DVB-T

nformationssammlung und Betrachtungen zu “Schmalband”-DVB-T in der Amateurfernsehtechnik


Spektrumanalyzer mit 2 MHz-breitem DVB-T-Sendesignal (1 MHz/DIV), Mittenfrequenz 434,000 MHz

Die HF-Bandbreite beträgt im Gegensatz zum kommerziellen, terrestrischen Digitalfernsehen mit typ. 7 oder 8 MHz
im digitalen Amateurfernsehen nur 2 MHz (nicht normkonform zur DVB-T-Norm ETSI EN 300 744).
Daraus ergibt sich für 2 MHz-DVB-T eine grundsätzlich geringere Datenübertragungsrate,  
die neben der Abhängigkeit von der festgesetzten 2 MHz-HF-Bandbreite auch noch von der Art
der verwendeten Einzelträgermodulation (QPSK / 16QAM / 64QAM),
vom verwendeten Schutzintervall (1/4, 1/8, 1/16, 1/32)  [engl. ‘guard interval’]
und der Coderate der Vorwärtsfehlerkorrektur (1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8) [engl. ‘code rate FEC’] abhängig ist.
Die grundsätzlich geringere Datenübertragungsrate ist im digitalen Amateurfernsehen
vielfach kein Problem, da typischerweise nicht mehrere “Programme” gleichzeitig in einem DVB-T-Signal
übertragen werden und somit der Gesamtbedarf an Datenübertragungsrate geringer ist.

Tabellen zur nutzbaren Datenübertragungsrate (MBit/s) bei 2 MHz-DVB-T-Signalen – unterteilt nach Modulationsart:
(Quelle: Magazin “CQ-DATV” Ausgabe 12 (Seite 12) – Juni 2014 / cq-datv.mobi )

 QPSK        Schutzintervall

MBit/s1/41/81/161/32
1/21,251,381,461,51
2/31,661,841,952,01
3/41,872,072,202,26
5/62,072,312,442,51
7/82,182,422,562,64

Coderate (FEC)

 16QAM     Schutzintervall

MBit/s1/41/81/161/32
1/22,492,772,933,02
2/33,323,693,904,02
3/43,734,154,394,53
5/64,154,614,885,03
7/84,364,845,125,28

Coderate (FEC)

 64QAM     Schutzintervall

MBit/s1/41/81/161/32
1/23,734,154,394,53
2/34,985,535,866,03
3/45,606,226,596,79
5/66,226,917,327,54
7/86,537,267,697,92

Coderate (FEC)

Grundsätze zur Auswahl der Kombination aus  Modulationsart + Coderate (FEC) + Schutzintervall:

→ Je kleiner die nutzbare Datenübertragungsrate, je größer der Störschutz.

→ Je kleiner die nutzbare Datenübertragungsrate, je geringer die mögliche Bild- und Tonqualität
     der noch übertragbaren Video+Audio-Signale.

→ Die sich durch Modulation, Coderate (FEC) und Schutzintervall
     ergebende nutzbare Datenübertragungsrate
     muss immer größer oder mindestens gleich der durch die Digitalisierung + Komprimierung 
     von Video- und Tonsignal geforderten (anfallenden) Datenübertragungsrate sein.

Folgende Fragen wirft das auf:

1. Wie groß ist die geforderte Datenübertragungsrate (anfallende Video+Audio-Datenmenge pro Zeiteinheit)?
→ entsprechend dem derzeitigen Wissen- und Erfahrungsstand zwischen 2,2 und 2,4 MBit/s
für ein 4:3 PAL – Signal (720×576 Bildpunkte) – bei Verwendung der Videokompression H.264 / MPEG-4/AVC

2. Was ist bei vorgegebener Mindestübertragungsrate für DATV wichtiger / zu bevorzugen:
    “mehr” Coderate oder “mehr” Schutzintervall?
→ entsprechend dem derzeitigen Erfahrungsstand
ist “mehr” Coderate wirksamer als “mehr” Schutzintervall, also z.B. Coderate 1/2 statt 2/3;
     Diese Aussage ist aber mit Vorsicht zu behandeln, da das Schutzintervall vor allem bei Verbindungen 
     mit starker Mehrwegausbreitung Wirkung hat!

3. Ist bei gleicher nutzbarer Übertragungsrate (z.B. 2,7 MBit/s) 
    die Modulation QPSK mit “schlechter” Coderate und “schlechtem” Schutzintervall 
    für DATV insgesamt besser geeignet
    als die Modulation 16QAM mit “bester” Coderate und “bestem” Schutzintervall? 
→ entsprechend dem derzeitigen Erfahrungsstand
ist eine “schlechtere” Modulationsart mit “besserer” Coderate und Schutzintervall
     im Zweifelsfall der “besseren” Modulationart mit “schlechterer” Coderate und Schutzintervall vorzuziehen
     Ergo – also lieber 16QAM mit Coderate 1/2 und Schutzintervall 1/8
     als QPSK mit Coderate 7/8 und Schutzintervall 1/32 !


Für zukünftigen, noch schmalbandigeren DATV-Betrieb:

Tabellen zur nutzbaren Datenübertragungsrate (MBit/s) bei 1 MHz-DVB-T-Signalen – unterteilt nach Modulationsart:
(Quelle: Magazin “CQ-DATV” Ausgabe 12 (Seite 12) – Juni 2014 / cq-datv.mobi )

QPSK         Schutzintervall

MBit/s1/41/81/161/32
1/20,620,690,730,75
2/30,830,920,981,01
3/40,931,041,101,13
5/61,041,151,221,26
7/81,091,211,281,32

Coderate (FEC)

16-QAM    Schutzintervall

MBit/s1/41/81/161/32
1/21,241,381,461,51
2/31,661,841,952,01
3/41,872,072,202,26
5/62,072,302,442,51
7/82,182,422,562,64

Coderate (FEC)

64-QAM    Schutzintervall

MBit/s1/41/81/161/32
1/21,872,072,202,26
2/32,492,772,933,02
3/42,803,113,293,39
5/63,113,463,663,77
7/83,273,633,843,96

Coderate (FEC)

Stand 09.11.2015

Vorschlag für auf Verbindungsstabilität bei schwachen Signalen optimierte digitale Sendeparameter
(erprobt mit DVB-T-Steuersender HiDes HV-100E Firmware V4.14):
– Auflösung der Bilddigitalisierung auf 640 x 480 Pixel für 4:3 Format beschränken
– maximale Media-Bitrate des Senders auf 2000 kBit/s beschränken
– Modulation 16QAM mit Coderate 1/2 und Schutzintervall 1/4 verwenden
– sonstige Einstellungen wie oben
Es ist mit etwas reduzierter Bildschärfe zu rechnen.
Stand: 14.01.2016

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