζή ηεο νδήγεζε ζηνλ θαζνξηζκφ πξνηχπσλ ζπκπίεζεο. Σν πξφηππν ζχκθσλα κε ην νπνίν γίλεηαη ε επεμεξγαζία ηνπ ζήκαηνο πξηλ απηφ κεηαδνζεί κε ηηο ππεξεζίεο DVB είλαη ην MPEG2. Βαζηθά ζηνηρεία ηεο κεηαδηδφκελεο πιεξνθνξίαο είλαη ν ξπζκφο αλαλέσζεο εηθφλαο ν ξπζκφο αλαλέσζεο ηεο εηθφλαο, ε αλάιπζε ηεο εηθφλαο θαη ην πιήζνο ησλ bits πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ αλαπαξάζηαζε ηνπ θάζε εηθνλνζηνηρείνπ. Ο ξπζκφο αλαλέσζεο ηεο εηθφλαο κεηξηέηαη ζε πιαίζηα/δεπηεξφιεπην (fps). Οη ηππνπνηεκέλεο ηηκέο είλαη 50 fps γηα

13 ηελ Δπξψπε θαη fps γηα ηελ Βφξεην Ακεξηθή. Όζν πην κεγάινο είλαη ν ξπζκφο αλαλέσζεο, ηφζν πην «δσληαλή» θαίλεηαη ε θίλεζε. Απηέο είλαη ηηκέο πνπ εκθαλίδνληαη ζηελ έμνδν κίαο ςεθηαθήο βηληενθάκεξαο. Καηά ηελ κεηάδνζε ζηνπο ζπλδξνκεηέο εθαξκφδεηαη κέζνδνο ρσξηζκνχ ηεο θάζε εηθφλαο ζε δχν πεδία, άλσ θαη θάησ. Σα δχν πεδία εκθαλίδνληαη ελαιιάμ κε ζπρλφηεηεο 25 ή Με απηφ εθκεηαιιεπφκαζηε ηελ αδξάλεηα πνπ παξνπζηάδεη ε αίζζεζε ηεο αλζξψπηλεο φξαζεο κεηψλνληαο δξαζηηθά ην ξπζκφ ηεο κεηαδηδφκελεο πιεξνθνξίαο. Ζ παξαπάλσ κέζνδνο κεηάδνζεο πιαηζίσλ νλνκάδεηαη δηαπιεγκέλε. Κάζε εηθνλνζηνηρείν αλαπαξίζηαηαη απφ κία ηξηάδα αξηζκψλ YCbCr φπνπ Y bits πνπ ζρεηίδνληαη κε ηελ θσηεηλφηεηα,cb κε ηελ ζπκκεηνρή ηνπ κπιε ρξψκαηνο θαη Cr θφθθηλνπ ρξψκαηνο. ζρήκα 2.4 ζπζρέηηζε ησλ YCbCr κε ηα RGB (red green blue) ηεο αλαινγηθήο κεηάδνζεο Όζν πεξηζζφηεξα bits αληηζηνηρνχλ ζηηο παξαπάλσ κεηαβιεηέο ηφζν πην πηζηή είλαη ε απεηθφληζε. Ζ αλάιπζε ηεο εηθφλαο πνηθίιεη νπψο θαίλεηαη ζηνλ παξαθάησ πίλαθα, έρνληαο ζπλερψο απμεηηθέο ηάζεηο ηα ηειεπηαία ρξφληα. Μία πςειήο επθξηλείαο βηληενθάκεξα εθηειψληαο ηηο δηεξγαζίεο ηεο δεηγκαηνιεςίαο θαη θβάληηζεο παξάγεη κία ςεθηνζεηξά πςεινχ ξπζκνχ κεηάδνζεο, ηεο ηάμεσο ησλ Gbps. Έλαο ηέηνηνο ξπζκφο κεηάδνζεο αληηζηνηρεί ζε θαηαλάισζε ηεξάζηηνπ εχξνπο δψλεο θαηά ηε κεηάδνζε ηνπ ζήκαηνο, εηδηθά ζε πεξηπηψζεηο πνπ ζα δνχκε αξγφηεξα φπνπ ην εχξνο δψλεο ηεο ππεξεζίαο πεξηνξίδεηαη ζε ηηκέο γχξσ ζηα 8 Mhz αλά θαλάιη. Έηζη ε ζπκπίεζε ηνπ αξρηθνχ ςεθηαθνχ ζήκαηνο θξίλεηαη αλαγθαία. Σν πξφηππν MPEG-2 είλαη επξέσο ρξεζηκνπνηνχκελν γηα ηε δηακφξθσζε ζήκαηνο πνπ αθνξά ηελ ςεθηαθή ηειεφξαζε αιιά θαη γεληθφηεξα ηελ θηλνχκελε εηθφλα (DVD). Σν πξφηππν απηφ ζπκπηέδεη ηελ εηζεξρφκελε ξνή ςεθηαθψλ δεδνκέλσλ ππνζηεξίδνληαο ηξία δηαθνξεηηθά είδε πιαηζίσλ 1) intra-coded (I-frames), predictive-coded (P-frames), θαη bidirectionally-predictive-coded frames (B-frames). Σα πιαίζηα I-frames πεξηιακβάλνπλ ηελ ζπκπηεζκέλε πιεξνθνξία ηεο θηλνχκελεο εηθφλαο

14 2.3.2 Παθεηνπνίεζε Πιεξνθνξίαο Δηζόδνπ Σν ηκήκα θσδηθνπνίεζεο δηακφξθσζεο ηφζν απφ ηελ πιεπξά ηνπ πνκπνχ φζν θαη ηνπ δέθηε βαζίδεηαη ζηελ κεηάδνζε πιαηζίσλ ησλ 188bytes. Σα πιαίζηα απηά κεηαθέξνπλ πιεξνθνξία εηθφλαο θαη ήρνπ πνιππιεγκέλε θαη ζπκπηεζκέλε ζχκθσλα κε ην πξφηππν MPEG MPEG-2 Transport Stream Οη έμνδνη ησλ θσδηθνπνηεηψλ video θαη audio ζπλδπάδνληαη πξνθεηκέλνπ λα δψζνπλ έλα ηειηθφ ζήκα πιεξνθνξίαο εμφδνπ. Απηφ θαιείηαη transport stream ξεχκα κεηαθνξάο δεδνκέλσλ. Με απηφ ηνλ ηξφπν επηηξέπεηαη ν ζπλδηαζκφο πνηθηιίαο ηειενπηηθψλ πξνγξακκάησλ ζε έλα θνηλφ ξεχκα κεηαθνξάο δεδνκέλσλ. Ζ επίηεπμε ηνπ παξαπάλσ γίλεηαη κε ηελ πνιχπιεμε αξρηθά ηνπ ζήκαηνο video θαη ήρνπ μερσξηζηά γηα θάζε πξφγξακκα θαη ζηε ζπλέρεηα κε ηελ πνιχπιεμε πνιιψλ ηειενπηηθψλ ζεκάησλ ζε έλα ξεχκα κεηαθνξάο MPEG-2 TS. Σν επίπεδν πνπ αλαιακβάλεη ηηο παξαπάλσ ιεηηνπξγίεο νλνκάδεηαη MPEG-2 Δπίπεδν ζπζηήκαηνο Σα θχξηα ζηνηρεία ηνπ επηπέδνπ MPEG-2 Έλα πνιχ ζεκαληηθφ ηκήκα ηνπ επηπέδνπ ζπζηήκαηνο είλαη ε πιεξνθνξία ξνινγηνχ αλαθνξάο. Υξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ αλάθηεζε ηνπ ρξνληζκνχ ηνπ βίληεν θαη ήρνπ ηνπ θάζε πξνγξάκκαηνο. Καηά ηελ θσδηθνπνίεζε ζχκθσλα κε ην πξφηππν MPEG-2 κπνξνχλ λα πξνθχςνπλ πνηθίιεο ρξνληθέο θαζπζηεξήζεηο. Σν επίπεδν ζπζηήκαηνο πεξηιακβάλεη απνηππψκαηα θσδηθνπνίεζεο θαη απνηππψκαηα παξνπζίαζεο ηα νπνία δηαζθαιίδνπλ φηη ε θαζπζηέξεζε ζα βξίζθεηαη ζε επίπεδα αλεθηά, ελψ παξάιιεια δηαηεξνχλ ην ζπγρξνληζκφ κεηαμχ βίληεν θαη ήρνπ θαηά ηελ παθεηνπνίεζε ηνπ ζήκαηνο Πιεξνθνξία κεηαθνξάο θαη πξνγξάκκαηνο Σν επίπεδν ζπζηήκαηνο επίζεο δίλεη ρξήζηκε πιεξνθνξία ζρεηηθά κε ην ππάξρνλ δίθηπν κεηαθνξάο απφ κφλν ηνπ, γχξσ απφ ηα ηειενπηηθά πξνγξάκκαηα πνπ κεηαθέξνληαη. Υάξε ζε απηή ηε δνκή δίλεηαη ε δπλαηφηεηα ζην ρξήζηε λα επηιέμεη αλάκεζα ζε έλα πιήζνο παξεξρφκελσλ ππεξεζηψλ. ην παξαθάησ δηάγξακκα έρνπκε παθεηνπνίεζε ησλ δεδνκέλσλ πνπ βγαίλνπλ απφ ηηο εμφδνπο ησλ θσδηθνπνηεηψλ MPEG-2 ηα νπνία ζηε ζπλέρεηα πνιππιέθνληαη ζε κία θνηλή έμνδν.

15 ζρήκα 2.5 παθεηνπνίεζε MPEG Ζ ξνή ακέζσο κεηά ηνλ θσδηθνπνηεηή νλνκάδεηαη βαζηθή ξνή ( Elementary Stream ES) ελψ κεηά ηελ παθεηνπνίεζε ιέγεηαη : παθεηνπνηεκέλε βαζηθή ξνή (Packetised elementary stream PES). Ζ πνιχπιεμε ησλ επηκέξνπο PES πνπ αθνξνχλ βίληεν, ήρν θαη πιεξνθνξία κε ηε βνήζεηα ηνπ ξνινγηνχ αλαθνξάο δίλεη σο έμνδν ηε ξνή πξνγξάκκαηνο (Program Stream PS). Ζ ξνή πξνγξάκκαηνο κπνξεί λα έρεη παθέηα κε κεηαβιεηφ κέγεζνο,. πρλφηεξα σζηφζν έρνπκε ζηαζεξνχ κήθνπο παθέηα κέζα απφ ηα νπνία βξίζθνληαη πνιππιεγκέλεο πνηθίιεο ππεξεζίεο ηειενπηηθψλ πξνγξακκάησλ. Ο ηχπνο απηήο ηεο ξνήο είλαη ε γλσζηή ξνή κεηαθνξάο TS πνπ πξναλαθέξζεθε. Έλα ηππηθφ κέγεζνο παθέηνπ TS είλαη απηφ ησλ 188 bytes. Απηνχ ηνπ ηχπνπ ε κεηάδνζε πξνηηκάηαη γηα θσδηθνπνηεηέο πνπ απεπζχλνληαη ζε θαλάιηα πάλσ απ ηα νπνία ε κεηάδνζε δελ είλαη αμηφπηζηε ( εηζάγνληαη ζθάικαηα ). Έλα ηέηνην θαλάιη είλαη ην θαλάιη κεηάδνζεο ηεο ππεξεζίαο DVB-H. ζρήκα 2.6 MPEG -2 παθέην πξνο κεηάδνζε Κσδηθνπνίεζε Reed-Solomon Ξεθηλψληαο απφ ηελ πιεπξά ηνπ πνκπνχ ζα πεξηγξάςνπκε επεμεξγαζία πνπ πθίζηαηαη ην παξαπάλσ πιαίζην κέρξη λα πεξάζεη ζηνλ «αέξα».

16 Αθνχ ε εηζεξρφκελε πιεξνθνξία ηεκαρηζηεί ζε πιαίζηα φπσο ην παξαπάλσ, ζηε ζπλέρεηα πξνζηίζεληαη ζε θάζε έλα απφ απηά 16 RS byte ηζνηηκίαο (Reed-Solomon θσδηθνπνίεζε). Σα νπνία ζα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ηελ αλαγλψξηζε θαη δηφξζσζε ιαζψλ απφ ην δέθηε. ζρήκα 2.7 RS(204,188) παθέην Γηεκπινθή-Κσδηθνπνίεζε Πιεξνθνξίαο Σν επφκελν βήκα πνπ αθνινπζείηαη ζηνλ πνκπφ είλαη ε δηαπινθή ησλ παθέησλ έηζη ψζηε κηα ηπραία ξηπή ζνξχβνπ ζην θαλάιη θαηά ηε κεηάδνζε λα κελ θαηαζηξέςεη κηα ζεηξά απφ ζπλερφκελα παθέηα κε απνηέιεζκα λα ραζεί ηειείσο ην ζήκα. ηε ζπλέρεηα πεξλάκε ζε κηα βαζκίδα φπνπ πξνζηίζεηαη επηπιένλ πιεξνθνξία πνπ ζα βνεζήζεη ζηελ δηφξζσζε ιαζψλ πνπ κπνξεί λα αλαγλσξηζηνχλ θαηά ηε ιήςε. Αλάινγα κε ην βαζκφ πξνζηαζίαο πνπ ζέινπκε, πξνζζέηνπκε θαη πεξηζζφηεξα bits επηπιένλ πιεξνθνξίαο. Σν κέηξν πνπ καο δίλεη ην κέγεζνο απηήο ηεο πξφζζεηεο πιεξνθνξίαο είλαη ην code rate. Απηφ καο δίλεη ην ιφγν ηεο ρξήζηκεο πιεξνθνξίαο πξνο ηε ζπλνιηθά κεηαδηδφκελε πιεξνθνξία. πγθεθξηκέλα ρξεζηκνπνηνχκε θσδηθνπνίεζε trellis. ηε ζπλέρεηα πξνρσξάκε ζε έλα δεχηεξν βαζκφ δηαπινθήο ησλ παθέησλ φπσο απηά έρνπλ δηακνξθσζεί κε ηελ πξνζζήθε ηεο επηπιένλ πιεξνθνξίαο. Χζηφζν πξέπεη λα ζεκεηψζνπκε φηη δίλεηαη ε δπλαηφηεηα λα έρνπκε ηελ πνιχπιεμε δχν δηαθνξεηηθήο πξνηεξαηφηεηαο ξνψλ κεηάδνζεο πιεξνθνξίαο. Έηζη δηαθξίλνπκε ηε κε- ηεξαξρηθή (non hierarchical) θαη ηελ ηεξαξρηθή (hierarchical) ιεηηνπξγία. Ζ πξψηε αληηζηνηρεί ζε κία ξνή, ελψ ε δεχηεξε ζε δχν,κία ρακειήο θαη κία πςειήο πξνηεξαηφηεηαο νη νπνίεο πνιππιέθνληαη κέζσ ηεο δεχηεξεο βαζκίδαο δηαπινθήο φπσο θαίλεηαη ζην παξαθάησ ζρήκα. ε απηή ηε βαζκίδα έρνπκε δηαπινθή θαη ζε επίπεδν ζπκβφισλ. Ο ζπλδπαζκφο ηνπ Reed-Solomon θψδηθα θαη ηεο δηαπινθήο ηφζν ζε επίπεδν bits φζν θαη ζε επίπεδν ζπκβφισλ, ζσξαθίδεη ηε κεηάδνζε απφ παξελνριήζεηο πνπ έρνπλ ηε κνξθή θξνπζηηθνχ ζνξχβνπ. ζρήκα 2.8 ηεξαξρηθή κεηάδνζε

17 2.3.5 Γηακόξθσζε Αζηεξηζκώλ QAM Σν επφκελν βήκα επεμεξγαζίαο ηεο πιεξνθνξίαο είλαη απηφ ηεο δηακφξθσζεο. Οη δηακνξθψζεηο πνπ ζα κειεηεζνχλ είλαη νη QAM φπνπ έρνπκε δηακφξθσζε θάζεο θαη πιάηνπο παξάιιεια. ε απηή ηε δηακφξθσζε έρνπκε κεηάδνζε ζπκβφισλ, πνπ ην θαζέλα αλαπαξίζηαηαη απφ έλα δεχγνο ζπληεηαγκέλσλ (n,m) πνπ αληηζηνηρεί ζε ζεκείν ζην νξζνθαλνληθφ ζχζηεκα κηγαδηθψλ αξηζκψλ. Έηζη έλα ζχκβνιν αληηζηνηρεί ζε log 2 M bits θαηά ηελ θσδηθνπνίεζε Μ-QAM. Απηφ γίλεηαη θαιχηεξα θαηαλνεηφ απφ ηα παξαθάησ δηαγξάκκαηα πνπ αλαθέξνληαη ζηηο δηακνξθψζεηο 16θαη 64 QAM φπνπ θάζε ζχκβνιν αληηζηνηρεί ζε 4 ή 6 bits. ζρήκα 2.9 δνκηθό δηάγξακκα δηεκπινθήο-δηακόξθσζεο 16QAM

18 ζρήκα 2.10 δνκηθό δηάγξακκα δηεκπινθήο-δηακόξθσζεο 64QAM Γηακόξθσζε δηαγξακκάησλ αζηεξηζκνύ Καηά ηελ απεηθφληζε ησλ ζπκβφισλ ζην ζχζηεκα ησλ κηγαδηθψλ ην δεχγνο (n,m) παίξλεη φιεο ηηο δπλαηέο ηηκέο γηα : 16 QAM n,m {-3,-1,1,3) 64 QAM n,m {-7,-5-3,-1,1,3,5,7) Έηζη θαηά ηελ απεηθφληζε ζην νξζνθαλνληθφ ζχζηεκα θαη ιακβάλνληαο ππφςε ηελ θσδηθνπνίεζε Gray (απφζηαζε 1 bit γηα γεηηνληθά ζχκβνια) παίξλνπκε ηα παξαθάησ ζρήκαηα. ζρήκα 2.11 απεηθόληζε 16QAM

19 ζρήκα 2.12 απεηθόληζε 64QAM Οξζνγώληα κέζνδνο δηακόξθσζεο OFDM Δηζαγσγή Ζ OFDM είλαη κία κέζνδνο δηακφξθσζεο πνπ επηηξέπεη ζε ςεθηαθά δεδνκέλα λα κεηαδίδνληαη κε απνδνηηθφηεηα θαη αμηνπηζηία αθφκα θαη ζε πεξηβάιινληα κε έληνλν ην θαηλφκελν ηεο πνιπδηφδεπζεο. Με ηελ κέζνδν ηεο νξζνγψληαο δηακφξθσζεο ηα δεδνκέλα κεηαδίδνληαη ρξεζηκνπνηψληαο έλα πιήζνο απφ θέξνληα (carriers) ζηελνχ θάζκαηνο. Απηά ηα θέξνληα είλαη νκνηφκνξθα θαηαλεκεκέλα ζην πεδίν ζπρλνηήησλ. Ζ απφζηαζε κεηαμχ ησλ ζπρλνηήησλ ησλ θεξφλησλ θαη ν ζπγρξνληζκφο ηνπο επηιέγνληαη έηζη ψζηε ηα θέξνληα λα είλαη ηειηθά νξζνγψληα κεηαμχ ηνπο. Αθξηβψο ζε απηήλ ηελ ηδηφηεηα νθείιεη θαη ην φλνκά ηεο ε κέζνδνο. OFDM = Orthogonal Frequency Division Multiplexing. Πξαγκαηνπνηεί δειαδή νπζηαζηηθά πνιχπιεμε ησλ δεδνκέλσλ ζην πεδίν ησλ ζπρλνηήησλ ρξεζηκνπνηψληαο γηα ηε κεηάδνζε θέξνληα πνπ είλαη νξζνγψληα κεηαμχ ηνπο. Ζ αξρή ηεο αλάπηπμεο ηεο νξζνγψληαο δηακφξθσζεο ηνπνζεηείηαη ζην ηέινο ηεο δεθαεηίαο ηνπ 1950 κε ηελ παξνπζίαζε ηεο ηερληθήο FDM (Frequency Division

20 Multiplexing) ζηηο επηθνηλσλίεο δεδνκέλσλ. Σν 1966 πξνηάζεθε θαη δεκνζηεχηεθε απφ ηνλ Chang ε δνκή ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ OFDM. Σν 1971 εηζήρζε απφ ηνλ Weinstein ε ηδέα ηεο ρξήζεο ηνπ Γηαθξηηνχ κεηαζρεκαηηζκνχ Fourier (DFT) ζηελ πινπνίεζε ηεο δεκηνπξγίαο θαη κεηάδνζεο OFDM ζεκάησλ ειαρηζηνπνηψληαο ηελ απαίηεζε ρξήζεο αλαινγηθψλ ηαιαλησηψλ γηα ηελ παξαγσγή ησλ θεξφλησλ. Απηή ε ηδέα νδήγεζε ζηε δπλαηφηεηα εχθνιεο πινπνίεζεο ηεο νξζνγψληαο δηακφξθσζεο κέζσ ηεο Φεθηαθήο Δπεμεξγαζίαο ήκαηνο (Digital Signal Processing), ηδηαίηεξα κε ηε ρξήζε ηνπ Γξήγνξνπ Μεηαζρεκαηηζκνχ Fourier (Fast Fourier Transform). Ζ αλάπηπμε ηνπ OFDM γηα εκπνξηθή ρξήζε άξρηζε νπζηαζηηθά ζην ηέινο ηεο δεθαεηίαο ηνπ 1980 θαη ζπγθεθξηκέλα κε ηελ αλάπηπμε ησλ ζπζηεκάησλ Digital Audio Broadcasting (DAB), Digital Television Terrestrial Broadcasting (dttb), HIPERLAN II. πγθεθξηκέλα, ε πξψηε εκπνξηθή ρξήζε ηνπ OFDM ήηαλ ζηα ζπζηήκαηα Digital Audio Broadcasting (DAB). Ζ αλάπηπμε ησλ DAB ζπζηεκάησλ ηνπνζεηείηαη ζην 1987, ελψ νη ππεξεζίεο ηνπ μεθίλεζαλ λα παξέρνληαη ζε Μεγάιε Βξεηαλία θαη νπεδία ην Οπζηαζηηθά ηα ςεθηαθά ζπζηήκαηα κεηάδνζεο ήρνπ (DAB) αληηθαηέζηεζαλ ηελ FM κεηάδνζε παξέρνληαο πςειή πνηφηεηα ςεθηαθνχ ήρνπ θαη ππεξεζίεο πιεξνθνξηψλ. Σν OFDM ρξεζηκνπνηήζεθε ζε απηνχ ηνπ είδνπο ηα ζπζηήκαηα εμαηηίαο ηεο αλνρήο ηνπ σο πξνο ηελ πνιπδηφδεπζε (δηάδνζε πνιιαπιψλ κνλνπαηηψλ). Καη θαζψο ηα ζπζηήκαηα επξείαο κεηάδνζεο πξαγκαηνπνηνχλ κεηαδφζεηο ζε κεγάιεο απνζηάζεηο (20-100km), ε πνιπδηφδεπζε θαη θαηά ζπλέπεηα ε αιιεινπαξεκβνιή ζπκβφισλ (ISI) πνπ απηή δεκηνπξγεί, ήηαλ έλα έληνλν πξφβιεκα πνπ έπξεπε λα αληηκεησπηζηεί θαη ζ απηφ ζπλεηέιεζε απνθαζηζηηθά ε ρξήζε ηεο OFDM κεζφδνπ. Σν OFDM επίζεο απνηέιεζε standard γηα ηηο επίγεηεο (terrestrial) κεηαδφζεηο ζηα ςεθηαθά ζπζηήκαηα επξείαο κεηάδνζεο video (Digital Video Broadcasting (DVB)), ε αλάπηπμε ησλ νπνίσλ μεθίλεζε θαηά ην Σα ζπζηήκαηα απηά ρξεζηκνπνηνχλ έλα ζρήκα κεηάδνζεο βαζηζκέλν ζην MPEG-2 standard, ζαλ κία κέζνδν γηα ηε κεηαθνξά πςειήο πνηφηεηαο ςεθηαθνχ ήρνπ θαη video απφ έλα ζε πνιιαπιά ζεκεία (point to multipoint). Σα DVB standards θαζνξίδνπλ ηνλ κεραληζκφ κεηαθνξάο γηα κία επξεία γθάκα εθαξκνγψλ, αλάκεζα ζηηο νπνίεο ε δνξπθνξηθή ηειεφξαζε (DVB-S), ηα θαισδηαθά ζπζηήκαηα (DVB-C) θαη νη επίγεηεο κεηαδφζεηο (DVB-T). ε θάζε κία απφ απηέο ηηο εθαξκνγέο ηα standards ζην θπζηθφ επίπεδν βειηηζηνπνηνχληαη αλάινγα κε ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θαλαιηνχ. Γηα παξάδεηγκα ζηηο δνξπθνξηθέο κεηαδφζεηο ρξεζηκνπνηείηαη θαλάιη κνλνχ θέξνληνο κε QPSK δηακφξθσζε θαζψο επηηξέπεη κεγάιεο νιηζζήζεηο θαηά Doppler θαη κέγηζηε απνδνηηθφηεηα ελέξγεηαο ηνπ θάζκαηνο. Απηή ε κέζνδνο φκσο είλαη αθαηάιιειε γηα επίγεηεο κεηαδφζεηο θαζψο ε δηφδεπζε πνιιαπιψλ κνλνπαηηψλ θαζηζηά αδχλαηε ηελ επίηεπμε πςεινχ ξπζκνχ κεηαδφζεσλ δηακέζνπ ελφο κνλνχ θέξνληνο. Γη απηφ ην ιφγν ην OFDM εκθαλίδεηαη ηδαληθφ γηα απηέο ηηο εθαξκνγέο. Ζ ηδέα ηψξα ηεο ρξήζεο ηνπ OFDM ζηηο αζχξκαηεο επηθνηλσλίεο δεδνκέλσλ έδεημε πνιιά νθέιε: πςειή ρσξεηηθφηεηα ησλ δηθηχσλ, κεγάινη ξπζκνί κεηάδνζεο ησλ δεδνκέλσλ, αμηνπηζηία θαη επζηάζεηα αθφκα θαη ζε αζηαζή πεξηβάιινληα. Σα πεξηζζφηεξα ζπζηήκαηα WLAN (Wireless Local Access Networks) ρξεζηκνπνηνχλ πξνο ην παξφλ ην standard ηππνπνίεζεο IEEE802.11b πνπ παξέρεη κέγηζην ξπζκφ δεδνκέλσλ πεξίπνπ 11Mbps. Πην πξφζθαηα WLAN standards φπσο ην IEEE802.11a, ην HiperLAN2 θαη ηα g, x ζηεξίδνληαη ζηελ OFDM δηακφξθσζε θαη παξέρνπλ θαηά πνιχ πςειφηεξνπο ξπζκνχο (κέρξη θαη 54Mbps).

21 Πιενλεθηήκαηα Γηακφξθσζεο OFDM Σν OFDM επηηπγράλεη πνιχ θαιχηεξε εθκεηάιιεπζε ηνπ δηαζέζηκνπ θάζκαηνο ζε ζρέζε κε ηα ζπζηήκαηα εμαπισκέλνπ θάζκαηνο (spread spectrum). Σν OFDM επηηξέπεη ηδηαίηεξα ειαζηηθή δηαλνκή θαη ρξήζε ελφο ζπγθεθξηκέλνπ εχξνπο θάζκαηνο. Δπηπξφζζεηα ζπγθεθξηκέλεο ζπρλφηεηεο κέζα ζηε δψλε ζπρλνηήησλ κπνξνχλ λα θαηαζηαινχλ, ψζηε λα απνηξαπνχλ ελδερφκελεο παξεκβνιέο κε άιια ζπζηήκαηα. Με ην OFDM είλαη δπλαηφ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ δχν ή πεξηζζφηεξεο κε ζπλερφκελεο δψλεο ζπρλνηήησλ γηα ηε κεηάδνζε κίαο θαη κφλν ξνήο δεδνκέλσλ. Κάζε θέξνλ κπνξεί λα δηακνξθσζεί αλεμάξηεηα απφ ηα ππφινηπα, κε δηαθνξεηηθέο κεζφδνπο δηακφξθσζεο, εάλ ρξεηάδεηαη. Σππηθά παξαδείγκαηα δηακφξθσζεο θέξνληνο απνηεινχλ νη FSK, PSK, θαη QAM κε δηαθνξεηηθφ πιήζνο απφ Bits γηα θάζε θέξνλ. Με απηφλ ηνλ ηξφπν ν ιφγνο ζήκα πξνο ζφξπβν κπνξεί λα νξηζηεί βέιηηζηνο γηα θάζε θέξνλ. Σν OFDM είλαη αμηνζεκείσηα πην εχξσζην σο πξνο ηελ αιιεινπαξεκβνιή ζπκβφισλ θαη ηηο θαζπζηεξήζεηο πνπ πξνθαινχληαη θαηά ηε κεηάδνζε ζην θαλάιη ζε ζρέζε κε ηα ζπζηήκαηα ζηελήο δψλεο. Απηφ νθείιεηαη θπξίσο ζην γεγνλφο φηη ε παξάιιειε κεηάδνζε ζε πνιιαπιά θέξνληα νδεγεί ζε κεγαιχηεξεο δηάξθεηαο ζχκβνια. Δπηπιένλ ε αιιεινπαξεκβνιή ζπκβφισλ κπνξεί ηειείσο λα εθκεδεληζηεί εηζάγνληαο δηαζηήκαηα αζθαιείαο (Guard Intervals) ή θπθιηθά πξνζέκαηα (Cyclic Prefixes) αλάκεζα ζηα ζχκβνια. Σν OFDM είλαη πην αλζεθηηθφ ζηελ παξνπζία ζνξχβνπ ζηελήο δψλεο, επεηδή ηέηνηεο παξεκβνιέο ζπλήζσο θαηαζηξέθνπλ έλα κφλν θέξνλ. Έηζη κε θαηάιιεινπο θψδηθεο δηφξζσζεο ιαζψλ ηα θαηεζηξακκέλα bits κπνξνχλ ζεσξεηηθά λα αλαθηεζνχλ. ε ζπλδπαζκφ κε έλαλ θαιά ζρεδηαζκέλν δηαθπιισηή (interleaver) θαη έλα forward error correction ζρήκα θσδηθνπνίεζεο, ην OFDM κπνξεί λα αληεπεμέιζεη νπζηαζηηθά απέλαληη ζηνλ θξνπζηηθφ ζφξπβν (impulsive noise) Αξρή ιεηηνπξγίαο OFDM ηελ OFDM δηακφξθσζε ην εχξνο θάζκαηνο ηνπ θαλαιηνχ ρσξίδεηαη ζε έλα πιήζνο απφ ππνθαλάιηα. ε θάζε ππνθαλάιη, έλα θέξνλ δηακνξθψλεηαη ζε πνιχ ρακειφηεξν ξπζκφ δεδνκέλσλ. Έλα ηέηνην ζρήκα δηακφξθσζεο κπνξεί λα ζεσξεζεί φηη απνηειείηαη απφ Ν αλεμάξηεηα δηακνξθσκέλα θέξνληα κε δηαθνξεηηθή ζπρλφηεηα ην θαζέλα. Δάλ νη ζπρλφηεηεο επηιερζνχλ θαηάιιεια ηφηε ηα θέξνληα ζα είλαη νξζνγψληα κεηαμχ ηνπο θαη δελ ζα δεκηνπξγνχλ αιιεινπαξεκβνιέο.

22 Έλα παξάδεηγκα ηεο θαηαλνκήο ηνπ θάζκαηνο θαηά ηελ OFDM δηακφξθσζε παξνπζηάδεηαη ζην επφκελν ζρήκα θάζκα πνιιαπιώλ θνξέσλ OFDM ην παξαπάλσ ζρήκα δηαθξίλνπκε ηνπο θνξείο νη νπνίνη παξνπζηάδνπλ αιιεινεπηθάιπςε, πνπ φκσο δελ δεκηνπξγεί πξφβιεκα θαζψο είλαη νξζνγψληνη κεηαμχ ηνπο. Έηζη κεηά απφ ηε δηακφξθσζε πεξλάκε ζηελ δνκή πνιχπιεμεο OFDM πνπ πξέπεη λα απνθηήζεη ην πξνο κεηάδνζε ζήκα πξνθεηκέλνπ λα παξνπζηάδεη ηελ ειάρηζηε δηαζπκβνιηθή παξελφριεζε. Απηφ νθείιεηαη ζην φηη δπν δηαδνρηθνί ππφ-θνξείο είλαη νξζνγψληνη κεηαμχ ηνπο. Ζ δνκή ηνπ OFDM παξνπζηάδεη πνιππινθφηεηα. Αλάινγα κε ην πιήζνο ησλ θνξέσλ πνπ έρεη δηαθξίλνπκε ηηο εθδνρέο 2Κ, 4Κ, 8Κ κε 2048, 4096 θαη 8192 θνξείο αληίζηνηρα. Όζν κεγαιχηεξνο είλαη ν αξηζκφο ησλ θνξέσλ ηφζν κεγαιχηεξε είλαη ε ηαρχηεηα κεηάδνζεο πνπ κπνξεί λα αλαπηπρζεί. Όκσο ην κεηνλέθηεκά ελφο ζπζηήκαηνο κε πνιινχο θνξείο είλαη ε απμεκέλε επαηζζεζία πνπ παξνπζηάδεη ζε πεξηβάιινλ φπνπ νη ζπλδξνκεηέο είλαη θηλνχκελνη νπφηε θαη παξνπζηάδεηαη κεηαηφπηζε ηεο ζπρλφηεηαο (θαηλφκελν Doppler). Απφ ην ζχλνιν ησλ θνξέσλ έλα κέξνο κεηαθέξεη ηελ ρξήζηκε πιεξνθνξία ελψ θάπνηνη άιινη ρξεζηκνπνηνχληαη σο βνεζεηηθνί. Έηζη δηαθξίλνπκε ηνπο θνξείο ζε ελεξγνχο θαη κε.

23 Πίλαθαο 2.1 Φνξείο OFDM ηνλ πξνεγνχκελν πίλαθα βιέπνπκε ην πιήζνο ησλ θνξέσλ πνπ κεηαθέξνπλ ρξήζηκε πιεξνθνξία αιιά θαη ην εχξνο ηνπο γηα ηηο εθδνρέο 2Κ θαη 8Κ γηα έλα θαλάιη ησλ 8 Mhz. Οη θνξείο «πηιφηνη» βξίζθνληαη δηάζπαξηνη αλάκεζα ζηνπο ελεξγνχο θνξείο θαη ρξεζηκεχνπλ γηα ην ζπγρξνληζκφ πιαηζίσλ, ζπρλφηεηαο θαη ρξφλνπ κεηαμχ πνκπνχ θαη δέθηε θαηά ηε ιήςε. Δπηπιένλ έρνπκε ηνπο θνξείο TPS (Transmission Parameter Signalling) νη νπνίνη ζεκαηνδνηνχλ παξακέηξνπο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηελ θσδηθνπνίεζε, ηε δηακφξθσζε θαη ην θαλάιη ηεο κεηάδνζεο. Γίλνληαο κία ζρεκαηηθή αλαπαξάζηαζε ησλ παξαπάλσ ηκεκάησλ απ ηα νπνία πεξλά ην ζήκα κέζα ζην ζχζηεκα εθπνκπήο παίξλνπκε ην παξαθάησ ζρήκα: ζρήκα 2.14 Γνκή πνκπνύ Ακέζσο κεηά ηελ πνιχπιεμε OFDM ιακβάλεη ρψξα ν αληίζηξνθνο, γξήγνξνο κεηαζρεκαηηζκφο Fourier (IFFT) πνπ κεηαθέξεη ην δηαθξηηφ ζήκα απφ ην πεδίν ηνπ ρξφλνπ ζην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο. 2.4 Γέθηεο ηα θπθιψκαηα ηνπ δέθηε ην ζήκα πθίζηαηαη ηηο αληίζηξνθεο δηαδηθαζίεο επεμεξγαζίαο απφ απηέο πνπ πεξηγξάςακε πξνεγνπκέλσο. Αθνχ γίλεη ε κεηαηξνπή ηνπ ζε ςεθηαθφ θάλνληαο ρξήζε ηνπ FFT γίλεηαη ε αλάιπζε ηνπ δηακνξθσκέλνπ OFDM ζήκαηνο αλαγλσξίδνληαη νη θνξείο «πηιφηνη» ζπκθσλά κε ηνπο νπνίνπο γίλεηαη ν ρξνληζκφο ηνπ

24 δέθηε. Παξάιιεια νη θνξείο TPS ελεκεξψλνπλ ην ζχζηεκα γηα ηε δηακφξθσζε ηνπ ζήκαηνο. πλνπηηθά ε δνκή ηνπ δέθηε έρεη ηελ παξαθάησ δηάηαμε: ζρήκα 2.15 δνκή δέθηε ηε ζπλέρεηα αθνινπζεί ε δηαδηθαζία ηεο απνδηακφξθσζεο φπνπ θάζε ζεκείν ηνπ δηαγξάκκαηνο αζηεξηζκνχ, αληηζηνηρίδεηαη ζε κηα αιιεινπρία bits ζχκθσλα κε ηελ θσδηθνπνίεζε πνπ είρε πξνεγεζεί. πγθεθξηκέλα ζην κνληέιν πνπ ζρεκαηίδεηαη ρξεζηκνπνηείηαη soft-decoding απνδηακφξθσζε. Σα παξαπάλσ block δηαγξάκκαηα έρνπλ ζρεδηαζηεί κε ρξήζε ηνπ πξνγξάκκαηνο SIMULINK πνπ ππνζηεξίδεηαη απφ ην MATLAB. 2.5 Καλάιη θηλνχκελνπ ζπλδξνκεηή Δηζαγσγή Σν πεξηβάιινλ πνπ θηλείηαη έλαο ζπλδξνκεηήο παξνπζηάδεη αξθεηά εκπφδηα γηα ηελ δηάδνζε ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο αθηηλνβνιίαο. Σα εκπφδηα απηά είηε απνξξνθνχλ ηελ αθηηλνβνιία ή ηελ αλαθινχλ ζε θάπνην πνζνζηφ ή ηεο αιιάδνπλ δηεχζπλζε. πλνπηηθά, ηα θαηλφκελα πνπ ιακβάλνπλ ρψξα είλαη ε αλάθιαζε, ε δηάζιαζε θαη ε πεξίζιαζε. Έηζη δεκηνπξγείηαη έλα πεξηβάιινλ φπνπ ε ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία παξνπζηάδεη πνιπφδεπζε, θηάλεη δειαδή ζηνλ δέθηε κέζσ δηαθνξεηηθψλ κνλνπαηηψλ. Αλάινγε κε ην κήθνο ηεο δηαδξνκήο είλαη θαη ε θαζπζηέξεζε κε ηελ νπνία θηάλεη ην ζήκα ζην δέθηε. Σα εθηφο θάζεο ζήκαηα πξνζηίζεληαη κε ην θχξην ζήκα κε απνηέιεζκα ηελ αιινίσζε ηνπ ζήκαηνο. Απηφ έρεη σο απνηέιεζκα ηηο απφηνκεο κεηαβνιέο ηεο ηζρχνο ηνπ ζήκαηνο ζην δέθηε πνπ πεξλά πνιιέο θνξέο θάησ απφ ην θαηψθιη επαηζζεζίαο ηνπ, νπφηε θαη δηαθφπηεηαη ε επηθνηλσλία. Χζηφζν ζχκθσλα κε ην πξφηππν DVB-SH πνπ ζα αλαιπζεί ζηε ζπλέρεηα, εθφζνλ ππάξρεη νπηηθή επαθή κε ην δνξπθφξν, έρεη σο ζήκα ιήςεο ην αληίζηνηρν δνξπθνξηθφ. ε πεξηνρέο φκσο πνπ ππάξρνπλ πςειά θηήξηα θαη πνηθίινη άιινη παξάγνληεο πνπ κπνξεί λα δεκηνπξγήζνπλ θαηλφκελα ξαδηνζθίαζεο (αζηηθή πεξηνρή), ην θπξίαξρν ζήκα είλαη ην επίγεην. Με απηφλ ηνλ ζπλδπαζκφ θαηαθέξλνπκε λα απνθνκίζνπκε ην πιενλέθηεκα ηεο κεγάιεο γεσγξαθηθά θάιπςεο κηαο δνξπθνξηθήο κεηάδνζεο, ζσξαθίδνληαο ην ζχζηεκα καο κε επίγεηνπο ζηαζκνχο εθπνκπήο ζε αζηηθέο πεξηνρέο. Έηζη, ην ζήκα πνπ αληηκεησπίδεη ζεκαληηθφ πξφβιεκα απφ πεξηβάιινλ πνιπφδεπζεο είλαη απηφ πνπ εθπέκπεηαη απφ ηνπο επίγεηνπο ζηαζκνχο βάζεο

25 2.5.2 Μνληέια Γηάδνζεο Τπάξρνπλ αξθεηά κνληέια ηα νπνία κέζα απφ ηα νπνία εθθξάδεηαη ε αιινίσζε πνπ πθίζηαηαη ην ζήκα θαηά ηελ δηάδνζή ηνπ κέζα ζε έλα πεξηβάιινλ fading.γχν απφ ηα ζεκαληηθφηεξα είλαη ηα κνληέια Rayleigh θαη Ricean. κνξθή Θεσξνχκε φηη ην πξνο κεηάδνζε ζήκα, θεχγνληαο απφ ηελ θεξαία εθπνκπήο, έρεη ηε j2 fct x( t) Re[ s( t) e ] (2.1) Όπνπ st () ην ζήκα βαζηθήο δψλεο f c ε ζπρλφηεηα ηνπ θέξνληνο Με απηφλ ηνλ ηξφπν κπνξεί λα αλαπαξαζηαζεί νπνηνδήπνηε δσλνδηαβαηφ ζήκα. Σφηε ην ζήκα πνπ θηάλεη ζην θεξαηνζχζηεκα ηνπ δέθηε κέζσ L δηαθνξεηηθψλ κνλνπαηηψλ, είλαη ηεο κνξθήο : Όπνπ al () t ε εμαζζέληζε ηνπ ζήκαηνο γηα θάζε κνλνπάηη l () t ε ρξνληθή θαζπζηέξεζε γηα θάζε κνλνπάηη (2.2) ζρήκα 2.16 ιήςε κέζσ ζήκαηνο πνιπόδεπζεο

26 Οπφηε θαηά ηνλ ππνβηβαζκφ ζπρλφηεηαο ηνπ ζήκαηνο ζηα θπθιψκαηα ηνπ δέθηε (ζήκα βαζηθήο δψλεο), ε θπκαηνκνξθή αλαπαξίζηαηαη απφ ηε ζρέζε: (2.3) Ζ αλαπαξάζηαζε ηνπ ζήκαηνο πνπ θηάλεη ζην δέθηε είλαη κηα ζηνραζηηθή δηαδηθαζία. Οπφηε κπνξνχκε λα κνληεινπνηήζνπκε ην παξαπάλσ ζήκα κέζα απφ κία ζηνραζηηθή δηαδηθαζία φπνπ ιακβάλνπλ ρψξα κηγαδηθνί αξηζκνί πνπ αλήθνπλ ζε θαηαλνκή Gauss. Υαξαθηεξηζηηθά απηήο ηεο θαηαλνκήο είλαη ε κέζε ηηκή θαη ε απφθιηζε πνπ παξνπζηάδνληαη παξαθάησ. (2.4) Έλα ζεκαληηθφ ζηνηρείν πνπ παίξλνπκε απφ ηελ θαηαλνκή Gauss είλαη ε ζπλάξηεζε ππθλφηεηαο πηζαλφηεηαο (ζ.π.π.). Θεσξψληαο επηπιένλ φηη γηα ην αξρηθφ ζήκα r(t) ηζρχεη: (2.5) Πξνθχπηεη ε ζ.π.π. (2.6) Όπνπ: (2.7)

27 (2.8) Αθνχ ε ηζρχο ηνπ ζήκαηνο είλαη απηή πνπ καο ελδηαθέξεη άκεζα, ηφηε ε ζ.π.π. ζπλαξηήζεη ηνπ μ είλαη: Όπνπ I ( x) είλαη : 0 (2.9) (2.10) Ζ ζρέζε (2.9) καο δίλεη ηε ζ.π.π. γηα ηελ θαηαλνκή Rice. Δλψ ην κνληέιν Reileigh απνηειεί ππνπεξίπησζε ηνπ κνληέινπ Ricean θαζψο αλαθέξεηαη ζε ζήκα r(t) κε κεδεληθή κέζε ηηκή. (Α=0). Οπφηε πξνθχπηεη ν ηειηθφο ηχπνο γηα ηε ζ.π.π. απηνχ ηνπ κνληέινπ, πνπ είλαη : (2.11)

28 ζρήκα 2.17 θακπύιεο θαηαλνκώλ Rice θαη Rayleigh Ο παξάγνληαο Κ νλνκάδεηαη παξάγνληαο Ricean θαη είλαη K A r. Πξνθαλψο γηα ηελ θαηαλνκή Rayleigh ηζρχεη K=0 νπφηε ζε db K φπσο θαίλεηαη θαη ζηε γξαθηθή παξάζηαζε. Έλα απφ ηα ζεκαληηθφηεξα πξνβιήκαηα πνπ κπνξνχλ λα δεκηνπξγεζνχλ ιφγσ ησλ παξαπάλσ κεραληζκψλ δηάδνζεο ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο αθηηλνβνιίαο είλαη ε δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή (ISI). Σφηε ε απφζηαζε κεηαμχ δχν δηαδνρηθψλ θνξέσλ γίλεηαη αθφκα πην κηθξή, κε απνηέιεζκα λα ράλεηαη ε κεηαμχ ηνπο νξζνγσληφηεηα.

29 ζρήκα 2.18 πεξηβάιινλ fading Όηαλ έλαο ζπλδξνκεηήο θηλείηαη, δελ είλαη δπλαηφ λα βξίζθεηαη ζπλερψο ζε νπηηθή επαθή κε ηελ θεξαία εθπνκπήο. Σν ζχλνιν ησλ παξαπάλσ θαηλνκέλσλ δηακνξθψλεη έλα θαλάιη Rayleight. Σα ραξαθηεξηζηηθά ελφο ηππηθνχ ηέηνηνπ θαλαιηνχ είλαη ηα παξαθάησ: Πίλαθαο 2.2 ηελ πξψηε ζηήιε έρνπκε ηελ αξίζκεζε ησλ κνλνπαηηψλ θαηά αχμνπζα ζεηξά. Σν πξψην κνλνπάηη αληηζηνηρεί ζηελ δεχμε κε νπηηθή επαθή (αλ απηή ππάξρεη) ή ζην πην ζχληνκν κνλνπάηη. Όια ηα ππφινηπα δηαλχζκαηα είλαη ζίγνπξα πξντφληα πνιπφδεπζεο. ηε δεχηεξε ζηήιε βιέπνπκε ηελ θαζπζηέξεζε κε ηελ νπνία ιακβάλεηαη ην ζήκα απφ ην θάζε κνλνπάηη. ηελ ηξίηε θαη ηέηαξηε ζηήιε έρνπκε ηελ ηζρχ ηνπ ιακβαλφκελνπ ζήκαηνο απφ θάζε κνλνπάηη ζε γξακκηθή θαη db θιίκαθα αληίζηνηρα..

30 2.5.3 Φαηλόκελν Doppler Ζ πνιππινθφηεηα ελφο θαλαιηνχ φπσο ην παξαπάλσ εληείλεηαη φηαλ ε θεξαία ηνπ δέθηε θηλείηαη ζε ζρέζε κε ηελ θεξαία εθπνκπήο παξνπζηάδεηαη ην θαηλφκελν Doppler (κεηαηφπηζε ζπρλφηεηαο) ην νπνίν απνηειεί κεγάιν ερζξφ ησλ ηειεπηθνηλσληψλ. Ζ ζρέζε πνπ καο δίλεη ηε κεηαηφπηζε ζπρλφηεηαο είλαη ε παξαθάησ: φπνπ f 8 f V c cos( )3 10 m C / sec V f c ηαρχηεηα ηνπ δέθηε ζπρλφηεηα ηνπ θνξέα 8 C ηαρχηεηα ηνπ θσηφο ( 3 10 m / sec ) γσλία κεηαμχ θαηεχζπλζεο θίλεζεο θαη θαηεχζπλζεο ζήκαηνο ηηο κέξεο καο νη ηαρχηεηεο ησλ κέζσλ κεηαθνξάο παξνπζηάδνπλ απμεηηθέο ηάζεηο, θάηη πνπ νδεγεί ζε φιν θαη κεγαιχηεξεο κεηαηνπίζεηο ζπρλφηεηαο. Πξνθεηκέλνπ λα κειεηήζνπκε ηε ζπκπεξηθνξά ηνπ ζπζηήκαηνο γηα θηλνχκελνπο ζπλδξνκεηέο ζα πξνρσξήζνπκε ζε κηα θαηεγνξηνπνίεζε απηψλ ζχκθσλα κε ηελ ηαρχηεηα πνπ θηλνχληαη. Λφγσ ηεο κεηαηφπηζεο ζπρλφηεηαο παξαηεξείηαη ζηξνθή ησλ ζεκείσλ απεηθφληζεο ηεο δηακφξθσζεο QAM φπσο θαίλεηαη θαη ζην παξαθάησ ζρήκα. ζρήκα 2.19 επίδξαζε θαηλνκέλνπ Doppler ζηνπο αζηεξηζκνύο

31 Γηα δηάθνξνπο θηλνχκελνπο ζπλδξνκεηέο θαη έζησ φηη έρνπκε κεηάδνζε κε ζπρλφηεηα θνξέα ζηα 700Mhz. Σφηε ε κέγηζηε κεηαηφπηζε ζπρλφηεηαο (cos(θ)=1) είλαη: Πίλαθαο 2.3 ηύπνο ζπλδξνκεηή Σαρύηεηα κεηαηόπηζε ζπρλόηεηαο (km/h) (Hz) πεδφο 5 3,2 απηνθίλεην πφιεο πινίν απηνθίλεην χπαηζξνο ηξέλν απηνθίλεην εζληθήο νδνχ γξήγνξν απηνθίλεην γξήγνξν ηξέλν πνιχ γξήγνξν ηξέλν ηαρχηαην ηξέλν Ζ αληηκεηψπηζε ησλ πξνβιεκάησλ πνπ δεκηνπξγεί έλα θαλάιη πνπ παξνπζηάδεη έληνλν fading γίλεηαη ηφζν κε ηε ρξήζε αιγφξηζκσλ εκπξνζζφδξνκεο δηφξζσζεο ιαζψλ (FEC), ησλ νπνίσλ ε ιεηηνπξγηθφηεηα θάλεθε ζε παξαπάλσ δηαγξάκκαηα, φζν θαη κε ηε δνκή ηεο δηακφξθσζεο πνιιαπιψλ θνξέσλ OFDM. Χζηφζν ζε πεξίπησζε δνξπθνξηθήο κεηάδνζεο DVB-H θαη ππφ ηελ πξνυπφζεζε λα ππάξρεη νπηηθή επαθή κεηαμχ δνξπθφξνπ-θηλεηνχ ζπλδξνκεηή. Σφηε ε ζρεηηθή θίλεζε κεηαμχ δνξπθφξνπ θαη ζπλδξνκεηή (ιφγσ ηνπ κεγάινπ χςνπο ηνπ δνξπθφξνπ) κπνξεί λα αγλνεζεί νπφηε θαη δελ παξνπζηάδεηαη κεηαηφπηζε ζπρλφηεηαο Μειέηε πζηήκαηνο ζε θαλάιη κε ιεπθό ζόξπβν Ζ παξνπζία ζνξχβνπ ζην θαλάιη εθθξάδεηαη κε ην ιφγν ζήκαηνο πξνο ζφξπβν S N. Ο ζφξπβνο απνηειεί ην αίηην γηα ην νπνίν έλα bit θαηά ηε θάζε ηεο ιήςεο ηνπ κπνξεί λα αλαγλσξηζηεί ιαλζαζκέλα απφ ην δέθηε. Σν πνζνζηφ ησλ ιαλζαζκέλσλ bit εθθξάδεηαη κε ην BER (bit error rate) θαη απνηειεί ίζσο ην ζεκαληηθφηεξν θξηηήξην γηα ηε δηαζθάιηζε ηεο πνηφηεηαο ηεο παξερφκελεο ηειεπηθνηλσληαθήο ππεξεζίαο. Αθνινπζεί κειέηε ηεο ζπκπεξηθνξάο ηνπ ζπζηήκαηνο ζε πεξηβάιινλ ιεπθνχ πξνζζεηηθνχ γθανπζηαλνχ ζνξχβνπ. Αξρηθά κειεηάκε ηε ζπκπεξηθνξά γηα 4Κ OFDM ζχζηεκα κε δηακφξθσζε 16QAM. Μέζα απ ηα επφκελα δηαγξάκκαηα βιέπνπκε ηελ επίδξαζε ηνπ ζνξχβνπ ε νπνία νδεγεί ζηε κεηαθίλεζε ηνπ απνζηειφκελνπ ζήκαηνο εληφο ηνπ νξζνθαλνληθνχ ζπζηήκαηνο ησλ κηγαδηθψλ φπσο ην είρακε απεηθνλίζεη πξνεγνπκέλσο (ζρήκα 8). Όζν κηθξφηεξνο είλαη ν ιφγνο ζήκαηνο πξνο ζφξπβν, ηφζν κεγαιχηεξε είλαη ε πηζαλφηεηα λα απνκαθξπλζεί

32 πεξηζζφηεξν ην ζήκα απφ ηελ πξνθαζνξηζκέλε ζέζε. Σφηε ν δέθηεο θαιείηαη λα ζπγθξίλεη ην ιακβαλφκελν ζήκα θαη λα απνθαζίζεη ζε πνηα απφ ηηο πξνθαζνξηζκέλεο ζέζεηο αληηζηνηρεί. (γηα ηελ εμαγσγή ησλ παξαθάησ ζρεκάησλ πινπνηήζεθαλ ζρήκα 2.20 SNR ζρήκα 2.21 SNR=16 db ε αθφκα κηθξφηεξεο ηηκέο SNR ε απεηθφληζε γίλεηαη ρανηηθή. ζρήκα 2.22 SNR=10 db 7 Μεηαδίδνληαο πιαίζηα ησλ 188 bytes κε πεξίνδν T s sec επηηπγράλνπκε κεηάδνζε 3.5 Mbyte/sec ή 28 Mbps. Αλάινγα κε ηε δηακφξθσζε πνπ ζα επηιέγνπκε θάζε θνξά, ν παξαπάλσ ξπζκφο κεηάδνζεο ζα αληηζηνηρεί ζε δηαθνξεηηθφ εχξνο θάζκαηνο πνπ θαινχκαζηε λα δεζκεχζνπκε. Σα θαλάιηα ζχκθσλα κε ην πξφηππν DVB-H

33 θαηεγνξηνπνηνχληαη ζχκθσλα κε ην εχξνο δψλεο ζε θαλάιηα ησλ 5,6 θαη 7 Mhz. Απηφ ζα θαίλεηαη θάζε θνξά απφ ηνλ αλαιπηή θάζκαηνο πνπ ζα παξνπζηάδεηαη. χκθσλα κε κεηξήζεηο πνπ ζα αθνινπζήζνπλ ζε επφκελν θεθάιαην βξίζθνπκε ηελ ειάρηζηε ηηκή ηνπ 4 SNR πνπ καο εμαζθαιίδεη απνδεθηή πηζαλφηεηα ζθάικαηνο (BER< 10 ). ζρήκα 2.23 bandwidth 16QAM (SNR=18) Μεηαβάιινληαο ην SNR παξαηεξνχκε πσο απφ θάπνηα ηηκή θαη θάησ ην BER απμάλεηαη θαηαθφξπθα. Απηφ γίλεηαη επεηδή ε ηζρχο ζήκαηνο πνπ ιακβάλεηαη παξνπζηάδεη ζεκαληηθέο δηαθπκάλζεηο κε απνηέιεζκά λα πεξλά θάησ απφ ην θαηψθιη επαηζζεζίαο ηνπ δέθηε. Οη δηαθπκάλζεηο απηέο είλαη νξαηέο ζην παξαπάλσ ζρήκα αλ θαη ην SNR έρεη κηα απνδεθηή ηηκή. Γηα ρακειφηεξν SNR νη δηαθπκάλζεηο είλαη ζπρλφηεξεο αιιά θαη κεγαιχηεξνπ πιάηνπο.

34 ζρήκα 2.24 bandwidth 16QAM (SNR=9) 2.6 Μαζεκαηηθή Αλαπαξάζηαζε ήκαηνο Καηά ηε δηακόξθσζε OFDM Α) ηελ αξρή θάζε ζπκβφινπ εηζάγνπκε έλα κέξνο απφ ην ηέινο ηνπ. Έηζη εηζάγνπκε έλα δηάζηεκα αζθαιείαο (cyclic prefix) ην νπνίν είλαη αλάινγν κε ηελ θαζπζηέξεζε ηελ νπνία αλακέλεηαη λα παξνπζηάζνπλ ζήκαηα πνπ ζα αθνινπζήζνπλ κεηά απφ ην θπξίσο ζήκα ιφγσ ηεο πνιπφδεπζεο. Με απηή ηε δηαδηθαζία ζσξαθίδνπκε πεξηζζφηεξν ην ζχζηεκά καο απέλαληη ζηελ δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή (ISI). Όκσο ην αξλεηηθφ είλαη φηη φζν κεγαιχηεξν είλαη απηφ ην δηάζηεκα αθαιείαο ηφζν κηθξφηεξε είλαη ε εθκεηάιιεπζε ηνπ θάζκαηνο πνπ επηηπγράλνπκε. ζρήκα 2.25 εηζαγσγή δηαζηήκαηνο αζθαιείαο

35 Ζ δηάξθεηα Tg (guard interval) ηνπ ηκήκαηνο πνπ επαλαιακβάλεηαη πξέπεη λα είλαη κεγαιχηεξε ηεο κέγηζηεο θαζπζηέξεζεο ησλ πιαηζίσλ max. Μαζεκαηηθή αλαπαξάζηαζε κεηαδηδφκελνπ ζήκαηνο: Όπνπ : k αξηζκφο θνξέα OFDM l αξηζκφο ζπκβφινπ ηνπ block m αχμνληαο αξηζκφο πιαηζίνπ Ts δηάξθεηα ζπκβφινπ Tu αληίζηξνθν ηνπ εχξνπο δψλεο θάζε θνξέα Γ δηάξθεηα ηνπ δηαζηήκαηνο αζθαιείαο (cyclic prefix) f c θεληξηθή ζπρλφηεηα θνξέα κεηάδνζεο C m,l,k ζπληειεζηήο γηα ηνλ θνξέα k, ηνπ ζπκβφινπ l,ηνπ πιαηζίνπ m. Β) Έρνπκε δηάζπαξηνπο κέζα ζε θάζε ζχκβνιν θνξείο πνπ δηαθξίλνληαη ζε ηξεηο θαηεγνξίεο. πλερείο ζπγρξνλίδνπλ ηε κεηάδνζε θαη βξίζθνληαη ζε θαζνξηζκέλεο ζέζεηο πνπ δίλνληαη απφ πίλαθεο νη νπνίεο είλαη ίδηεο γηα θάζε ζχκβνιν. Γηάζπαξηνη βξίζθνληαη ζε δηαθνξεηηθέο ζέζεηο ζε θάζε ζχκβνιν θαη επαλαιακβάλνληαη νη ζέζεηο ηνπο αλά ηεηξάδα ζπκβφισλ. Ο θαλφλαο πνπ θαζνξίδεη ηε ζέζε ηνπο είλαη

36 Όπνπ n ν αξηζκφο ηνπ ζπκβφινπ Φνξείο ΣPS πνπ πεξηιακβάλνπλ έλα TPS bit αλά ζχκβνιν. πλνιηθά δειαδή έλα block TPS πεξηιακβάλεη 68 bits. Απφ απηά έρνπκε: - 1 bit αλαγλψξηζεο - 16 bits ζπγρξνληζκνχ - 37 bits πιεξνθνξίαο - 14 bits πιενλαζκνχ γηα πξνζηαζία πιεξνθνξίαο ην παξαθάησ ζρήκα θαίλνληαη νη ζέζεηο ησλ θνξέσλ πνπ αλαιχζακε πξνεγνπκέλσο κέζα ζε έλα θαλάιη ησλ 8 Mhz ζρήκα 2.26 εηζαγσγή ζήκαηνο πηιόηνπ 2.7 Ρπζκφο Μεηάδνζεο Πιεξνθνξίαο Οη παξαπάλσ θνξείο, ν θπθιηθφο πιενλαζκφο θαη ην κέγεζνο ηνπ θψδηθα, θαηαλαιψλνπλ έλα κέξνο απφ ην θάζκα ζπρλφηεηαο πνπ δηαηίζεηαη ζην πξνο κεηάδνζε

37 ζήκα. Έηζη ν πξαγκαηηθφο ξπζκφο κεηάδνζεο είλαη ζηελ πξαγκαηηθφηεηα κηθξφηεξνο απφ ηνλ αλακελφκελν. Οπφηε ν ξπζκφο κεηάδνζεο πνπ αθνξά ηελ ρξήζηκε κφλν πιεξνθνξία Όπνπ: Ruseful log 2( QAM ) CR T 1 GI Σ GI CR ε βαζηθή πεξίνδνο κέγεζνο θπθιηθνχ πιενλαζκνχ code rate 2.8 Φπζηθφ Δπίπεδν Γεληθά Πεξλψληαο ζην ηειεπηαίν επίπεδν ζην νπνίν γίλεηαη ε πινπνίεζε ηεο κεηάδνζεο, θαινχκαζηε λα πξνζδηνξίζνπκε ηα ηερληθά ραξαθηεξηζηηθά ησλ πνκπνδεθηψλ θαη θεξαηνζπζηεκάησλ πνπ ζα ππνζηεξίμνπλ ηελ κεηάδνζε. Σα ραξαθηεξηζηηθά απηά θαζνξίδνληαη αλάινγα κε ην ρψξν πνπ γίλεηαη ε εθπνκπή αιιά θαη ηηο αλάγθεο ησλ ζπλδξνκεηψλ (θίλεζε κε κεγάιεο ηαρχηεηεο). Σα παξαπάλσ πξνζδηνξίδνπλ έλα ειάρηζην αλαγθαίν ιφγν θνξέα πξνο ζφξπβν C N.Σα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ εμνπιηζκνχ είλαη απηά πνπ ζα δηαζθαιίζνπλ ηνλ επηζπκεηφ ιφγν C N Γέθηεο Απφ ηελ πιεπξά ηνπ δέθηε, σο C νξίδεηαη ε ηζρχο ηνπ επηζπκεηνχ ζήκαηνο πνπ θηάλεη ζηελ είζνδν ησλ θπθισκάησλ ηνπ δέθηε (κεηά ηελ θεξαία ιήςεο) ζε Watt. Δλψ ν ζφξπβνο κπνξνχκε λα πνχκε πσο είλαη αλάινγνο ηνπ εχξνπο δψλεο ηνπ κεηαδηδφκελνπ ζήκαηνο. Άξα N NF k T B φπνπ N F ν δείθηεο ζνξχβνπ ηνπ δέθηε 23 k ζηαζεξά Boltzmann ( J/K) T απφιπηε ζεξκνθξαζία δέθηε Β εχξνο δψλεο ζήκαηνο Θεσξψληαο Σ=290 θαη Β=7.61 Mhz (γηα θαλάιηα ησλ 8Mhz) πξνθχπηεη

38 C C N dbm F db N db 105 Δπηπιένλ γηα DVB-T δίλεηαη C N Οπφηε CdBm 98 db N F ζε db πεξίπνπ 7. Δπεηδή φκσο ε ηζρχο απηή δελ είλαη αξθεηά εχθνιφ λα κεηξεζεί, ππνινγίδνπκε έλα πην εχθνια κεηξήζηκν κέγεζνο πνπ είλαη απηφ ηεο έληαζεο ηνπ ειεθηξηθνχ πεδίνπ, ην νπνίν ζπκβνιίδεηαη κε Δ. Ηζρχεη E 4 30 C c G F φπνπ c ηαρχηεηα ηνπ θσηφο G θέξδνο θεξαίαο F ζπρλφηεηα θνξέα Μεηξψληαο ηψξα ζε db παίξλνπκε EdB V / m 77.2 CdBm GdB 20log( F Mhz ) Έηζη κπνξνχκε λα πξνζδηνξίζνπκε ηελ ηζρχ εθπνκπήο θαη ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ εμνπιηζκνχ ψζηε λα επηηχρνπκε αμηφπηζηε κεηάδνζε αιιά θαη ην κηθξφηεξν ζπλνιηθφ θφζηνο ηνπ ζπζηήκαηνο. Οη ζπρλφηεηεο ηνπ θέξνληνο ζηηο νπνίεο κπνξεί λα ιεηηνπξγήζεη έλα ζχζηεκα DVB- H βξίζθνληαη ζηελ πεξηνρή ησλ UHF (L-band) θαη πην ζπγθεθξηκέλα Mhz φζνλ αθνξά ηελ επίγεηα κεηάδνζε,ελψ γηα ην πβξηδηθφ DVB-SH πνπ ζα αθνινπζήζεη, ρξεζηκνπνηείηαη θαη ε S-band (θάησ απφ ηα 3 Ghz) γηα ηε δνξπθνξηθή κεηάδνζε. Αλ θαη κε ηε ρξήζε κίαο κφλν θεξαίαο θαη γηα ηηο δχν κπάληεο ζπρλνηήησλ ζα κπνξνχζακε λα πξαγκαηνπνηήζνπκε ηε ιήςε, ζε θάπνηεο ζπζθεπέο πνπ ήδε έρνπλ παξνπζηαζηεί ρξεζηκνπνηνχκε 2 θεξαίεο ιήςεο, ψζηε λα έρνπκε θαιχηεξν θέξδνο ζηηο ζπρλφηεηεο ησλ επηκέξνπο ιεηηνπξγηψλ (δνξπθνξηθή,επίγεηα).

39 2.9 πκπεξάζκαηα Σν πξφηππν DVB-H βαζίδεηαη ζην πξφηππν πνπ αθνξά ηε κεηάδνζε ηεο επίγεηαο ςεθηαθήο ηειεφξαζεο DVB-T. Όκσο ιακβάλνληαο ππφςε ηηο αλάγθεο γηα θνξεηφηεηα ηνπ δέθηε θαη γεληθφηεξα ην πεξηβάιινλ πνπ δηακνξθψλεηαη γχξσ απφ ηνλ θηλνχκελν ζπλδξνκεηή δεκηνπξγείηαη ε αλάγθε γηα δηαθνξνπνίεζε κεηαμχ ησλ δχν πξνηχπσλ. εκεία θιεηδηά πνπ έρνπλ λα θάλνπλ κε ην πξφηππν DVB-H είλαη ε ρξήζε ηνπ time slicing πνπ εθαξκφδεη ηε κεηάδνζε πιεξνθνξίαο θαηά ξηπέο, ε ηζρπξφηεξε θσδηθνπνίεζε FEC ηνπ ζήκαηνο θαη ε ιεηηνπξγία 4Κ.

40 Κεθάιαην 3 ν Σερληθή Πεξηγξαθή ηνπ πξνηύπνπ DVB-SH

41 3.1 Δηζαγσγή Σν ζχζηεκα ιεηηνπξγεί ζε κία πβξηδηθή δνξπθνξηθή επίγεηα δνκή. Σν ζήκα κεηαδίδεηαη ζηα ηεξκαηηθά κέζσ δχν κνλνπαηηψλ. Α) Άκεζν θαλάιη επξείαο εθπνκπήο κέζσ δνξπθφξνπ Β) Έκεζν θαλάιη επξείαο εθπνκπήο απφ επίγεηνπο επαλαιήπηεο. Σν ζχζηεκα δηαζέηεη δχν ιεηηνπξγίεο 1. OFDM ιεηηνπξγία: Βαζίδεηαη ζην πξφηππν DVB-T κε ηξνπνπνηήζεηο. Απηή ε ιεηηνπξγία ππνζηεξίδεηαη θαη γηα κεηάδνζε θαη ζηα δχν κνλνπάηηα. Σα δχν ζήκαηα ζπλδπάδνληαη ζην δέθηε βέιηηζηε ιήςε ζε έλα δίθηπν κνλήο ζπρλφηεηαο. 2. TDM ιεηηνπξγία: Σα ραξαθηεξηζηηθά απηήο ηεο ιεηηνπξγίαο αληινχληαη ελ κέξεη απφ ην πξφηππν DVB-S2 γηα ηε βειηηζηνπνίεζε ηεο κεηάδνζεο κέζσ δνξπθφξνπ. Ζ ιεηηνπξγία απηή ρξεζηκνπνηείηαη κφλν ζην άκεζν κνλνπάηη. Σν ζχζηεκα ππνζηεξίδεη πνηθηιία ζπλδηαζκνχ θσδίθσλ αλάκεζα ζην δνξπθνξηθφ TDM θαη ηελ επίγεηα OFDM ιεηηνπξγία γηα αχμεζε ηεο αληνρήο. 3.2 Πεξηγξαθή ηνπ ζπζηήκαηνο κεηάδνζεο Καζνξηζκόο πζηήκαηνο Σν ζχζηεκα ζρεδηάζηεθε θπξίσο γηα ηε κεηάδνζε ππεξεζηψλ ηειεφξαζεο. Χζηφζν ππνζηεξίδεη έλα κεγάιν εχξνο άιισλ πνιπκεζηθψλ ππεξεζηψλ φπσο πνιπεθπνκπή ξαδηνθσληθψλ πξνγξακκάησλ ή κεηάδνζεο πιεξνθνξίαο φπσο θαηαθφξησζε αξρείσλ. Αλαιακβάλεη ηελ πξνζαξκνγή θαη κεηάδνζε ελφο ή δχν (ζηελ πεξίπησζε ηεξαξρηθήο ιεηηνπξγίαο) ζεκάησλ βαζηθήο δψλεο ζε ξνέο MPEG-TS κε δνκή ξηπψλ ζχκθσλα κε ην ραξαθηεξηζηηθφ time slicing ηεο ππεξεζίαο DVB-H. Σν κέγεζνο θάζε ξηπήο πνηθίιεη έηζη ψζηε λα ππνζηεξίδεηαη ε ιεηηνπξγία κεηαβιεηνχ ξπζκνχ κεηάδνζεο Αξρηηεθηνληθή ζπζηήκαηνο Πεξηγξάθνληαο ζπλνπηηθά ηηο ιεηηνπξγίεο ζηηο νπνίεο ππφθεηηαη ην ζήκα θαηαλέκνληαο ηεο ζε 3 δηαθνξεηηθέο θαηεγνξίεο αλάινγα κε ηε ιεηηνπξγία πνπ ιακβάλνπλ ρψξα έρνπκε: Κνηλά ζηνηρεία γηα ηηο δύν ιεηηνπξγίεο Πξνζζήθε CRC-16θαη πξνζζήθε θεθαιίδαο πιαηζίνπ πκπιήξσζε κε κεδεληθά (padding) θαη αλαθαηαλνκή (scrambling) ζην πιαίζην

42 Κσδηθνπνίεζε κε θψδηθα εχξεζεο θαη δηφξζσζεο ιαζψλ (FEC) ζχκθλα κε ην 3GPP turbo code Γηεκπινθή αλά bit θαηά ηκήκαηα, ζηα νπνία έρεη πξνζηεζεί ε πιενλάδνπζα πιεξνθνξία θσδηθνπνίεζεο FEC πγθεξαζηηθή ρξνληθή δηεκπινθή θαη ηειηθή πιαηζηνπνίεζε ηνηρεία ιεηηνπξγίαο TDM Καζνξηζκφο αληηζηνηρίαο bit-ζπκβφισλ-δηαγξάκκαηνο αζηεξηζκνχ Γηακφξθσζε TDM πιαηζίνπ θπζηθνχ επηπέδνπ Δηζαγσγή πηιφησλ θαη πξαγκαηνπνίεζε δηεκπινθήο Γηακφξθσζε παικψλ QPSK ηνηρεία ιεηηνπξγίαο OFDM Γηεκπινθή ζε επίπεδν ζπκβφισλ Γηαγξάκκαηα αζηεξηζκψλ OFDM πιαηζηνπνίεζε θαη πξνζζήθε TPS bits 3.3 Υαξαθηεξηζηηθά Τπνζπζηεκάησλ Πξνζαξκνγή ιεηηνπξγίαο Σν αξρηθφ ππνζχζηεκα δέρεηαη σο είζνδν παθέηα πνπ έρνπλ δηακνξθσζεί ζχκθσλα κε ην πξφηππν θσδηθνπνίεζεο θαη ζπκπίεζεο θηλνχκελεο εηθφλαο θαη ήρνπ MPEG2. Σα παθέηα απηά είλαη ζηαζεξνχ κήθνπο 188 x 8 bits. Σν πξψην byte δελ πεξηέρεη πιεξνθνξία ρξήζηκε γηα πιεξνθνξία αιιά είλαη απαξαίηεην γηα ηνλ ζπγρξνληζκφ ηεο εηζεξρφκελεο ξνήο. Ζ έμνδνο ηνπ ππνζπζηήκαηνο είλαη έλα πιαίζην πνπ πεξηιακβάλεη ηελ ρξήζηκε πιεξνθνξία 8 MPEG παθέησλ. ην πιαίζην ηεο εμφδνπ απηνχ ηνπ ππνζπζηήκαηνο δηαθξίλνπκε δχν επηκέξνπο ηκήκαηα, ην EHEADER θαη ην DATAFIELD. ζρήκα 3.1 block δηάγξακκα ηεο ιεηηνπξγίαο πξνζαξκνγήο

43 πλνπηηθά : Δίζνδνο MPEG-TS παθέηα Έμνδνο EHEADER + DATAFIELD Κσδηθνπνηεηήο CRC-16 Ο θσδηθνπνηεηήο απηφο πξνζζέηεη 16 bit πιενλάδνπζαο πιεξνθνξίαο ζην ηέινο θάζε παθέηνπ MPEG-TS. H πιεξνθνξία πξνθχπηεη απφ ηελ δηαίξεζε ηνπ πνιπσλχκνπ εηζφδνπ u(x) κε ην πνιπψλπκν y(x)=x 16 +x 12 +x Ζ πιεξνθνξία απηή ρξεζηκνπνηείηαη απφ ηελ πιεπξά ηνπ δέθηε γηα ηελ αλίρλεπζε θαη δηφξζσζε ιαζψλ πνπ ηπρψλ πξνέθπςαλ θαηά ηελ κεηάδνζε. ζρήκα 3.2 απεηθόληζε ηεο δηαδηθαζίαο θσδηθνπνίεζεο CRC Πξνζζήθε θεθαιίδαο ηελ αξρή θάζε ζηελ αξρή θάζε datafield ζην νπνίν ζα αλαθεξζνχκε ζηε ζπλέρεηα, ηνπνζεηείηαη ε θεθαιίδα e-header κήθνπο 114 bits. Ζ παξνπζία ηεο απνζθνπεί ζηε ζεκαηνδνζία ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηεο κεηάδνζεο θαη ηελ πνηθηιία θσδηθνπνηήζεσλ πνπ ππνζηεξίδεη ην πξφηππν DVB-SH.

44 ζρήκα 3.3 δηαδηθαζία ζεκαηνδνζίαο πιαηζίνπ e-header+datafield Σα bits πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηελ θεθαιίδα e-header έρνπλ ηελ παξαθάησ δηάηαμε: Πίλαθαο 3.1 πληνκνγξαθία Μήθνο ζε bits Θέζεηο ησλ bits TIS UPL DFL SYNC RFU CBCOUNTER CRC TIS (Type of input stream): Τπνδεηθλχεη ηνλ ηχπν ηεο ξνήο εηζφδνπ. Με 11 ζεκαηνδνηείηαη ε είζνδνο παθέησλ MPEG-TS θαη κε 01 ε είζνδνο παθέησλ γεληθήο ρξήζεο. Οη άιινη ζπλδπαζκνί είλαη δεζκεπκέλνη γηα ζεκαηνδνζία εηζφδσλ πνπ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζνχλ κειινληηθά. UPL: (User Packet Length ): εκαηνδνηεί ζε bits ην κήθνο πνπ έρνπλ ηα παθέηα πνπ εηζέξρνληαη ζην ζχζηεκα. DFL: (Datafield Length): εκαηνδνηεί ζε bits ην κήθνο πνπ έρεη ην πιαίζην ρξήζηκεο πιεξνθνξίαο κεηά ηελ πξνζζήθε ηνπ θψδηθα CRC-16 SYNC : To πεδίν απηφ είλαη αληίγξαθν ελφο εθ ησλ ηκεκάησλ πνπ δηαγξάθεθαλ απφ ηα παθέηα MPEG-TS ηα νπνία ζπκκεηέρνπλ ζηε δηαδηθαζία ζρεκαηηζκνχ ηνπ Datafield.

45 RFU : Γεζκεπκέλν πεδίν γηα ηελ ππνζηήξημε κειινληηθψλ ιεηηνπξγηψλ. CBCOUNTER: Απηφ ην ηκήκα πεξηέρεη πιεξνθνξία ζεκαηνδνζίαο ζρεηηθή κε ηελ πξφζζεηε πιεξνθνξία θσδηθνπνίεζεο εχξεζεο θαη δηφξζσζεο ιαζψλ. Γηαηξείηαη ζε δχν ππνηκήκαηα. α) CBCOUNTER_SH (14bits): Αλ δελ ππνζηεξίδεηαη ν ζπγρξνληζκφο ηεο ππεξεζίαο SHIP, ηφηε φια ηα bits παίξλνπλ ηελ ηηκή 0. Αλ ππνζηεξίδεηαη ν ζπγρξνληζκφο φκσο, ηφηε ππνδεηθλχεηαη ν αξηζκφο ηνπ πξψηνπ SH πιαηζίνπ αλάκεζα ζηα πνιππιεγκέλα πιαίζηα. β) CBCOUNTER_FB (10 bits): εκαηνδνηεί ηε ζέζε ηνπ EFRAME/FEC κπινθ αλάκεζα ζε νιφθιεξν ην SH πιαίζην. Ζ πξψηε ζέζε ζεκαηνδνηείηαη κε 0 θαη πξνζαπμάλεηαη θαηά 1 γηα θάζε επηπιένλ EFRAME. Σν ηκήκα επηζηξέθεη ζηελ αξρηθή ηηκή (0) κε ηελ έιεπζε λένπ SH πιαηζίνπ. CRC-16 : Ζ θσδηθνπνίεζε αλίρλεπζεο θαη δηφξζσζεο ιαζψλ εθαξκφδεηαη ζηα πεξηερφκελα ηεο θεθαιίδαο πξνζζέηνληαο ζην ηέινο ηεο πιενλάδνπζα πιεξνθνξία κήθνπο 16 bits Πξνζαξκνγή Ρνήο Απηή αλαιακβάλεη ηελ πξνζζήθε κεδεληθψλ πξνθεηκέλνπ λα ζπκπιεξσζεί ην κήθνο ζηαζεξνχ παθέηνπ L TC input Απηφ νλνκάδεηαη EFRAME. Ο ζρεδηαζκφο απηνχ ηνπ πιαηζίνπ είλαη θαηάιιεινο ψζηε λα κπνξεί λα εθαξκνζηεί σο είζνδνο ελφο turbo code θσδηθνπνηεηή. ζρήκα 3.4 ιεηηνπξγηθό κπινθ δηάγξακα ηεο πξνζαξκνγήο ξνήο

46 Πξνζζήθε Μεδεληθψλ (padding) Με απηή ηε δηαδηθαζία πξνζηίζεληαη πξνζζέηνπκε 114 bits θηάλνληαο έηζη ηα bits ηνπ ζηαζεξνχ κήθνπο ηνπ πιαηζίνπ ζρήκα 3.5 δηακόξθσζε πιαηζίνπ θαηά ηελ έμνδν ηεο δηαδηθαζίαο πξνζαξκνγήο ξνήο Γηεκπινθή (E-Scrambling) Σν πιαίζην E-Frame πξέπεη λα ηπραηνπνηεζεί. Γη απηφ ην ιφγν αθνινπζείηαη ε παξαθάησ δηαδηθαζία. Σν πνιπψλπκν ζχκθσλα κε ην νπνίν γίλεηαη ε ηπραηνπνίεζε είλαη h(x)=1+ x 14 +x 15 ην παξαθάησ ζρήκα παξαηεξνχκε ην ινγηθφ δηάγξακκα ζχκθσλα κε ην νπνίν πξνθχπηεη σο έμνδνο κία ςεπδνηπραία αθνινπζία. ζρήκα 3.6 ηπραηνπνίεζε εμόδνπ πιαηζίσλ Κσδηθνπνίεζε FEC turbo coding θαη δηαζηξσκάησζε θαλαιηνύ Ζ θσδηθνπνίεζε turbo coding εθαξκφδεηαη φπσο έρεη πξνηππνπνηεζεί θαηά 3GPP2. Έρνπλ εηζαρζεί ξπζκνί θψδηθα επηπιένλ απηψλ πνπ θαζνξίδνληαη ζπκθσλα κε ην 3GPP2 ψζηε λα δίλνληαη πεξηζζφηεξεο επηινγέο θαηά ηε ξχκζκηζε ησλ παξακέηξσλ ηνπ δηθηχνπ θέξλνληαο ηνλ ιφγν θέξνπζαο πξνο ζφξπβν ζηα επηζπκεηά επίπεδα. Δπηπιένλ επηηπγράλεηαη ν θαιχηεξνο δπλαηφο ζπλδπαζκφο κεηαμχ ιεηηνπξγηψλ OFDM θαη TDM. Ο turbo θσδηθνπνηεηήο πεξηιακβάλεη δχν επηκέξνπο ζπζηεκαηηθνχο θαη επαλαιεπηηθνχο

47 ζπλειηθηηθνχο θσδηθνπνηεηέο ζπλδεδεκέλνπο παξάιιεια κε έλαλ δηεκπινθέα. Καηά ηε δηάξθεηα ηεο θσδηθνπνίεζεο πξνζηίζεηαη κία νπξά ζην ηέινο θάζε αθνινπζίαο Turbo θσδηθνπνίεζε O turbo θσδηθνπνηεηήο γελλά κία αθνινπζία ζχκθσλα κε ην παξαθάησ ζρήκα. ζρήκα 3.7 turbo θσδηθνπνηεηήο Οη έμνδνη ησλ επηκέξνπο θσδηθνπνηεηψλ πεξλνχλ απφ ζπλαξηήζεηο δηάηξεζεο ζχκθσλα κε ηηο νπνίεο επηιέγεηαη ε έμνδνο πνπ ζα ζπκκεηέρεη θάζε θνξά ζηε κεηαδηδφκελε πιεξνθνξία. Με απηφ ηνλ ηξφπν κπνξνχκε λα κεηαβάινπκε ην ξπζκφ θσδηθνπνίεζεο ρσξίο λα αιιάμνπκε βαζηθέο δνκηθέο κνλάδεο πνπ ζπκκεηέρνπλ ζε απηή, παξά κφλν ηα δηαλχζκαηα δηάηξεζεο. ε απηά ηα δηαλχζκαηα φπνπ ππάξρεη 1 ζεκαίλεη πσο ε αληίζηνηρε είζνδνο ζπκπεξηιακβάλεηαη ζην δηάλπζκα εμφδνπ, ελψ κε 0 αγλνείηαη. ην παξαθάησ ζρήκα γίλνληαη εκθαλείο νη δνκηθέο κνλάδεο ηνπ ζπζηήκαηνο θσδηθνπνίεζεο ζπκπεξηιακβαλνκέλεο ηεο κνλάδαο δηάηξεζεο.

48 ζρήκα 3.8 3GPP2 turbo ζύζηεκα θσδηθνπνίεζεο Καηάιεμε turbo θσδηθνπνίεζεο ην ηέινο θάζε θσδηθνπνηεκέλνπ ζπκβφινπ πιεξνθνξίαο ν turbo θσδηθνπνηεηήο νθείιεη λα ζπκπιεξψλεη κε κία νπξά ζπκβφινπ. Σν πεξηερφκελν απηήο ηεο νπξάο θαζνξίδεηαη απφ ηνλ παξαθάησ πίλαθα. ε απηφ ηνλ πίλαθα βιέπνπκε πσο γηα ηελ νπξά αλάινγα κε ηνλ ξπζκφ θσδηθνπνίεζεο πνπ επηιέγνπκε, αληηζηνηρίδνπκε δηαθνξεηηθά δηαλχζκαηα δηάηξεζεο. Δδψ πξέπεη λα επηζεκάλνπκε πσο εθηφο απφ 1 θαη 0 ππάξρνπλ θαη άιινη ζεηηθνί αξηζκνί σο ζηνηρεία ησλ δηαλπζκάησλ, δειψλνληαο ηελ επαλάιεςε ηεο εηζφδνπ ηφζεο θνξέο. Ζ δηαδηθαζία απηή επηηειείηαη ζχκθσλα κε ηνλ παξαθάησ πίλαθα. Πίλαθαο 1 Παξάξηεκα Π Turbo Γηεκπινθέαο Ο turbo δηεκπινθέαο είλαη ιεηηνπξγηθά ηζνδχλακνο κε κία πξνζέγγηζε ζηελ νπνία φια ηα bits γξάθνληαη ζεηξηαθά ζε κία γξακκή δίπια απφ δηεπζχλζεηο. ηε ζπλέρεηα δεκηνπξγείηαη κία λέα αιιεινπρία πνπ θαζνξίδεηαη απφ κία αλαθαηαλεκεκέλε ζεηξά δηεπζχλζεσλ. Ζ ζεηξά ησλ δηεπζχλζεσλ ε νπνία θαζνξίδεη ηελ ζεηξά ησλ κεηαδηδφκελσλ bits θαζνξίδεηαη απφ ηα παξαθάησ. Καζνξίδνπκε ηνλ αξηζκφ n ηέηνην ψζηε L TC input 5 2 n Σνπνζεηψ αξρηθέο ηηκέο ζε έλαλ απαξηζκεηή απφ n+5 σο ην 0. Δμάγσ ηα ζεκαληηθφηεξα bits απφ ηνλ απαξηζκεηή θαη πξνζζέησ έλα γηα λα πεξάζσ ζε λέα ηηκή. ηε ζπλέρεηα εμάγσ φια ηα bits εθηφο απφ ηα n ιηγφηεξν ζεκαληηθά.

49 3.4 Γηεκπινθέαο θαλαιηνχ θαη πξνζαξκνγή ξπζκνχ κεηάδνζεο πλνπηηθά Οη δηεκπινθείο εηζάγνληαη γηα λα κεηψζνπλ ηελ αξλεηηθή επίδξαζε ησλ δηαιείςεσλ κηθξήο θαη κεζαίαο θιίκαθαο γηα ηελ επίγεηα κεηάδνζε ή ηα θαηλφκελα ζθίαζεο πνπ ιακβάλνπλ ρψξα θαηά ηε δνξπθνξηθή κεηάδνζε. Ζ δηεκπινθή γίλεηαη ζε δχν ζηάδηα: α) ζε επίπεδν δπθίσλ β) ζε επίπεδν ζπκβφισλ Έηζη ν ρξνληθφο δηεκπινθέαο ηνπ θαλαιηνχ απνηειείηαη απφ δχν δηαδνρηθά ζπλδεδεκέλνπο βαζηθνχο δηεκπινθείο. Απφ απηνχο ν πξψηνο δέρεηαη σο είζνδν ηηο θσδηθνπνηεκέλεο θσδηθνιέμεηο θαη ηηο επεμεξγάδεηαη ζε επίπεδν δπθίνπ. Ο επφκελνο, είλαη έλαο ζπλειηθηηθφο ρξνληθφο δηεκπινθέαο ν νπνίνο εθαξκφδεηαη ζε θσδηθνπνηεκέλεο κνλάδεο δηεκπινθήο (IUs) ησλ 126 δπθίσλ Γηεκπινθή ζε επίπεδν δπθίσλ θαη πξνζαξκνγή ξπζκνύ Ζ έμνδνο ηνπ turbo θσδηθνπνηεηή νδεγείηαη ζηε ιεηηνπξγηθή κνλάδα ηνπ δηεκπινθέα ζε επίπεδν δπθίσλ. Οη ηηκέο πνπ αθνξνχλ ηελ δηεκπινθή αλά bit ζε επίπεδν ζεκαηνδνζίαο αλαθέξνληαη ζηνλ πίλαθα πίλαθα 1, φπνπ ην κέγεζνο ησλ block εηζφδνπ αλέξρεηαη ζηα 1146 bits. Πίλαθαο 3.1 Γηεκπινθή αλά bit γηα κπινθ ησλ 1146 bits Ζ δηεκπινθή ηεο σθέιηκεο πιεξνθνξίαο γίλεηαη κε νξγάλσζε ηεο εηζφδνπ ζε κπινθ ησλ bits θαη παξνπζηάδεη δηαθνξέο αλάινγα κε ην ξπζκφ θσδηθνπνίεζεο πνπ εθαξκφδνπκε. ηνλ παξαθάησ πίλαθα κπνξνχκε λα παξαηεξήζνπκε ηηο κεηαβνιέο πνπ γίλνληαη ζην δηάλπζκα εηζφδνπ ηνπ δηεκπινθέα. Πίλαθαο 3.2 Γηεκπινθή αλά bit γηα κινθ ησλ 12282

50 Έζησ NTCB 1, ( 0, 1, 2,..., NTCB 1) A ( a, a, a,..., a ) ην δηάλπζκα εηζφδνπ ηνπ δηεκπινθέα B b b b b ην δηάλπζκα εμφδνπ θαη NTCB ην κέγεζνο ηνπ θσδηθνπνηεκέλνπ κπινθ ζε bits. Tφηε ηζρχεη : b a, εθαξκνδφκελν γηα W=0 σο W=NTCB W H ( W ) Όπνπ Ζ(W) ε ζπλάξηεζε πνπ αληηζηνηρεί αλάινγα κε ηνλ πξνεπηιεγκέλν ξπζκφ θσδηθνπνίεζεο ζχκθσλα κε ηνλ παξαπάλσ πίλαθα. Παξάιιεια κε ηελ παξαπάλσ δηαδηθαζία έρνπκε θαη δηάηξεζε ησλ δηαλπζκάησλ εμφδνπ φπσο θαίλεηαη ζηνλ παξαθάησ πίλαθα. Πίλαθαο 3.3 Γηάηξεζε κεηά ηελ δηεκπινθή Υξνληθόο Γηεκπινθέαο Ο ζθνπφο απηνχ ηνπ δηεκπινθέα είλαη λα αλαθαηαλείκεη ρξνληθά ηηο θσδηθνπνηεκέλεο ιέμεηο ησλ bit κε ηε ρξήζε ζπλειηθηηθήο δηεκπινθήο. Έρεη σο είζνδν κία αιιεινπρία bit ε νπνία νξγαλψλεηαη ζε κνλάδεο δηεκπινθήο (Interleaving Units) απνηεινχκελεο απφ 126 θειηά bit.απηή πξνέξρεηαη απφ ηε δηαδηθαζία πξνζαξκνγήο ξπζκνχ κεηάδνζεο, ακέζσο κεηά ηε δηάηξεζε πνπ δηεμάγεηαη ζηελ έμνδν ηνπ δηεκπινθέα ζε επίπεδν δπθίσλ. Σα βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ ζπλειηθηηθνχ δηεκπινθέα είλαη: Ο αξηζκφο ησλ θιάδσλ είλαη πάληα ίζνο κε 48 Οη θιάδνη ζπλδένληαη θπθιηθά κε ηε ξνή εηζφδνπ, κέζσ ηνπ δηαθφπηε εηζφδνπ. (νη δηαθφπηεο εηζφδνπ-εμφδνπ πξέπεη λα είλαη κεηαμχ ηνπο ζπγρξνληζκέλνη)

51 Κάζε θιάδνο j ιεηηνπξγεί ζαλ έλαο FIFO θαηαρσξεηήο νιίζζεζεο κε βάζνο L(j) θειηά. Ζ ηηκή θάζε θιάδνπ ππνινγίδεηαη ζχκθσλα κε ηηο ηηκέο πνπ θαζνξίδνληαη απφ ηελ κεηαδηδφκελε TPS πιεξνθνξία ή ηελ θεθαιίδα SF αλάινγα κε ηνλ ηχπν κεηάδνζεο. Σα θειηά θάζε θαηαρσξεηή πεξηέρνπλ έλα ζχκβνιν ησλ 126 bit, πνπ αλαθέξεηαη θαη σο κνλάδα δηεκπινθήο. Σν βάζνο ησλ θαηαρσξεηψλ έρεη ξπζκηδφκελε θαζπζηέξεζε ε νπνία θαζνξίδεηαη απφ ηελ κεηαδηδφκελε κέζσ ηνπ TPS πιεξνθνξία γηα ηελ OFDM κεηάδνζε ή ην Signaling Field SF γηα ηελ TDM κεηάδνζε. 3.5 Γνκή Πιαηζίνπ πκβαηόηεηα κε ηελ θσδηθνπνίεζε FEC Σα πιαίζηα πνπ πξνθχπηνπλ απφ ηελ turbo θσδηθνπνίεζε είλαη πιήξσο ζπγρξνληζκέλα κε ηα πιαίζηα SH Γνκή πιαηζίνπ SH πλνπηηθά Όπσο αλαθέξακε αλαιπηηθά παξαπάλσ, κεηά ηε δηαδηθαζία δηεκπινθήο αλά bit, αθνινπζεί ε δηεκπινθή νξγαλσκέλσλ κνλάδσλ πνπ θαινχληαη κνλάδεο δηεκπινθήο ΗU(126 bits). Οη κνλάδεο δηεκπινθήο πξνέξρνληαη: Α) απφ ην ηκήκα DATA ηεο ιεηηνπξγίαο TDM Β) απφ ηα ηκήκαηα DATA θαη PADDING (πξνζζήθεο κεδεληθψλ) ηεο ιεηηνπξίαο OFDM Οη δχν παξαπάλσ ξνέο ζπλδηάδνληαη γηα ηελ δεκηνπξγία ηνπ πιαηζίνπ SH Πεξηγξαθή Βαζηθψλ Σκεκάησλ Σν πιαίζην SH απνηειείηαη απφ έλα αθέξαην αξηζκφ νξγαλσκέλσλ κνλάδσλ πνπ θαινχληαη ρσξεηηθέο κνλάδεο (Capacity Units CU) απνηεινχκελεο απφ 2016 bits ε θάζε κία. Σν SH πιαίζην κπνξεί λα ζπληεζεί απφ 3 κέξε: Κεθαιίδα, Πιεξνθνξία, Πξφζζεην κέξνο κεδεληθψλ Σα πεξηερφκελα ηνπ θαζελφο απφ ηα παξαπάλσ κέξε είλαη:

52 Κεθαιίδα SOF : Πξννίκην ζηελ αξρή θάζε πιαηζίνπ κε κήθνο 288 bits ε ηηκή ηνπ νπνίνπ ζην δεθαεμαδηθφ ζχζηεκα είλαη: F B855DF1B 6FD32468 F368BC5A 6CD CB0A F31EDD ACCF9E4F SF : Πεδίν ζεκαηνδνζίαο κήθνπο 5760 bits Σν πεδίν απηφ είλαη θσδηθνπνηεκέλν κε ξπζκφ 1/5. Απηφ έρεη σο απνηέιεζκα ηελ πξνζζήθε 1146 bits σο πιενλάδνπζα πιεξνθνξία. Σν πεδίν ζεκαηνδνζίαο πεξηιακβάλεη ρξήζηκε πιεξνθνξία ζρεηηθά κε ηελ θσδηθνπνίεζε θαη ηελ δηεκπινθή πνπ έρεη ππνζηεί ην ζήκα. Αλαιπηηθά ε ρξήζε ησλ bits ηνπ παξαπάλσ πεδίνπ θαίλεηαη ζηνλ παξαθάησ πίλαθα. Πίλαθαο 3.4 Πεδίν ζεκαηνδνζίαο SF Παξάξηεκα Π2 Σκήκα DATA Σν ηκήκα πιεξνθνξίαο απνηειείηαη απφ αθέξαην αξηζκφ θσδηθνιέμεσλ νη νπνίεο έρνπλ ππνζηεί δηάηξεζε θαη ζηε ζπλέρεηα πέξαζαλ απφ ηε δηαδηθαζία δηεκπινθήο αλά bit. Σν κήθνο κίαο θσδηθνιέμεο είλαη αθέξαην πνιιαπιάζην ρσξηθψλ κνλάδσλ CUs ζηελ θιίκαθα ησλ νπνίσλ γίλεηαη επίζεο δηεκπινθή γηα νπνηνδήπνηε ξπζκφ θσδηθνπνίεζεο θαη λα έρνπκε επηιέμεη. Σκήκα PADDING Σν ηκήκα απηφ ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα νινθιεξψζεη έλα SH πιαίζην ην νπνίν πάληα πεξηέρεη αθέξαην αξηζκφ απφ ρσξηθέο κνλάδεο CUs. Ζ αιιεινπρία ζπκπιήξσζεο γελλάηαη κε ηε ρξήζε ίδηαο γελλήηξηαο PRBS πνπ ρξεζηκνπνηείηαη θαη γηα ηνλ πεξηπιέθηε, ππφ ηε ζπλζήθε ε είζνδνο λα είλαη ζηαζεξή θαη ίζε κε «0». ζρήκα 3.9 γελλήηξηα γηα ηελ ζπκπιήξσζε ησλ SH πιαηζίσλ

53 Σν κήθνο ηνπ SH πιαηζίνπ θαζνξίδεηαη απφ ηηο παξακέηξνπο ηεο ιεηηνπξγίαο OFDM πνπ θαζνξίδνληαη απφ ην πξφηππν DVB-T. Δπίζεο ην κήθνο ηνπ πιαηζίνπ SH πξνζαξκφδεηαη ζηηο παξαπάλσ ηηκέο. ην παξαθάησ δηάγξακκα θαίλνληαη νη ηηκέο πνπ παίξλεη ην κήθνο ηνπ πιαηζίνπ ψζηε λα πξνζαξκφδεηαη ζε δηάθνξεο επηιεγκέλεο παξακέηξνπο κεηάδνζεο θαη ησλ δχν ιεηηνπξγηψλ. ζρήκα 3.10 κήθνο πιαηζίνπ SH ζε CUs γηα OFDM θαη TDM ιεηηνπξγία Αλαγλσξίδνληαο ηελ αλάγθε χπαξμεο ζπγρξνληζκνχ κεηαμχ ησλ δχν ιεηηνπξγηψλ νδεγνχκαζηε ζηνλ θαζνξηζκφ ηνπ SH-IP παθέηνπ, ηνπ νπνίνπ ηα ραξαθηεξηζηηθά ζα θαζνξηζηνχλ ζηε ζπλέρεηα OFDM ιεηηνπξγία Καηά ηε κεηάδνζε κε απηή ηε ιεηηνπξγία, ην SH πιαίζην δελ πεξηιακβάλεη θάπνηνπ είδνπο θεθαιίδα. Σν πεξηερφκελν ηνπ αλέξρεηαη ζε 816 ρσξηθέο κνλάδεο CUs σθέιηκεο πιεξνθνξίαο, αλεμάξηεηα ηνπ δηαζηήκαηνο αζθαιείαο θαη ηεο δηακφξθσζεο πνπ ζα επηιεγεί ζηε ζπλέρεηα. Χζηφζν ην πιήζνο ησλ SH πιαηζίσλ ηα νπνία ζπκκεηέρνπλ ζε έλα ππεξπιαίζην OFDM είλαη ζπλάξηεζε ηεο δηακφξθσζεο πνπ αθνινπζείηαη θαη ηνπ αξηζκνχ ησλ ζεκείσλ ζηα νπνία εθαξκφδεηαη ν γξήγνξνο κεηαζρεκαηηζκφο Fourier (FFT). Οη ηηκέο πνπ αληηζηνηρνχλ γηα δηάθνξνπο ζπλδηαζκνχο παξακέηξσλ είλαη νη παξαθάησ. Πίλαθαο 3.4 Αλαινγίεο ησλ SH frames

54 Σν SH πιαίζην ζηελ ιεηηνπξγία OFDM δελ πεξηιακβάλεη θάπνηνπ είδνπο θεθαιίδα Λεηηνπξγία TDM O αξηζκφο ησλ ρσξηθψλ κνλάδσλ απφ ηηο νπνίεο απνηειείηαη θάζε SH πιαίζην ζηε ιεηηνπξγία TDM εμαξηάηαη απφ ηελ επηιεγκέλε δηακφξθσζε ηεο TDM κεηάδνζεο θαη ηνλ παξάγνληα εμαζζέληζεο ηνπ παικνχ πςσκέλνπ ζπλεκίηνλνπ πνπ επηιέγεηαη γηα ηελ ηξνπνπνίεζε ησλ παικψλ. Δπηπιένλ γηα λα ππάξρεη ζπγρξνληζκφο ησλ δχν ιεηηνπξγηψλ ην κήθνο ηνπ πιαηζίνπ ηεο TDM ιεηηνπξγίαο εμαξηάηαη απφ δηάζηεκα αζθαιείαο πνπ επηιέγεηαη ζηελ επίγεηα κεηάδνζε. Σν SH πιαίζην ζηε TDM ιεηηνπξγία πεξηιακβάλεη: Κεθαιίδα κήθνπο 3 ρσξηθψλ κνλάδσλ Σκήκα σθέιηκεο πιεξνθνξίαο ην νπνίν εμαξηάηαη απφ παξάγνληεο πνπ αλαθέξζεθαλ ζηελ πξνεγνχκελε παξάγξαθν Σκήκα παξαγεκίζκαηνο, ηνπ νπνίνπ ην κέγεζνο εμαξηάηαη απφ ηνλ επηιεγκέλν ξπζκφ θσδηθνπνίεζεο. ζρήκα 3.11 δνκή ηνπ SH πιαηζίνπ θαηά ηελ TDM ιεηηνπξγία Γηεπαθή κε ηε κνλάδα δηακόξθσζεο Οη έμνδνη ησλ δηεκπινθέσλ, γλσζηνί σο interleaver units (IU), κε κήθνο 126 bits νκαδνπνηνχληαη μαλά ζε ρσξηθέο κνλάδεο CUs ησλ 2016 bits. Ζ αιιεινπρία ησλ ρσηηθψλ κνλάδσλ ζηελ έμνδν ηνπ δηεκπινθέα ζεσξείηαη ζαλ κία ζπλερήο ξνή απφ bits αιιεινζπκπιεξψλνληαο ζχκβνια ηεο OFDM ή ηεο TDM ιεηηνπξγίαο.

55 3.6 Λεηηνπξγία Απιήο Φέξνπζαο (TDM) Γηεπαπαθή κε ην πιαίζην SH Καηά ηε ζπλδηαζκέλε ιεηηνπξγία κνλνχ θνξέα (δνξπθνξηθή ιήςε) θαη πνιιαπιψλ θνξέσλ (θπξίσο επίγεηα ιήςε) ππάξρεη «ζχγθξνπζε» κεηαμχ ησλ παξακέηξσλ ησλ πιαηζίσλ. Γηα λα απινπνηεζεί ε δηαθνξεηηθφηεηα κεηαμχ ησλ παξακέηξσλ πνπ παξνπζηάδεη ε ιήςε ησλ δχν ζεκάησλ ζε έλα πβξηδηθφ πεξηβάιινλ, ε δηάξθεηα ηνπ πιαηζίνπ ηεο TDM θπκαηνκνξθήο έρεη αθξηβψο ηελ ίδηα δηάξθεηα κε ην πιαίζην ηεο OFDM δηακφξθσζεο. Γηα λα ππάξρεη ζπκβαηφηεηα κεηαμχ ησλ δχν ηξφπσλ κεηάδνζεο, ην κήθνο ηνπ πιαηζίνπ SH θαζνξίδεηαη γηα φινπο ηνπο δπλαηνχο ζπλδπαζκνχο κεηαδφζεσλ OFDM-TDM. ηνλ παξαθάησ πίλαθα έρνπκε ην κήθνο ηνπ πιαηζίνπ SH ζε ρσξηθέο κνλάδεο γηα φινπο ηνπο ζπλδπαζκνχο OFDM- TDM πνπ ππνζηεξίδνληαη απφ ην πξφηππν. Πίλαθαο 3.5 Μεηαθνξηθή δπλαηόηεηα ηνπ SH πιαηζίνπ ζε ρσξηθέο κνλάδεο CU Ζ πιεξνθνξία ζεκαηνδνζίαο κεηαδίδεηαη κία θνξά ζε θάζε πεξίνδν κεηάδνζεο πιαηζίνπ SH. Κακία επηπιένλ TDM ζεκαηνδνζία δελ εηζάγεηαη Γπθηαθή απεηθόληζε ζε αζηεξηζκνύο Κάζε έμνδνο κε ηε κνξθή δηαλχζκαηνο Y φπσο αλαθέξζεθε ζηελ παξάγξαθν νξγαλψλεηαη ζε νκάδεο ησλ n MOD bits (ηα νπνία είλαη ίζα κε 2, 3, 4 γηα ηηο δηακνξθψζεηο QPSK, 8PSK θαη 16APSK αληίζηνηρα). ηα δηαγξάκκαηα αζηεξηζκνχ πνπ αθνινπζνχλ ην πην ζεκαληηθφ δπθίν ζεκαηνδνηείηαη κε ηελ έλδεημε MSB. Κάζε νκάδα απφ n MOD bits απνηεινχλ κία κηγαδηθή ηηκή κε πξαγκαηηθφ θαη θαληαζηηθφ κέξνο (I,Q) ή αιιηψο : Η : ε ζπκθαζηθή ζπληζηψζα Q: ε εθηφο θάζεο ζπληζηψζα Οπφηε ε έμνδνο κε ηε κνξθή δηαλχζκαηνο έρεη κήθνο Y / n MOD ζχκβνια.

56 Γπθηαθή Απεηθφληζε ζε QPSK Αζηεξηζκφ Γηα ηε δηακφξθσζε QPSK εθαξκφδεηαη παξάιιεια ν θψδηθαο Gray ζχκθσλα κε ηνλ νπνίν δχν γεηηνληθέο απεηθνλίζεηο-ζχκβνια έρνπλ δηαθνξά ελφο κφλν bit. ζρήκα 3.12 QPSK αζηεξηζκόο Γπθηαθή Απεηθφληζε ζε 8PSK Αζηεξηζκφ ηελ δηακφξθσζε 8PSK ε γσλία πνπ ζρεκαηίδνπλ δχν δηαδνρηθά δηαλχζκαηα είλαη π/4, ελψ ηα ζεκεία ηνπ αζηεξηζκνχ θαζνξίδνληαη απφ 3αδεο bit. Ζ κέζε ελέξγεηα θαη ζηηο δχν παξαπάλσ δηακνξθψζεηο είλαη ξ 2 =1 αθνχ φια ηα ζεκεία βξίζθνληαη ζε θχθιν κε θέληξν ην ζεκείν ηνκήο ησλ I θαη Q αμφλσλ θαη αθηίλα 1. ζρήκα PSK αζηεξηζκόο Γπθηαθή Απεηθφληζε ζε 16APSK Αζηεξηζκφ Ζ δηακφξθσζε 16APSK δηαθνξνπνηείηαη ζε ζρέζε κε ηηο πξνεγνχκελεο θαζψο ηα ζεκεία ηνπ αζηεξηζκνχ αλήθνπλ ζε δχν δηαθνξεηηθψλ αθηίλσλ θχθινπο αιιά ίδηνπ θέληξνπ (ζεκείν

57 ηνκήο αμφλσλ I,Q). ηνλ θχθιν κε ηελ κεγαιχηεξε αθηίλα R 2 έρνπκε 12PSK δηακφξθσζε, κε γσλία π/6 κεηαμχ δχν δηαδνρηθψλ δηαλπζκάησλ. Παξάιιεια ζηνλ κηθξφηεξν θχθιν R2 αθηίλαο R 1 έρσ δηακφξθσζε QPSK (4 ζεκεία). Ο ιφγνο είλαη ίζνο κε 3. R Πξνθεηκέλνπ ε κέζε ελέγεηα ηνπ ζήκαηνο λα είλαη κνλαδηαία ζέηνπκε R 1 1/ 7 θαη R 1 3/ 7. 1 ζρήκα APSK αζηεξηζκόο Δπηινγή ξπζκνύ κεηάδνζεο ζπκβόινπ ζηελ TDM ιεηηνπξγία Καζψο ε ιεηηνπξγία OFDM θαζνξίδεηαη απφ ην πξφηππν DVB-T, ε δηάξθεηα ηνπ πιαηζίνπ TDM είλαη εμαλαγθαζκέλε λα αθνινπζεί απηή ηνπ πιαηζίνπ OFDM. Ζ δηάξθεηα απηνχ εμαξηάηαη απφ ην εχξνο δψλεο, ην δηάζηεκα αζθαιείαο, αιιά θαη ην πιήζνο ησλ θνξέσλ πνπ δηακνξθψλνληαη. Οη παξάκεηξνη πνπ ξπζκίδνληαη απ ηελ πιεπξά ηεο TDM κεηάδνζεο είλαη ε ζπρλφηεηα ιεηηνπξγίαο ν TDM παξάγνληαο απνθνπήο (roll-off factor) TDM πιαηζηνπνίεζε Πξνζδηνξηζκφο ηεο PL ππνδνρήο

58 Σν πιαίζην SH γηα λα κεηαδνζεί ζε TDM ιεηηνπξγία, δηαρσξίδεηαη ζε ππνδνρέο θπζηθνχ επηπέδνπ (PL Slots) κήθνπο LTOT 2176 L TOT 2176 ζπκβφισλ, θάζε κία απφ ηηο νπνίεο πεξηιακβάλνπλ 2 σο 4 ρσξηθέο κνλάδεο CU ησλ 2016 bits. Πίλαθαο 3.6 TDM πιαηζηνπνίεζε, αξηζκόο CUs αλά PL ππνδνρή Δηζαγσγή Πηιφησλ Γηακόξθσζε CUs αλά PL ππνδνρή QPSK 2 8PSK 3 16APSK 4 ε θάζε PL ππνδνρή ππάξρνπλ δχν πεξηνρέο πηιφησλ ίζεο δηάξθεηαο L PF 80 ζπκβφισλ. Κάζε πηιφηνο είλαη έλα κε-δηακνξθσκέλν ζχκβνιν πνπ ηνπνζεηείηαη ζηε ζέζε αζηεξηζκνχ (I,Q)=( 1, 1 ). Σν ηκήκα πηιφηνπ ηνπνζεηείηαη κπξνζηά απφ έλα ηκήκα ππν-ππνδνρήο 2 2 κήθνπο 1008 ζπκβφισλ. ζρήκα 3.15 ζέζε ππνδνρήο πηιόηνπ Πεξηπινθή ζε θπζηθφ επίπεδν Πξηλ ηε δηακφξθσζε θάζε PL ππνδνρή ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ ησλ πεδίσλ πηιφησλ, πξέπεη λα ηπραηνπνηεζεί ψζηε λα ππάξρεη νκνηφκνξθε θαηαλνκή ηεο ελέξγεηαο πνπ κεηαδίδεηαη. Κάζε ζπληζηψζα I,Q ηνπ ζήκαηνο βαζηθήο δψλεο πνιιαπιαζηάδεηαη κε ηελ αθνινπζία: C( i) CI( i) jcq( i ) i=1,2 L TOT Έηζη πξνθχπηεη ISCR ( i) I( i) CI ( i) Q( i) CQ ( i ) θαη QSCR ( i) I( i) CQ ( i) Q( i) CI ( i ) i=1,2 L TOT

59 ζρήκα 3.16 πεξηπινθή ησλ PL ππνδνρώλ Φάζκα Βαζηθήο Εψλεο θαη Οξζνγσληθή Γηακφξθσζε Σν ζήκα πξηλ ηελ έμνδφ ηνπ ζηνλ αέξα πεξλά απφ έλα θίιηξν πςσκέλνπ ζπλεκίηνλνπ. Ο παξάγνληαο απνθνπήο (roll-off) παίξλεη κία απφ ηηο παξαθάησ ηππνπνηεκέλεο ηηκέο. α=0.15, 0.25, 0.35 Δηζη ε απφθξηζε ζπρλφηεηαο είλαη: H( f ) 1 γηα f f (1 a ) N 1 1 H( f) sin f N f N a f 1 2 γηα f (1 a) f f (1 a ) N N H( f ) 0 γηα f f (1 a ) N Όπνπ f N 1 RS 2T 2 S είλαη ε ζπρλφηεηα Nyquist Ζ νξζνγσληθή δηακφξθσζε εθαξκφδεηαη πνιιαπιαζηάδνληαο ηα ζπκθαζηθά θαη ηα νξζνγψληα δείγκαηα ( κεηά ην θηιηξάξηζκα βαζηθήο δψλεο) κε cos(2 ft 0 ) θαη cos(2 ft 0 ), αληίζηνηρα.(φπνπ f 0 είλαη ε ζπρλφηεηα ηνπ θνξέα) Σα δχν ζήκαηα πνπ πξνθχπηνπλ κεηά ηνλ πνιιαπιαζηαζκφ ζα πξνζηεζνχλ δίλνληαο ην ζήκα εμφδνπ ηνπ δηακνξθσηή. 3.7 Φπζηθφ Δπίπεδν-Γνξπθνξηθφ Καλάιη

60 3.7.1 Γνξπθνξηθά πζηήκαηα Τπνζηήξημεο Τπεξεζίαο Λφγσ ηεο ζθαηξηθφηεηαο ηεο Γεο ε δνξπθνξηθή θάιπςε θαληάδεη ηδαληθή γηα ηνλ «θσηηζκφ» κεγάισλ πεξηνρψλ. Δηδηθά ζηελ πεξίπησζε πνπ ν δνξπθφξνο είλαη γεσζηαηηθφο. Υαξαθηεξηζηηθφ είλαη πσο αξθνχλ κφιηο 3 γεσζηαηηθνί δνξπθφξνη γηα λα θσηίζνπλ φιε ηελ επηθάλεηα ηεο πδξφγεηνπ. Χζηφζν δελ είλαη ιίγα ηα πξνβιήκαηα πνπ δεκηνπξγνχληαη θαηά ηελ δηακφξθσζε αιιά θαη ιεηηνπξγία ελφο δνξπθνξηθνχ ηειεπηθνηλσληαθνχ ζπζηήκαηνο. Αλάινγα κε ηελ απφζηαζή ηνπο απφ ηε Γε νη δνξπθφξνη δηαθξίλνληαη ζε ηξεηο θαηεγνξίεο. 1. Γεσζηαηηθνί (GEO) βξίζθνληαη ζε χςνο km 2. Μέζεο ηξνρηάο (MEO) πεξίπνπ ζηα km 3. Υακειήο ηξνρηάο (LEO) ζηα 800 km 4. Διεηςνεηδνχο ηξνρηάο (HEO) δελ έρνπλ ζηαζεξή απφζηαζε απφ ηελ επηθάλεηα ηεο Γεο. Οη γεσζηαηηθνί ρξεζηκνπνηνχληαη γηα εθαξκνγέο νπνχ ν ζπλδξνκεηήο ηεο ππεξεζίαο είλαη ζηαζεξφο. Χζηφζν νη δελ ζπζηήλεηαη γηα ακθίδξνκεο επηθνηλσλίεο θαζψο ε θαζπζηέξεζε ηνπ ξαδηνδξφκνπ είλαη γχξσ ζηα ms. Δπηπιένλ ε εμαζζέλεζε πνπ πθίζηαηαη ην ζήκα είλαη αξθεηά κεγάιε ιφγσ ηεο κεγάιεο απφζηαζεο. Oη δνξπθφξνη κέζεο θαη ρακειήο ηξνρηάο είλαη πξνηηκφηεξνη φηαλ πξφθεηηαη γηα ζπλδξνκεηέο πνπ θηλνχληαη. Υαξαθηεξηζηηθφ είλαη ην παξάδεηγκα ηεο δνξπθνξηθήο θηλεηήο ηειεθσλίαο, πνπ ππνζηεξίδεηαη απφ δνξπθφξνπο ρακειήο ηξνρηάο. Λφγσ ηεο κηθξφηεξεο απφζηαζεο απφ ηε Γε, ε θαζπζηέξηζε είλαη απφ 2.7 σο 34.5 ms. Πξάγκα πνπ δελ δεκηνπξγεί πξφβιεκα ζε κία ηειεθσληθή ππεξεζία. Χζηφζν φζν ε ηξνρηά ηνπ δνξπθφξνπ κηθξαίλεη, ηφζν απμάλεη ην θφζηνο απηνχ, θαζψο ρξεηάδνληαη ζπρλφηεξεο επεκβάζεηο γηα ηε δηαηήξεζε ηεο επηζπκεηήο ηξνρηάο. Ο ζρεδηαζκφο νπνηνπδήπνηε ζπζηήκαηνο γίλεηαη κε βάζε ην πνηνο είλαη ν απαηηνχκελνο ιφγνο θέξνληνο πξνο ζφξπβν C N ζην δέθηε,ψζηε λα δηαζθαιηζηεί ε αμηφπηζηε κεηάδνζε. Σα ζηνηρεία πνπ ζα καο δψζνπλ ηνλ ηειηθφ ιφγν C N έρνπλ λα θάλνπλ κε ην ζηαζκφ εθπνκπήο, ην ζηαζκφ βάζεο,ηηο απψιεηεο ηνπ ξαδηνδξφκνπ θαη ηνλ ζφξπβν. Αλαιπηηθφηεξα θαη κε αξηζκεηηθέο ηηκέο γηα δνξπθνξηθφ ζχζηεκα κεηάδνζεο ζηα 2.5 Ghz, πνπ ππνζηεξίδεηαη απφ δνξπθφξν ρακειήο ηξνρηάο (LEO) έρνπκε ηνλ παξαθάησ ηζνινγηζκφ ηζρχνο.

61 3.7.2 Ιζνινγηζκόο ηζρύνο Δθπεκπφκελε ηζρχο (απφ δνξπθφξν) Απνξξνθφκελε απφ ηνλ εθπνκπφ ηζρχο Κέξδνο θεξαίαο δνξπθφξνπ Κέξδνο θεξαίαο δέθηε Απψιεηεο ειεχζεξνπ ρψξνπ Απψιεηεο θαηεπζπληηθφηεηαο θεξαίαο δέθηε Απψιεηεο αηκφζθαηξαο Άιιεο απψιεηεο Ηζρχο ζηνλ δέθηε P t L b G G L t r fsl L ant L L atm other P r Ηζρχεη (κε ηηκέο ζε db) : P r = P + G + G - t t r Lfsl - Lb - Lant - Latm - L other (3.1) Αλάιπζε ησλ επηκέξνπο παξαγόλησλ Σα θέξδε ησλ θεξαηψλ ( Gr θαη 4 10log( ) A e 2 G t ) δίλνληαη απφ ηε ζρέζε : G (db) φπνπ A e ε ελεξγφο επηθάλεηα ηεο θεξαίαο Μία ηππηθή ηηκή γηα θέξδνο θεξαίαο εθπνκπήο δνξπθφξνπ είλαη ηα 20dB.

62 Γηα κία θνξεηή ζπζθεπή ηξίηεο γεληάο ε ελεξγφο επηθάλεηα, πνπ είλαη πεξίπνπ ίζε κε ην 80% 2 ηεο γεσκεηξηθήο επηθάλεηα ηεο θεξαίαο θπκαίλεηαη ζηα 40cm. Οπφηε ην θέξδνο ηεο θεξαίαο ηνπ δέθηε είλαη: G r f Ae 4 ( ) log( ) 10 log( ) 5.43dB c (3 10 ) (3.2) Αξθεηά κηθξφηεξν απφ ην θέξδνο κηαο παξαβνιηθήο θεξαίαο ζηαζεξνχ ζπλδξνκεηή ςεθηαθήο ηειεφξαζεο. Οη απψιεηεο ειεχζεξνπ ρψξνπ Lfsl δίλνληαη απφ ηε ζρέζε : 4 R L 20log( ) db (3.3) fsl φπνπ R ην κήθνο ηνπ ξαδηνδξφκνπ Γηα δνξπθφξν ρακειήο ηξνρηάο (LEO), ηζρχεη R=800 km Lfsl 20log( ) 158.5dB 8 (3.4) 3 10 Θεσξνχκε φηη νη απψιεηεο ιφγσ απφθιηζεο ηεο θεξαίαο ηνπ ζπλδξνκεηή είλαη ηεο ηάμεσο ησλ L = 3dB. ant Απψιεηεο γηα δηάθνξνπο άιινπο ιφγνπο εθηηκφληαη γχξσ ζηα 0.5dB Έηζη ε ζρέζε (1) δηακνξθψλεηαη σο εμήο: Pr ( db) Pt ( db) Pt ( db ) (3.5) Ιζρύο Θνξύβνπ Ζ ηζρχο ηνπ ζεξκηθνχ ζνξχβνπ πνπ θηάλεη ζηελ θεξαία ηνπ δέθηε είλαη:

63 N ktb n Όπνπ : k= dbw/k/hz ζηαζεξά Boltzmann T=75 K ζεξκνθξαζία ζπζηήκαηνο Β=5-8 Mhz εχξνο δψλεο ζνξχβνπ Οπφηε ζε db ηηκέο έρνπκε: Ν = = db (3.6) Ίζσο ν κεγαιχηεξνο ερζξφο ησλ δνξπθνξηθψλ επηθνηλσληψλ, ε βξνρή, εηζάγεη επηπιένλ ζφξπβν, αλάινγν κε ηελ έληαζή ηεο. Σν πξφβιεκα γίλεηαη ηδηαίηεξα κεγάιν ζε ζπρλφηεηεο πςειφηεξεο ησλ 10 Ghz φπνπ ην κήθνο θχκαηνο έρεη κέγεζνο ζπγθξίζηκν κε απηφ ηεο ζηαγφλαο βξνρήο. Ο βαζκφο ηεο εμαζζέληζεο ηνπ ζήκαηνο ιφγσ βξνρήο εμαξηάηαη απφ ηελ ζπρλφηεηα αιιά ηελ πφισζε ηνπ ζήκαηνο θαη ηελ έληαζε ηεο βξνρήο. Μηθξφηεξε είλαη ε εμαζζέληζε ζε ζήκα κε θάζεηε πφισζε. Ζ εμαζζέληζε δίλεηαη απφ ηε ζρέζε: Α=αL ar b Όπνπ α= L κήθνο ηνπ ξαδηνδξφκνπ α,b ζηαζεξέο πνπ έρνπλ ζρέζε κε ηε ζπρλφηεηα, ηε ζεξκνθξαζία ηεο βξνρήο θαη ν κέγεζνο ησλ ζηαγφλσλ R ε έληαζε ηεο βξνρήο Μία ηππηθή ηηκή γηα ηελ πεξηνρή ηεο Διιάδαο θαη γηα απηέο ηηο ζπρλφηεηεο είλαη: L rain 2dB Σειηθή ζρέζε ηζνινγηζκνύ ηζρύνο Γλσξίδνληαο πνηνο είλαη ν επηζπκεηφο ιφγνο C N πνπ πξέπεη λα θηάζεη ζην δέθηε ζα πξέπεη λα ξπζκίζνπκε θαηάιιεια ηελ ηζρχ εθπνκπήο απφ ηελ πιεπξά ηνπ δνξπθφξνπ. C ( db ) P r ( db ) N ( db ) N (3.7) C ( db ) Pt ( 141.4) N (3.8)

64 C Άξα ηειηθά ηζρχεη: Pt ( db) ( db) 9.5 N (3.9) 3.8 πκπεξάζκαηα Ζ ζπλδπαζκέλε ρξήζε δνξπθνξηθήο θαη επίγεηαο κεηάδνζεο δίλεη αξθεηέο ιχζεηο ζηνπο ζρεδηαζηέο δηθηχσλ ψζηε λα παξέρνπλ θαιχηεξε θαη κε κηθξφηεξν θφζηνο θάιπςε ησλ ζπλδξνκεηψλ ηεο ππεξεζίαο. Ζ θάιπςε κεγάισλ εθηάζεσλ εκηαζηηθψλ πεξηνρψλ γίλεηαη πνιχ εχθνια κε ηνλ «θσηηζκφ ηνπο» κέζσ δνξπθφξνπ. Παξάιιεια ζηηο αζηηθέο πεξηνρέο έρνπκε θάιπςε φπσο ζηελ απιή DVB-H ππεξεζία κέζσ επίγεησλ αλακεηαδνηψλ. Χζηφζν γηα ην ζπλδπαζκφ ησλ δχν παξαπάλσ ιεηηνπξγηψλ ρξεηάδεηαη ε δεκηνπξγία ησλ θαηάιιεισλ ξπζκίζεσλ ζην επίπεδν δηαζχλδεζεο δεδνκέλσλ, αιιά θαη ζην θπζηθφ επίπεδν ηνπ πξνηχπνπ.

65 Κεθάιαην 4 ν Γίθηπα Τπνζηήξημεο ηεο Τβξηδηθήο Πιαηθόξκαο

66 4.1 Δηζαγσγή Σν δίθηπν πνπ ππνζηεξίδεη ηελ πβξηδηθή ππεξεζία ςεθηαθήο ηειεφξαζεο κπνξεί λα δηαρσξηζηεί ζε δχν επηκέξνπο επίπεδα. ην πξψην επίπεδν ην δίθηπν αλαιακβάλεη ηελ κεηάδνζε ηνπ πνιππιεγκέλνπ ζήκαηνο πνπ πξνθχπηεη απφ ηνλ ζπλδπαζκφ ησλ ηειενπηηθψλ ζεκάησλ φπσο απηά έρνπλ ιεθζεί απφ ηα studio ησλ ηειενπηηθψλ ζηαζκψλ κε ηηο επηπξφζζεηεο ππεξεζίεο πνπ ζα ππνζηεξίδεη ην δίθηπν. Απηφ ην επίπεδν δηθηχνπ θαιείηαη δίθηπν θνξκνχ (backbone network). ην δεχηεξν επίπεδν γίλεηαη δηαρσξηζκφο ηνπ ζήκαηνο αλάινγα κε ην κνλνπάηη πνπ θαιείηαη λα αθνινπζήζεη (δνξπθνξηθφ ή επίγεην). 4.2 Γίθηπν Κνξκνχ Γνκή Γηθηύνπ ην επίπεδν απηφ εθκεηαιιεπφκελνη ηελ επξεία εθαξκνγή ηεο ηερλνινγίαο IP ε νπνία θπξηαξρεί ζην δίθηπν θνξκνχ ηνπ φισλ ησλ ππεξεζηψλ ςεθηαθήο ηειεφξαζεο κπνξνχκε λα ρξεζηκνπνηήζνπκε σο νδφ ηνπ ζήκαηνο σο ηνλ αλακεηαδφηε νπνηαδήπνηε ηερλνινγία ππνζηεξίδεη ηελ κεηάδνζε IP παθέησλ. Χζηφζν νη απαηηήζεηο ηνπ δηθηχνπ ζε εχξνο δψλεο ζα είλαη αξθεηά πςειέο, δεδνκέλνπ πσο νη πνιχπιεμε αξθεηψλ ηειενπηηθψλ ζεκάησλ ηα νπνία είλαη θαη ειάρηζην 5 Mhz απμάλεη θαηαθφξπθα ην ζπλνιηθφ εχξνο δψλεο. Δπηπιένλ αλαγλσξίδνληαο ηελ αλάγθε αδηάιεηπηεο θαη πνηνηηθήο επξείαο εθπνκπήο ησλ ηειενπηηθψλ ζεκάησλ ε επηινγή ηνπ ηδαληθνχ δηθηχνπ θαη ησλ ηερλνινγηψλ πνπ απηφ ππνζηεξίδεη θαληάδνπλ πνιχπινθα. Όινη νη ζηαζκνί βάζεο είηε επίγεηνη είηε δνξπθνξηθνί, απνηεινχλ ηνπο ηεξκαηηθνχο ζηαζκνχο ηνπ δηθηχνπ ξαρνθνθαιηάο. Ζ δηαθίλεζε ηεο πιεξνθνξίαο κέζα ζε έλα δίθηπν απηήο ηεο κνξθήο θαη έθηαζεο δελ κπνξεί παξά λα ζηεξίδεηαη απφ ηε ρξήζε ηνπ πξσηφθνιινπ IP. ην παξαθάησ ζρήκα γίλεηαη εκθαλήο ε δνκή ελφο IP «πεξχλα ηνπ δηθηχνπ πάλσ ζηνλ νπνίν δηαζπλδένληαη δηάθνξεο ηερλνινγίεο γηα ηελ δηαθίλεζε ηεο πιεξνθνξίαο.

67 ζρήκα 4.1 δνκή IP δηθηύνπ Λφγσ φκσο ηνπ κεγάινπ εχξνπο δψλεο ην νπνίν απαηηνχλ πνιιά απφ ηα ρξεζηκνπνηνχκελα πξφηππα θσδηθνπνίεζεο θαη ζπκπίεζεο video αλαπηχρζεθε έλαο ηξφπνο κεηάδνζεο ηεο πιεξνθνξίαο (παθέησλ) πάλσ απφ IP δίθηπα ν νπνίνο νλνκάδεηαη multicast. Ο ηξφπνο απηφο κεηάδνζεο έξρεηαη λα εμνηθνλνκήζεη bandwidth θπξίσο απφ WAN links θαζψο πινπνηεί ηε κεηάδνζε κίαο ξνήο δεδνκέλσλ ζε πνιιαπινχο πξννξηζκνχο. ηελ ηερλνινγία multicast βαζίδνληαη θαη νη κεγάιεο δπλαηφηεηεο πνπ πξνζθέξεη ην MΒone (Multicast Backbone on the Internet), πνπ πξνζθέξεη νπζηαζηηθά ηαρχηαηε κεηάδνζε κεγάισλ πνζνηήησλ πιεξνθνξίαο (εηθφλα θαη ήρνο) κε κηθξή θαζπζηέξεζε θαη ζε πνιινχο παξαιήπηεο ηαπηφρξνλα (π.ρ. ζπκκεηέρνληεο ζε κηα εηθνληθή ζχλνδν). πλνπηηθά κπνξνχκε λα πνχκε φηη θαζψο έρνπκε πνιινχο παξαιήπηεο θνηλήο πιεξνθνξίαο (παθέησλ), αληί λα γίλεηαη απνζηνιή ησλ παθέησλ ζηνπο παξαιήπηεο μερσξηζηά γηα θάζε έλαλ απφ απηνχο (unicast), θάζε παθέην ζηέιλεηαη κία θνξά γηα ην θνηλφ κέξνο ηεο δηαδξνκήο πξνο ηνπο παξαιήπηεο θαη ηειηθά κφλν ζηα μερσξηζηά θνκκάηηα ηεο δηαδξνκήο ζηέιλνληαη απφ ην δξνκνινγεηή μερσξηζηά αληίγξαθα ηνπ παθέηνπ. Ζ ελζσκάησζε ηεο ςεθηαθήο ηειεφξαζεο ζηα IP δίθηπα δίλεη πάξα πνιιέο επηπιένλ δπλαηφηεηεο ζην ζχζηεκα εθπνκπήο ελψ παξάιιεια δίλεη ην έλαπζκα γηα δεκηνπξγία λέσλ ππεξεζηψλ πνπ ζα δψζνπλ έλα ραξαθηήξα δηαδξαζηηθφηεηαο. Μέξνο ησλ IP δηθηχσλ απνηεινχλ ηα αζχξκαηα δίθηπα ηνπηθήο πξφζβαζεο (Wi-Fi LAN). Σα δίθηπα απηήο ηεο κνξθήο πνιιαπιαζηάδνληαη κε ηαρχηαηνπο ξπζκνχο, παξέρνληαο πξφζβαζε ζε ζπλδξνκεηέο πνπ θηλνχληαη ζηνλ ειεχζεξν ρψξν. Σα πιενλεθηήκαηα ηεο ιεηηνπξγίαο IP multicast είλαη αξθεηά. Πξψηνλ, αληίζεηα κε ηελ θχζε ηεο εθπνκπήο DVB-H ζπγθεθξηκέλνπ εχξνπο δψλεο πνπ αληηζηνηρεί ζε θάζε θαλάιη, θαηά ηε δξνκνιφγεζε απηνχ ηνπ φγθνπ πιεξνθνξίαο ζε έλα IP δίθηπν εμνηθνλνκείηαη αξθεηφ bandwidth. Γεχηεξνλ ην «κπνπθέην» θαλαιηψλ θαη ππεξεζηψλ γεληθφηεξα πνπ κπνξεί λα παξέρεηαη, κπνξεί λα δηαθέξεη απφ πεξηνρή ζε πεξηνρή. Φπζηθά ε θνξεηή ζπζθεπή πξέπεη λα ελεκεξψλεηαη γηα νπνηεζδήπνηε αιιαγέο κέζσ ηνπ Electronic

68 Service Guide (ESG). Οη πιεξνθνξίεο ηνπ ESG κεηαδίδνληαη κέζσ ηνπ GSM δηθηχνπ θπςεισηήο ηειεθσλίαο. ζρήκα 4.2 δηαδξαζηηθόηεηα ζε ππεξεζίεο DVB-H Ζ ηερλνινγία νπηηθψλ ηλψλ είλαη ε θπξίαξρε φζν αθνξά ηνπο πςεινχο ξπζκνχο κεηάδνζεο αιιά θαη ηελ πςειή αμηνπηζηία. Παξάιιεια ε δηαξθήο αλάπηπμε ησλ δηθηχσλ νπηηθψλ ηλψλ ιφγσ ηνπ ρακεινχ θφζηνπο απνηειεί ηδαληθή επηινγή γηα ηελ βάζε ηνπ δηθηχνπ θνξκνχ. Άιιεο επηπιένλ επηινγέο είλαη ε δεκηνπξγία κηθξνθπκαηηθψλ ή θαη δνξπθνξηθψλ δεχμεσλ κεηαμχ ηνπ δηθηχνπ θνξκνχ θαη ηνπ αλακεηαδφηε ρεηηδόκελεο Σερλνινγίεο Ζ ελζσκάησζε ησλ IP θαη ATM ηερλνινγηψλ είλαη απαξαίηεηεο γηα ηελ αλάπηπμε κηαο επξπδσληθήο ππεξεζίαο πνπ παξέρεη πνιιαπιέο ππεξεζίεο ζηνπο ηειηθνχο ρξήζηεο. Σα θχξηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ πξσηνθφιινπ IP είλαη ε επειημία θαη ε πξνζαξκνζηηθφηεηα πνπ παξνπζηάδεη ζηελ δξνκνιφγεζε παθέησλ. Χζηφζν απφ ηελ πιεπξά ηεο ηερλνινγίαο ATM έρνπκε λα επηζεκάλνπκε ραξαθηεξηζηηθά πνπ έρνπλ λα θάλνπλ κε ηελ αλάδεημε ηεο πνηφηεηαο ηεο παξερφκελεο ππεξεζίαο. Σέηνηα είλαη, ν δπλακηθφο έιεγρνο ηεο δξνκνινγνχκελεο θίλεζεο θαζψο θαη ε παξερφκελε αζθάιεηα πνπ εγγπάηαη. Χζηφζν ε ηερλνινγία ATM έρεη σο βαζηθφ ηεο κεηνλέθηεκα ηελ θεθαιίδα πνπ πξνζζέηεη ζηα παθέηα πεξηνξίδνληαο αξθεηά ηελ επειημία ηεο κεηάδνζεο.

69 4.3 Γεχηεξν Δπίπεδν Δηζαγσγή Σν επίπεδν απηφ νξγαλψλεηαη κέζσ ησλ ηεξκαηηθψλ ζηαζκψλ πνπ βξίζθνληαη ζηα άθξα ηνπ δηθηχνπ θνξκνχ. Μπνξεί λα ρσξηζηεί ζε δχν ηκήκαηα αλάινγα κε ηελ δηεπαθή πνπ παξέρεη ζηνλ ρξήζηε γηα ηελ ιήςε ηεο εθπεκπφκελεο πιεξνθνξίαο. Δπίγεην Γίθηπν Γνξπθνξηθφ Γίθηπν Ζ νξγάλσζε ησλ δχν παξαπάλσ ηκεκάησλ είλαη ηέηνηα ψζηε λα δεκηνπξγείηαη έλα εληαίν δίθηπν πνπ ζα παξέρεη ηε κέγηζηε δπλαηή πιεζπζκηαθή θαη γεσγξαθηθή θάιπςε. Λφγσ ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηεο θνξεηήο ζπζθεπήο-δέθηε πνπ επηβάιινληαη απφ ηηο εμσηεξηθέο δηαζηάζεηο ηεο, ε απνιαβή ηεο θεξαίαο φζν αθνξά ηφζν ηε ιήςε ηεο δνξπθνξηθήο φζν θαη επίγεηαο κεηάδνζεο είλαη αξθεηά κηθξή (πάληα ζε ζχγθξηζε κε ηνπο εμνπιηζκνχο ζπλδξνκεηψλ κε θηλνχκελσλ). Έηζη εληφο αζηηθψλ πεξηνρψλ Δπίγεηα Ραδηνδίθηπα SFN δίθηπα Ξεθηλψληαο ηελ αλάιπζε ησλ επίγεησλ ξαδηνδηθηχσλ πνπ αθνξνχλ ηελ κεηάδνζε ηειενπηηθνχ ζήκαηνο, κπνξνχκε λα θάλνπκε ηελ δηάθξηζε ζε δίθηπα απιήο ζπρλφηεηαο (Single Frequency Network SFN) θαη δίθηπα πνιιαπιψλ ζπρλνηήησλ. ηελ πξψηε πεξίπησζε φινη νη αλακεηαδφηεο εθπέκπνπλ ζηελ ίδηα ζπρλφηεηα, θνξέα ηνπ ηειενπηηθνχ ζήκαηνο. Ζ πηζαλφηεηα ηεο εγθαζχδξηζεο δηθηχνπ απιήο ζπρλφηεηαο, ηαπηίδεηαη κε ηελ επηινγή νξζνγψληαο πνιχπιεμεο κε ρξήζε θσδηθνπνίεζεο. Απηή ε δηακφξθσζε πξνζθαίξεηαη απφ ην πξφηππν DVB-T ην νπνίν θαζνξίδεη ηα βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ πξνηχπνπ DVB-H. Αξθεηή πξνζνρή ρξεηάδεηαη θαηά ηνλ ζρεδηαζκφ ηνπ δηθηχνπ απιήο ζπρλφηεηαο ψζηε ν ιφγνο ζήκαηνο πξνο ζπγθαλαιηθή παξεκβνιή λα κε μεπεξλά ηα επηηξεπηά επίπεδα. Απηφ γίλεηαη κε πξνζεθηηθή ξχζκηζε ηεο ηζρχνο εθπνκπήο ηνπ θάζε αλακεηαδφηε. Σν παξαθάησ δηάγξακκα είλαη αληηπξνζσπεπηηθφ ηεο θηινζνθίαο πνπ επηθξαηεί θαηά ηε κειέηε απηνχ ηνπ ηχπνπ δηθηχσλ.

70 ζρήκα 4.3 απεηθόληζε ηεο ηδέαο ελόο SFN δηθηύνπ Έλαο αθφκα παξάγνληαο πνπ έρεη λα θάλεη κε ηνλ επηηπρεκέλν ζρεδηαζκφ ελφο SFN δηθηχνπ είλαη ν αξηζκφο ησλ θνξέσλ ηεο OFDM δηακφξθσζεο. Αλάινγα κε ην πιήζνο ησλ θνξέσλ πνπ ζπκκεηέρνπλ, δηακνξθψλεηαη θαη ν ρξφλνο ζπκβφινπ. Δλψ αλάινγα κε ην ρξφλν ζπκβφινπ θαη ηνλ επηιεγφκελν θιάζκα πνπ αληηζηνηρεί ζην δηάζηεκα αζθαιείαο παίξλνπκε ηε κέγηζηε θαζπζηέξεζε κε ηελ νπνία κπνξεί λα ιάβεη ν δέθηεο θάπνην ζήκα είηε ιφγσ πνιπφδεπζεο είηε απφ θάπνηνλ άιιν αλακεηαδφηε. Ο αλακεηαδφηεο απηφο ζα βξίζθεηαη ζε θάπνην γεηηνληθφ θειί. Ζ επίδξαζε κε γεηηνληθψλ θειηψλ ζεσξείηαη ακειεηέα θαζψο ε απφζβεζε πνπ έρεη ππνζηεί ην ζήκα είλαη κεγάιε. ηνλ αθφινπζν πίλαθα βιέπνπκε ην δηάζηεκα αζθαιείαο φπσο απηφ δηακνξθψλεηαη κεηαβάιινληαο ηηο παξακέηξνπο ζρεδίαζεο ηνπ δηθηχνπ. Πίλαθαο 4.1 Γηάζηεκα Αζθαιείαο ζε κs Γηάζηεκα 2Κ 4Κ 8Κ Αζθαιείαο 1/ / / / Βάζεη ηνπ δηαζηήκαηνο αζθαιείαο πνπ αλαθέξεηαη παξαπάλσ, κπνξνχκε λα θαζνξίζνπκε ηε κέγηζηε απφζηαζε πνπ κπνξνχλ λα έρνπλ κεηαμχ ηνπο δχν γεηηνληθνί αλακεηαδφηεο πξνθεηκέλνπ λα κελ ππάξρεη αιινίσζε ζην ζήκα πνπ ιακβάλεη έλαο ζπλδξνκεηήο πνπ βξίζθεηαη αλάκεζά ηνπο. Ζ κέγηζηε θαζπζηέξεζε κε ηελ νπνία κπνξεί λα ιάβεη ν ζπλδξνκεηήο ην δεχηεξν ζήκα ζε ζρέζε κε ην πξψην είλαη ίζε κε ην δηάζηεκα αζθαιείαο.

71 Έζησ φηη ν ζπλδξνκεηήο καο βξίζθεηαη πην θνληά ζηνλ αλακεηαδφηε T x1 απφ ηνλ νπνίν ε ιήςε είλαη επηζπκεηή. Όκσο παξάιιεια ιακβάλεη αλεπηζχκεην ζήκα θαη απφ γεηηνληθφ αλακεηαδφηε T x2. ζρήκα 4.4 θαζνξηζκόο ειάρηζηεο απόζηαζεο αλακεηαδνηώλ d2 d1 Οπφηε ζα πξέπεη λα ηζρχεη T 8 g 3 10 χκθσλα κε απηφ ην θξηηήξην ζπκπιεξψλεηαη ν παξαθάησ πίλαθαο φπνπ παξαηεξνχκε ηε κέγηζηε απφζηαζε ζε km πνπ κπνξνχλ λα έρνπλ κεηαμχ ηνπο νη αλακεηαδφηεο αλάινγα κε ηελ ιεηηνπξγία θαη ην θιάζκα πνπ αληηζηνηρεί ζην δηάζηεκα αζθαιείαο. Πίλαθαο 4.2 Μέγηζηε Απόζηαζε Αλακεηαδνηώλ ζε SFN δίθηπν [km] Γηάζηεκα Αζθαιείαο Λεηηνπξγία xκ 2Κ 4K 8K 1/4 16,8 33,6 67,2 1/8 8,4 16,8 33,6 1/16 4,2 8,4 16,8 1/32 2,1 4,2 8, πγρξνληζκφο ζηα SFN δίθηπα Ζ ζσζηή ιεηηνπξγία ηνπ SFN δηθηχνπ πξνυπνζέηεη θάζε αλακεηαδφηεο λα εθπέκπεη ην ίδην πιεξνθνξηαθφ bit νπνηαδήπνηε ρξνληθή ζηηγκή γηα θάζε θαλάιη (ρξνληθφο ζπγρξνληζκφο). αλ παξάδεηγκα θέξλνπκε ηνλ ζπγρξνληζκφ κεηαμχ δχν αλακεηαδνηψλ κε ηε ρξήζε ηεο λφξκαο ΣS πνπ πεξηγξάθεη ηνλ ζπγρξνληζκφ ελφο ηέηνηνπ δηθηχνπ κε

72 ρξήζε ηνπ παθέηνπ MIP (Mega Frame Initialization Packet). Γηα ηνλ ζπγρξνληζκφ ηεο κεηάδνζεο, είλαη αλαγθαία ε χπαξμε ελφο εμσηεξηθνχ ζηαζεξνχ ρξνληθνχ ζήκαηνο πνπ ζα θηάλεη ζε φινπο ηνπο δηακνξθσηέο COFDM ηνπ δηθηχνπ. Ο παικφο απηφο ζα πξέπεη λα δίλεη ρξνληζκφ κε αθξίβεηα ±1κs. Δπίζεο νη θσδηθνπνηεηέο MPEG-2 θαη νη πνιππιέθηεο ζα πξέπεη λα έρνπλ πξφζβαζε ζην ζήκα ρξνληζκνχ. Ο πεξηζζφηεξν δηαδεδνκέλνο ηξφπνο γηα ηελ παξνρή ελφο ηέηνηνπ παικνχ είλαη κέζσ ηνπ παγθφζκηνπ, δνξπθνξηθνχ, ζπζηήκαηνο εληνπηζκνχ ζέζεο (GPS). Οη πεξηζζφηεξνη πςειήο ηζρχνο επίγεηνη αλαινγηθνί αλακεηαδφηεο έρνπλ κία κηθξή απφθιηζε απφ ηελ ζπρλφηεηα ζηελ νπνία είλαη ξπζκηζκέλνη λα εθπέκπνπλ. Γη απηφ ην ιφγσ ρξεζηκνπνηνχλ κία πεγή ζπρλφηεηαο αλαθνξάο ησλ 10 Mhz (κε αληίζηαζε πεγήο 50Χ) απφ ην ζχζηεκα GPS πνπ πξναλαθέξζεθε. Έηζη επηηπγράλεηαη ν ζπγρξνληζκφο ζε επίπεδν ζπρλφηεηαο. ζρήκα 4.5 δύν αλακεηαδόηεο SFN δηθηύνπ ζε ζπγρξνληζκό Πξνθεηκέλνπ λα δηαζθαιηζηεί φηη φινη νη αλακεηαδφηεο κεηαδίδνπλ ην ίδην bit πιεξνθνξίαο απφ ηελ εηζεξρφκελε ξνή MPEG-2 TS ζηελ ζσζηή ρξνληθή ζηηγκή, είλαη απαξαίηεην λα πξνζηεζεί κία «ρξνλνζθξαγίδα» ζηελ παξαπάλσ ξνή. Απηφ γίλεηαη κε ηε ρξήζε ελφο ππεξπιαηζίνπ ην νπνίν θαζνξίδεηαη σο έλα ζεη ησλ 8 πιαηζίσλ 8Κ ιεηηνπξγίαο ή 32 πιαηζίσλ ηεο 2Κ ιεηηνπξγίαο. Ζ ρξνληθή δηάξθεηα ελφο ππεξπιαηζίνπ θπκαίλεηαη απφ 500ms σο 610ms θαη επηηξέπεη ζε φινπο ηνπο αλακεηαδφηεο λα ζπγρξνλίδνληαη ζε δηάζηεκα κηθξφηεξν ηνπ 1 sec. Σν ππεξπιαίζην πεξηέρεη αθξηβψο έλα παθέην ηνπνζέηεζεο αξρηθψλ

73 ηηκψλ πνπ δειψλεηαη σο MIP (megaframe initialization packet) θαη πεξηιακβάλεη κία ρξνλνζθξαγίδα πνπ ππνδεηθλχεη ηε ρξνληθή ζηηγκή θαηά ηελ νπνία πξέπεη ην ππεξπιαίζην λα κεηαδνζεί. Απηφ ζηε ζπλέρεηα ζπγθξίλεηαη κε ηηο αλαθνξηθέο πεγέο ρξφλνπ θαη ζπρλφηεηαο πνπ δίλνληαη απφ ην ζχζηεκα GPS. Με απηφ ηνλ ηξφπν ηελ θαηάιιειε ζηηγκή εθπέκπεηαη ην ζσζηφ ηκήκα πιεξνθνξίαο Οθέιε απφ ηε ρξήζε SFN δηθηχνπ Σα δίθηπα απιήο ζπρλφηεηαο είλαη κία ήδε εθαξκφζηκε, αιιά θαη πνιιά ππνζρφκελε ηερλνινγία αλάπηπμεο αζχξκαησλ δηθηχσλ, πξνηίζησο ιφγσ ηεο απνδνηηθφηεηαο θάζκαηνο πνπ πξνζθέξνπλ. Χζηφζν κπνξνχλ επίζεο λα απνδεηρζνχλ απνδνηηθά θαη σο πξνο ηελ ελέξγεηα πνπ θαηαλαιψλνπλ, εθφζνλ ζρεδηαζηνχλ ζσζηά. Δθηεηακέλεο ζεσξεηηθέο κειέηεο έρνπλ γίλεη κνληεινπνηψληαο SFN δίθηπα ηφζν ηεο ςεθηαθήο ηειεφξαζεο (DTV) φζν θαη ςεθηαθήο ξαδηνθσλίαο (DAB) κε ρξήζε ππνινγηζηψλ. χκθσλα κε απηέο θαηά ην ζρεδηαζκφ ελφο ηέηνηνπ δηθηχνπ νη ηδαληθέο ζέζεηο γηα ηελ ηνπνζέηεζε ηνπ θεξαηνζπζηήκαηνο εθπνκπήο είλαη ην ζεκείν ηνκήο ησλ δηαγψλησλ ελφο πιέγκαηνο ζαλ απηφ πνπ θαίλεηαη ζην επφκελν ζρήκα. Δλψ ε θεξαία είλαη παλθαηεπζπληηθή. ζρήκα 4.6 ηδαληθή θαηαλνκή εθπνκπώλ SFN δηθηύνπ ζε πιέγκα ε έλα δίθηπν ηεο παξαπάλσ κνξθήο ζεσξνχκε κία θεξαία ιήςεο ζε ηπραία ζέζε κέζα ην πιέγκα. Ζ θεξαία απηή ζπιιέγεη ζήκαηα απφ φινπο ηνπο γεηηνληθνχο ηεο αλακεηαδφηεο πνπ δελ είλαη απζηεξά ζπζρεηηζκέλα κεηαμχ ηνπο. Αλ έλα ην ζήκα απφ θάπνηνλ γεηηνληθφ αλακεηαδφηε είλαη εμαζζελεκέλν ηφηε πηζαλφηαηα, ιφγσ ηνπ ζρεδηαζκνχ θάπνηνο άιινο ζηαζκφο βάζεο βξίζθεηαη αξθεηά θνληά νκαινπνηψληαο ηελ ηζρχ πνπ κφιηο είρε ραζεί. Με απηφ ηνλ ηξφπν έλα δίθηπν απιήο ζπρλφηεηαο κπνξεί λα ρεηξίδεηαη ζηαζκνχο βάζεο κε κεησκέλε ηζρχ εθπνκπήο.

74 4.3.3 Υξήζε δηθηύσλ πνιιαπιώλ ζπρλνηήησλ Σα δίθηπα πνιιαπιψλ ζπρλνηήησλ (Multifrequency Networks MFN) ρξεζηκνπνηνφπληαη πεξηζζφηεξν απφ ηνπο ρεηξηζηέο δηθηχσλ ηεο ςεθηαθήο ηειεφξαζεο επξείαο εθπνκπήο. Ζ δηακφξθσζε ηνπ ζήκαηνο πνπ αθνινπζείηαη ζε απηή ηελ πεξίπησζε πεξηιακβάλεη δηακφξθσζε θαηάινηπεο πιεπξηθήο δψλεο ζπλδπαζκέλε κε θσδηθνπνηεκέλε νξζνγψληα δηακφξθσζε θαη νξζνγσληθνχο αζηεξηζκνχο QAM. Απηά ηα πεξηζζφηεξν ζπλεζηζκέλεο ζρεδίαζεο δίθηπα έρνπλ εθπνκπνχο νη νπνίνη κεηαθέξνπλ μερσξηζηά ην ζήκα θάζε πξνγξάκκαηνο, ρξεζηκνπνηψληαο δηαθνξεηηθή ζπρλφηεηα, γηα ηελ εθπνκπή ηνπ ίδηνπ πξνγξάκκαηνο, ζε δηαθνξεηηθή πεξηνρή Πεξηνξηζκνί Δλεξγνύ Αθηηλνβνινύκελεο Ιζρύνο Ζ επίγεηα δηάδνζε ραξαθηεξίδεηαη απφ ηελ πνηθηιία ησλ γεσγξαθηθψλ ραξαθηεξηζηηθψλ ησλ πεξηνρψλ πνπ θαινχληαη λα θαιχςνπλ. Απηφ έρεη σο απνηέιεζκα ηελ κεηαβνιή ηεο ηζρχνο ηνπ ζήκαηνο πνπ θηάλεη ζηνλ δέθηε. Απηή νθείιεηαη, άιιεο θνξέο ζηελ εμάπισζε ηνπ ζήκαηνο πξνο δηάθνξεο πεξηνρέο νπνχ παξνπζηάδνληαη θαηλφκελα ζθέδαζεο είηε νθείιεηαη ζηελ απφζβεζε πνπ επηβάιιεηαη ζηηο ζπληζηψζεο ηνπ ιακβαλφκελνπ ζήκαηνο. Έηζη νη ζρεδηαζηέο πξνθεηκέλνπ λα πεηχρνπλ θαιχηεξε θάιπςε, απμάλνπλ ηελ εθπεκπφκελε ηζρχ απφ ηνπο αλακεηαδφηεο. Γη απηφ ηνλ ιφγν ζε θάζε ρψξα νξίδνληαη ηα φξηα ελεξγνχ αθηηλνβνινχκελεο ηζρχνο Κάιπςε ζε αλαινγηθή θαη ςεθηαθή κεηάδνζε Καηά ην ζρεδηαζκφ δηθηχσλ αλαινγηθήο ηειεφξαζεο ήηαλ απνδεθηφ ην έλαο εθπνκπφο λα θαιχπηεη ην 50% κηαο πξνθαζνξηζκέλεο πεξηνρήο (ηκήκα ηεο ζπλνιηθήοπεξηνρήο ηελ νπνία θαιείηαη λα θαιχςεη). Με απηφλ ηνλ ηξφπν ην ππφινηπν 50 % ησλ πεξηνρψλ ηνπ ηκήκαηνο παξνπζίαδε απμεκέλε πηζαλφηεηα λα έρεη ηθαλνπνηεηηθή ηζρχ πεδίνπ ε νπνία ζα επηηξέπεη ηελ εθαξκνγή ησλ ππεξεζηψλ κε ηθαλνπνηεηηθή πνηφηεηα. Χζηφζν, έρεη ζπκθσλεζεί απφ ηνπο ζρεδηαζηέο δηθηχσλ χζηεξα απφ αξθεηέο πξνζνκνηψζεηο θαη κεηξήζεηο πεδίσλ, φηη απηφ ην πνζνζηφ θάιπςεο γηα ηελ ςεθηαθή κεηάδνζε βξίζθεηαη ζε πςειφηεξα επίπεδα. Σν λέν ειάρηζην πνζνζηφ θάιπςεο γηα έλα κηθξφ ηκήκα ηεο ηάμεο 100 x 100 κέηξσλ αλέξρεηαη ζην 70%. 4.4 Γνξπθνξηθά Γίθηπα Σν δνξπθνξηθφ δίθηπν ηεο πβξηδηθήο ηειεπηθνηλσληαθήο πιαηθφξκαο DVB-SH ιεηηνπξγεί ζπκπιεξσκαηηθά κε ην επίγεην δίθηπν ψζηε λα ηθαλνπνηήζεη ην θξηηήξην ηεο ζπλέρεηαο ησλ επηθνηλσληψλ ζε πεξηνρέο φπνπ δελ ππάξρεη ε δπλαηφηεηα θάιπςεο κέζσ δεχμεο νπηηθήο επαθήο (Line Of Sight). ηελ πεξίπησζε απηή νη Σειεπηθνηλσληαθνί δνξπθφξνη είλαη RF ελεξγνί αλακεηαδφηεο θαη αλάινγα κε ηελ ηξνρηά ζηελ νπνία βξίζθνληαη δηαθξίλνληαη:

75 Ξεθηλψληαο κε ηελ πεξηγξαθή ελφο δνξπθνξηθνχ δηθηχνπ, ζα πξέπεη λα θαζνξίζνπκε ηνλ φξν ηνπ επίγεηνπ δνξπθνξηθνχ ζηαζκνχ (Satellite Earth Station- SES). SES είλαη ν ηειεπηθνηλσληαθφο ζηαζκφο ν νπνίνο είλαη εγθαηεζηεκέλνο ζε ζπγθεθξηκέλε γεσγξαθηθή ζέζε επί ηεο Γεο θαη έρεη ηηο εμήο δπλαηφηεηεο: 1. Δπηθνηλσλία κε άιινπο SES κέζσ δνξπθφξνπ 2. Δπηθνηλσλία κε ην επίγεην ζηαζεξφ ηειεπηθνηλσληαθφ κέζσ ελζχξκαηεο δεχμεο (νπηηθή ίλα) ή ζε κεξηθέο πεξηπηψζεηο κε ρξήζε RF δεχμεο. Ο θχξηνο ζηφρνο ηνπ SES είλαη λα απνηειέζεη ηελ βέιηηζηε δηεπαθή κεηαμχ ηνπ δηθηχνπ θνξκνχ θαη ηνπ δνξπθφξνπ-αλακεηαδφηε ηνπ ζήκαηνο ςεθηαθήο ηειεφξαζεο. Α. Γεσζηαηηθνχο Γνξπθφξνπο (Geosynchronous Satellites GEO). Ζ πεξίνδνο πεξηζηξνθήο ησλ δνξπθφξσλ GEO είλαη ίζε κε ηελ πεξίνδν πεξηζηξνθήο ηεο Γεο (24 ψξεο) θαη βξίζθνληαη ζε χςνο km πάλσ απφ ηελ επηθάλεηα ηεο Γεο. Θεσξεηηθά κε ηξεηο GEO δνξπθφξνπο επηηπγράλεηαη παγθφζκηα επηθνηλσληαθή θάιπςε. B. Γνξπθφξνπο Υακειήο Σξνρηάο (Low Earth Orbit Satellites- LEO satellites). Αλαθεξφκελνη ζηνπο Γνξπθφξνπο LEO, ην χςνο ηνπο απφ ηελ επηθάλεηα ηεο Γεο είλαη ηεο ηάμεο ησλ 780 km. ηελ πεξίπησζε απηή, ε παγθφζκηα επηθνηλσληαθή θάιπςε επηηπγράλεηαη κε έλαλ κεγάιν αξηζκφ δνξπθφξσλ, κε ηελ πξνυπφζεζε φηη ζα ππάξρνπλ δεχμεηο (ζηελ κηθξνθπκαηηθή πεξηνρή ηνπ ελεξγνχ ξαδηνθάζκαηνο ησλ ζπρλνηήησλ) κεηαμχ ησλ δνξπθφξσλ (intersatellite links). Πξέπεη λα ζεκεησζεί φηη ηα πιενλεθηήκαηα ησλ LEO δνξπθφξσλ έλαληη ησλ δνξπθφξσλ είλαη ηα εμήο: Έρνπλ ρακειφηεξν θφζηνο θαηαζθεπήο Παξέρεηαη πςειφηεξεο ζηάζκεο ζήκα ζηνλ SES ή ηνλ αληίζηνηρν Γνξπθνξηθφ Κφκβν ( Satellite Hub), ιφγσ ηεο κηθξφηεξεο απφζηαζεο απφ ηελ γε. Δίλαη κεησκέλν ην θαηλφκελν ηεο αληήρεζεο (echo effect), ιφγσ ηεο κηθξφηεξεο απφζηαζεο απφ ηε Γε. Ζ ηζρχο ηνπ ζήκαηνο πνπ θηάλεη ζηνλ δέθηε θαη εηδηθφηεξα ν ιφγνο ζήκαηνο πξνο ζφξπβν, απνηειεί ίζσο ην ζεκαληηθφηεξν θξηηήξην γηα ηελ δηαζθάιηζε πςειήο πνηφηεηαο παξεξρνκέλσλ ππεξεζηψλ. εκαληηθφ ξφιν γηα ηε ξχζκηζε απηήο ηεο παξακέηξνπ θαηά ηε κεηάδνζε κέζσ δνξπθφξνπ παίδνπλ ηα παξαθάησ ζηνηρεία. 1. Γνξπθνξηθά πζηήκαηα κε ηα νπνία ζα δηαζπλδεζεί. Γηα ηελ πεξίπησζε ησλ GEO δνξπθνξηθψλ ζπζηεκάησλ, ε ζέζε επηιέγεηαη ψζηε λα ρξεζηκνπνηνχληαη νη βέιηηζηεο γσλίεο αλχςσζεο θαη αδηκνπζίνπ γηα ηελ παξαθνινχζεζε ησλ γεσζηαηηθψλ ηξνρηψλ. Γηα ηελ πεξίπησζε ησλ LEO δνξπθνξηθψλ ζπζηεκάησλ, ε ζέζε επηιέγεηαη ψζηε λα είλαη δπλαηή ε παξαθνινχζεζε ηνπο θαηά ην κεγαιχηεξν ρξνληθφ δηάζηεκα. 2. ηαζεξφ Σειεπηθνηλσληαθφ Γίθηπν 3. Πεγέο Παξεκβνιψλ

76 πζηήκαηα ξαδηνηειεπηθνηλσληψλ ηα νπνία ιεηηνπξγνχλ ζηελ ίδηα πεξηνρή ζπρλνηήησλ. Ραδην-παξεκβνιέο, φπσο αξκνληθέο θαη πξνηφληα ελδνδηακφξθσζεο, απφ ζηαζεξά θαη θηλεηά ζπζηήκαηα, ηα νπνία εξγάδνληαη ζε δηαθνξεηηθή πεξηνρή ζπρλνηήησλ. Βηνκεραληθέο πεγέο ζνξχβνπ (π.ρ γξακκέο κεηαθνξάο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, βηνκεραληθέο εγθαηαζηάζεηο). 4.5 πκπεξάζκαηα Σα επίγεηα θαη δνξπθνξηθά δίθηπα απνηεινχλ ηνλ βαζηθφ θνξκφ ηεο δνξπθνξηθήο πιαηθφξκαο γηα ηελ ππνζηήξημε ηεο ππεξεζίαο. Καηά ηε ζρεδίαζή ηνπο ιακβάλνληαη ππφςε αξθεηέο παξάκεηξνη πνπ έρνπλ λα θάλνπλ ηφζν κε ηελ πεξηνρή πνπ θαινχκαζηε λα θαιχςνπκε φζν θαη κε θάπνηεο βαζηθέο αξρέο πνπ ζα αθνινπζήζνπκε φπσο δίθηπα κνλήο ζπρλφηεηαο ή πνιιαπιψλ ζπρλνηήησλ. Ζ αμηφπηζηε κεηάδνζε πιεξνθνξίαο κέζα απφ ηα δίθηπα θνξκνχ είλαη απαξαίηεηε γηα ηελ δηαζθάιηζε ηεο πνηφηεηαο ηεο παξερφκελεο ππεξεζίαο απφ νιφθιεξν ην ζχζηεκα.

77 Κεθάιαην 5 ν Τινπνίεζε ζε πεξηβάιινλ Matlab

78 5.1 Δηζαγσγή ην παξφλ θεθάιαην ιακβάλνληαο ππφςε ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ πξνηχπνπ DVB-H φπσο πεξηγξάςακε παξαπάλσ, ζα πξνρσξήζνπκε ζε πινπνίεζε κε ζθνπφ ηελ πξνζνκνίσζε ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ ζπζηήκαηνο ζε πεξηβάιινλ ιεπθνχ γθανπζηαλνχ ζνξχβνπ (AWGN) αιιά θαη πεξηβάιινλ πνιπφδεπζεο. Οη ρξεζηκνπνηνχκελεο δηακνξθψζεηο ζα είλαη νη 16- QAM θαη 64-QAM, ζε ιεηηνπξγίεο 2Κ,4Κ θαη 8Κ. Σν δηάζηεκα θξνπξνχ έρεη θαζνξηζηεί ζην ¼. ηε ζπλέρεηα γίλεηαη ε πινπνίεζε ηνπ δνξπθνξηθνχ ηκήκαηνο ηεο κεηάδνζεο ηνπ πξνηχπνπ DVB-SH, ην νπνίν βαζίδεηαη ζην πξφηππν DVB-S Τινπνίεζε Μνληέινπ DVB-H ζε πεξηβάιινλ Matlab-Simulink Παξνπζίαζε ηνπ κνληέινπ ην παξαθάησ ζρήκα εκθαλίδεηαη ελδεηθηηθά, ην ζρεκαηηθφ δηάγξακκα ηνπ κνληέινπ 4Κ γηα ζφξπβν AWGN, δηακφξθσζε 16-QAM θαη ξπζκφ θσδηθνπνίεζεο ¾. Παξφκνηα είλαη θαη ηα δηαγξάκκαηα γηα θαλάιη πνιπφδεπζεο πνπ πξνζεγγίδεηαη κέζσ ησλ θαηαλνκψλ Rayleigh ή Rice κε ηε δηαθνξά φηη κεζνιαβεί έλα block ηεο αληίζηνηρεο πνιπδηαδξνκηθήο δηάδνζεο κεηαμχ ηεο εηζαγσγήο ηνπ δηαζηήκαηνο θξνπξνχ θαη ηνπ ζνξχβνπ Gauss. Δληειψο φκνηα είλαη θαη ηα κνληέια γηα ηε ιεηηνπξγία 8Κ, γηα ηα δηαθνξεηηθά ζρήκαηα δηακφξθσζεο θαζψο θαη γηα ηνπο δηαθνξεηηθνχο ξπζκνχο θσδηθνπνίεζεο. ηε ζπλέρεηα ζα κπνξέζνπκε λα δνχκε φιεο ηηο δηαθνξέο κεηαμχ ησλ κνληέισλ θαη ζα ηα πεξηγξάςνπκε κε ιεπηνκέξεηα: ζρήκα 5.1 κνληέιν DVB-H

79 Σα δνκηθά ζηνηρεία (blocks) ηνπ παξαπάλσ ζπζηήκαηνο εκθαλίδνληαη δεμηφζηξνθα θπθιηθά κε ηελ παξαθάησ ζεηξά. Δθπνκπή 1. Γελλήηξηα Σπραίσλ Αξηζκψλ 2. Κσδηθνπνίεζε Reed-Solomon 3. πγθεξαζηηθή Γηεκπινθή 4. Γηαηξεηηθφο πλειηθηηθφο Κψδηθαο (Ρπζκφο ¾ αιιά θαη ½ ή 2/3 ) 5. Δζσηεξηθή δηεκπινθή 6. ρήκα δηακφξθσζεο (64-QAM αιιά θαη 16-QAM ή QPSK) 7. Μεηάδνζε OFDM 8. Κανάλι (AWGN αλλά και Rayleigh ή Rice) Λήςε 9. Απνδηακφξθσζε 10. Δζσηεξηθή απεκπινθή 11. Απνθσδηθνπνίεζε Viterbi 12. πγθεξαζηηθφο απεκπινθέαο 13. Απνθσδηθνπνηεηήο Reed-Solomon Κάζε έλα ζηνηρείν πνπ εκθαλίδεηαη ζην παξαπάλσ κνληέιν κπνξεί λα απνηειεί ππνζχζηεκα, πεξηέρνληαο ζην εζσηεξηθφ ηνπ άιια blocks δηαζπλδεδεκέλα κεηαμχ ηνπο Δθπνκπή Ζ πξνο κεηάδνζε πιεξνθνξία είλαη κηα ξνή (transport stream) θσδηθνπνηεκέλε θαηά MPEG-2 θαη νξγαλσκέλε ζε παθέηα ησλ 188 bytes. H πξνζνκνίσζε ηεο εηζφδνπ ινηπφλ γίλεηαη κε κηα γελλήηξηα ηπραίσλ αξηζκψλ νη νπνίνη έρνπλ εχξνο απφ 0 σο 255 (πξνθχπηεη απφ φινπεο ηνπο δπλαηνχο ζπλδπαζκνχο πνπ έρνπκε απφ 8 δηαθνξεηηθά bits. Έηζη ρξεζηκνπνηείηαη ην block Random Integer πνπ παξάγεη ηπραίνπο αθεξαίνπο ζην δηάζηεκα [0, Μ-1], φπνπ M είλαη ν αξηζκφο πνπ δειψλεηαη ζην θνπηί δηαιφγνπ ηνπ Matlab. Αθνχ ρξεηαδφκαζηε bytes (8 bits) πξνθαλψο ν Μ ζα είλαη ν αξηζκφο 2 8 =256. Γηα λα κπνξεί ν παξαγφκελνο ζφξπβνο λα επαλαιεθζεί επηιέγεηαη αξρηθφ «θχηξν» ζνξχβνπ ζηαζεξφ θαη ίζν κε Σν ζήκα εμφδνπ ζα είλαη νξγαλσκέλν φπσο είπακε ζε frames. Ο αξηζκφο ησλ δεθαδηθψλ ςεθίσλ ηνπ θχηξνπ ζε ιεηηνπξγία frame-based γίλεηαη ν αξηζκφο ησλ ζηειψλ ζην frame. O αξηζκφο ησλ πιαηζίσλ (ησλ 8 bits = 1 byte) αλά frame ζα νξηζηεί φπσο είπακε ζε 188. Ζ ηειεπηαία παξάκεηξνο πνπ πξέπεη λα ξπζκηζηεί είλαη ν ρξφλνο ηνπ δείγκαηνο (Ts) πνπ εμαξηάηαη απφ ην δηάζηεκα θξνπξφ, ηε δηάηξεζε θαη ην ζρήκα δηακφξθσζεο. Ο ππνινγηζκφο ζα γίλεη γηα φιεο ηνπο δπλαηνχο ζπλδπαζκνχο ζε επφκελν ζηάδην. πγθεληξσηηθά έρνπκε (<φλνκα κπινθ (παξάκεηξνη = ηηκή παξακέηξνπ)) γηα ην κπινθ απηφ

80 <Random Integer (M-ary Number=256, Initial Seed= , Sample Time=Ts, Frame- Based Outputs, Samples per Frame =188)>. ηε ζπλέρεηα πξνρσξψληαο ζην ζηάδην ηεο θσδηθνπνίεζεο, ζε πξψηε θάζε, πξέπεη λα γίλεη εμσηεξηθή θσδηθνπνίεζε κε ηε ρξήζε ηνπ θψδηθα Reed Solomon RS (204,188,t=8) πνπ πξνθχπηεη απφ ηνλ ζπζηεκαηηθφ θψδηθα RS (255,239,t=8). Μεηά ζα αθνινπζήζεη ε εμσηεξηθή ζπγθεξαζηηθή δηεκπινθή κε βάζνο Η=12 θιάδνπο θάζε θιάδνο ζα απνηειείηαη απφ έλαλ FIFO θαηαρσξεηή κε βάζνο ίζν κε j x17,φπνπ j o αξηζκφο θάζε θιάδνπ [0,11]. Ζ εμσηεξηθή δηεκπινθή ππνζηεξίδεηαη εζσηεξηθά απφ ην Matlab κέζσ ηνπ <Convolutional Interleaver (Rows of Shift Registers = 12, Register Length Step = 17,Initial Conditions = 0)> ην νπνίν θαη ρξεζηκνπνηείηαη σο έρεη. Γηα λα ζπλερίζνπκε ζηελ εζσηεξηθή θσδηθνπνίεζε είλαη απαξαίηεην λα κεηαηξέςνπκε ηνπο αθεξαίνπο (8 bit) ζε δπαδηθνχο αξηζκνχο (bit). Σν παξαπάλσ είλαη απαξαίηεην θαζψο ηφζν ν κεηξηθφο ζπγθεξαζηηθφο θψδηθαο φζν θαη ε δηάηξεζε εθηεινχλ πξάμεηο ζε επίπεδν bit. Μεηά ηε κεηαηξνπή απηή δνπιεχνπκε πιένλ κε frames ησλ 204x8=1632 bits. Σν ζρεκαηηθφ δηάγξακκα γηα ηελ παξαπάλσ δηαδηθαζία ηεο ζπγθεξαζηηθήο δηεκπινθήο (πνπ βξίζθεηαη θάησ απφ ην ππεξ-κπινθ κε φλνκα outer interleaver αθνινπζεί ζρήκα 5.2 ζρεκαηηθό δηάγξακκα εμσηεξηθήο δηεκπινθήο Σν αθφινπζν δνκνζηνηρείν αθνξά ηελ εζσηεξηθή θσδηθνπνίεζε. χκθσλα κε ην πξφηππν ETSI ηα πνιπψλπκα γηα ηνλ κεηξηθφ θψδηθα είλαη ηα G 1 =171 OCT θαη G 2 =133 OCT γηα θάζε κία απφ ηηο δχν εμφδνπο (βιέπε θάικα! Σν αξρείν πξνέιεπζεο ηεο αλαθνξάο δελ βξέζεθε.). ηε ζπλέρεηα ζα αθνινπζήζεη δηάηξεζε πξνθεηκέλνπ λα κπνξνχλ λα ιεθζνχλ δηαθνξεηηθνί ξπζκνί θσδηθνπνίεζεο. To Matlab ππνζηεξίδεη εγγελψο ηνπο ζπγθεξαζηηθνχο δηαηξεηηθνχο θψδηθνπνηεηέο κε ην <Convolutional Encoder (Trellis Structure= poly2trellis(7,[171,133]), Reset=None)> πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε εδψ. Ζ ζπλάξηεζε poly2trellis(7,[171,133]) δεκηνπξγεί έλαλ θσδηθνπνηεηή trellis δεδνκέλνπ ηνπ βάζνπο θσδηθνπνίεζεο (7) θαη ησλ δχν πνιπσλχκσλ πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζνχλ (171,133) ζε νθηαδηθή κνξθή. Μεηά ην ηέινο ηεο θσδηθνπνίεζεο ην ζήκα καο ζα απνηειείηαη απφ frames δηπιάζηνπ αξηζκνχ bits (ην θάζε πνιπψλπκν δίλεη ηε δηθή ηνπ έμνδν), δειαδή 1632 x 2 = 3264 bits. Σν δηάλπζκα δηάηξεζεο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη είλαη αλάινγν ηνπ ξπζκνχ θσδηθνπνίεζεο εθαξκφδεηαη ζηε κεηαδηδφκελε πιεξνθνξία. Ο παξαθάησ πίλαθαο δίλεη ην δηάλπζκα δηάηξεζεο πνπ αληηζηνηρεί ζε θάζε ηππνπνηεκέλν ξπζκφ θσδηθνπνίεζεο.

81 Πίλαθαο 5.1 δηαλύζκαηα δηάηξεζεο Ρσθμός Κωδικοποίησης Puncture Vector 1/2 [11] 2/3 [1101] 3/4 [110110] Μέζσ ηνπ δηαλχζκαηνο δηάηξεζεο ζπκβνιίδνληαη κε 0 ηα ςεθία πνπ δε ζα ιεθζνχλ ππφςε θαη κε 1 απηά πνπ ζα ιεθζνχλ. Σα ςεθία παξνπζηάδνληαη ελαιιάμ κε πξψην απηφ πνπ παξάγεηαη απφ ην πνιπψλπκν G 1. Έηζη γηα ξπζκφ θσδηθνπνίεζεο ¾ θαη ζηέιλνληαη πξνο κεηάδνζε ε πξψηε έμνδνο Υ θαη Τ, ε δεχηεξε έμνδνο Τ θαη ε ηξίηε έμνδνο Υ θ.ν.θ. Αληίζηνηρα γηα ξπζκφ θσδηθνπνίεζεο 2/3 ζηέιλνληαη πξνο κεηάδνζε ε πξψηε έμνδνο Υ θαη Τ, ε δεχηεξε έμνδνο Τ θ.ν.θ θαη γηα ξπζκφ ½ ζηέιλνληαη θαη νη δχν έμνδνη θάζε θνξά: Μεηά ηε δηάηξεζε θαη αλάινγα κε ην ξπζκφ θσδηθνπνίεζεο ζα έρνπκε frames πνπ ζα απνηεινχληαη απφ r bits/frame φπσο παξνπζηάδεηαη ζηνλ παξαθάησ πίλαθα. Πίλαθαο 5.2 bits/frame - ξπζκόο θσδηθνπνίεζεο Ρσθμός Κωδικοποίησης r=bits/frame 1/2 1632*2= /3 1632*3/2= /4 1632*(4/3)= 2176 Αλνίγνληαο ην ππνζχζηεκα (Πξνζνρή ζην κπινθ ηεο ηερλεηήο θαζπζηέξεζεο ηνπ νπνίνπ ε ιεηηνπξγία ζα επεμεγεζεί ζηε ζπλέρεηα). Σα παξαθάησ κπινθ βξίζθνληαη κέζα ζην ππεξ-κπινθ κε φλνκα inner coder. ζρήκα 5.3 ζρεκαηηθό δηάγξακκα εζσηεξηθήο θσδηθνπνίεζεο Μεηά ηε δηάηξεζε αθνινπζεί ε εζσηεξηθή δηεκπινθή, ε δηαδηθαζία ηεο νπνίαο πεξηγξάθεηαη ζηηο πξνδηαγξαθέο ηνπ ETSI θαη είλαη δηαθνξεηηθή αλάινγα κε ηε ιεηηνπξγία (2Κ,4Κή 8Κ) Αξρηθά γίλεηαη δηεκπινθή αλά bit ε νπνία ζηεξίδεηαη ζην ρσξηζκφ ηνπ ζήκαηνο πνπ έρνπκε ζε n νκάδεο ησλ 126 bits πνπ ζα δηεκπιαθνχλ αλάινγα κε ηε δηαδηθαζία πνπ πεξηγξάθεηαη. Σν n είλαη παξάκεηξνο πνπ εμαξηάηαη απφ ην ζρήκα δηακφξθσζεο θαη παίξλεη ηηο ηηκέο (n=2 γηα QPSK, n=4 γηα 16-QAM θαη n=6 γηα 64-QAM).

82 Σα δεδνκέλα νκαδνπνηνχληαη γη απηφ ην ζθνπφ κε ηε βνήζεηα θαηάιιεινπ buffer ζε frames ησλ nx126 bit. Ο ζπγθεθξηκέλνο buffer εηζάγεη κηα θαζπζηέξεζε ζην ζήκα ηεο ηάμεο ησλ (nx126) +r δεηγκάησλ. Ο αξηζκφο απηφο, δελ είλαη πνιιαπιάζηνο ηνπ n x 126 δεκηνπξγεί πξφβιεκα ζηελ νξγάλσζε ηνπ ζήκαηνο ζε πιαίζηα κε απνηέιεζκα λα κελ κπνξεί λα γίλεη ζσζηή δηεκπινθή ηνπ ζήκαηνο ζηε ζπλέρεηα. Γηα λα δηνξζσζεί ην παξαπάλσ πξφβιεκα είλαη απαξαίηεην λα εηζαρζεί κηα θαζπζηέξεζε t έηζη ψζηε (nx126) + r + t = m*(nx126) δείγκαηα, λα είλαη αθέξαην πνιιαπιάζηνπ ηνπ κεγέζνπο ηνπ πιαηζίνπ εμφδνπ. Ζ ζπλνιηθή θαζπζηέξεζε πνπ ζα εηζάγεη ν buffer απηφο ζα είλαη ίζε κε m πιαίζηα εμφδνπ ηνπ (ησλ nx126). Ο ζπγθεθξηκέλνο buffer επνκέλσο εηζάγεη θαζπζηέξεζε ίζε κε έλα (nx126) + r + t bits. Ο πίλαθαο πεξηγξάθνπλ ηα κεγέζε n,r,t θαη m αλάινγα κε ην ζρήκα δηακφξθσζεο θαη ην ξπζκφ θσδηθνπνίεζεο. Πίλαθαο 5.3 εηζαγσγή θαζπζηέξεζεο Ρσθμός Κωδικοποίησης Διαμόρφωση Bit/λέξη (n) 1/2 2/3 3/4 Ππόσθετη Καθςστέπηση (t) Frames Καθςστέπησηρ (m) Βits/frame (r) QPSK QAM QAM QPSK QAM QAM QPSK QAM QAM Ζ δηεκπινθή αλά bit αθνινπζεί ηε δηαδηθαζία πνπ πεξηγξάθεηαη ζην πξφηππν. Απηφ ζπλεπάγεηαη ηε δεκηνπξγία ελφο πίλαθα αληηζηνίρεζεο κεηαμχ ηεο εηζφδνπ θαη ηεο εμφδνπ πνπ δεκηνπξγείηαη απφ ηνλ αθφινπζν θψδηθα: Σκήκα Κώδηθα 1 - Παξάξηεκα Π1 Μεηά ηε δηεκπινθή αλά bit ζεηξά έρεη ε δηεκπινθή αλά ζχκβνιν. Ζ δηαδηθαζία πνπ αθνινπζείηαη απνηειεί νπζηαζηηθά επέθηαζε ηεο δηεκπινθήο πνπ πεξηγξάθεηαη ζην πξφηππν θαη γίλεηαη κε ηνλ αθφινπζν θψδηθα: Σκήκα Κώδηθα 2 - Παξάξηεκα Π2 Αλάινγα κε ηε ιεηηνπξγία OFDM πνπ ζα εθαξκφζνπκε θνξηψλνπκε ζην m-file ηνλ θψδηθα πνπ αληηζηνηρεί. Δπηπιένλ ζην αξρείν απηφ νξίδεηαη αθφκε ε πεξίνδνο δείγκαηνο αιιά θαη ε κνξθή αζηεξηζκνχ (constellation) ηνπ ζήκαηνο θαηά ηε δηακφξθσζε. Έηζη έρνπκε: Ts = e-007; % (or Ts= *2176/9072/188)

83 Όζν αθνξά ηελ πεξίνδν δεηγκαηνιεςίαο θαη γηα ηελ αληηζηνίρεζε ηνπ αθεξαίνπ ζηα ζεκεία ηνπ δηαγξάκκαηνο αζηεξηζκνχ: Σκήκα Κώδηθα 3 - Παξάξηεκα Π2 ηε ζπλέρεηα θαηά ηε δηαδηθαζία ηεο εζσηεξηθήο δηεκπινθήο έρνπκε αλαθαηαλνκή αξρηθά ζε επίπεδν bits θαη ζηε ζπλέρεηα ζε επίπεδν ζπκβφισλ. Σα ζχκβνια έρνπλ κήθνο 1512 bits γηα ηε ιεηηνπξγία 2Κ, 6048 bits γηα ηε ιεηηνπξγία 8Κ. ην παξαθάησ ζρήκα θαίλεηαη ην ιεηηνπξγηθφ δηάγξακκα ζχκθσλα κε ην νπνίν επηηειείηαη ε παξαπάλσ δηαδηθαζία θνξηψλνληαο ηνπο απαξαίηεηνπο πίλαθεο απφ ην αξρείν dvb_table_gen.m. ζρήκα 5.4 ζρεκαηηθό δηάγξακκα εζσηεξηθήο δηεκπινθήο Αθνινχζσο κε ηελ θαηάιιειε ρξήζε ηνπ πίλαθα dvb_qamxx έρνπκε ηελ αληηζηνίρεζε ησλ n bit αξηζκψλ ζε ζεκεία πνπ αληηζηνηρνχλ ζην δηάγξακκα αζηεξηζκνχ. ζρήκα 5.5 απεηθόληζε ζεκείσλ αζηεξηζκνύ χκθσλα κε ην πξφηππν ηεο ππεξεζίαο DVB-T αιιά θαη κε ηηο πξνζζήθεο απφ ην πξφηππν ηνπ DVB-H, ζηνπο 1512(2Κ), 3024(4K) ή 6048(8Κ) θνξείο ρξήζηκνπ ζήκαηνο ζα πξνζηεζνχλ αθφκε θάπνηνη εκβφιηκνη δίαπινη πξνθεηκέλνπ λα θζάζνπλ ηνπο 2048(2Κ), 4096(4K) ή 8192(8Κ) (αξηζκφο απαξαίηεηνο (δχλακε ηνπ 2) πξνθεηκέλνπ λα κπνξεί λα εθαξκνζηεί αληίζηξνθνο fourier πνπ είλαη κηα εχθνιε πινπνίεζε ηεο OFDM πνιχπιεμεο). Οη ππφινηπνη θνξείο είλαη δπλαηφλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ζεκαηνδνζία θαη αλίρλεπζε ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηνπ θαλαιηνχ. ηα πιαίζηα ηεο δηθήο καο πξνζνκνίσζεο απηνί ζα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα αλίρλεπζε ηεο κεηαβνιήο ηνπ πιάηνπο πνπ εηζάγεη ην θαλάιη ζηηο πεξηπηψζεηο ησλ θαλαιηψλ Rice θαη Rayleigh. Έηζη ην πξνθχπηνλ πιαίζην πεξλά κέζα απφ αληίζηξνθν κεηαζρεκαηηζκφ fourier 2048 (2Κ), 4096(4Κ) ή 8192(8Κ) ζεκείσλ θαη δεκηνπξγείηαη ην πνιππιεγκέλν OFDM ζήκα. Σν κπινθ «zero pad» πξνζζέηεη κεδεληθά ζε έλα πίλαθα είηε θαηά ζηήιεο είηε θαηά γξακκέο κέρξη ην επηζπκεηφ κέγεζνο. Σν pad ιεηηνπξγεί φπσο ην zero pad κε ηε δηαθνξά φηη εκείο επηιέγνπκε ηελ ηηκή πνπ ζα «παξαγεκίζεη» ηνλ πίλαθα. Σν κπινθ «Selector» επηιέγεη ή αλαδηαηάζζεη ηα ζηνηρεία ελφο

84 πίλαθα θαηά βνχιεζε. Αξθεί λα δειψζνπκε ηελ λέα ζέζε ησλ ζηνηρείσλ ηνπ πίλαθα θαη ην κπινθ αλαιακβάλεη ηε δηαδηθαζία γηα καο. Ζ ζπλνιηθή δηαδηθαζία ηνπ padding θαη ηνπ αληίζηξνθνπ Fourier πεξηέρεηαη ζην ππεξ-κπινθ κε ηίηιν OFDM transmitter θαη ε εζσηεξηθή ηνπ δνκή θαίλεηαη αθνινχζσο: ζρήκα 5.6 κπινθ δηάγξακκα ιεηηνπξγίαο «Padding» ην παξαπάλσ ζχζηεκα αλήθεη ζην ππεξκπιφθ «Zero pad for OFDM» πνπ βξίζθεηαη πξηλ ην κπινθ πνπ επηηειεί ηνλ αληηζηξνθν κεηαζρεκαηηζκφ Fourier. ζρήκα 5.7 κπινθ δηάγξακκα κεηάδνζεο OFDM Σέινο ζηε θάζε κνληεινπνίεζεο ηεο εθπνκπήο πξέπεη λα εηζάγνπκε ζε θάζε κεηαδηδφκελν πιαίζην ην δηάζηεκα θξνπξνχ. ην παξαθάησ δηάγξακκα βιέπνπκε ηηο ρξεζηκνπνηνχκελεο δηαηάμεηο γηα ηελ πξνζζήθε πιενλάδνπζαο πιεξνθνξίαο ζην ηέινο ηνπ πιαηζίνπ. Αξρηθά θαη γηα λα είλαη δπλαηή ε απνπνιχπιεμε ησλ ζηνηρείσλ ηνπ πιαηζίνπ ρξεζηκνπνηνχκε ην κπινθ «to sample» ην νπνίν θάλεη καο απαιάζεη απφ ηε κνξθή πιαηζίνπ πνπ είρε κέρξη ζηηγκήο ε πιεξνθνξία. ηε ζπλέρεηα ε θάζε πιαίζην κνηξάδεηαη ζε 4 ίζα ηκήκαηα κε ην κπινθ απνπνιχπιεμεο (demux), θαη ην πξψην επαλαιακβάλεηαη θαη πάιη ζην ηέινο ζαλ δηάζηεκα θξνπξνχ, κε ηε ρξήζε ηνπ κπινθ πνιχπιεμεο. Έηζη ην δηάζηεκα θξνπξνχ είλαη ίζν κε ην 1/5 ηνπ ζπλνιηθνχ πιαηζίνπ απ φηη θαίλεηαη ζην παξαθάησ δηάγξακκα. Σέινο κε ην κπινθ «to sample» ξπζκηζκέλν φκσο εζσηεξηθά ζηε ιεηηνπξγία to frame επηζηξέθνπκε ζηε δνκή πιαηζίνπ γηα ηε κεηαδηδφκελε πιεξνθνξία.

85 ζρήκα 5.8 εηζαγσγή δηαζηήκαηνο αζθαιείαο Μνληεινπνίεζε Καλαιηνύ Πξνζζεηηθφο Λεπθφο Θφξπβνο Gauss: Έλα απφ ηα πην ζελπζέζηεξα ρξεζηκνπνηνχκελα καζεκαηηθά κνληέια γηα ηειεπηθνηλσληαθέο εγαξκνγέο ζχκθσλα κε ην νπνίν ην θαλάιη παξακνξθψλεη ην ζήκα κε ηελ πξνζζήθε ιεπθνχ ζνξχβνπ Gauss είλαη ην παξαθάησ: r(t)= s(t) + n(t) φπνπ r(t) έηλαη ην ηειηθφ παξακνξθσκέλν ζήκα πνπ θηάλεη ζην δέθηε, s(t) ην ζήκα ηνπ εθπνκπήο θαη n(t) είλαη ηπραία κεηαβιεηή ηεο δηαδηθαζίαο AWGN κε ζπλάξηεζε ππθλφηεηαο πηζαλφηεηαο ηεο θαζκαηηθήο ππθλφηεηαο ηζρχνο ίζε κε: Φnn(f) = ½ No [W/Hz], φπνπ Νν ζηαζεξά (ππθλφηεηα ηζρχνο ζνξχβνπ). Γηα ηελ πξνζνκνίσζε ζην matlab ζα ρξεζηκνπνηεζεί ην κπινθ AWGN ηνπ Simulink κε ηπραίν αξρηθφ ζπφξν δεκηνπξγίαο ςεπδνηπραίσλ (π.ρ ), επηινγή ιφγνπ ζήκαηνο πξνο ζφξπβν ζε db θαη ηζρχ ζήκαηνο 1W/ζπλνιηθφο αξηζκφ θαλαιηψλ.(πεξηιακβάλεη ζεκαηνδνζία, θξνπξφ θιπ.) Ο αξηζκφο θαλαιηψλ είλαη 2560 γηα ην 2Κ θαη γηα ην 8Κ. ηε ζέζε ηνπ SNR ηνπνζεηνχκε ηελ κεηαβιεηή SNRv. Σν ζπγθεθξηκέλν κπινθ ζην Matlab ππνινγίδεη ηελ δηαζπνξά ηνπ ηπραίνπ ζνξχβνπ n(t) κε βάζε ηελ ηηκή ηνπ SNR πνπ δφζεθε εζσηεξηθά θαη ηελ δνζκέλε ηζρχ ηνπ ζήκαηνο s(t) θαη επεξεάδεη θάζε θαλάιη κε μερσξηζηφ ανεξάπτητο ιεπθφ ζφξπβν (Ζ κέζε ηηκή ηνπ ζνξχβνπ είλαη 0). Γίλνληαο δηαθνξεηηθέο ηηκέο ζηελ ηηκή ηνπ SNR ζα κπνξέζνπκε ζηε ζπλέρεηα λα ππνινγίζνπκε ηνπο BER γηα δηάθνξεο ηηκέο SNR θαη λα θάλνπκε αληίζηνηρεο γξαθηθέο παξαζηάζεηο Λήςε Πξψην βήκα θαηά ηε ιήςε ζα είλαη ε αθαίξεζε ηνπ δηαζηήκαηνο θξνπξνχ πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε γηα ηνλ πεξηνξηζκφ ηεο δηαζπκβνιηθήο παξεκβνιήο. Απηφ γίλεηαη μαλά κε ηε ρξήζε ησλ κπινθ mux θαη demux αληίζηξνθα απφ ηε δηαδηθαζία εηζαγσγήο ηνπο, πνπ αλαθέξζεθε ζε πξνεγνχκελε παξάγξαθν (θάζε εθπνκπήο). Σν ζρεκαηηθφ δηάγξακκα

86 ηεο αθαίξεζεο ηνπ δηαζηήκαηνο θξνπξνχ βξίζθεηαη ζηα αξηζηεξά ηνπ ηκήκαηνο πνπ παξαηίζεηαη παξαθάησ. ζρήκα 5.9 αθαίξεζε δηαζηήκαηνο θξνπξνύ θαη απνδηακόξθσζεο OFDM Μεηά ηελ αθαίξεζε ηνπ δηαζηήκαηνο αζθαιείαο ρξεζηκνπνηείηαη έλα «θαζκαηνζθφπην» ( Spectrum Scope ηνπ Matlab) πξνθεηκέλνπ λα «νπηηθνπνηείηαη» ζε δηαγξάκκαηα αζηεξηζκνχ ην ζήκα κεηά ηελ παηακφξθσζε πνπ έρεη ππνζηεί απφ ην θαλάιη. Δίλαη εκθαλέο φηη απηφ θαηαιακβάλεη 8 MHz ζηε βαζηθή δψλε φπσο πξνβιέπεηαη απφ ην πξφηππν ηνπ ETSI ελψ ε ρξνληθή δηάξθεηα ελφο πιαηζίνπ OFDM (1512 (2Κ) ή 6048 (8Κ) δίαπινη ζήκαηνο θαη επηπξφζζεηνη δίαπινη ζεκαηνδνζίαο, ειέγρνπ θιπ.) εθηφο ηνπ δηαζηήκαηνο θξνπξνχ είλαη 224κs (2Κ), 448κs (4Κ) ή 896 κs (8Κ). ηε ζπλέρεηα πξέπεη λα απνπιέμνπκε ην OFDM ζήκα κε ηε ρξήζε επζέσο κεηαζρεκαηηζκνχ Fourier 2048(2Κ), 4096(4Κ) ή 8192(8Κ) ζεκείσλ. Ζ ρξήζε ηνπ επζέσο κεηαζρεκαηηζκνχ Fourier νδεγεί ζε απψιεηα ηεο θαηάζηαζεο πιαηζίνπ ηνπ ζήκαηνο ε νπνία πξέπεη λα επαλαθεξζεί. Απηφ γίλεηαη κε ην κπινθ to frame. Σέινο κέζα ζε απηφ ην ππνζχζηεκα αθαηξνχληαη ηα κεδεληθά πνπ πξνζηέζεθαλ σο πιενλάδνπζα πιεξνθνξία γηα ηελ πινπνίεζε ηνπ αληίζηξνθνπ κεηαζρεκαηηζκνχ Fourier. ηε ζπλέρεηα έρνπκε ηε κεηαηξνπή ησλ ζεκείσλ αζηεξηζκνχ νκάδεο ησλ n bits. Απηφ, ελψ ζα κπνξνχζε λα γίλεη κε ηα έηνηκα κπινθο ηεο βηβιηνζήθεο, γίλεηαη κε ηε δηαδηθαζία soft-decoding ε νπνία πεξηγξάθεηαη κέζα απφ ηα επφκελα δηαγξάκκαηα. ζρήκα 5.10 απνδηακόξθσζε (soft-decoding) 16QAM

87 ζρήκα 5.11 απνδηακόξθσζε (soft-decoding) 64QAM Δθφζνλ πιένλ ην ζήκα είλαη ζε κνξθή bit, επφκελν ζηάδην είλαη ε απεκπινθή πξψηα ζπκβφινπ θαη κεηά bit. Ζ δηαδηθαζία πνπ αθνινπζείηαη είλαη αθξηβψο αληίζηξνθε ηεο δηεκπινθήο. Υξεζηκνπνηείηαη ε ζπλάξηεζε General Block Deinterleaver πνπ πξαγκαηνπνηεί ηελ αθξηβψο αληίζηξνθε δηαδηθαζία ηεο δηεκπινθήο ζπκβφινπ κε ηε βνήζεηα ηνπ πίλαθα dvb_sym_int_table. Καηφπηλ, κε ηε βνήζεηα ελφο buffer δεκηνπξγνχληαη πιαίζηα ησλ 126 x n bits (αλάινγα ηε δηακφξθσζε) πνπ νδεγνχληαη ζηνλ General Block Deinterleaver bit γηα λα απεκπιαθνχλ. Ο ζπγθεθξηκέλνο buffer δελ εηζάγεη θαζπζηέξεζε θαζψο ην πιαίζην εηζφδνπ έρεη κέγεζνο αθξηβέο πνιιαπιάζην ηνπ κεγέζνπο ηνπ πιαηζίνπ εμφδνπ. Σα λέα πιαίζηα απνπιέθνληαη κε ηε βνήζεηα ηνπ πίλαθα αληηζηνίρεζεο dvb_bit_int_table ν νπνίνο δηακνξθψλεηαη κέζα απφ ην αξρείν.m θαη νδεγνχληαη ζε λέν buffer πνπ ζα δεκηνπξγήζεη ηα πιαίζηα ησλ r bits (βιέπε ) έηνηκα λα νδεγεζνχλ πξνο ηνλ απνθσδηθνπνηεηή viterbi. Ο ζπγθεθξηκέλνο buffer εηζάγεη θαζπζηέξεζε ίζε κε έλα πιαίζην εμφδνπ ηνπ, δειαδή r bits. Ζ φιε δηαδηθαζία ηεο εζσηεξηθήο απεκπινθήο πξαγκαηνπνηείηαη κε ην ππεξ-κπινθ κε ηίηιν DVB-T Inner Deinterleaver ηνπ νπνίνπ ε δνκή παξνπζηάδεηαη πην θάησ: ζρήκα 5.12 ζρεκαηηθό δηάγξακκα εζσηεξηθήο απεκπινθήο Σν ζήκα είλαη ηψξα ζηε κνξθή πνπ βξηζθφηαλ κεηά ηε δηάηξεζε (έρνληαο ππνζηεί θπζηθά ηηο αξλεηηθέο επηδξάζεηο ηνπ ζνξχβνπ). Πξνθεηκέλνπ λα κπνξεί λα εηζαρζεί ζηνλ απνθσδηθνπνηεηή viterbi είλαη απαξαίηεην λα πξνζηεζνχλ ηα ςεθία πνπ είραλ δηαηξεζεί. Ζ ηηκή ηνπο δελ είλαη γλσζηή απηφ πνπ ζα γίλεη ζα είλαη λα πξνζηεζνχλ κεδεληθά. Απηφ είλαη ζεκηηφ, γηαηί ζα ρξεζηκνπνηεζεί απνθσδηθνπνηεηήο viterbi αληηπνδηθήο θσδηθνπνίεζεο. Απηφ ζεκαίλεη φηη ζεηηθφο αξηζκφο εηζφδνπ δειψλεη ινγηθφ 0, αξλεηηθφο αξηζκφο ινγηθφ 1 θαη κεδέλ δειψλεη ην απξνζδηφξηζην, αθήλνληαο ηνλ απνθσδηθνπνηεηή λα πάξεη ηελ απφθαζε γηα καο ζχκθσλα κε ηε ζπλάξηεζε trellis πνπ ηνπ έρεη εηζαρζεί. χκθσλα κε ηα παξαπάλσ, κε έλα κπινθ «insert zero» θαζνξίδνπκε ην δηάλπζκα δηάηξεζεο, πξνζζέηνληαο κεδεληθά ζηηο ζέζεηο ηεο δηάηξεζεο θαη ζηε ζπλέρεηα ζηέιλνπκε ην ζήκα ζηνλ απνθσδηθνπνηεηή viterbi (poly2trellis(7, [ ])) κε βάζνο αλίρλεπζεο 136. Έηζη ν απνθσδηθνπνηεηήο απηφο εηζάγεη θαζπζηέξεζε ίζε κε ην βάζνο ηνπ δειαδή 136 δείγκαηα.

88 Όια ηα βήκαηα ηεο απνθσδηθνπνίεζεο Viterbi βξίζθνληαη κέζα ζην ππεξ-κπινθ πνπ νλνκάδεηαη Inner Decoder θαη ζρεκαηηθά θαίλεηαη παξαθάησ: ζρήκα 5.13 ζρεκαηηθό Γηάγξακκα Δζσηεξηθήο Απνθσδηθνπνίεζεο Μεηά ηνλ απνθσδηθνπνηεηή βξίζθεηαη ην πξψην κπινθ πνπ επηηειεί ηελ πξψηε κέηξεζε BER. Με απηφ ην ζηνηρείν γίλεηαη ζχγθξηζε κεηαμχ ηνπ ζήκαηνο κεηά ηνλ ζπγθεξαζηηθφ δηαπινθέα (εθπνκπή) θαη ηνπ αληίζηνηρνπ ζηελ έμνδν ηνπ viterbi (ιήςε). Γηα λα γίλεη ζσζηή ζχγθξηζε κεηαμχ ησλ ζεκάησλ πξέπεη λα ππνινγηζηεί ε αθξηβήο θαζπζηέξεζε πνπ έρεη ππνζηεί ην ζήκα ζηελ πξνζνκνίσζε θαη λα δηνξζσζνχλ πξνβιήκαηα νξγάλσζεο πιαηζίνπ, αλ ε θαζπζηέξεζε δελ είλαη αθξηβέο πνιιαπιάζην ηνπ κεγέζνπο πιαηζίνπ πνπ εηζάγεηαη ζην κεηξεηή ζθαικάησλ BER. Ζ δηαδηθαζία ζπλερίδεηαη κε ηελ αληίζηξνθε δηαδηθαζία ηεο ζπγθεξαζηηθήο δηεκπινθήο πνπ ππνζηεξίδεηαη εζσηεξηθά απφ ην Matlab κε ην κπινθ «convolutional deinterleaver». Πξνεγνπκέλσο, ε αθνινπζία bit κεηαηξέπεηαη ζε αθνινπζία 8-bit αθεξαίσλ κε ηε βνήζεηα bit to integer converter θαη αθνινπζεί ν convolutional deinterleaver κε αξηζκφ θαηαρσξεηψλ νιίζζεζεο 12 θαη βάζνο 17. Ζ δηαδηθαζία ηνπ ζπγθεξαζηηθνχ απεκπινθέα πεξηιακβάλεηαη ζην ππεξ-κπινθ κε ηίηιν Outer Deinterleaver πνπ δηαγξακκαηηθά παξνπζηάδεηαη παξαθάησ: ζρήκα 5.14 Δμσηεξηθόο Απεκπινθέαο Δδψ αμίδεη λα ζεκεησζεί φηη ην δεχγνο ζπγθεξαζηηθνχ δηεκπινθέα θαη απεκπινθέα εηζάγεη θαζπζηέξεζε ίζε κε ηφζα πιαίζηα φζα ν αξηζκφο θαηαρσξεηψλ νιίζζεζεο - 1 (ν αξηζκφο ησλ πιαηζίσλ πνπ ρξεηάδεηαη γηα λα εθθηλήζεη ε δηαδηθαζία). Δθφζνλ ν αξηζκφο ησλ θαηαρσξεηψλ νιίζζεζεο είλαη 12, ην δεχγνο ζπγθεξαζηηθνχ δηεκπινθέα θαη απεκπινθέα ζα εηζάγεη θαζπζηέξεζε 11 πιαηζίσλ. Σειεπηαίν ζηάδην πξηλ ηελ πιήξε αλάθηεζε ηνπ ζήκαηνο είλαη ε απνθσδηθνπνίεζε ηνπ ζπληνκεπκέλνπ Reed Solomon. Ζ δηαδηθαζία ππνζηεξίδεηαη εγγελψο απφ ην Matlab θαη νινθιεξψλεηαη εχθνια κε ηε βνήζεηα ηνπ κπινθ «RS decoder» κε ηα ίδηα ραξαθηεξηζηηθά φπσο ν RS encoder πνπ είρε ρξεζηκνπνηεζεί αξρηθά. Πεξλψληαο ην ζήκα θη απφ απηή ηελ ηειεπηαία δηαδηθαζία απνθσδηθνπνίεζεο, κπνξνχκε πιένλ λα θάλνπκε ηελ ηειηθή κέηξεζε BER. Θα ρξεζηκνπνηεζεί παξφκνην κπινθ κέηξεζεο BER κε πξηλ, κε ηε δηαθνξά φηη ε θαζπζηέξεζε έρεη αιιάμεη γηαηί ζε απηήλ πξέπεη λα πξνζηεζεί ε θαζπζηέξεζε πνπ εηζάγεη ην δεχγνο ζπγθεξαζηηθνχ δηεκπινθέα θαη απεκπινθέα, δειαδή 11 πιαίζηα.

89 5.3 Τινπνίεζε Μνληέινπ DVB-SH (δνξπθνξηθή κεηάδνζε) Παξνπζίαζε Μνληέινπ ην επφκελν ζρήκα βιέπνπκε ζπλνιηθά ην κνληέιν κε ην νπνίν κπνξνχκε λα πξνζνκνηψζνπκε ηε δνξπθνξηθή κεηάδνζε πνπ εμππεξεηεί ηελ ππεξεζία DVB-SH. Σν ηκήκα ηεο δνξπθνξηθήο κεηάδνζεο απηνχ ηνπ πξνηχπνπ, βαζίδεηαη ζην πξφηππν DVB-S2 (Digital Video Broadcasting via Satellite 2 nd generation). ζρήκα 5.15 κνληέιν DVB-SH (δνξπθνξηθό κνλνπάηη) Όπσο θαη ζην κνληέιν πνπ αθνξά ηελ επίγεηα κεηάδνζε, ζην πάλσ κέξνο βξίζθνληαη ηα κπινθο πνπ αθνξνχλ ηελ εθπνκπή ηνπ ζήκαηνο, ελψ ζην θάησ κέξνο βξίζθνληαη ηα αληίζηνηρα ηεο ιήςεο. Αλάκεζά ηνπο βξίζθνληαη ηα κπινθο πνπ κεηξνχλ ηα παθέηα θαη ςεθία πνπ αλαγλσξίζηεθαλ ιαλζαζκέλα θαηά ηε ιήςε ηνπο. Σα δνκηθά ζηνηρεία (blocks) ηνπ παξαπάλσ ζπζηήκαηνο εκθαλίδνληαη δεμηφζηξνθα θπθιηθά κε ηελ παξαθάησ ζεηξά. Δθπνκπή 1. Γελλήηξηα Σπραίσλ Αξηζκψλ 2. Γηακφξθσζε Γνκήο πιαηζίνπ BBFRAME 3. Κσδηθνπνηεηήο BCH

90 4. Kσδηθνπνίεζε LDPC 5. Γηεκπινθέαο 6. Γηακνξθσηήο QPSK 7. Κανάλι AWGN Λήςε 8. Απνδηακνξθσηήο QPSK 9. Απεκπινθέαο 10. Απνθσδηθνπνηεηήο LDPC 11. Απνθσδηθνπνηεηήο BCH 12. Απνδηακνξθσηήο πιαηζίνπ Κάζε έλα ζηνηρείν πνπ εκθαλίδεηαη ζην παξαπάλσ κνληέιν κπνξεί λα απνηειεί ππνζχζηεκα, πεξηέρνληαο ζην εζσηεξηθφ ηνπ άιια blocks δηαζπλδεδεκέλα κεηαμχ ηνπο Δθπνκπή Ζ εθπεκπφκελε πιεξνθνξία, αξρηθά ζηελ είζνδν ηνπ ζπζηήκαηνο είλαη νξγαλσκέλε ζε παθέηα MPEG-TS ησλ 188 bytes. Λακβάλνληαο ππφςε ηελ ηπραηφηεηα ηεο εθπεκπφκελεο πιεξνθνξίαο, επηιέγνπκε σο είζνδν κία γελλήηξηα δπαδηθψλ αξηζκψλ Bernouli. ζρήκα 5.16 γελλήηξηα ηπραίσλ πιαηζίσλ bits ηηο ξπζκίζεηο ηεο γελλήηξηαο ε νπνία παξάγεη δπαδηθνχο αξηζκνχο θαζνξίδνπκε σο κήθνο πιαηζίνπ εμφδνπ dvb.numbitsperpacket=188x8=1504 bits. Δπηπιένλ νξίδνπκε σο ηζνπίζαλε ηελ απνζηνιή «1» θαη «0» ζέηνληαο propablility of zero=0.5. Σέινο ε πεξίνδνο δεηγκαηνιεςίαο θάζε bit είλαη dvb.bitperiod= e-005. ηε ζπλέρεηα, ην ζήκα πεξλά απφ ην block πνπ δεκηνπξγεί ην θαηάιιειν κέγεζνο πιαηζίνπ ψζηε λα γίλεη ε επεμεξγαζία ζηα επφκελα βήκαηα. Σν κπινθ πνπ αθνξά ηελ πιαηζηνπνίεζε BBFRAME απνηειεί ππνζχζηεκα πνπ ζην εζσηεξηθφ ηνπ πεξηέρεη ηα παξαθάησ ζηνηρεία: ζρήκα 5.17 πιαηζηνπνίεζε

91 Με ηε ρξήζε ηνπ θαηαρσξεηή θαη ηνπ κπινθ πξφζζεζεο κεδεληθψλ, ν αξηζκφο ησλ bits εμφδνπ απηνχ ηνπ ππνζπζηήκαηνο ζα πξέπεη λα είλαη ίζε κε απηή πνπ ππνδεηθλχεηαη ζηνλ πίλαθα 3 ηνπ παξαξηήκαηνο Π2 ζηελ ζηήιε BCH Uncoded Block K bch Σν κέγεζνο ηνπ πιαηζίνπ πνπ ζα δεκηνπξγεζεί εμαξηάηαη απφ ηελ θσδηθνπνίεζε θαη ηελ δηακφξθσζε πνπ ζα αθνινπζήζεη. Αθνινχζσο πξνρσξάκε ζηελ θσδηθνπνίεζε BCH θαηά ηελ νπνία έρνπκε πξνζζήθε πιενλάδνπζαο πιεξνθνξίαο νπφηε έρνπκε επηπιένλ αχμεζε ηνπ κεηαδηδφκελνπ πιαηζίνπ ηειηθά έρεη κήθνο ίζν κε απηφ πνπ παξνπζηάδεηαη ζηελ ζηήιε BCH Coded Block N - LDPC Uncoded Block K ldpc ηνπ Πίλαθα 3 ζην Παξάξηεκα Π2. Ζ πινπνίεζε ηεο παξαπάλσ θσδηθνπνίεζεο γίλεηαη κε ην κπινθ embedded matlab editor θαη ηνλ θψδηθα πνπ παξνπζηάδεηαη ζην ηκήκα 3 ηνπ παξαξηήκαηνο Π1. bch ζρήκα 5.18 θσδηθνπνίεζε BCH ην επφκελν ζηάδην πξνρσξάκε ζηε ζεκαληηθφηεξε θάζε ηεο θσδηθνπνίεζεο φπνπ έρνπκε θαη ηε δπλαηφηεηα λα επηιέμνπκε ηνλ ξπζκφ θσδηθνπνίεζεο πνπ ζα εθαξκφζνπκε πξνθεηκέλνπ λα «ζσξαθίζνπκε» ηελ κεηάδνζε. Οη επηινγέο ηνπ ξπζκνχ θσδηθνπνίεζεο ηηο νπνίεο κπνξνχκε λα εθαξκφζνπκε είλαη πεπεξαζκέλεο θαη θαίλνληαη ζηελ πξψηε ζηήιε ηνπ πίλαθα 3 Παξάξηεκα Π2. Δθαξκφδνληαο ινηπφλ ηελ θσδηθνπνίεζε LDPC, έρνπκε ζηελ έμνδν ηνπ απνθσδηθνπνηεηή πιαίζηα ησλ bits (αθνχ έρεη γίλεη ε απαξαίηεηε πξνζαξκνγή ζην επίπεδν ηεο δηακφξθσζεο ηνπ πιαηζίνπ BBFRAME). ην παξαθάησ ζρήκα βιέπνπκε ζρήκα 5.19 θσδηθνπνίεζε LDPC Σν επφκελν βήκα επεμεξγαζίαο ηεο κεηαδηδφκελεο πιεξνθνξίαο είλαη ε δηεκπινθή ησλ κεηαδηδφκελσλ blocks. Απηφ γίλεηαη κε ηε ρξήζε ηνπ ζηνηρείνπ General Block Interleaver απφ ηε βηβιηνζήθε ηνπ Simulink. Σέινο ην ζηάδην ηεο εθπνκπήο νινθιεξψλεηαη κε ηελ δηακφξθσζε ηνπ ζήκαηνο ζε αζηεξηζκνχο QPSK ή PSK γεληθφηεξα. Απηφ γίλεηαη κέζσ ηνπ ππνζπζηήκαηνο πνπ

92 εκθαλίδεηαη ηειεπηαίν απφ δεμηά ζηελ γξακκή ησλ ζηνηρείσλ πνπ αθνξνχλ ηελ εθπνκπή. Σν ππνζχζηεκα πεξηιακβάλεη ηα παξαθάησ επηκέξνπο κπινθο: ζρήκα 5.20 PSK δηακόξθσζε ζήκαηνο Καλάιη Σν θαλάιη πνπ επηιέγνπκε γηα ηελ πξνζνκνίσζε ηεο δνξπθνξηθήο κεηάδνζεο-ιήςεο είλαη ιεπθνχ Γθανπζηαλνχ ζνξχβνπ. Μέζα απφ ηηο ξπζκίζεηο απηνχ ηνπ κπινθ κπνξνχκε λα θαζνξίζνπκε ην ιφγν ζήκαηνο πξνο ζφξπβν (SNR) ή ην ιφγν ελέξγεηαο κεηαδηδφκελνπ bit πξνο ζφξπβν (Δb/N) πνπ ραξαθηεξίδεη ηε κεηάδνζε Λήςε Καηά ηε ιήςε αθνινπζνχκε αθξηβψο ηελ αληίζεηε δηαδηθαζία απφ απηή πνπ πεξηγξάθεθε ζηελ παξάγξαθν Αξρηθά έρνπκε ηελ απνδηακφξθσζε ησλ ζρεκαηηζκψλ QPSK θαη 8PSK κε ηε δηαδηθαζία soft-decoding ε νπνία ηψξα δε γίλεηαη κε κπινθ δηαγξάκκαηα φπσο ζην κνληέιν γηα ηελ επίγεηα κεηάδνζε, αιιά κε ρξήζε ηνπ κπινθ embedded code editor θαη κε ηε ρξήζε ηνπ θψδηθα πνπ παξνπζηάδεηαη ζην ηκήκα. Σν παξαπάλσ κπινθ δέρεηαη σο είζνδν ηελ επεμεξγαδφκελε πιεξνθνξία, αιιά θαη ζήκαηα πνπ αθνξνχλ ηηο επηινγέο πνπ έρνπλ γίλεη ζηε δηακφξθσζε. ζρήκα 5.21 απνδηακόξθσζε soft-decoding ηε ζπλέρεηα έρνπκε απνδηεκπινθή ησλ κπινθο πιεξνθνξίαο κε ην δνκνζηνηρείν General Block Deinterleaver ηεο βηβιηνζήθεο ηνπ Simulink. ζρήκα 5.22 απνδηεκπινθέαο πιεξνθνξίαο

93 Σν επφκελν βήκα φπσο αληηζηνηρεί ζηελ αληίζηξνθε πνξεία ηεο εθπνκπήο είλαη ε απνθσδηθνπνίεζε LDPC. Απηή πινπνηείηαη κε ην παξαθάησ ζχλζεην κπινθ δηάγξακκα: ζρήκα 5.23 απνθσδηθνπνίεζε LDPC Σέινο αθνινπζνχλ ε απνθσδηθνπνίεζε BCH θαη απνδηακφξθσζε πιαηζίνπ BBFRAME αθξηβψο κε ηηο αληίζηξνθεο δηαδηθαζίεο πνπ αθνινπζήζεθαλ θαηά ηελ εθπνκπή ζρήκα 5.24 απνθσδηθνπνίεζε BCH ζρήκα 5.25 απνδηακόξθσζε πιαηζίνπ BBFRAME Σν κπινθ απνδηακφξθσζεο πιαηζίνπ BBFRAME είλαη έλα ππνζχζηεκα πνπ ζην εζσηεξηθφ ηνπ πεξηιακβάλεη ηα παξαθάησ ζηνηρεία: ζρήκα 5.26 δνκνζηνηρεία BBFRAME unbuffering Αθνχ ην ζήκα πεξάζεη θαη απφ ην ηειεπηαίν ζηάδην επεμεξγαζίαο θαηά ηε ιήςε, ζπγθξίλνπκε bit πξνο bit ην ζήκα εθπνκπήο θαη ιήςεο γηα λα βξνχκε ηφζν ηηο ηηκέο BER (bit error rate) θαη PER (packet error rate). Ζ κέηξεζε ηνπ BER γίλεηαη αλάκεζα ζηελ είζνδν ηνπ θσδηθνπνηεηή LDPC θαη ηελ έμνδν ηνπ απνθσδηθνπνηεηή LDPC.

94 ζρήκα 5.27 κέηξεζε BER Ζ κέηξεζε ηνπ PER γίλεηαη αλάκεζα ζηελ έμνδν ηεο γελλήηξηα ηπραίσλ δπαδηθψλ αξηζκψλ θαη ηελ έμνδν ηνπ BBFRAME απνδηακνξθσηή. ζρήκα 5.28 κέηξεζε PER

95 Κεθάιαην 6 ν Απνηειέζκαηα Πξνζνκνηώζεσλ - πγθξίζεηο

96 BER 6.1 Δηζαγσγή ην παξφλ θεθάιαην παξνπζηάδνληαη ηα απνηειέζκαηα ησλ πξνζνκνηψζεσλ ησλ κνληέισλ, αιιά θαη ππνινγηζκνί ηερληθψλ παξακέηξσλ πνπ αθνξνχλ ην ζρεδηαζκφ ηεο πιαηθφξκαο. Σα παξαπάλσ απνηειέζκαηα ζα ζπγθξηζνχλ κε ηηκέο πνπ θαζνξίδεη ν ETSI σο απαξαίηεηεο γηα ην ζσζηφ ζρεδηαζκφ ηνπ ζπζηήκαηνο. 6.2 Απνηειέζκαηα Πξνζνκνηψζεσλ Μνληέινπ Δπίγεηαο κεηάδνζεο OFDM ηνλ παξαθάησ πίλαθα έρνπκε ηηο ηηκέο πνπ παίξλεη ην BER κεηαβάιινληαο ην SNR. Δπηπιένλ γίλεηαη εκθαλήο ν ξφινο ηνπ forward error correction coding (FEC) θαζψο κεηψλεη ζεκαληηθά ην πνζνζηφ ιαλζαζκέλσλ bits. Οη ηηκέο ηνπ SNR κε ηηο νπνίεο μεθηλάκε ηηο κεηξήζεηο είλαη απηέο φπνπ ην BER είλαη πεξίπνπ ίζν κε ή ρσξίο ηε ρξήζε ηνπ FEC. 4 Δπηπιένλ ε δνθηκή ηειεηψλεη κε ηηκέο πνπ ην BER πέθηεη θάησ απφ ην 10. Performance 4K 16QAM 1 SNR 10 10,1 10,2 10,3 10,4 10,5 10,6 10,7 no FEC FEC 0,1 0,01 0,001 0,0001 0, , ζρήκα 6.1 απόδνζε 4K 16QAM Απφ ην παξαπάλσ γξάθεκα παξαηεξνχκε πσο γηα SNR άλσ ησλ 10,5 (db) ην BER πεξλά ζε 4 ηηκέο θάησ ηνπ 10. 4Κ 64QAM

97 Ζ δηακφξθσζε ησλ 64QAM φπσο είδακε πξνεγνπκέλσο απνηειείηαη απφ πεξηζζφηεξα ζεκεία απεηθφλεζεο ζηνλ ζχζηεκα ησλ θαληαζηηθψλ αξηζκψλ. ζρήκα QAM (no noise) ζρήκα QAM (SNR=22) Έηζη θαηά ηε ρξήζε ηεο παξνπζηάδεηαη ην πιενλέθηεκα ηεο θαιχηεξεο εθκεηάιιεπζεο ηνπ θαλαιηνχ πνπ ζπλεπάγεηαη ρξήζε κηθξφηεξνπ εχξνπο ζπρλνηήησλ (bandwidth), ζε ζχγθξηζε κε ηελ 16QAM, γηα ηε κεηάδνζε πιεξνθνξίαο κε ζπγθεθξηκέλν ξπζκφ. ζρήκα 6.4 θάζκα 4Κ 64 QAM γηα 3,5 MB/s Σν κεηνλέθηεκα φκσο είλαη φηη ηα ζεκεία έρνπλ κηθξή απφζηαζε κεηαμχ ηνπο, θάηη πνπ θάλεη απηή ηε δηακφξθσζε πην επαίζζεηε κε ηελ παξνπζία ζνξχβνπ. Οπφηε