Promax ATLaS NG - Εκπαιδευτικό Video 15 - Ανάλυση σημάτων ATSC 3 0

Το ATSC 3.0 (γνωστό και ως NextGen TV) είναι το τελευταίο μεγάλο πρότυπο που έχει εφαρμοστεί και αναπτυχθεί στον τομέα της ραδιοτηλεόρασης. Σε αυτό το εκπαιδευτικό βίντεο θα εξετάσουμε όλα τα εργαλεία που διαθέτει ο αναλυτής ATLaS NG για τη δοκιμή των διαφόρων επιπέδων ενός σήματος ATSC 3.0.
Πρώτα απ' όλα θα μεταβούμε στη λειτουργία αναλυτή τηλεόρασης προκειμένου να αναζητήσουμε το φέρον του σήματος ATSC 3.0. Μόλις συντονίσουμε την κεντρική του συχνότητα, ο μετρητής θα ξεκινήσει μια αναζήτηση για να ανακαλύψει το πρότυπο σήματος και τα χαρακτηριστικά διαμόρφωσης. Μόλις εντοπιστεί το σήμα, μπορούμε να δούμε την κάτω μπάρα της οθόνης να ανάβει με πράσινο χρώμα. Πράγματι, πληροφορούμαστε ότι αυτό το φέρον είναι ένα σήμα ATSC 3.0. Εάν πατήσουμε στο πλάι του, μπορούμε να δούμε πόσα PLPs (Physical Layer Pipes) αποτελούν αυτό το σήμα. Σε αυτή την περίπτωση έχουμε δύο από αυτά με αρίθμηση 0 και 1. Μπορούμε να ρυθμίσουμε ένα από τα μικρότερα πάνελ για να μας δείξει τις παραμέτρους διαμόρφωσης του σήματος για το PLP που επιλέχθηκε.
Όπως μπορείτε να δείτε, αυτές είναι διαφορετικές για αυτά τα δύο PLPs. Το PLP #1 είναι ένα διαμορφωμένο κατά 64-QAM σήμα, ενώ το PLP #0 είναι διαμορφωμένο σήμα κατά 256-QAM. Μπορούμε να επιβεβαιώσουμε τα παραπάνω με το εργαλείο αστερισμού.

Κάθε PLP θα μεταφέρει ένα σύνολο διαφορετικών υπηρεσιών. Αυτό μπορούμε να το ελέγξουμε επιλέγοντας το εργαλείο βίντεο και πατώντας στην οθόνη του. Θα ανοίξει ένα παράθυρο όπου μπορούμε να βρούμε τα ονόματα των υπηρεσιών που μεταφέρει το επιλεγμένο PLP. Το ATSC 3.0 καθορίζει τη χρήση των ακόλουθων προτύπων για την κωδικοποίηση βίντεο, ήχου, υποτίτλων, πληροφοριών λεζάντας και δεδομένων σηματοδότησης. Για το βίντεο: Χρησιμοποιείται κωδικοποίηση HEVC με χρωματική υποδειγματοληψία 4:2:0 και μέγιστη ειδική ανάλυση 2.160 επί 3.840 pixel. Για τον ήχο χρησιμοποιείται κωδικοποίηση AC-4.

Η παροχή υπηρεσιών μέσω ευρυζωνικότητας κάνει χρήση των πρωτοκόλλων ROUTE-DASH και MMTP. Αυτά τα πακέτα ενθυλακώνονται στη συνέχεια σε πακέτα UDP/IP και TCP/IP για τη μεταφορά. Το περιεχόμενο βίντεο, ήχου και δεδομένων για κάθε υπηρεσία μπορεί να επιθεωρηθεί επιλέγοντας την επιθυμητή υπηρεσία και Παράμετροι βίντεο/ήχου (Video/Audio Parameters). Μπορείτε επίσης να επιθεωρήσετε το "Manifest", ένα αρχείο που θα ανακτηθεί από το δέκτη και το οποίο περιέχει μια περιγραφή όλων των περιεχομένων που περιλαμβάνονται στα τμήματα ROUTE-DASH και MMTP που λαμβάνονται. Όλα τα διαφορετικά πακέτα από το επίπεδο δικτύου, δηλαδή τα πακέτα που μεταφέρουν υπηρεσίες βίντεο και ήχου και τα πακέτα που μεταφέρουν σηματοδοσία, δεδομένα, λεζάντες και υπότιτλους, συγκλίνουν όλα στο επίπεδο σύνδεσης (Link Layer), όπου ενθυλακώνονται όλα μαζί σε μια ενιαία κοινή μορφή πακέτου που ονομάζεται ALP για την παράδοσή του μέχρι το φυσικό επίπεδο στο άκρο εκπομπής και πίσω στο επίπεδο δικτύου στο άκρο λήψης.

Το εργαλείο καταγραφής θα μας επιτρέψει να καταγράψουμε το σήμα ALP με τον αναλυτή ATLaS NG.  
Το " Preamble " είναι ένα μέρος του σήματος ATSC 3.0 που μεταφέρει δεδομένα που επιτρέπουν στους δέκτες ATSC 3.0 να συντονιστούν στις παραμέτρους διαμόρφωσης που χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση, δηλαδή input formatting, code modulation, framing structure κ.λπ. Τα δεδομένα σηματοδότησης μεταδίδονται εν μέρει στο Preamble, καθώς και με τη μορφή σημάτων bootstrap. Το τελευταίο είναι ένα ισχυρό σήμα που επιτρέπει στο δέκτη να εκτιμήσει το κανάλι RF, να ανακαλύψει και να αποκωδικοποιήσει το σήμα λήψης, να συνθέσει έναν κατάλογο υπηρεσιών και να μεταφέρει ειδοποιήσεις έκτακτης ανάγκης, αλλά η πιο επιτακτική λειτουργία του είναι να επιτρέψει στο δέκτη να κλειδώσει στο λαμβανόμενο σήμα ATSC 3.0. Μπορούμε να βρούμε εκτενείς πληροφορίες σχετικά με το bootstrap και το Preamble καθώς και τα μεταδεδομένα που σχετίζονται με κάθε PLP και υποπλαίσιο στο εργαλείο παραμέτρων σήματος, επιθεωρώντας την αντίστοιχη καρτέλα. Μόλις βρεθείτε εκεί, θα πρέπει να μεγιστοποιήσετε το πάνελ της για να δείτε τις πληροφορίες στο σύνολό τους.
Στο φυσικό επίπεδο, το φέρον των 6 MHz ATSC 3.0 χωρίζεται σε χιλιάδες υποφέροντα χωρίς παρεμβολές μεταξύ τους με τη χρήση COFDM. Μετά τη μετάδοση κάθε ομάδας συμβόλων χρησιμοποιείται ένα διάστημα προστασίας (Guard Interval), προκειμένου το σήμα να είναι ανθεκτικό έναντι των σημάτων-ηχώ και των μεταδόσεων από απομακρυσμένους πομπούς στο πλαίσιο λειτουργίας δικτύου SFN.

Βρίσκουμε ένα σύνολο εργαλείων που στοχεύουν στην ανάλυση του φυσικού επιπέδου του σήματος ATSC 3.0.
Το πρώτο από αυτά είναι οι μετρήσεις της στάθμης ισχύος, του φέροντος προς θόρυβο (C/N), του MER, του περιθωρίου σύνδεσης (Link Margin), του CBR και του LBR του συντονισμένου φέροντος που μπορούμε να βρούμε στις μετρήσεις του εργαλείου.  
Δεύτερον, μπορούμε να βρούμε περισσότερες πληροφορίες για τις παραμέτρους του σήματος που σχετίζονται με το φυσικό στρώμα στο εργαλείο παραμέτρων σήματος, όπως το μέγεθος του FFT ή ο αριθμός των φερουσών, το μέγεθος του διαστήματος προστασίας, το διάσπαρτο μοτίβο πιλότου και ούτω καθεξής. Δεδομένου ότι οι φέρουσες του ATSC 3.0 είναι διαμορφωμένες με COFDM στο φυσικό στρώμα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το εργαλείο MER by Carrier για να ελέγξουμε την τιμή MER όλων των φερουσών COFDM.
Εδώ, στον οριζόντιο άξονα βλέπουμε τον αριθμό των φορέων, ενώ στον κάθετο άξονα εμφανίζεται η τιμή MER. Στην κάτω περιοχή του πίνακα, μπορούμε να δούμε τη μέση τιμή MER μεταξύ όλων των φορέων και την τυπική απόκλιση για το MER. Όπου υπάρχει σήμα παρεμβολής, θα παρατηρηθεί πτώση της τιμής MER των επηρεαζόμενων φερουσών. Αν πατήσετε σε κάποια από τις φέρουσες, θα δείτε τη μέτρηση MER για το συγκεκριμένο carrier στο πεδίο MER στην κάτω περιοχή μαζί με τον αριθμό της φέρουσας.

Ο αναλυτής Echos Analyzer μπορεί να ανιχνεύσει και να εμφανίσει τα echos που μπορεί να προκύψουν λόγω της πολλαπλής λήψης του ίδιου επίγειου ψηφιακού καναλιού ATSC 3.0 με διαφορετικές καθυστερήσεις. Είναι ένα καταπληκτικό εργαλείο προκειμένου να απεικονίσουμε αυτά τα echos και να αξιολογήσουμε την πιθανή ζημιά που μπορεί να προκαλέσουν στο σήμα μας. Αυτό το γράφημα δείχνει το χρόνο σε μικροδευτερόλεπτα στον οριζόντιο άξονα και τις μονάδες στάθμης σε DBc στον κατακόρυφο άξονα. Μέχρι και 10 echos μπορούν να εμφανιστούν ταυτόχρονα στο γράφημα.
Όλα όσα πέφτουν μεταξύ των κόκκινων περιοχών είναι echos που λαμβάνονται εντός του διαστήματος προστασίας, ενώ όλα όσα πέφτουν στις κόκκινες περιοχές είναι εκτός του διαστήματος προστασίας και επομένως πολύ επιζήμια. Για κάθε Echo μπορούμε να διαβάσουμε τη σχετική στάθμη του σε σύγκριση με το κύριο σήμα, την καθυστέρησή του σε μικροδευτερόλεπτα σε σύγκριση με το κύριο σήμα και την απόστασή του σε χιλιόμετρα από την πηγή σε σύγκριση με την απόσταση του κύριου σήματος από την πηγή.
Μπορείτε να βρείτε περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με αυτό το εργαλείο στο ειδικό εκπαιδευτικό βίντεο σχετικά με τον αναλυτή Echos.
Στο εγγύς μέλλον θα παρουσιαστούν και άλλα εργαλεία, όπως η μέτρηση της εξασθένησης Shoulder, οπότε μείνετε συντονισμένοι.