Общая характеристика

Для целей наземного аналогового ТВ вещания (вещательные стандарты D и К) в России выделено ограниченное число частотных ТВ каналов (ЧК) в пяти полосах метровых (I, II, III) и дециметровых (IV, V) волн. В первой полосе частот 48,5 … 66 МГц размещены 1 и 2 ЧК, во втором диапазоне 76 …100 МГц – 3,4 и 5 каналы, а в третьей полосе частот 174 …230 МГц расположены с 6 по 12 ЧК. Дециметровые каналы с номерами от 21 по 69 размещены в диапазоне частот 470 … 862 МГц. Каждый ЧК занимает полосу 8 МГц, причем их размещение на частотной оси имеет определенные особенности (см. рис. 7.1). Так, между 1 и 2, 2 и 3, 5 и 6, 12 и 21 каналами имеются разные по величине частотные интервалы. Остальные ЧК прилегают непосредственно друг к другу. В настоящее время в НСТВ России задействованы все каналы диапазона ОВЧ и дециметровые ЧК нижней части спектра УВЧ диапазона (с 21 до 69).

 

1 ЧК 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

 
 


48,5 66 76 100 174 230

f, МГц

 

 

21 ЧК 22 23 24 25 26 27 63 64 65 66 67 68 69

 

 

470 862

f, МГц

Рисунок 7.1 - Размещение частотных ТВ каналов.

 

В аналоговых ТВ радиосетях передача сигналов изображения осуществляется с по­мощью AM несущей полным цветовым ТВ сигналом с частично подавленной нижней боковой полосой частот. Передача сигналов звука осуществляется с помощью ЧМ несущей с максимальной девиацией частоты 50 кГц. Состав­ляющие спектра частот, отстоящие на минус 1,25 и +6,375 МГц отно­сительно несущей сигнала изображения, подавляются на 20 дБ. Составляющие, спектра, отстоящие на минус 0,75 МГц от несущей, не подавляются, что позволяет уменьшить искажения ТВ сигнала, возникающие при подавлении одной боковой полосы. Излучения в пределах необходимой полосы частот называют основными, а вне необходимой полосы - нежелательными. Они делятся на побочные, внеполосные и шумовые.

Показано, что 97% мощности сигнала яркости сосредоточено в области частот ± 0,75 МГц относительно несущей изображения, а мощность сигнала цветности не превышает минус 16 дБ относительно несущей изображения. Ослабление внеполосных излучений ТВ передатчиков составляет 20 дБ при расстройках ниже минус 1,25 и выше 6,5 МГц относительно несущей изображения не менее 20 дБ. Мощность любого побочного излучения не превышает 1 мВт у ТВ передатчиков диапазона ОВЧ и минус 60 дБ относительно уровня несущей изображения в УВЧ диапазоне.

Система цифрового наземного ТВ вещания DVB-T обеспечивает адаптацию цифрового ТВ сигнала, представленного в основной полосе частот на выходе транспортного мультиплексора MPEG-2, с характеристиками стандартного наземного радиоканала вещания, имеющего ширину полосы частот 8 МГц. Для целей наземного цифрового ТВ вещания в России планируется использовать те же частотные каналы, что и для аналогового вещания, исключая I и II полосы частот. При этом используется передача сигналов по многочастотной схеме модуляции с частотным распределением ортогональных несущих (OFDM).

В одном символе OFDM может содержаться 1705 или 6817 ортогональных несущих с условным наименованием режимов соответственно “2k” или ”8k”. Каждая из несущих модулируется низкоскоростным цифровым потоком, являющимся частью общего транспортного потока системы, а в качестве первичных видов модуляции для различных условий применения используются форматы QPSK, 16 QAM и 64 QAM. В зависимости от выборной схемы передачи в системе DVB-T могут формироваться три группы сигнальных созвездий: равномерные для иерархической передачи (используются QPSK, 16 QAM и 64 QAM) и неравномерные с двумя возможными коэффициентами неравномерности α=2 и α=4 (используются 16 QAM и 64 QAM). Модулированные узкополосные ортогональные несущие объединяются в пределах базовой полосы канала в группу COFDM.

Значение центральной частоты передатчика должно обеспечивать положение спектра излучаемого колебания в границах заданного частотного канала. Отклонение центральной частоты в спектре выходного сигнала от средней частоты рабочего канала должно быть в пределах ±100 Гц.

В ТВ радиоканале спектр системы DVB-T за счет использования схемы модуляции OFDM имеет очень хорошую прямоугольность. Полная спектральная плотность мощности модулируемых несущих OFDM является суммой спектральных плотностей мощности множества несущих. Спектр излучения представляет собой стохастический (почти “белый”) с точки зрения постороннего наблюдателя шум, равномерно распределённый в некотором частотном промежутке. Внутри осуществляется постоянное перемешивание, “размазывание” информации по различным временным интервалам и частотам. Уровень спектральной плотности мощности внеполосных составляющих спектра выходного сигнала передатчика, предназначенного для совместного использования полосы радиочастот с аналоговыми передатчиками, в области отстроек ± (3,9...12) МГц от центральной частоты не должен превышать значений соответственно минус 32,8…минус 100 дБ. Уровни любых побочных радиоколебаний, передаваемых передатчиком в фидер антенны на частоте побочного радиоизлучения, должен быть не более минус 60 дБ по отношению к эффективной мощности радиопередатчика.

Существенная особенность НСТВ при высокой плотности размещения составляющих ее радиосетей и ограниченности выделенного частотного ресурса - многократное использование каждого ЧК. В результате этого, с учетом особенностей размещения ЧК в выделенных полосах частот, супергетеродинным принципом построения современных ТВ приемников и особенностей распространения радиоволн выделенных диапазонов, помимо полезного сигнала в зонах обслуживания ТВ радиосетей появляются радиопомехи приему ТВ сигналов от излучений соседних и удаленных РТС, работающих в совмещенных, смежных и зеркальных частотных каналах относительно основного канала приема.

Учитывая уровни внеполосных и побочных излучений современных аналоговых, гибридных и цифровых РТС, в дальнейшем будем рассматривать в качестве источников радиопомех приему ТВ сигналов только основные излучения ТВ передатчиков.

Радиопомехи по совмещенному каналу (сокональные помехи) имеют одинаковые полосы частот с полезным сигналом и воздействуют на ТВ приемник по основному каналу приема (ОКП) (рис. 7.2).

Смежные (соседние) каналы (СКП) непосредственно примыкают к основному каналу приема. Для ЧК с номером N смежными на частотной оси являются каналы с номерами N+1 и N-1. Однако, принятое размещение ЧК по спектру обуславливает, что 1 и 2, 2 и 3, 5 и 6, 12 и 21 каналы не являются смежными. При помехах от аналоговых РТС снизу основной помехой является ЧМ радиосигнал звукового сопровождения, а в верхнем смежном канале – АМ радиосигнал изображения (рис. 7.3, 7.4).

В НСТВ помехи по зеркальному каналу (ЗКП) могут создавать ТВ станции только в диапазоне дециметровых волн. В полосу зеркальных частот телевизионного приемника при приеме сигнала в ЧК с номером N и значением промежуточной частоты 38 МГц попадают частично ТВ радиосигналы, излучаемые в каналах с номерами N+8 и N+9. При помехах от аналоговых радиостанций в первом случае основное мешающее воздействие оказывает ЧМ радиосигнал звукового сопровождения, во втором - АМ радиосигнал изображения (рис. 7.5).

Помехи от цифровых РТС по нижнему и верхнему соседним, зеркальным каналам приема имеют один и тот же характер в силу равномерного распределения энергии цифрового ТВ радиосигнала в полосе канала излучения.

 

мешающий р/с
полезный р/с

Рисунок 7.2 – Помеха по совмещенному каналу

 

 

Рисунок 7.3 – Помеха по верхнему соседнему каналу

 

Рисунок 7.4 – Помеха по нижнему соседнему каналу

 

 

Рисунок 7.5 – Помеха по зеркальному каналу приема

 

Таким образом, при частотном анализе ЭМС в группе ТВ радиосетей наземного аналогового и цифрового вещания, расположенных в общем регионе необходимо учитывать следующие частотные несовместимости по условиям ЭМС:

- аналоговая ТВ радиосеть - аналоговая ТВ радиосеть в ЧК N во всех частотных полосах;

- цифровая ТВ радиосеть - аналоговая ТВ радиосеть в ЧК N III, IV и V диапазонов;

- цифровая ТВ радиосеть - цифровая ТВ радиосеть в ЧК N III, IV и V диапазонов;

- аналоговая ТВ радиосеть - аналоговая ТВ радиосеть в ЧК N и (N ± 1) во всех частотных полосах;

- цифровая ТВ радиосеть - аналоговая ТВ радиосеть в ЧК N и (N ± 1) III, IV и V диапазонов;

- цифровая ТВ радиосеть - цифровая ТВ радиосеть в ЧК N и (N ± 1) III, IV и V диапазонов;

- аналоговая ТВ радиосеть - аналоговая ТВ радиосеть в ЧК N и (N + 8) IV и V диапазонов;

- аналоговая ТВ радиосеть - аналоговая ТВ радиосеть в ЧК N и (N + 9) IV и V диапазонов;

- цифровая ТВ радиосеть - аналоговая ТВ радиосеть в ЧК N и (N + 8) IV и V диапазонов;

- цифровая ТВ радиосеть - аналоговая ТВ радиосеть в ЧК N и (N + 9) IV и V диапазонов;

- цифровая ТВ радиосеть - цифровая ТВ радиосеть в ЧК N и (N + 8) IV и V диапазонов;

- цифровая ТВ радиосеть - цифровая ТВ радиосеть в ЧК N и (N + 9) IV и V диапазонов.