Digitale Dividende: Testen von Fernsehempfängern

Mit dem R&S®SFU Broadcast Test System als Referenzsignalgenerator wird der Einfluss von LTE- und anderen Mobilfunksignalen auf digitale Fernsehsignale und Empfänger simuliert.

Testen des Einflusses von LTE-Signalen auf den Fernsehsignalempfang
Testen des Einflusses von LTE-Signalen auf den Fernsehsignalempfang
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Ihre Anforderung

Mit der Abschaltung des analogen Fernsehens sind Fernsehkanäle frei geworden, die durch die Digitale Dividende nun mit Mobilfunk, zumeist LTE (Long Term Evolution), belegt werden.

Hersteller von Set-Top-Boxen und Fernsehgeräten müssen daher die Störfestigkeit von Empfängern an die Herausforderungen der Koexistenz von Mobilfunk- und Fernsehsignalen anpassen. Ohne diese Modifikationen könnten vereinzelte Bild- und Tonstörungen, Blocking-Effekte oder sogar ein kompletter Bildausfall (Picture Loss/Freeze) auftreten. Mobilfunksignale können jedoch nicht nur terrestrische Empfänger beeinflussen, sondern strahlen unter Umständen auch in Kabelempfänger und die Hausverteilung ein.

Bei terrestrischen Empfängern beeinflussen LTE-Signale aufgrund einer unzureichenden Selektivität den Tuner. Single-Carrier-Verfahren (wie ATSC) sind empfindlicher als OFDM-Verfahren (wie DVB-T oder DVB-T2). Die LTE-Signale treten hierbei als Nachbarkanal-Störquellen auf.

Bei Kabelempfängern mit DVB-C, J.83B oder ISDB-C erfolgt die Einstrahlung meist über das Gehäuse oder unzureichend geschirmte Koaxialkabel (teilweise bedingt durch mangelhafte Verbindungen zwischen der Schirmmantelung und dem Stecker). Durch die vollständige Belegung des Bereiches zwischen 50 MHz und 1 GHz kann zudem eine Gleichkanalstörung (Co-Channel Interference) auftreten.

Set-Top-Boxen und Fernsehempfänger sind daher mit realen LTE-Störsignalen zu testen, wie im D-Book der DTG (Digital TV Group) beschrieben.

Messtechnische Lösung

Als Signalquelle für das Fernsehnutzsignal und das LTE-Störsignal wird das R&S®SFU Broadcast Test System eingesetzt. Das Rundfunknutzsignal wird intern in Echtzeit für den entsprechenden terrestrischen oder Kabelstandard im R&S®SFU erzeugt; ein Transportstrom mit Video- und Audioinhalt wird moduliert an den Empfänger übertragen. Der LTE-Störer wird ebenfalls intern im R&S®SFU erzeugt, indem eine I/Q-Datei (z.B. eine beliebige LTE-I/Q-Datei) in den ARB-Generator geladen wird.

Beide Signale, d.h. das Rundfunksignal als Nutzsignal und das LTE-Signal als Störsignal, werden intern im R&S®SFU addiert und gemeinsam am HF-Ausgang für den Empfang durch das Messobjekt bereitgestellt.

Bei Frequenz- und Kanalabständen zwischen dem Nutz- und Störsignal von mehr als 80 MHz oder Dynamikabständen von mehr als 60 dB sowie Einstrahlszenarien wird ein zweiter Signalgenerator benötigt. Höhere Frequenzabstände sind insbesondere im Hinblick auf die bei Demodulatoren auftretenden Spiegelfrequenzen interessant.

Applikation

Der erste Messaufbau eignet sich für die terrestrische Übertragungssimulation und erfordert einen relevanten terrestrischen Echtzeitcoder (z.B. DVB-T2, R&S®SFU-K16) für das Nutzsignal. Das Störsignal wird mit dem ARB-Generator abgespielt. In diesen kann dann entweder eine I/Q-Datei im Rohde & Schwarz-Format (siehe Application Note „7BM79 I/Q Waveform File Conversion“) oder eine mit R&S®WinIQSIM2™ generierte I/Q-Datei mit einer maximalen Länge von bis zu 4 GByte geladen werden. Bei Verwendung WinIQSIM2™-generierter I/Q-Waveformen wird die entsprechende Option benötigt; für LTE ist dies die R&S®SFU-K255 Option. Die Addition des LTE-Störsignals und des Nutzsignals erfolgt mithilfe der Interferer Management Option. In diesem Messaufbau werden das Nutz- und das Störsignal intern im R&S®SFU aufbereitet und am HF-Ausgang bereitgestellt.

Der zweite Messaufbau nutzt zwei verkoppelte Signalgeneratoren, mit denen die LTE-Einstrahlung auf Kabelempfänger und Verteilanlagen mit einer Leistungsdifferenz von mehr als 60 dB nachgebildet werden kann. Das Nutzsignal wird direkt ins Kabel eingespeist, während das LTE-Störsignal einem zweiten Signalgenerator über die digitale I/Q-Schnittstelle zugeführt wird. Dieser zweite Signalgenerator wird als reiner I/Q-Modulator eingesetzt, das heißt der Echtzeitcoder beziehungsweise der ARB-Generator des zweiten Signalgenerators wird nicht verwendet. Stattdessen erfolgt die Signaleinspeisung direkt über den digitalen I/Q-Eingang.

Die folgenden englischen Menüs aktivieren die digitale I/Q-Schnittstelle am R&S®SFU für die Ausgabe des Störsignals :

  • Arbiträrgenerator: setzen Sie ARB auf ON
  • Modulation/Einstellungen: setzen Sie I/Q DIGITAL OUTPUT auf ARB
  • Störquelle: Setzen Sie INTERFERER SOURCE auf ARB und setzen Sie INTERFERER ADDITION auf OFF

Als zweiter Signalgenerator kann ein R&S®SFU, R&S®SFE, R&S®SFE100 oder R&S®SFC ausgewählt werden.

Typische Messaufbauten für die Digitale Dividende
Typische Messaufbauten für die Digitale Dividende