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Überwachung der Synchronität durch Messung der zeitlichen Lage des DAB-Signals

mstrey@strey.biz — Wed, 29 Aug 2012 10:00:00 +0200

Ein wesentliches Qualitätsmerkmal von Gleichwellennetzen ist die zeitliche Synchronität der Sender. Das selbe COFDM-Signal wird – abgesehen von einem manchmal zur Feinabstimmung bewusst eingefügten Zeitversatz von wenigen Mikrosekunden – von allen Sendern zur gleichen Zeit abgestrahlt.

Abbildung 1: Versorgungsgebiete eines Gleichwellennetzes aus sieben Sendern in verschiedenen Betriebszuständen. Das jeweils versorgte Gebiet ist grün dargestellt.

Abbildung 1 illustriert, was passiert, wenn diese Synchronitätsbedingung nicht eingehalten wird. Es zeigt das mit einem vereinfachten Ausbreitungsmodell berechnete Versorgungsgebiet eines Gleichwellennetzes aus sieben Sendern. Das Versorgungsgebiet im Falle eines Synchronitätsfehlers (b) ist kleiner als das bei Ausfall des mittleren Senders (c). Auf einen Synchronitätsfehler muss deshalb umgehend reagiert werden.

Um wechselnde Delays bei der Zuführung des Sendesignals vom Head-End zu den Sendestandorten auszugleichen, wird heute im Allgemeinen ein dynamischer Laufzeitausgleich mit in das ETI-Signal eingefügten Zeitstempeln angewendet. In solchen DAB-Gleichwellennetzen ist die zeitliche Lage des abgestrahlten COFDM-Signals determiniert. D. h. Zeitmarken im gesendeten DAB-Signal, wie das periodisch auftretende Nullsymbol, treten an allen Sendern im Gleichwellennetz zur selben, reproduzierbaren Zeit auf.

Das beim SDMB 100 und beim DAB-XPlorer mit dem UEB400-DXP-Empfänger angewandte Prinzip der Synchronitätsüberwachung nutzt diesen Umstand, um durch Messung am Senderausgang Synchronitätsfehler zu entdecken. Beide Geräte messen fortlaufend den Sendezeitpunkt eines bestimmten Nullsymbols bezogen auf eine Normalzeit. Während diese Zeitreferenz beim UEB400-DXP die mit einem integrierten GPS-Empfänger ermittelte GPS-Zeit ist, verlässt sich der SDMB 100 auf einen externen 1PPS-Takt sowie einen NTP-Server.

Abbildung 2: Zeitmarken im DAB-Signal im Zeitbereich. Das Bild zeigt den ersten Abschnitt eines Transport Frames von 96 ms Länge (Mode I) mit dem Synchronisation Channel, der aus Null Symbol und Phasenreferenzsymbol besteht. Nach Dekodierung des FIC-Inhalts steht auch der CIF-Zähler aus FIG 0/0 zur Verfügung.

Abbildung 2 zeigt, welche Zeitmarken innerhalb des DAB-Signals für die Synchronitätsüberwachung benutzt werden können. In determiniertem zeitlichen Zusammenhang mit dem Nullsymbol stellen die in den genannten Geräten integrierten DAB-Empfänger ein periodisches Frametriggersignal zur Verfügung, dessen zeitliche Lage mit einer geeigneten Hardware mikrosekundengenau in Beziehung zum vom GPS-Empfänger bzw. von einer externen Quelle gelieferten 1-PPS-Takt gesetzt werden kann.

Abbildung 3: Prinzip der Messung der zeitlichen Lage des Nullsymbols beim stationären On-Site-Monitoring

Der in Fast Information Group (FIG) 0/0 des FIC kodierte CIF-Zähler zählt die Common Interleaved Frames (CIF) modulo 5000. Da ein CIF 24 ms lang ist, kommt exakt alle 120 Sekunden ein CIF-Zähler 0. Mit Hilfe des CIF-Zählers aus dem dekodierten FIC kann ermittelt werden, zu welchem Frame der zur Bestimmung von t_n im Abbildung 3 herangezogene Frametrigger gehört. Auch die Zeit des für die Messung verwendeten Sekundenimpulses ist entweder als GPS- oder NTP-Zeit bekannt. Damit kann berechnet werden, wann das zum Frame 0 gehörende Nullsymbol aufgetreten ist. Die Zeitdifferenz Δt zwischen der 2-Minuten-Grenze der Referenzzeit und dem Auftreten des Nullsymbols von Frame 0 ist der von den genannten Geräten als Qualitätskriterium für die Synchronität in Mikrosekunden gemessene Wert.

Abbildung 4: Definition des Delays als Zeitdifferenz zwischen der 2-Minuten- Grenze der GPS-Zeit und dem Auftreten des Phasenreferenzsymbols im Transmission Frame, der einen Common Interleaved Frame mit dem Zähler 0 enthält.

Bei fehlerfreiem Betrieb muss das Delay Δt an einem Sendestandort während der gesamten Laufzeit des Gleichwellennetzes (d. h. so lange der Multiplexer nicht ausgeschaltet wird) konstant bleiben. Bei idealer Synchronität des Netzes ist dieser Wert auch von Sender zu Sender gleich. Das mit einer Auflösung von einer Mikrosekunde gemessene Delay Δt kann Werte zwischen 0 und 119.999.999 μs annehmen.

Analyse strukturierter Verkehrsinformationen – TPEG Decoder Software

mstrey@strey.biz — Fri, 17 Aug 2012 00:00:00 +0200

Der TPEG Analyser ermöglicht die grafische Darstellung und Auswertung von mehreren TPEG Datenströmen in Echtzeit, die Auswertung von aufgezeichneten Daten ist ebenfalls möglich. Aus nichtssagenden Byte-Datenströmen werden leicht zu analysierende TPEG-Datenblöcke. Mit einem Blick können Unterschiede zwischen verschiedenen Diensten erkannt und die wichtigsten Parameter verglichen werden.

Die bmt bietet weitere TPEG Produkte und Dienstleistungen unter www.WEcanTPEG.com an.

TPEG-Anwendungen und -Toolkits

RTM / TEC / TFP / PTI / PKI / SNI / CAI / FPI / LRC / MMC / DLR1 / TMC / ETL / GLR

Demonstration

Demo-Video

Analyse von DAB-Datenströmen – DAB-XPlorer

mstrey@strey.biz — Fri, 17 Aug 2012 00:00:00 +0200

Aus historischen Gründen steht der Name DAB-XPlorer für Zweierlei a) die DAB-XPlorer-Softsuite, die eine Sammlung von Softwarewerkzeugen zur Analyse von DAB-Datenströmen bietet, und b) für die DAB-XPlorer-Hardware, ein ETI- bzw. RDI-zu-USB-Interface. Ursprünglich bildeten beide Komponenten ein Produkt, nämlich den vom Ingenieurbüro Mulka entwickelten und hergestellten DAB-XPlorer. Im Zuge der Evolution dieses Produktes wurde die Software aber so weiterentwickelt, dass sie nun auch Hardware anderer Hersteller unterstützt. Zur Zeit unterstützt die DAB-XPlorer-Software die folgenden Geräte, die von STREY Consult auch zusammen mit der Software geliefert werden können:

das ETI/RDI-zu-USB-Interface, DAB-XPlorer, vom Ingenieurbüro Mulka,
alle Ethernetschnittstellen, die zum Empfang von EDI Datenströmen benutzt werden können,
den unter der Marke VAD vertriebenen DAB-Messempfänger UEB400-DXP und
die Produkte der DABSTOR-Familie der Firma VDL.

Die DAB-XPlorer-Software ist ein Baukastensystem, das aus den folgenden Modulen besteht:

Ensemble Viewer
ETI-XPlorer
FIC-XPlorer
FIC-XTractor
PRBS-Analyzer
Message Viewer
Recorder / Player / Timeshift Buffer
RDI-ETI-Converter
GPS-Campaign-Converter
Triggered Recorder

Zusammen mit den verschiedenen Hardware-Optionen können diese Bausteine zu Lösungen für die verschiedensten Anwendungen bei Broadcastern, Sendernetzbetreibern und Geräteherstellern kombiniert werden.

Ergänzende Produkte

Der DAB-XPlorer kann mit dem TPEG Analyser kombiniert werden.