DVB-H Tekniikkaa Ari Ikonen Helsinki 20. Marraskuuta 2006

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "DVB-H Tekniikkaa Ari Ikonen Helsinki 20. Marraskuuta 2006"

Mauno Sala
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 DVB-H Tekniikkaa Ari Ikonen Helsinki 20. Marraskuuta NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

2 Kaupunkialue optimaalinen ympäristö DVB-H jakeluun 2 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

3 3 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials DVB-H Järjestelmä

4 IP over DVB-H teknologia mobiili-tv:n pohjana MPEG-2 over DVB-T IP Datacast over DVB-H Sisäpeitto Tehonsäästö 4-5 Mbps/ohjelma Kapasiteetin 3-5 TV kanavaa joustava käyttö suurelle näytölle kbps/ohjelma kanavaa pienelle näytölle 4 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

3-5 TV kanavaa joustava käyttö suurelle näytölle 200-500 kbps/ohjelma 10

5 DVB-H aikaviipalointi (Time Slicing) Kukin palvelu on jaettu aikajakoisesti purskeiksi (A,A,A.., B,B,B ) DVB-H vastaanotin kytkeytyy päälle vain vastaanottaessaan valittuun palveluun liittyviä purskeita Tehonsäästö saavutetaan kytkemällä vastanotin päälle vain hetkittäin, tyypillisesti % kokonaisajasta Käytännössä vastaanotin tulee kytkeä päälle hieman ennen ko purskeen alkua (Synchronization Time) on Receiver off Transport Stream A B C D E A B C D Cycle Time A B C D Synchronization Time 5 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

kytkemällä vastanotin päälle vain hetkittäin, tyypillisesti 10.

6 DVB-T/H järjestelmän moodit 2k Mode 4k Mode 8k Mode Typical maximum distance 15 km Typical maximum distance 30 km Typical maximum distance 60 km Typical maximum speed 720 MHz Typical maximum speed 360 MHz Typical maximum speed 180 MHz 6 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

maximum speed 720 km/h @700 MHz Typical maximum speed 360 km/h @700 MHz Typical

7 7 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials DVB-H Vastaanottimet

8 Mobiili-tv:n aika on koittanut MHz 1000 x clock GHz kbyte x memory Gbyte Putkiradio Mahdollistava teknologia: Transistori Matkaradio Mahdollistavat teknologiat: Mikroelektroniikka Radioteknologia Kompressioteknologia Näyttöteknologia Akkuteknologia jne. 8 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

Matkaradio Mahdollistavat teknologiat: Mikroelektroniikka Radioteknologia

9 Esimerkki DVB-T & DVB-H teknologian evoluutiosta, vastaanottimen koko 80 x x 140 DVB-T DVB-H 40 x x x x NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

60 35 x 55 30 x 50 30 x 30 1997 1999 2000 2001 2002 2004

10 DVB-H vastaanottimen tekniikkaa Mobiili-tv tai digiradion vastaanottimen perusarkkitehtuuri on rakenteeltaan sama teknologiasta riippumatta Tarvittavat peruslohkot ovat itse radiovastaanotin ja siihen liitetty dekoodausosa (pakkauksen purku), joka purkaa kuva- ja äänisignaalin pakkauksen ja muuntaa sen näyttölaitteelle ja audiovahvistimelle soveltuvaan muotoon Lisäksi tarvitaan käyttöliittymämekanismi laitteen toimintojen ohjaamiseen Jakelujärjestelmästä riippuva lohko Samantyyppinen eri teknologioilla Antenni Radio-osa (DVB-H) Kanavadekooderi (OFDM) Demultiplekseri, IPvirran suodatus Kuvan- ja äänen pakkauksen purkaminen Mahdollinen tallennus ESG prosessointi Muunnos analogiseksi LCD Virtalähde Käyttöliittymä 10 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

käyttöliittymämekanismi laitteen toimintojen ohjaamiseen Jakelujärjestelmästä riippuva lohko Samantyyppinen eri teknologioilla Antenni Radio-osa (DVB-H) Kanavadekooderi (OFDM) Demultiplekseri,

11 Esimerkki, DVB-H digiradion toteutus Erittäin pieni virrankulutus aikaviipalointitekniikan ansiosta (time slicing) Akun tai pariston toiminta-aika kannettavissa laitteissa yli 100 tuntia Kannettavissa laitteissa ei erillistä antennia, antenni voidaan integroida vastaanottimen sisään DVB-H vastaanotin voidaan integroida moniin eri laitteisiin: matkapuhelimet, MP3-soittimet, autoradiot, jne Nykyteknologialla DVB-H radio-osan vaatima tila on alle 10 mm x 10 mm Laitteeseen voidaan tarvittaessa yhdistää nauhoitin (muistipiiri) DVB-H radio-osa (10 mm x 10 mm) Kaikki DVB-H digiradion toiminnot n. 10 mm x 20 mm 11 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

eri laitteisiin: matkapuhelimet, MP3-soittimet, autoradiot, jne Nykyteknologialla DVB-H radio-osan vaatima tila on alle 10 mm x 10 mm Laitteeseen voidaan tarvittaessa

12 12 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials DVB-H mobiili-tv laitetarjontaa

13 13 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials DVB-H Jakelujärjestelmä

14 DVB-H järjestelmän karkea lohkokaavio Terminal Purchase DVB-H 2G/3G Broadcast Network Cellular Network Broadcast Encapsulator Broadcast Service Manager Broadcast Account Manager Mobile Broadcast Solution 3.1 Content 14 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

Service Manager Broadcast Account Manager Mobile Broadcast Solution

15 Useita mobiili-tv järjestelmiä tarjolla DVB-H (Digital Video Broadcasting Handheld) Standardoitu maailmanlaajuisesti käyttöön tuleva järjestelmä T-DMB (Terrestrial- Digital Mobile Broadcasting) DAB-tekniikkaa ja verkkoja hyödyntävä järjestelmä S-DMB (Satellite- Digital Mobile Broadcasting) Satelliittijakeluun pohjautuva mobiili-tv järjestelmä Tarvitsee rinnakkaisen terrestriaaliverkon kaupunkialueella DVB-SSP (Satellite Services to Portable Devices) Ranskalaisten tukema järjestelmä, vielä määrittelyvaiheessa MediaFLO (Forward Link Only) USA lähtöinen Qualcomm-yhtiön kopio DVB-H järjestelmästä ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting- Terrestrial) Japanilaisten kehittämä digi-tv jakelujärjestelmä, jossa pystytään siirtämään yksi mobiili-tv kanava (1/13 osa koko signaalista) Kiinalaisilla myös kilpailevia omia kehitelmiä mobiili-tv alueelle 15 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

kaupunkialueella DVB-SSP (Satellite Services to Portable Devices) Ranskalaisten tukema järjestelmä, vielä määrittelyvaiheessa MediaFLO (Forward Link Only) USA lähtöinen Qualcomm-yhtiön kopio DVB-H

16 16 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials DVB-H Signaalin Eteneminen

17 Doppler siirtymä Doppler-ilmiö rajoittaa vastaanottoa mobiiliympäristössä. Ilmiö esiintyy voimakkaimpana, kun liikutaan koti lähetintä tai siitä poispäin DVB-H tarjoaa kuitenkin mekanismeja, joilla Dopplerin vakutus voidaan eliminoida MPE FEC (multi protocol encapsulation - forward error correction) nostaa tyypillisesti maksiminopeuksia n. 50%. 17 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

kuitenkin mekanismeja, joilla Dopplerin vakutus voidaan eliminoida MPE FEC (multi protocol

18 DVB-H vastaanotto, maksimi nopeus Mitä suurempi taajuus, sitä enemmän Dopplerista haittaa OFDM radio signaali muodostuu tyypillisesti tuhansista erillisistä kantoaalloista, mitä pienempi katoaaltojen väli (taajuustasossa) sitä herkempi signaali on Doppler-siirtymän häiriöille 16QAM-moodi on herkempi Dopplerille kuin QPSK-moodi Mode versus /Frequency 2k Mode 4k Mode 8 k Mode 474 MHz 1185 km/h 592 km/h 296 km/h 698 MHz 805 km/h 402 km/h 201 Km/H DVB-H vastaanoton maksiminopeuksia, (MPE-FEC) käytössä 18 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

häiriöille 16QAM-moodi on herkempi Dopplerille kuin QPSK-moodi Mode versus /Frequency 2k Mode 4k Mode 8 k Mode 474 MHz 1185 km/h 592 km/h

19 DVB-H kantama & kapasiteetti, kannettava kaupunkivastaanotto Kapasiteetti [Mbits/s] 8 MHz kanava h = 100 m P = 1 kw Ant G = 10 db QAM 2/3 FEC 3/4 16QAM 1/2 FEC 3/ QPSK 2/3 FEC 3/4 2 QPSK 1/2 FEC 3/ Kantama [km] 19 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

46 16QAM 2/3 FEC 3/4 16QAM 1/2 FEC 3/4 4 4.98 3.

20 DVB-H Kantama, QPSK Lähetysteho = 1000W H=100m Urban Open, Rural 3. 4km 9.5 km European Suburban, Rural European Urban 6.8 km 20 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

21 DVB-H Kantama, Lähetysteho Antennin korkeus: 100 m Antennin vahvistus: 10 db Modulaatio: QPSK ½, FEC 3/4 Lähetystehon kymmenkertaistaminen kaksinkertaistaa kantaman 10 kw 1.6 km 100 W 1 kw 3.2 km 6.4 km 21 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

22 22 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials DVB-H Jakeluverkot

23 DVB-H Lähettimet Samat lähettimet sopivat sekä DVB-H, että DVB-H palvelujen jakeluun DVB-T:n ja DVB-H:n fyysinen kerros identtinen Lähettimillä suuret valmistusmäärät ja monta laitetoimittajaa Monia teholuokkia 1 W 20 kw DVB-H Lähetin MPEG2-TS signaali (Asynchronous Serial Interface = ASI connection) OFDM modulaattori Ohjain Exciter (low power amplifier) Tehovahvisitin Antenni 23 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

24 DVB-H Toistimet (Repeaters) Toistin vastaanottaa heikon signaalin, vahvistaa sitä ja lähettää sen edelleen Signaalin taajuus ei muutu Toistimen tulisi viivästää signaalia mahdollisimman vähän. Toistimia löytyy tyypillisesti tehoalueelta muutama mw W Suuritehoinen toistin vaatii toimiakseen tehokkaan kaiunpoistomekanismin (itsevärähtelyn estäminen) DVB-H Toistin Vastaanottoantenni Lähetysantenni Suuri isolaatio tarpeen itsevärähtelyn estämiseksi 24 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

25 25 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials DVB-T/H Toistin, Mier

26 Toistimen vastaanottoantenni Main transmitter (Pasila tower) 26 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

27 Toisitimen lähetysantenni Vastaanottoantenni on sijoitettu rakennuksen vastakkaiselle puolelle 27 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

28 Alueellinen SFN-verkko (Single Frequency Network) Laaja alueellinen peitto sisävastaanottoon on vaikea saada aikaan yhdellä lähettimellä vaikka sen teho olisi hyvin suuri Parempi sisäpeitto saavutetaan keskitehoisilla lähettimillä (TX) ja usealla toistimella (R) Identtinen signaali lähetysasemille välitetään kuidulla tai radiolinkeillä (PDH/SDH) Lähettimet synkronoidaan keskenään käyttäen GPS-vastaanottimia R R R SFN solu 20 50km R R R R TX R R R R R TX R TX TX = kw lähetin Kantama km Antennin korkeus m R = W toistin Kantama 1 3 km Antennin korkeus 10 50m R 28 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

29 Maanlaajuinen peitto SFN soluilla Tavoitteena mobiili sisävastaanotto Kansallinen peitto alueellisilla SFN-soluilla Hyvä palvelupeitto päällekkäin ulottuvilla SFN soluilla (hand over) Eri taajuuksien käyttö eri alueilla mahdollistaa myös paikalliset palvelut ch 2 ch3 ch 2 ch3 ch 2 ch 1 ch 1 ch2 ch3 Teoriassa täysi peitto 3.a taajuutta käyttäen, käytännössä tarvitaan 4 6 taajuutta R R R R R R TX R TX R R R R R R R TX Alueelliset SFN solut Kansallinen peitto yhdistämällä alueellisia SFN soluja 29 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

30 RTT koeverkon laskennallinen peittoalue, Helsinki Pasila Hanasaari Erottaja Keilalahti 1 km Lauttasaari 65 dbuv 30 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials

31 31 NOKIA Presentation_Name.PPT / DD-MM-YYYY / Initials Kiitos!

Samankaltaiset tiedostot

Digitaalinen Televisio

Digitaalinen Televisio Digitaalinen Televisio 1. Lähetystekniikka ja standardit 2. MHP 3. Interaktiivinen Televisio 4. Vastaanottimet 5. Tulevaisuuden trendit Lähetystekniikka ja standardit DVB = Digital