Administrace komentářů

Gratuluji k exkluzivnímu vybavení A děkuji za zajímavý dotaz, šťavnaté téma - sice v rámci vlákna O.T., ale zrovna tady nás snad nikdo popotahovat nebude.

Je možné, že jsem nepostřehl nějakou souvislost, na kterou míříte, ale podle mého se jedná o navzájem značně vzdálené technologie/problémy (DVB-T/T2/H vs. radar, zacházení s echem) a jediným oslím můstkem jsou samotné odrazy. Kdyžtak dotaz ještě rozveďte.

#1 (pre-)echo v DVB-T2 a spol

DVB-T/T2/H používá modulaci OFDM. To je zatím asi nejpokročilejší způsob, jak z přenosového kanálu o nějaké šířce pásma a odstupu signál/šum ždímat datovou přenosovou kapacitu (bity za sekundu). V postupné evoluci modulačních schémat BPSK/QPSK/QAM/... je OFDM zřejmě poslední móda. Základní finta spočívá v tom, že se přenosový kanál o šířce typicky 8 MHz (v našich podmínkách v rastru CCIR) rozdělí na větší počet dílčích nosných, nejspíš běžně 8000 nebo možná spíš 8192 ("8k"). Z těchto konkrétních parametrů plyne, že dílčí nosná má šířku pásma zhruba 1 kiloHertz, tzn. lze do ní nacpat 1 k vzorků ("symbolů") za sekundu. Zároveň ze specifikací víme, že každý symbol nese konkrétní bod v konstalaci například 256QAM = 8 bitů informace. Jak výše dovozeno, přenos 1 symbolu trvá 1 milisekundu. Je tam nějaký ochranný interval tuším běžně 1/4 - což teoreticky znamená, že se symbol může rozpliznout až cca na 1.25 ms a pořád je dekódovatelný. Tzn. různá echa a pre-echa ve vzájemném rozmezí 250 us by se teoreticky měla bezbolestně sečíst a "prospět odstupu signál/šum" (SNR). 250 us, to je asi 75 km. Reálně o něco míň - je maximální rozteč vysílačů, aby zafungoval příznivý efekt "sečtení přímých signálů a duchů". Finta má být právě v tom, že jsou paralelní subnosné takto pomalé - že se navzájem posunuté signály na té subnosné beztrestně sečtou, pokud nejsou navzájem posunuté moc.

Prakticky se to na přijímači zpracovává tak, že z rádiového front-endu vyleze mezifrekvence (nebo tak něco, může to být virtuální/digitální) o šířce 8 MHz, která se přímo vzorkuje do kvadraturních vzorků (páry I+Q, posun 90*), a tyto se dále nastojato proženou FFT. Pokud správně chápu, parametr "8k" znamená jednak velikost bloku FFT, druhak také počet subnosných. To číslo je "binárně kulaté", protože toto je speciální vlastnost FFT (jakožto speciálního případu DFT). Z určitého počtu kvadraturních time-domain vzorků (zde 8192) vyrobí FFT tentýž počet kvadraturních frekvenčních vzorků = pro každou frekvenci amplitudu a fázi, resp. totéž vyjádřeno v kartézských souřadnicích (sínus+kosínus). Mezifrekvenci má smysl vzorkovat v taktu, který je rovný šířce pásma. Kupodivu nikoli dvojnásobkem, jak by řekl pan Nyquist - dílčí finta je, že ve výstupu FFT stejnosměrný ofset vyjde "uprostřed" pásma, a na obě strany od něj vyjde poloviční počet kladných a záporných frekvencí... Takže pokud 8 MHz ovzorkujeme 8 MSps a nadrobíme ten stream na FFT okna 8k symbolů, vychází na konkrétní subnosnou 1 symbol zhruba za milisekundu, jak výše uvedeno. A jsou tam nějaké další podrobnosti (rotovaná konstalace, FEC atd.)

Jako chápu tu fintu s pomalými subnosnými a "přínosným přičítáním duchů". Mám k tomu jednu malou postranní výtku, že když se mi sejde na anténě užitečný signál s odrazem v protifázi a přiměřené amplitudě, dojde k odečtení přímo na nosné frekvenci = k útlumu - a finty na subnosné za demodulátorem jsou v tom případě sice hezké, ale budou postiženy zhoršeným SNR. Možná si to jenom špatně vykládám, nemám na tohle vyštudovaný matematický aparát...

Každopádně mi není jasná jedna věc, prakticky jenom jinak zformuluji Váš dotaz: jak to, že některé přijímače DVB-T(2) zpracují (pre-)echo s plným počtem bodů, zatímco jiným vadí. Přičtení duchů na subnosné by mělo mít za následek jenom deterministické pootočení fáze / změnu amplitudy té konkrétní subnosné. Tahle "transformace polárních souřadnic" by měla být konstantní. Podle mého stejně musí přijímač ten OFDM kanál po naladění tuneru "natrénovat" = najít. Asi podle nějakých zaváděcích markerů / beaconů (nevím, nemám nastudováno). Jakmile přijímač konkrétní OFDM subnosnou "trefí", včetně transformace dané součtem všech případných duchů, měl by už dál běžet jak po kolejích. Proč tohle někdy nefunguje...? Žeby si některé přijímače při "trénování kanálu" nějak zjednodušovaly práci / švindlovaly? Nebo ty duchy třeba v praxi nejsou dostatečně stabilní, tudíž nejdou natrénovat "jednou provždy"? Nějak se vlní, což je potřeba dynamicky modelovat...

Když si s tímhle hraju na našem STAčku, mám k dispozici jenom primitivní RTL-SDR spektrák a pár konzumních přijímačů. Konečným verdiktem je uznalé přikývnutí dvou sousedních partají (dohromady asi 4 televize). Na těch přístrojích je jenom nic moc neříkající bargraf / číslo v procentech. Mám taky pár kusů Mygica T230C v2 (u nás se to prodávalo pod názvem tuším Evolveo Sigma T2). Je to ze všech tunerů ten nejméně tolerantní. Potřebuje poměrně silný signál a zřejmě i dost kvalitní. Takže ho s oblibou používám jako "benchmark vyhovujícího signálu". Pokud funguje tenhle USB tuner, tak s rezervou spolehlivě fungují všechny televize v baráku. Bohužel tu mám jeden multiplex, který nedokážu dotlačit do stavu, aby ho ten prašivý USB tuner vzal Další výhodou té Mygicy je, že mi v Linuxu ukáže SNR (CNR?) v decibelech, a já mám vypozorováno, že zhruba od 25 dB výš mám stabilní obraz (bezchybný stream dat), kdežto cca pod 25 dB mám smůlu. Hodnota odstupu za jízdy trochu kolísá (běžně třeba +/- 2 dB), takže ten práh není úplně ostrý.

Plyne mi z toho jediné: bez ohledu na všechny řeči o výhodách OFDM (ohledně duchů) se mi osvědčilo, snažit se o co nejlepší vyrovnání úrovní (a potlačení nežádoucích signálů) už v analogové části anténního systému = před domovním zesem. Tento byl donedávna analogový, a když stářím uhynul (definitivně zřejmě teplem zvadly VF tranzistory ve výkonovém konci) tak mám moderní digitální - který taky není všemocný. Jeho ADC mají zřejmě omezené rozlišení (bitovou hloubku) takže pokud mám dva muxy těsně vedle sebe, z toho jeden výrazně silnější, tak z toho chumlu ten slabší (žádaný) nedokáže vypárat úplně čistě. A taky potřebuje vstupy od antén externě předzesílit, protože ty signály jsou ve vzduchu prostě slabé (zejména ty žádoucí, bohužel).

Už před časem jsem zjistil, že nejsilnější signál (na spektráku) není vždy to nejlepší vodítko. Že konečným arbitrem kvality signálu je: ukazatel SNR na USB tuneru Mygica Takže se reálně poslepu strefuju nulou v diagramu antény do nějakého rušení, nebo hlavním lalokem do nějakého "slabšího ale kvalitnějšího" směru, nebo co já vím. Žádaný vysílač těsně za horizontem situaci neprospívá, zřejmě stejně tak jako střecha z vlnitého plechu.

#2 radar

Radar je primitivní technologie, která odrazy vyžaduje ke své činnosti Pošle pulz, a čeká na odraz. (Nebo pošle spojitou nosnou, a snímá spojitý odraz s dopplerovsky posunutou frekvencí.) Klasickému radaru samozřejmě vadí, pokud mu naproti aktivně vysílá někdo druhý.

Bejvaly doby, kdy obsluha radaru sledovala de facto stopu (obálku) na osciloskopu, a plošný obrázek si musela poskládat v hlavě. Později byly zavedeny obrazovky s rozmítáním "po mapě", a v dnešní době (už pár desítek let) tohle dělají počítače. Každopádně je velice užitečné, pokud v post-processingu lze odečíst stabilní rušící "cizí" vysílače, a také statické odrazy od terénu, budov, nehybných kovových objektů apod.

Pasivní radar jenom poslouchá, co se kde šustne. Může třeba využít vysílání stávajících "spojitých" zdrojů, jako jsou vysílače TV a rádia - pasivní radar vidí nejen přímo vysílač (což je informace dost neužitečná), ale taky odrazy od kovových objektů v terénu - což je naopak velmi užitečné. S jednou přijímací anténou lze vidět řekněme směr, odkud odraz přichází, a jeho intenzitu, s trochou šikovnosti by asi šlo i extrahovat fázový posun (pokud je signál modulovaný) spočítat triangulací vzdálenost odrážejícího objektu. Ještě o krok dál je korelační pátrač = pasivní radar s více snímacími stanovišti (příjmovými anténami), která mají navzájem pokud možno přesně synchronní záznam, který lze následně zkorelovat na centrálním pracovišti. Takový stroj tiše poslouchá, kde se co šustne, a když se šustne, je schopen si triangulací poskládat přesnou polohu, odkud signál přišel - tentýž signál, zachycený více anténami, které jsou rozmístěny v terénu. Případně by i v rámci jednoho stanoviště mohla být větší "syntetická" anténa = anténní sestava složená z více prvků, každý s nezávislým záznamem a následnou korelační analýzou...

Každopádně (pre-)echo třeba televizních vysílačů není věc, se kterou by si radar lámal hlavu. Snad jen pasivnímu radaru či korelačnímu pátrači by SFN teoreticky mohla ztěžovat jeho snahu, najít korelací a triangulací jeden konkrétní zdroj signálu