Interessengemeinschaft Pichofunk
DP5V/DB0PIB, Amateurfunk aus der Oberlausitz rund um die Welt

DVB-T


Informationssammlung 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/s 1/4
1/8 1/16 1/32
1/2 1,25 1,38 1,46 1,51
2/3
1,66 1,84 1,95 2,01
3/4 1,87 2,07 2,20 2,26
5/6 2,07 2,31 2,44 2,51
7/8 2,18 2,42 2,56 2,64
  Coderate (FEC) 


 16QAM     Schutzintervall 
MBit/s 1/4
1/8 1/16 1/32
1/2 2,49 2,77 2,93 3,02
2/3 3,32 3,69 3,90 4,02
3/4 3,73 4,15 4,39 4,53
5/6 4,15 4,61 4,88 5,03
7/8 4,36 4,84 5,12 5,28
  Coderate (FEC) 


 64QAM     Schutzintervall 
MBit/s 1/4 1/8 1/16 1/32
1/2 3,73 4,15 4,39 4,53
2/3 4,98 5,53 5,86 6,03
3/4 5,60 6,22 6,59 6,79
5/6 6,22 6,91 7,32 7,54
7/8 6,53 7,26 7,69 7,92
 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 (720x576 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/s 1/4
1/8 1/16 1/32
1/2 0,62 0,69 0,73 0,75
2/3
0,83 0,92 0,98 1,01
3/4 0,93 1,04 1,10 1,13
5/6 1,04 1,15 1,22 1,26
7/8 1,09 1,21 1,28 1,32
  Coderate (FEC)


16-QAM    Schutzintervall 
MBit/s 1/4
1/8 1/16 1/32
1/2 1,24 1,38 1,46 1,51
2/3
1,66 1,84 1,95 2,01
3/4 1,87 2,07 2,20 2,26
5/6 2,07 2,30 2,44 2,51
7/8 2,18 2,42 2,56 2,64
  Coderate (FEC)


64-QAM    Schutzintervall 
MBit/s 1/4
1/8 1/16 1/32
1/2 1,87 2,07 2,20 2,26
2/3
2,49 2,77 2,93 3,02
3/4 2,80 3,11 3,29 3,39
5/6 3,11 3,46 3,66 3,77
7/8 3,27 3,63 3,84 3,96
  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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