Приложение N 2. Методика определения зоны обслуживания одночастотной сети передающих станций наземного цифрового ТВ-вещания стандарта DVB-T2

Приложение N 2
к решению Государственной комиссии
по радиочастотам при Минкомсвязи России
от 16 октября 2015 г. N 15-35-04

Методика
определения зоны обслуживания одночастотной сети передающих станций наземного цифрового ТВ-вещания стандарта DVB-T2

Разработана федеральным государственным унитарным предприятием "Научно-исследовательский институт радио"

1 Основные положения

Система эфирного цифрового вещания DVB-T2 (далее система DVB-T2) определена стандартом ETSI EN 302 755 "Цифровое телевизионное вещание (DVB): структура кадров, канальное кодирование и модуляция для системы наземного цифрового телевидения второго поколения (DVB-T2)" [1].

Фиксированный прием - стационарный прием на антенну, установленную в условиях городской застройки на крышах зданий, а в условиях сельской местности - на высоте 10 м.

1.1 Назначение и область применения

1.1.1 Настоящая методика устанавливает порядок определения зоны обслуживания ОЧС передающих станций наземного цифрового ТВ-вещания стандарта DVB-T2 [1], работающих в диапазоне радиочастот от 174 до 790 МГц.

1.2 Основные определения и сокращения

1.2.1 В настоящей методике используются термины по ГОСТ 24375-80 [2] и ГОСТ Р 52210-2004 [3], а также следующие термины и определения:

зона обслуживания (зона уверенного приема) - территория, в пределах которой в присутствии внешних помех и шумов обеспечивается устойчивый прием ТВ-программ цифрового ТВ-вещания с заданным качеством приема;

зона покрытия - территория, в пределах которой величина напряженности поля равна или превышает величину минимальной медианной напряженности поля, определенную для конкретных условий приема и с заданной вероятностью охвата мест приема;

малая зона - площадка на исследуемой территории размерами приблизительно 100х100 метров, предназначенная для выбора на ней нескольких мест приема с целью получения усредненных (медианных) для данной зоны измеренных значений параметров ТВ-сигнала;

место приема - географическое местоположение с известными координатами, в котором осуществляется прием радиосигнала;

минимальная медианная напряженность поля (, дБ (отн. 1 мкВ/м)) - минимальное значение напряженности поля, необходимое для обеспечения требуемого качества приема в заданном проценте мест приема при наличии естественного или промышленного шума, но без помех от других передатчиков;

минимальная напряженность поля (, дБ (отн. 1 мкВ/м)) - минимальное значение напряженности поля, необходимое для обеспечения требуемого качества приема на стандартную установку индивидуального пользования при отсутствии промышленного шума и без помех от других передатчиков;

тестовая площадка - площадка на исследуемой территории, имеющая размеры 500х500 метров, предназначенная для выбора на ней одного или нескольких мест приема с целью получения данных о наличии/отсутствии уверенного приема сигнала в пределах данной площадки;

фиксированный прием - прием DVB-T2 сигнала на фиксированную направленную антенну, установленную:

- для приема в условиях городской застройки - на высоте не менее 2 м от уровня крыш зданий;

- для приема за городом (в сельской местности) - на высоте 10 м от уровня земли;

1.2.2 В данной методике используются следующие обозначения:

- - значение измеренной за двухсекундный интервал времени напряженности электромагнитного поля полезного цифрового ТВ-сигнала в i-том месте приема;

- - значение нормированной на канал Рэлея напряженности электромагнитного поля в i-том месте приема, вычисленное на основе результатов измерений и огибающей спектра;

- - медианное значение измеренной напряженности электромагнитного поля полезного цифрового ТВ-сигнала в i-том месте приема;

- - медианное значение измеренной напряженности электромагнитного поля полезного цифрового ТВ-сигнала в i-том месте приема при ориентировании антенны в направлении передатчика с номером ID;

- - медианное значение измеренной напряженности электромагнитного поля полезного цифрового ТВ-сигнала для j-той малой зоны;

- - минимальное медианное значение напряженности электромагнитного поля, необходимое для обеспечения вероятности охвата Х% мест приема;

- - медианное значение нормированной на канал Релея напряженности электромагнитного поля в i-том месте приема, определяется с целью сопоставления измеренной напряженности поля с табличными значениями;

- - медианное значение нормированной на канал Релея напряженности электромагнитного поля в i-том месте приема при ориентировании антенны в направлении передатчика с номером ID, определяется с целью сопоставления измеренной напряженности поля с табличными значениями;

- - медианное значение нормированной на канал Релея напряженности электромагнитного поля для j-той малой зоны, определяется с целью сопоставления измеренной напряженности поля с табличными значениями;

- Р,% - процент реального (по результатам измерений) охвата цифровым ТВ-вещанием заданной территории, определенный для конкретных условий приема;

- * - радиус в -том направлении от передатчика зоны покрытия;

- - коэффициент ошибок по битам после декодера LDPC в i-том месте приема;

- - коэффициент ошибок по битам после декодера LDPC в i-том месте приема при ориентировании антенны в направлении передатчика с номером ID.

1.2.3 В методике использованы следующие сокращения:

- C/N - Carrier/Noise (отношение несущая/шум);

- DVB-T2 - Digital Video Broadcasting - Second Generation Terrestrial;

- ETSI - European Telecommunications Standards Institute (Европейский институт по стандартизации в области телекоммуникаций);

- GPS - Global Positioning System (глобальная система навигации);

- PLP - Physical Layer Pipe (поток физического уровня);

- QAM - Quadrature Amplitude Modulation (квадратурная амплитудная модуляция);

- QPSK - Quadrature Phase Shift Keying (квадратурная фазовая манипуляция);

- TS - Transport Stream (транспортный поток);

- ГЛОНАСС - глобальная навигационная спутниковая система;

- ИСЗ - искусственный спутник Земли.

- КСВН - коэффициент стоячей волны по напряжению;

- НЦТВ - наземное цифровое телевизионное вещание;

- ОЧС - одночастотная сеть;

- ТВ - телевидение.

2 Требования к оборудованию

2.1 Перечень измеряемых параметров сигнала станции НЦТВ

При определении зоны обслуживания одночастотной сети передающих станций наземного цифрового телевизионного вещания стандарта DVB-T2 для фиксированного приема в местах приема проводят измерения следующих параметров сигнала:

- напряженности электромагнитного поля;

- огибающей спектра сигнала;

- LBER.

Запись огибающей спектра сигнала осуществляют в соответствии с документацией на используемое оборудование.

Метод измерений напряженности электромагнитного поля сигналов станции НЦТВ в месте приема заключается в измерении измерительным приемником на выходе кабеля приемной измерительной антенны напряжения сигнала с последующим расчетом напряженности электромагнитного поля , в соответствии с приложением А.

Нормированную на канал Релея напряженность поля и тип канала приема определяют в соответствии с методикой, приведенной в приложении Б.

Измерение параметра LBER производят в соответствии с документацией на используемое оборудование.

При невозможности проведения измерений параметра LBER в местах приема оператор дает субъективную оценку качества изображения принимаемого сигнала DVB-T2.

2.2 Состав и характеристики оборудования

Для определения зоны обслуживания ОЧС станций наземного цифрового ТВ вещания используется подвижный измерительный комплекс, в состав которого входит следующее оборудование:

а) антенная мачта, которая может быть поднята на 10 м над уровнем земли;

б) штатив, с возможностью крепления на нем измерительной антенны на высоте не менее 1-2 м от уровня поверхности;

в) направленная измерительная или калиброванная пассивная антенна;

г) калиброванные кабели снижения измерительных антенн;

д) измерительный приемник DVB-T2 с функцией анализатора спектра;

е) тестовый бытовой ТВ-приемник DVB-T2 - не менее 3 шт;

ж) навигационный приемник глобальных навигационных спутниковых систем (навигационный приемник);

з) специальное программное обеспечение (СПО);

и) компьютер;

к) компас;

л) телевизор.

Технические данные оборудования подвижного измерительного комплекса приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Технические данные оборудования подвижного измерительного комплекса

Наименование	Основные характеристики
Антенна пассивная направленная измерительная или калиброванная	Диапазон частот: от 174 до 790 МГц. КСВН: не более 2,5. Ширина диаграммы направленности по уровню минус 3 дБ в рабочем диапазоне частот, град: от 40 до 25. Коэффициент усиления, не менее: - для III диапазона: 7 дБд; - для IV диапазона: 10 дБд; - для V диапазона: 12 дБд. Коэффициент защитного действия, не менее: - для III диапазона: 12 дБ; - для IV и V диапазона: 16 дБ. Поляризация: линейная. Погрешность калибровочного коэффициента 2,5 дБ. Диаграмма направленности типовой направленной приемной антенны приведена на рисунке 1 [4].
Измерительный приемник DVB-Т2 с функцией анализатора спектра	Функция анализатора спектра. Диапазон частот: от 100 до 1000 МГц. Верхняя граница диапазона установки полосы обзора: не менее 10 МГц. Диапазон установки полосы пропускания: от 1 до 300 кГц. Режим измерения мощности в канале. Погрешность измерения напряжения: не более 0,5 дБ. Измерение параметров: LBER. Функция анализа эхо-сигналов. Интерфейс передачи данных в компьютер.
Тестовый бытовой ТВ-приемник DVB-T2	Соответствие c ГОСТ Р 55947-2014 [5].
Калиброванные кабели снижения измерительных антенн	Диапазон частот: от 100 до 1000 МГц. КСВН: не более 2,5. Затухание в кабеле (для фиксированного приема): - для III диапазона: не более 2 дБ; - для IV диапазона: не более 3 дБ; - для V диапазона: не более 5 дБ. Погрешность калибровочного коэффициента 0,5 дБ.
Навигационный приемник глобальных навигационных спутниковых систем	Возможность работы с глобальными навигационными спутниковыми системами ГЛОНАСС и GPS. Интерфейс передачи данных в компьютер.
Компас	Цена деления, не более, 1°
Компьютер	Совместимость с измерительным оборудованием. Наличие установленного СПО для управления оборудованием, сбора и обработки результатов измерений.
Телевизор	Совместимость по входу с тестовым бытовым ТВ-приемником DVB-T2.
Примечания 1 Допускается для перекрытия указанного в настоящей таблице диапазона частот и для соответствия указанным выше требованиям использовать несколько приборов (средств измерений), обеспечивающих требуемые параметры и точность измерения. 2 Измерительные приборы, используемые в настоящей методике, должны быть снабжены документами с отметками о результатах периодических поверок, подтверждающих их исправность и пригодность для проведения измерений.

Рисунок 1 - Диаграмма направленности приемной направленной антенны.

2.3 Схема подключения оборудования при проведении измерений

Схема измерительной установки для фиксированного приема показана на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема подключения оборудования при проведении измерений параметров сигнала станции НЦТВ стандарта DVB-Т2 для фиксированного приема.

2.4 Условия выполнения измерений

2.4.1 При выполнении измерений условия применения оборудования должны соответствовать требованиям, указанным в технических документах на оборудование конкретного типа.

2.4.2 Средства измерений должны работать от сети переменного тока напряжением 220 В (качество электрической энергии согласно ГОСТ 13109-97), либо от источника постоянного тока напряжением от 11 до 15 В.

Примечание - Для оборудования, рассчитанного на работу от источника постоянного тока, напряжение, ток и допустимые пульсации указаны в технических документах на данный тип оборудования в случае, если преобразователь не входит в комплект поставки.

2.4.3 Измерения выполняют при работе всех передатчиков станций НЦТВ, входящих в ОЧС, в синхронном режиме, с заданными параметрами синхронизации каждого передатчика.

3 Методика определения зоны обслуживания ОЧС передающих станций НЦТВ стандарта DVB-T2 для фиксированного приема

Методика включает в себя два этапа.

На первом этапе определяют границы зоны покрытия каждой передающей станции НЦТВ, входящей в состав ОЧС, по результатам расчёта и измерения напряженности электромагнитного поля в запланированных малых зонах. Зона покрытия одночастотной сети передающих станций стандарта DVB-T2 определяется как совокупность зон покрытий отдельных станций, работающих в этой сети.

На втором этапе осуществляется исследование проблемных областей зоны покрытия, в которых выявлен нестабильный прием сигнала от передающей станции НЦТВ. Как правило, такие измерения проводят в тех случаях, когда эти области приходятся на населенные пункты.

Зона обслуживания определяется как суммарная зона, полученная нанесением на карту местности границ зоны покрытия ОЧС и результатов обследования вышеупомянутых областей.

3.1 Определение границы зоны покрытия ОЧС передающих станций НЦТВ стандарта DVB-T2 для фиксированного приема

3.1.1 Планирование проведения измерений

3.1.1.1 Зона покрытия одночастотной сети станций стандарта DVB-T2 определяется как совокупность зон покрытий отдельных станций, работающих в этой сети. Для каждой отдельной станции, входящей в состав ОЧС, последовательно находят границы зоны покрытия.

3.1.1.2 Для каждой станции в ОЧС для выбранного PLP с помощью программного обеспечения в соответствии с выбранным методом расчета определяют границу расчетной зоны покрытия с заданной вероятностью охвата мест приема (Х%; например, Х=95%).

Расчет границы зоны покрытия для исследуемой станции производят следующим образом:

а) в секторе азимутальных углов от 0° до 360° с интервалом не более 10° от станции выбирают радиальные направления;

б) на каждом радиальном луче определяют положения расчетных точек с шагом:

- для передатчиков мощностью менее 100 Вт: 50 м;

- для передатчиков мощностью 100 Вт и выше: 100 м;

в) в каждой точке в соответствии с выбранным методом расчета (например, Рекомендация МСЭ-R P.1546 [6]) вычисляют напряженность поля;

г) в каждой точке расчетную напряженность поля сравнивают с требуемой минимальной медианной напряженностью электромагнитного поля;

д) на каждом направлении, начиная с 21-ой расчетной точки, находят точку такую, что большинство расчетных точек, лежащих на отрезке (; ), не принадлежат зоне покрытия (расчетная напряженность поля в большинстве выбранных точек оказалась ниже требуемой минимальной медианной напряженности поля), тогда точка считается граничной, а расстояние от исследуемой станции до точки определит радиус расчетной зоны покрытия на заданном направлении;

е) последовательно на каждом радиальном направлении от исследуемой станции определяют граничные расчетные точки;

ж) замкнутая кривая, соединяющая граничные точки по всем направлениям, будет определять расчетную границу зоны покрытия.

При расчетах высота приемной антенны определяется типом местности и равна:

- для районов города с многоэтажными и высотными зданиями - 30 м;

- для районов города, где преобладают здания средней этажности (от 3 до 5 этажей) - 15 м;

- для районов города с малоэтажной застройкой (1-2 этажа) и в сельской местности - 10 м.

В случае отсутствия данных о типе местности высоту приемной антенны при расчетах берут равной 10 м. Расчетную границу зоны покрытия наносят на карту местности.

Для расчета границы зоны покрытия допускается использование любых известных программных средств, например: "РАКУРС", "ПИАР", "ЭФИР" и др., при условии, что они обеспечивают выполнение вышеуказанных требований.

3.1.1.3 Анализируя карту местности, для каждой станции в ОЧС определяют радиальные направления, по которым будут проводиться измерения, для нахождения положения реальной границы зоны покрытия данной станции. Условия выбора направлений:

- количество радиальных направлений должно быть не менее 4 и не более 36;

- азимутальный угол между двумя смежными направлениями должен быть не менее 10° и не должен превышать 150°;

- направления выбирают с учетом рельефа местности и наличия радиальных шоссейных дорог.

Выбранные радиальные направления наносят на карту местности.

3.1.1.4 На каждом радиальном направлении определяют положение не менее 7 малых зон. Положение первой малой зоны должно удовлетворять следующим требованиям:

- малая зона должна располагаться в дальней зоне излучения антенны станции НЦТВ на расстоянии

(1)

где D - линейный размер апертуры антенны станции цифрового вещания в плоскости поляризации излучения (в метрах), а - длина волны излучения (в метрах);

- малая зона должна находиться в пределах прямой видимости на исследуемую станцию;

- малая зона должна находиться в зоне облучения основного лепестка диаграммы направленности передающей антенны.

Остальные малые зоны размещают ближе к расчетной границе зоны покрытия по возможности с одинаковым шагом S, равным от 1 до 10 км, на отрезке:

от до ,

где - расстояние от передатчика до расчетной границы зоны покрытия с заданной вероятностью охвата мест приема (рисунок 3).

3.1.1.5 Уточняют положение малых зон и мест приема по фотографиям с ИСЗ или по данным их предварительного осмотра на местности. Места для размещения малых зон следует выбирать так, чтобы локальных мешающих предметов в окрестностях малой зоны было бы как можно меньше, а на возможное изменение напряженности поля внутри малой зоны в первую очередь влияла бы неровность рельефа подстилающей поверхности на исследуемом направлении. Рекомендации по выбору площадок для малых зон и мест приема даны в приложении Е.

3.1.1.6 Составляют расписание проведения измерений.

Рисунок 3 - Пример назначения малых зон для определения границы зоны покрытия отдельной станции.

3.1.2 Порядок выполнения, обработки и представления результатов измерений

3.1.2.1 Для проведения измерений используют подвижный измерительный комплекс укомплектованный оборудованием согласно п.2 и п.3 данной методики.

3.1.2.2 Подвижный измерительный комплекс перемещают в малую зону в соответствии с расписанием проведения измерений.

3.1.2.3 В выбранной малой зоне намечают не менее 5 мест приема.

В условиях сельской местности или в условиях малоэтажной застройки приемную антенну устанавливают на мачту, ориентируют по поляризации и поднимают на высоту 10 м.

При многоэтажной застройке в зоне с неустойчивым приёмом в случае недостаточного уровня приёма сигнала на 10 м измерения проводят с использованием штатива с креплением для приемной антенны. Штатив устанавливают на крыше наиболее высокого дома в окрестностях выбранной малой зоны. К штативу крепится приемная антенна, после чего антенну ориентируют по поляризации и поднимают на высоту не менее 2 м над уровнем крыши.

3.1.2.4 В каждом месте приема записывают текущие координаты. Зная координаты исследуемой станции, по карте местности определяют азимут на исследуемую станцию НЦТВ (расчетный азимут прихода полезного сигнала).

3.1.2.5 Поворачивая антенну в горизонтальной плоскости, определяют направление прихода сигнала максимального уровня от исследуемой станции полезного сигнала), наличие/отсутствие сигналов от других станций ОЧС, наличие/отсутствие помех.

Азимут прихода сигнала определяют с помощью компаса. Для этого измеряют азимутальный угол, по которому направлена несущая стрела приемной антенны (траверса). Истинный (географический) азимут прихода сигнала определяют по формуле

, (2)

где - истинный (географический) азимут прихода сигнала;

- измеренный по компасу магнитный азимут несущей стрелы приемной антенны (траверсы);

- склонение магнитной стрелки (магнитное склонение) - угол между истинным (географическим) и магнитным меридианами; магнитное склонение считается положительным, если северный конец магнитной стрелки компаса отклонен к востоку от географического меридиана, и отрицательным - если к западу;

- угол в горизонтальной плоскости между направлением основного лепестка диаграммы направленности и несущей стрелой (траверсой) приемной антенны.

Если реальное значение азимута прихода полезного сигнала в точке измерения не совпадает с расчетным значением азимута на исследуемую ТВ-станцию (отклонение превышает ), то делают соответствующую запись в журнале измерений об аномальном направлении прихода сигнала. Дальнейшие измерения в этой точке приема не проводят, а измерительный комплекс перемещают в следующее место приема данной малой зоны, где повторяют процедуру проверки азимута прихода полезного сигнала с максимальным уровнем.

При наличии в в точке измерений приема сигналов от других передатчиков, не входящих в состав ОЧС, в журнале измерений также делают соответствующую запись.

3.1.2.6 Последовательно в каждом месте приема данной малой зоны в соответствии с п. 3.1.2.5 решают вопрос о пригодности каждого места приема данной малой зоны для проведения измерений параметров сигнала.

3.1.2.7 В каждом месте приема, где не выявлено присутствие помеховых сигналов и азимут прихода полезного сигнала совпадает с расчетным (в пределах ), устанавливают приемную антенну в направлении прихода сигнала с максимальным уровнем, после чего выполняют измерения параметров принимаемого сигнала в соответствии с п. 3.1.3. Результаты измерений сохраняют для дальнейшей обработки.

3.1.2.8 Если в первом месте приема малой зоны каналом приема был канал Гаусса, то измерения в последующих местах приема данной малой зоны можно не проводить. Если в первых трех местах приема малой зоны каналом приема был канал Райса или канал Релея, и разница между измеренными медианными значениями нормированной напряженности поля в этих точках не превышает 6 дБ, то измерения в дальнейших местах приема данной малой зоны можно не проводить.

3.1.2.9 В соответствии с расписанием измерений выполняют действия по пп. 3.1.2.1 - 3.1.2.8 в каждой из последующих малых зон.

3.1.2.10 Обработку результатов измерений параметров производят в соответствии с п. 3.1.4.

3.1.2.11 Определяют зону покрытия каждой станции НЦТВ, входящей в состав ОЧС.

3.1.2.12 Определяют зону покрытия одночастотной сети станций НЦТВ, результаты представляют в соответствии с п. 3.1.5.

3.1.3 Выполнение измерений параметров принимаемого сигнала

3.1.3.1 Измерения проводят для выбранного PLP.

3.1.3.2 В каждом месте приема в течение 60 секунд в соответствии с приложением А и документацией на используемое оборудование в каждом 2-х секундном интервале проводят измерение напряженности электромагнитного поля и записывают огибающую спектра сигнала. Затем вычисляют в соответствии с приложением Б нормированную напряженность поля . По 30-ти полученным значениям и определяют медианное значение измеренной и нормированной напряженности электромагнитного поля и в данном месте приема.

3.1.3.3 В каждом месте приема по окончании измерений напряженности поля в течение 60 секунд определяют значение параметра . Измерение производят в соответствии с документацией на используемое оборудование.

При невозможности проведения измерений в месте приема параметра , оператор дает субъективную оценку качества изображения принимаемого DVB-T2 сигнала на не менее трех тестовых бытовых приемниках, удовлетворяющих требованиям п. 2. Для этого выход с приемной антенны последовательно подключают к каждому тестовому приемнику и далее дают оценку качества изображения для каждого приемника по окончании просмотра отрывка длительностью не менее 60 секунд.

3.1.4 Обработка результатов измерений

3.1.4.1 Для выбранного PLP определяют принадлежность каждого места приема к зоне покрытия ОЧС станций НЦТВ. Для этого экспериментально полученное медианное значение каждого места приема сравнивается с минимальной медианной напряженностью поля (приложение В). Если , то считается, что это место приема принадлежит зоне покрытия.

Определяют принадлежность каждого места приема к зоне обслуживания ОЧС станции НЦТВ. Для этого экспериментально полученное значение сравнивают с пороговым значением равным . Если при было зафиксировано, что , то считается, что это место приема принадлежит зоне обслуживания.

Если во время измерений параметра наблюдался сбой, в результате которого процесс измерения LBER начинался заново, или если за время наблюдения, измеренное значение превысило порог , то необходимо повторить процедуру измерения и проверки по направлению к другим станциям ОЧС. Если ни по одному направлению не было зафиксировано, что , то считается, что данное место приема не принадлежит зоне обслуживания.

При субъективной оценке качества принимаемого ТВ-сигнала на экране телевизора за все время наблюдений ни для одного приемника не должно быть зафиксировано наличие артефактов при показе. В ином случае считают, что место приема не принадлежит зоне обслуживания.

3.1.4.2 Принадлежность малой зоны зоне обслуживания определяется большинством мест приема в данной малой зоне, принадлежащих/не принадлежащих зоне обслуживания. Малую зону, принадлежащую зоне обслуживания, помечают зеленым цветом, не принадлежащую зоне обслуживания - красным цветом (рисунок 4).

3.1.4.3 В результате выполнения измерений во всех местах приема каждой малой зоны получают ряд, состоящий из n численных значений нормированной напряженности электромагнитного поля - по количеству мест приема в малой зоне:

; ; ; ; ... .

Методом попарного последовательного отбрасывания наибольшего и наименьшего значений [7] определяют медианное значение нормированной напряженности электромагнитного поля для каждой малой зоны .

Рисунок 4 - Пример представления обработанных результатов измерений по направлениям для фиксированного приема.

3.1.4.4 Если для исследуемого направления в двух крайних наиболее дальних от передатчика малых зонах выполняется хотя бы одно из условий:

- был зафиксирован мешающий сигнал с таким уровнем, что не было возможности провести ни одного измерения в этих малых зонах;

- нормированная напряженность поля удовлетворяет условию

, (3)

то измерения по выбранному направлению можно считать законченными. В ином случае на данном направлении, с тем же шагом S, размещают еще 2 - 3 малые зоны, в которых проводят дополнительные измерения и по их завершению повторяют процедуру проверки окончания измерений (рисунок 5).

Рисунок 5 - Пример обработки результатов измерений на одном из направлений.

3.1.4.5 Последовательно для каждого передатчика ОЧС рассчитанную границу зоны покрытия для заданного процента охвата мест приема корректируют с учетом результатов измерений:

а) для выбранного направления (например, "I" рисунок 4), определяют итоговый азимут, как среднеарифметическое значение азимутов малых зон, в которых по данному направлению от исследуемой станции проводились измерения;

б) в поле координатных осей E(R) наносят точки, соответствующие медианным значениям нормированной напряженности поля сигнала, полученным по измерениям в малых зонах данного направления (рисунок 5);

в) согласно методике, приведенной в приложении Г, определяют кривую аппроксимирующую полученные значения нормированной напряженности поля;

г) кривая определяет усредненное (медианное) сглаженное распределение напряженности поля вдоль данного направления;

д) проводят горизонтальную прямую, соответствующую минимальной медианной напряженности поля для с заданной вероятностью охвата мест приема (рисунок 5);

е) точка пересечения "б" определит радиус реальной на момент измерений границы зоны покрытия по данному направлению "I", т.е. ;

ж) точка пересечения расчетной кривой с прямой (точка "а" на рисунке 5) определит радиус расчетной зоны покрытия ;

и) величину и знак коррекции положения границы зоны покрытия по данному направлению вычисляют как: ;

к) аналогичные действия выполняются для всех запланированных направлений;

л) расчетную границу корректируют с учетом поправки . При корректировке границы на промежуточных направлениях, где измерения не проводились, значение определяют как линейную функцию угла, находящегося между двумя смежными направлениями. Например, для i-го направления лежащего между направлениями "I" и "II" определяется по формуле:

, (4)

где , - величина коррекции по расстоянию соответственно для направления "I" и для направления "II",

, - углы секторов между соответственно направлениями "II" и "I", и направлениями "i" и "I";

м) на карте местности отображают скорректированную границу зоны покрытия (рисунок 6).

Рисунок 6 - Пример представления скорректированной границы зоны покрытия отдельной станции НЦТВ, входящей в состав ОЧС.

3.1.5 Представление результатов измерений

3.1.5.1 По результатам измерения параметров сигнала станций НЦТВ в малых зонах составляют протоколы измерений по установленной форме (приложение Д).

3.1.5.2 Полученные результаты измерений представляют в следующем виде: на карту местности наносят скорректированную по результатам измерений границу зоны покрытия с местами расположения малых зон, в которых производились измерения параметров сигнала станции НЦТВ, раскрашенные цветами в соответствии с п. 3.1.4. Совокупность зон покрытия отдельных станций определит зону покрытия всей ОЧС для фиксированного приема сигналов DVB-T2 (рисунок 7).

Рисунок 7 - Пример представления на карте местности результатов измерений зоны покрытия ОЧС передающих станций стандарта DVB-T2 для фиксированного приема.

3.2 Определение принадлежности заданных областей зоне обслуживания ОЧС передающих станций НЦТВ стандарта DVB-T2 для фиксированного приема

3.2.1 Планирование проведения измерений

3.2.1.1 Внутри зоны покрытия, определенной согласно п. 3.1, выбирают области, в которых необходимо провести дополнительные измерения, с целью определения принадлежности данных областей зоне обслуживания ОЧС станций НЦТВ стандарта DVB-T2. Этими областями могут быть территории, которые по результатам расчета не относятся к зоне уверенного приема или в которых по результатам проведенных измерений выявлен нестабильный прием сигнала. Также в качестве таких областей могут быть определены:

- населенные пункты с заданной численностью населения;

- территории, где есть сообщения о помехах;

- зоны (места приема), в которых необходимо провести проверку расчетных значений напряженности электромагнитного поля и качества приема сигнала DVB-T2.

Если зона покрытия ОЧС относительно невелика, то можно исследовать всю зону покрытия.

3.2.1.2 На карту местности выбранных областей наносится сетка с шагом S равным 500 м, в ячейках которой расположены тестовые площадки. Тестовая сетка должна целиком покрывать исследуемую территорию.

3.2.1.3 Примерно в центре каждой тестовой площадки, выбирают места проведения измерений. Данные места обозначаются как плановые и заносятся в расписание проведения измерений. Положение мест уточняют по фотографиям с ИСЗ или по данным их предварительного осмотра на местности (рисунок 8).

Рисунок 8 - Пример размещения сетки и плановых мест приема внутри исследуемой зоны.

3.2.1.4 Если измерения проводят в населенном пункте с многоэтажной застройкой, то измерительная антенна должна располагаться на уровне крыш доминирующих в окрестности данного места приема зданий. При проведении измерений в сельской местности или пригороде, где в основном имеет место малоэтажная застройка, используют подвижной измерительный комплекс в режиме фиксированного приема с установленной на высоте 10 метров приемной антенной.

3.2.1.5 Составляется расписание проведения измерений.

3.2.2 Порядок выполнения, обработки и представления результатов измерений

3.2.2.1 В соответствии с расписанием проведения измерений перемещают подвижный измерительный комплекс в плановое место приема.

3.2.2.2 В каждом месте приема для проведения измерений используют подвижный измерительный комплекс укомплектованный оборудованием согласно п. 2.2, п. 2.3 данной методики, в плановое место приема тестовой площадки.

3.2.2.3 Уточняют положение мест проведения измерений (по возможности - отсутствие локальных препятствий в направлении на передатчик, минимум местных мешающих предметов и т.п.).

3.2.2.4 В условиях сельской местности или в условиях малоэтажной застройки приемную антенну устанавливают на мачту, ориентируют по поляризации и поднимают на высоту 10 м.

При многоэтажной застройке в зоне с неустойчивым приёмом в случае недостаточного уровня приёма сигнала на 10 м измерения проводят с использованием штатива с креплением для приемной антенны. Штатив устанавливают на крыше наиболее высокого дома в окрестностях выбранной малой зоны. К штативу крепится приемная антенна, после чего антенну ориентируют по поляризации и поднимают на высоту не менее 2 м над уровнем крыши.

3.2.2.5 В каждом месте приема записывают текущие координаты. Зная координаты станций ОЧС, по карте местности определяют азимуты на эти станции (расчетные азимуты прихода сигнала).

3.2.2.6 Поворачивая антенну в горизонтальной плоскости, определяют направления прихода сигналов от станций ОЧС, наличие/отсутствие помех.

Азимут прихода сигнала определяется с помощью компаса. Для этого измеряется азимутальный угол, по которому направлена несущая стрела (траверса) приемной антенны. Истинный (географический) азимут прихода сигнала определяется по формуле (2).

Если в плановом месте приема выполняется хотя бы одно из условий:

- зафиксирован сигнал только от одного передатчика, но реальное значение азимута прихода полезного сигнала не совпадает с расчетным значением азимута на ТВ-станцию (отклонение превышает );

- зафиксировано, что в месте приема присутствует помеха;

то делается соответствующая запись в журнале измерений и, для получения более достоверных результатов измерений, намечают дополнительные места приема, так чтобы общее число мест приема для данной тестовой площадки было не менее 5. Дополнительные места приема должны быть размещены как можно более равномерно на территории исследуемой площадки.

3.2.2.7 Последовательно в каждом месте приема в соответствии с п. 3.2.2.6 решают вопрос о необходимости проведения дополнительных измерений внутри данной тестовой площадки. Определяют азимуты прихода сигналов от станций ОЧС, наличие/отсутствие помех.

3.2.2.8 Последовательно в каждом месте приема устанавливают антенну по каждому азимуту (начиная с направления прихода сигнала с максимальным уровнем), найденному в соответствии с п. 3.2.2.6, и выполняют измерения параметров принимаемого сигнала в соответствии с п. 3.2.3. Результаты измерений сохраняют для дальнейшей обработки.

3.2.2.9 Выполняют действия по пп. 3.2.2.3 - 3.2.2.8 для всех мест приема.

3.2.2.10 Выполняют обработку результатов измерений параметров в соответствии с п. 3.2.4.

3.2.3 Выполнение измерений параметров принимаемого сигнала

3.2.3.1 Измерения проводят для выбранного PLP.

3.2.3.2 В каждом месте приема в течение 60 секунд в соответствии с приложением А и документацией на используемое оборудование в каждом 2-х секундном интервале проводят измерение напряженности электромагнитного поля и осуществляют запись огибающей спектра сигнала. Затем в соответствии с приложением Б вычисляется нормированная напряженность поля . По 30-ти полученным значениям и определяют медианное значение измеренной и нормированной напряженности электромагнитного поля и . Измерения проводят по каждому азимуту, найденному в соответствии с п. 3.2.2.6, и получают для каждого передатчика с номером ID значения и в данном месте приема.

3.2.3.3 В каждом месте приема по окончании измерений напряженности поля в течение 60 секунд определяют значение параметра . Измерение параметра производят в соответствии с документацией на используемое оборудование.

При невозможности проведения измерений в месте приема параметра , оператор дает субъективную оценку качества изображения принимаемого DVB-T2 сигнала на не менее трех тестовых бытовых приемниках, удовлетворяющих требованиям п. 2. Для этого выход с приемной антенны последовательно подключают к каждому тестовому приемнику и далее дают оценку качества изображения для каждого приемника по окончании просмотра отрывка длительностью не менее 60 секунд.

3.2.4 Обработка результатов измерений

3.2.4.1 Для выбранного PLP определяют в каждом месте приема возможность приема сигнала при ориентировании антенны по найденным в соответствии с п. 3.2.2.6 азимутам:

а) экспериментально полученные медианные значения сравнивается с минимальной медианной напряженностью поля (приложение В);

б) экспериментально полученные значения сравнивают с пороговым значением равным или проводят субъективную оценку качества принимаемого ТВ-сигнала.

3.2.4.2 Если в месте приема хотя по одному азимуту, найденному в соответствии с п. 3.2.2.6, выполняются все следующие условия:

- ,

- ,

- во время измерений параметра не было сбоя в приеме сигнала, в результате которого бы процесс измерения LBER начался заново, то считают, что данное место приема принадлежит зоне обслуживания;

- при субъективной оценке качества принимаемого ТВ-сигнала на экране телевизора за все время наблюдений ни для одного приемника не должно быть зафиксировано наличие артефактов при показе, в ином случае считают, что место приема не принадлежит зоне обслуживания. Если исследуемое место приема принадлежит зоне обслуживания (выполняются все выше перечисленные условия), то его помечают на карте местности зеленым цветом, в противном случае - красным цветом (рисунок 9).

Рисунок 9 - Пример представления результатов измерений.

3.2.4.3 Если при измерениях в плановом месте приема зафиксирован сигнал только от одного передатчика и выполняется хотя бы одно из условий:

- основной канал приема определился как канал Релея (приложение Б);

- выполняется неравенство

, (5)

то, для получения более достоверных результатов измерений, намечают дополнительные места приема, так чтобы общее число мест приема для данной тестовой площадки было не менее 5. Дополнительные места приема должны быть размещены как можно более равномерно на территории исследуемой площадки.

3.2.4.4 Каждую тестовую площадку помечают цветом, который соответствует цвету большинства мест приема внутри данной тестовой площадки.

3.2.4.5 При необходимости вычисляется процент охвата исследуемой области, где обеспечивается требуемое качество приема:

- за 100% принимается общее число тестовых площадок на исследуемой территории;

- процент охвата населения Р,% в заданных границах (например, населенного пункта или его части) рассчитывается по формуле

, (6)

где m* - количество тестовых площадок на заданной территории, где параметры сигнала соответствуют указанным выше критериям;

m - общее число тестовых площадок на заданной территории.

Для примера на рисунке 9 .

3.2.5 Представление результатов измерений

3.2.5.1 По результатам измерения параметров станции НЦТВ составляют протоколы измерений по установленной форме (приложение Д).

3.2.5.2 Результаты измерений по определению реального охвата заданных зон внутри зоны покрытия представляют в виде плана местности территории, с местами, где проводились измерения (аналогично рисунку 9).

3.3 Представление результатов определения зоны обслуживания ОЧС передающих станций НЦТВ для фиксированного приема

Зона обслуживания ОЧС передающих станций НЦТВ стандарта DVB-T2 определяется как суммарная зона, полученная нанесением на карту местности границ зоны покрытия в результате выполнения действий в соответствии с п. 3.1 и результатов обследований территорий, в которых проводились измерения в соответствии с п. 3.2.

Список
использованных источников

1. Стандарт ETSI EN 302 755 V1.3.1 (2012-04) European Standard Digital Video Broadcasting (DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2).

2. ГОСТ 24375-80 "Радиосвязь. Термины и определения".

3. ГОСТ Р 52210-2004 "Телевидение вещательное цифровое. Термины и определения".

4. Rec. ITU-R SM.1875. "DVB-T coverage measurements and verification of planning criteria".

5. ГОСТ Р 55947-2014 "Телевидение вещательное цифровое. Приемники для эфирного цифрового телевизионного вещания DVB-T2. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений и испытаний".

6. Рекомендация МСЭ-Р 1546. Метод прогнозирования для трасс связи "пункта с зоной" для наземных служб в диапазоне частот от 30 МГц до 3000 МГц.

7. Локшин М.Г., Шур А.А., Кокорев А.В., Краснощеков Р.А. Сети телевизионного и звукового ОВЧ ЧМ вещания. Справочник. М. Радио и связь, 1988 - 144.

8. Отчет EBU Tech 3348 Frequency & Network Planning Aspects of DVB T2.

9. Theodore S. Rappaport. Wireless Communications: Principles and Practice. Prentice Hall, 2002.

10. Шур А.А. Ближний и дальний прием телевидения. "Энергия", М. , 1980.

11. Калинин А.И., Черенкова Е.Л. Распространение радиоволн и работа радиолиний, "Связь", М., 1971.

12. Рекомендация МСЭ-Р P.526 "Propagation by diffraction".