DE19606988A1 - System zum Überwachen eines digitalen terrestrischen Fernsehsendernetzes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft und geht aus von einem System laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bei den künftigen europaischen digitalen terrestrischen Fernsehsendernetzen (DVB, Digital Video Broadcasting) werden die digitalen Videosignaldaten in sogenannten Superrahmen (Superframe) zusammengefaßt, wobei jeder Superrahmen aus vier Übertragungsrahmen besteht, von denen jeder 68 Symbole aufweist (Draft Specification For Digital Terrestrical Television, Dez. 1995, Abschnitt 4627). Für die Empfänger sind laut der DVB-T-Spezifikation Referenzträger vorgesehen, die zur Rahmen-Frequenz- und Zeitsynchronisation, Kanalschätzung und Adaption der Übertragungsparameter bzw. zur Beherrschung des Phasenrauschens am Demodulatoreingang dienen. Diese empfängerorientierten Referenzträger sind für Überwa­ chungszwecke des operationellen Betriebes des Fernsehsen­ dernetzes nicht geeignet. Bisher werden bisher spezielle Prüfsignale anstelle der Nutzdaten übertragen, über die dann Betriebs- und Qualitätsparameter des Netzes gemessen werden können (Plagge, W.; Poppen, D: Neues Verfahren zur Messung der Kanalstoßantwort und Trägersyn­ chronisation in digitalen Mobilfunkkanälen, Frequenz Nr. 44 (1990), Seite 217-221; Hermann, S; Martin, U.; Reng, R.; Schüßler, H.W.; Schwarz, K.L: ein System für Ausbreitungsmessungen in Mobilfunkkanälen, Grundlagen und Realisierung, Kleinheubacher Berichte Nr. 34 (1991), Seite 615-624; BER-Measurement, HP-Application Not 343-1 HP-Product Note 3708-3). Dieses bisher übliche Verfahren zur Messung der Qualität der verwendeten Übertragungskanäle setzt eine Unterbrechung der eigentlichen Datenübertragung voraus.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, für das Datenübertra­ gungssystem eines solchen digitalen terrestrischen Fernsehsendernetzes eine einfache Prüfmöglichkeit zum laufenden Überwachen der Qualität des Übertragungskanals auch während des laufenden Netzbetriebes aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem System laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Gemäß der Erfindung wird jedem Superrahmen ein Prüfsymbol hinzugefügt, an dem dann auch während der laufenden Datenübertragung Betriebs- und Qualitätsparameter des Übertragungskanals gemessen und ausgewertet werden können. Damit kann auf einfache Weise fortlaufend die Qualität der Übertragung der über die einzelnen Sender auszusendenden Daten des digitalen terrestrischen Fernsehsendernetzes überwacht werden, ohne daß die Datenübertragung unterbrochen werden muß. Die Sender können damit rund um die Uhr ihr Programm ausstrahlen und trotzdem kann die Qualität des Übertragungskanals fortlaufend überwacht werden. Dies ist insbesondere für Sender eines Gleichwellennetzes von Vorteil, da hier einzelne Sender nicht aus dem Gleichwellenbetrieb herausgenommen werden können. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Systems ist, daß die Überwachung und Messung der Betriebs- und Qualitätsparameter des Übertragungskanals unter den Bedingungen des Normalbetriebes durchgeführt werden und somit eventuelle Verschlechterungen des Übertragungskanals sofort festgestellt und gegebenen­ falls behoben werden können. Auch dies ist speziell für Gleichwellennetze von Vorteil, da über das zusätzlich eingefügte Prüfsymbol die frequenz- und bitsynchrone Ausstrahlung der Sender im Funkfeld des Gleichwellennetzes kontinuierlich überwacht werden kann und bei Ausfall der Synchronisation am entsprechenden Sender Maßnahmen zur Vermeidung einer Störung der anderen Sender getroffen werden können. Die kontinuierliche Überwachung der terrestrischen Sender mit Prüfsymbolen entsprechend der Symbole der Betriebssignale - jedoch mit beim Empfänger bekanntem Dateninhalt - ist auch deshalb wichtig, weil die Sender in den Leistungsverstärkern eine nichtlineare Komponente enthalten, die mit Tempera­ turdriften und Alterungen behaftet sind.

Wenn die Datensignale über mehrere unterschiedliche aufeinanderfolgende Übertragungskanäle wie Satelliten­ übertragungsstrecken, Kabel, Mikrowellen-Richtfunkstrecken oder dergleichen übertragen werden, kann jeweils beim Übergang von einem Übertragungskanal zum anderen das Prüfsignal in den aufeinanderfolgenden Datenrahmen unterschiedlich gewählt werden, das Prüfsymbol kann so beispielsweise auf die jeweils unterschiedliche Modulationsart des Übertragungskanals angepaßt werden.

Außerdem müssen nicht sämtliche Träger, mit denen nach dem OFDM (Orthogonal Frequency Division Multi­ plexing)-Mehrträgerprinzip das Prüfsymbol ausgesendet wird, zu Prüfzwecken ausgenutzt werden, ein Teil dieser Träger kann beispielsweise auch für andere Zwecke, beispielsweise zur Kennung der Sender eines Gleichwellen­ netzes ausgenutzt werden. Die periodisch mitübertragenen Prüfsymbole können aufeinanderfolgend auch unterschiedlich sein, so kann beispielsweise in einem ersten Superrahmen ein Prüfsymbol mit einer für einen ersten Parameter des Übertragungskanals charakteristischen konstanten Prüfdaten eingefügt werden, im darauffolgenden Superrahmen ein Prüfsymbol, dessen Prüfdaten für einen anderen Parameter des Übertragungskanals charakteristisch ist usw., wichtig ist nur, daß diese auch aufeinander­ folgend unterschiedlichen Prüfsymbole sich periodisch wiederholen und so kontinuierlich für Prüf- und Meßzwecke identifiziert und ausgewertet werden können. Da nur eines der Symbole eines Superrahmens als Prüfsymbol ausgenutzt wird wird auch nur 0,37% der Übertragungs­ kapazität für Prüfzwecke abgezweigt, was bei der insgesamt zur Verfügung stehenden Übertragungskapazität vertretbar ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Prüfsymbol können laufend ohne Unterbrechung des Nutzbetriebes die eingangs erwähnten bekannten Parameter gemessen und ausgewertet werden, also beispielsweise die Kanalimpulsantwort (beispielsweise nach Europäischer Patentanmeldung 0 539 750), die Intersymbolinterferenz, der selektive C/I-Wert, die Bitfehlerrate, die OFDM-Umhüllende und der betriebsmäßige Crestfaktor, das Konstellationsdiagramm, die Zeitreferenz mit Bezugssymbol für den bitsynchronen Gleichwellenbetrieb, die Situation bei einer Senderab­ schaltung oder Aktivierung eines Reservesenders, die Kennung der Sender in einem Gleichwellennetz und dergleichen mehr.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Superrahmen, wie er nach der eingangs erwähnten Spezifikation für digitales terrestrisches Fernsehen genormt ist, jeder dieser periodisch aufeinanderfolgend als Datenstrom übertragene Superrahmen besteht aus einem Übertragungsrahmen mit jeweils 68 Symbolen, wobei jedes Symbol nach dem OFDM-Prin­ zip je nach Spezifikation mit einer Vielzahl von einzelnen Trägern übertragen wird. Ein Superrahmen besteht also insgesamt aus 272 Symbolen. In dem gezeigten Ausführungs­ beispiel nach Fig. 1 ist das erste der 68 Symbole des ersten Übertragungsrahmens als Prüfsymbol TS ausge­ bildet, es ist auch denkbar, ein solches Prüfsymbol zusätzlich vor einem gesamten Superrahmen einzufügen. Das Prüfsymbol TS kann im übrigen an jeder beliebigen Stelle des Superrahmens eingefügt werden, es ist auch denkbar, jedem einzelnen Rahmen ein solches Prüfsymbol zuzuordnen, so daß in einem Superrahmen also mehrere aufeinanderfolgende Prüfsymbole eingefügt sind, die gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgebildet sein können.

Fig. 2 zeigt, wie ein solches Prüfsymbol in den Übertra­ gungsweg zwischen einem Fernsehstudio 1 und einem der Fernsehsender 2 eines digitalen terrestrischen Fernsehsendernetzes eingefügt werden kann. Die digitalen Videodaten V bzw. Audiodaten A oder sonstigen Daten D des Fernsehstudios 1 werden nach entsprechender Codierung in Codierern 3, 4, einem Transport-Multiplexer 5 zugeführt und dort zu einem kontinuierlichen Datenstrom DS vereinigt. Dieser Datenstrom DS wird anschließend in einem Kanal­ codierer/Modulator 6 nach einem ausgewählten Modulations­ verfahren auf einen Träger beispielsweise einer Satelli­ ten-Übertragungsstrecke 7, 8 aufmoduliert. In diesem Kanalcodierer/Modulator 6 wird außerdem im Sinne des Beispiels Fig. 1 in den Datenstrom DS ein zusätzliches Prüfsignal TS eingefügt und mitübertragen. Im Kanaldeco­ dierer/Demodulator 9 auf der Empfangsseite der Satelli­ ten-Übertragungsstrecke wird das Prüfsignal TS wieder vom Datenstrom DS getrennt und kann dann wieder im anschließenden Kanalcodierer/Modulator 10 eines anderen Übertragungsmediums, im Beispiel eines terrestrischen DVB-Senders 2 nach einer anderen Modulationsart (OFDM) weiter übertragen werden, dabei kann das Prüfsymbol TS an diese neue Modulationsart angepaßt werden, beispiels­ weise eine andere Periode besitzen all bei der Übertragung über die Satellitenstrecke. An der Trennstelle 14 oder über einen Demodulator/Kanaldecoder 11 am DVB-Sender bzw. im terrestrischen Funkfeld können dann auf einfache Weise zu Überwachungszwecken entsprechende Parameter­ messungen bei laufender Datenübertragung durchgeführt werden. Durch den zeitlichen Wechsel von Prüfsignalen, die zu Beginn der Übertragungsstrecke bzw. an einem Übergabepunkt eingeblendet werden, kann auf Fehler des letzten Abschnittes und des Abschnittes davor geschlossen werden (Quellen- und Abschnittstestsignale).

Claims (4)

1. System zum Übertragen des in einem digitalen terrestri­ schen Fernsehsendernetz auszusendenden, aus aufeinander­ folgenden Symbolen zusammengesetzten Datenstromes über einen oder mehrere Übertragungskanäle zu den einzelnen Sendern dem Netzes, dadurch gekennzeichnet, daß im Datenstrom ein sich periodisch wiederholendes Prüfsymbol mit für das Fernsehsignal charakteristischen jedoch vorbestimmten konstanten Prüfdaten übertragen wird und an diesen Prüfsymbolen während der Datenübertragung ausgewählte Parameter des Übertragungskanals gemessen und ausgewertet werden.

2. System nach Anspruch 1, bei dem jeweils 68 Symbole des Datenstroms zu Übertragungsrahmen und jeweils vier dieser Übertragungsrahmen zu einem Superrahmen zusammengefaßt sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in jedem Superrahmen jeweils ein Prüfsymbol übertragen wird.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfsymbole den jeweiligen Eigenschaften des Übertragungskanals angepaßt sind.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jedes Symbol des Datenstromes über eine Vielzahl von einzelnen Trägern eines Multiträgersystems übertragen wird, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Teil der das Prüfsymbol übertragenden Träger für die Übertragung der vorbestimmten konstanten Prüfdaten und ein anderer Teil für die Übertragung einer Senderkennung dient.