ATV-Nachrichten aus San Diego
Wir befinden uns in der Testphase unserer neuen UAV(Drohnen)-Videoplattform, die wir am 2. August 2022 in der Nähe unseres Fernsehstudios in Carlsbad [Thomas, ich, Jane und Randy, UAV FAA Part 107 Piloten] für unsere Gruppe vorführten. Dank unserer laufenden Finanzierung wird dies auch unsere EMCOMM SAR(Notfunk)-Unterstützung für unsere Ersthelfer in San Diego County einschließlich der Coastal Watch Group.
Die San Diego Digital Amateur Radio Television Society (SDATV) verfügt über ATV-Repeater. Sie betreiben jetzt auch FCC-lizenzierte Low Power TV-Sender (LPTV) in Ramona, CA und Oceanside, CA. Beide Sender arbeiten mit dem neuen digitalen Übertragungsstandard der USA, ATSC 3.0. Weitere Informationen über LPTV finden Sie auf der FCC-Website:
https://www.fcc.gov/consumers/guides/low-power-television-lptv-service
Mario, KD6ILO
Unterschiede in der Empfängerempfindlichkeit bei DVB-T-Signalen mit einer Bandbreite von 2, 4 und 6 MHz
Kürzlich wurde in diesem Newsletter das Für und Wider von schmalen und breiten Bandbreiten für DVB-T diskutiert. Es ist offensichtlich, dass wir High-Definition mit 1080P Auflösung, hochwertiges Video und Audio in CD-Qualität mit einer Bandbreite von 6 MHz erhalten können. DVB-T wurde ursprünglich für kommerzielle Fernsehsender mit Bandbreiten von 6, 7 oder 8 MHz entworfen. Aber wie gut funktioniert es bei niedrigeren Bandbreiten, z. B. bei 4 MHz, wie sie von den ATV-Freunden in St. Louis verwendet werden, oder 2 MHz wie in Südkalifornien und Dayton, Ohio? Also beschloss ich, ein Testverfahren durchzuführen, um die Empfängerempfindlichkeit bei 2, 4 und 6 MHz Bandbreite zu messen.
In meinem Experiment habe ich viele verschiedene Einstellungen ausprobiert mit allen drei möglichen Modulationen von QPSK, 16QAM und 64QAM. Ich habe zwei verschiedene FEC-Einstellungen für die digitale Kodierung verwendet, die ich als „normal“ und „aggressiv“ bezeichnete. Bei „Normal“ wurden 8K FFT, 5/6 Coderate und 1/16 Schutzintervall genutzt. „Aggressiv“ verwendete 8K FFT, 1/2 Coderate und 1/4 Schutzintervall. Außerdem habe ich mit und ohne rauscharmen Vorverstärker vor dem DVB-T-Empfänger getestet.
Test-Einrichtung: Als DVB-T-Signalquelle habe ich einen Hi-Des-Modulator vom Typ HV-320E verwendet. Ich programmierte die verschiedenen Betriebsparameter auf einem Windows-10-PC mit dem Programm AV-Sender. Als DVB-T-Empfänger diente ein Hi-Des-Modell HV-110. Dessen HDMI-Ausgang wurde auf einem 11-Zoll-Flachbildschirm mit 1080P angezeigt. Ich verwendete einen DVD-Player, der ein zuvor aufgezeichnetes Video abspielte, um eine 1080P-HDMI-Quelle mit „Live“-Video und -Audio für den Modulator bereitzustellen.
Ich habe die HF-Leistung des Modulators mit einem HP 432A HF-Leistungsmessgerät und einem HP 478A Thermistor-HF-Leistungsmesskopf gemessen. Ich regelte den HF-Signalpegel im Empfänger mit festen 20dB- und 30dB-SMA-Dämpfungsgliedern sowie einem Midwest Microwave-Drehdämpfungsglied (0 – 69dB in 1dB- und 10dB-Schritten). Als rauscharmer Vorverstärker wurde ein KH6HTV-Modell 70-LNA mit 21dB Verstärkung und 0,7dB Rauschzahl verwendet.
Für jede Kombination von Bandbreite, Modulation und Kodierung wurden unterschiedliche Video-Bitraten benötigt. AV-Sender errechnet für jede Einstellung die maximale theoretische Grenze. Hi-Des empfiehlt, die Datenrate nicht höher als 80 % der maximalen Grenze einzustellen. Dies ist notwendig, um den Daten-Overhead und den Audio-Encoding-Datenstrom zu berücksichtigen. Bei niedrigeren Bandbreiten und aggressiverer Kodierung habe ich es für notwendig befunden, einen noch niedrigeren Prozentsatz als 80 % zu verwenden.
Einstellungen der Medienkonfiguration: H.264-Videokodierung, 60 GOP-Länge, Bildrate 30 fps, MPEG2-Audiocodierung mit 96kbps. Video Auflösung: Ich nutzte 1920 x 1080 für die Bandbreiten 6 MHz und 4 MHz erfolgreich. Ich habe 1080 auf 2 MHz versucht, aber einige Artefakte im übertragenen Video festgestellt. Daher habe ich 1280 x 720 für 64QAM und 16QAM verwendet. Bei 2 MHz BW und QPSK stellte ich fest, dass ich die Auflösung auf 640 x 480 verringern musste.
Empfängermessungen: Für jeden Test wurde der Stufenabschwächer eingestellt, um die digitale Schwelle zu bestimmen. Diese ist definiert als das schwächste Signal, für das ein perfektes P5-Bild und Q5-Audio erhalten wird. Eine weitere Absenkung um 1 dB führte entweder zur völligen Sperrung oder zumindest zu Bildaussetzern mit Standbildern. Die OSD-Funktion (On Screen Display) des Empfängers HV-110 Empfänger wurde zur Messung des Signal-Rausch-Verhältnisses verwendet.
Rauschabstand S/N: Für QPSK beträgt das maximal mögliche s/n 23 dB. Bei 16QAM liegt es bei 26 dB. Bei 64QAM beträgt es 32 dB. Das niedrigste mögliche s/n bei digitaler Schwelle hängt von der Modulation und der Aggressivität des FEC ab. Bei QPSK waren es 8 und 5 dB, bei 16QAM waren es 15 und 12 dB, und bei 64QAM waren es 22 und 15 dB.
Zusammenfassung:
6 MHz Bandbreite: Bei normaler FEC-Codierung betrug die gemessene Empfindlichkeit – 94dB (QPSK), -86dBm (16QAM) und -81dBm (64QAM). Senkung der Datenrate und die Verwendung einer sehr aggressiven Vorwärtsfehlerkorrektur (Forward Error Correction, FEC) von 1/2 brachte mehrere dB Verbesserung. Auch die Verwendung eines rauscharmen Vorverstärkers führte zu einer Verbesserung von 3 bis 6 dB.
4 MHz Bandbreite: Ich habe festgestellt, dass es möglich ist, 1080P für alle Einstellungen bei 4 MHz Bandbreite zu nutzen. Bei normaler FEC-Codierung betrug die gemessene Empfindlichkeit -96 dB (QPSK), – 88dBm (16QAM) und -83dBm (64QAM). Mit anderen Worten: Der Wechsel von 6 auf 4 MHz brachte eine Verbesserung der Empfindlichkeit um 2 dB. Die Senkung der Datenrate und die Verwendung einer sehr aggressiven Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) von 1/2 wurde eine Verbesserung von mehreren dB erreicht, bis zu 5 dB. Auch die Verwendung eines rauscharmen Vorverstärkers führte zu einer Verbesserung von 3 dB für QAM. Bei QPSK war es nur 1 dB.
2 MHz Bandbreite: Wie bereits erwähnt, muss man die Videoauflösung für 2 MHz BW verringern. 720P funktioniert gut für QAM. QPSK erfordert noch niedrigere 480p. Bei normaler FEC-Codierung betrug die gemessene Empfindlichkeit -99dB (QPSK), -92dBm (16QAM) und -86dBm (64QAM). Die Senkung der Datenrate und die Verwendung einer sehr aggressiven Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) von 1/2 brachte höchstens eine Verbesserung von 3 dB bei 64QAM und keine mit QPSK. Auch die Verwendung eines rauscharmen Vorverstärkers führte zu einer Verbesserung von 3 dB für 64QAM und 2 dB für 16QAM. Bei QPSK hatte er keine Wirkung.
Jim, KH6HTV, Boulder, Colorado
ATV-Newsletter-Redaktion