Elenos On-Channel Repeater, Gapfiller-Technologie
Auf Kanal-Repeatern stellen Gapfiller eine kostengünstige Alternative zu Übertragungsstandorten mit geringerer Leistung dar. Der Gapfiller empfängt ein Off-Air-Signal (RFin), das signalkonditioniert und mit höherer Leistung auf Kanal (RF ) wodurch die Abdeckung erhöht wird, ohne die Standortkosten für Verteilung, Zeitreferenz usw. zu tragen.
Traditionell gelten Gapfiller als notorisch anspruchsvoll im Einsatz – der Grund dafür ist, dass eine Isolation zwischen Empfangs- und Sendeantenne erforderlich ist, um zu verhindern, dass vom Ausgang zurück in den Eingang gestrahlt wird. Diese Isolation wird typischerweise durch Richtwirkung von Antennen alternativ durch „natürliche“ Isolation erreicht – zB Empfangs- und Sendeantenne, die auf verschiedenen Seiten eines Hochhauses montiert sind.
Die übertragbare Leistung und damit die erreichbare Reichweite wird durch die erzielte Antennenisolation für einen gegebenen Standort bestimmt. Wenn das Rückkopplungssignal von der Sendeantenne zurück in die Empfangsantenne gleich oder höher in der Leistung wird als das für die erneute Übertragung empfangene Signal (RFin), wird das System im klassischen Nyquist-Sinne instabil (round-going gain (G) größer als 1, negative Gewinnspanne). Dies ist das klassische Oberkriterium für den theoretischen Grenzfall der maximal übertragbaren Leistung – allerdings leidet die Qualität des übertragenen Signals bis zur Unbrauchbarkeit bei deutlich geringerer Sendeleistung.
Aufgrund der im vorherigen Absatz beschriebenen Einschränkungen haben herkömmliche Gapfiller den Ruf, schwierig zu installieren und zu betreiben, und die erzielbare Abdeckungserhöhung ist begrenzt. Infolgedessen ist der Einsatz von Gapfillern im Vergleich zu dem Nutzen, den sie theoretisch bieten, eher begrenzt.
MODERNSTE DIGITALE TECHNOLOGIE FÜHRT ZU EINER NEUEN ÄRA FÜR GAPFILLER
Die Gapfiller-Produkte der Elenos Group, die fortschrittliche digitale Signalverarbeitung und digitale Echtzeit-Echounterdrückungstechnologie verwenden, bieten eine grundlegende Lösung für die klassischen Gapfiller-Herausforderungen.
Diese Technologie, die eine Entwicklungsarbeit von mehr als 50 Mannjahren darstellt, sorgt für eine virtuelle Verbesserung der Antennenisolierung an jedem Ort, an dem sie eingesetzt wird. Dies ermöglicht eine weniger komplizierte Installation vor Ort, eine höhere Sendeleistung und eine bessere Abdeckung. Darüber hinaus weist die Qualität des übertragenen Signals eine hervorragende Signalintegrität mit wesentlich geringerer Eingangs-Ausgangs-Verschlechterung auf, als dies durch analoge Implementierungen erreicht werden kann.
Die Gapfiller-Produkte sind kompatibel mit DVB-T-, DVB-T2-, ATSC- (8vsb), ATSC-3- und ISDB-T-Netzwerken (sowohl MFN als auch SFN).
Um zu verstehen, wie die digitale Signalverarbeitung den Weg für eine solch grundlegende Verbesserung der Gapfiller-Herausforderung geebnet hat, ist es wichtig, eine Funktionsbeschreibung bereitzustellen – bitte beachten Sie die „Modell des Geräts"
In dem "Modell des Geräts“ Abbildung, die Eingangsantenne des „Physisches Gerät“ wurde durch einen Summationsknoten ersetzt, der das Gesamtsignal darstellt, das in den Eingang des Gapfillers eintritt. Dieses Signal ist die Überlagerung des gewünschten Off-Air-Eingangssignals (RFin) zur Verstärkung und Weiterleitung und ein unerwünschter Beitrag der eigenen Sendeantenne des Gapfillers (RfEcho). Der unerwünschte Beitrag, der von der Sendeantenne über das physische Medium (den Kanal, HFeedback(Z)) zurück in die Empfangsantenne wird als Echo bezeichnet, weil es etwas später als das gewünschte Eingangssignal an der Empfangsantenne ankommt – dies liegt an der Latenz des Gapfillers zusammen mit der Laufzeit im Kanal.
Innerhalb des Gapfillers wird ein weiterer (digitaler) Rückkopplungssignalweg aufgebaut. Dieser Signalpfad (HEcho-Unterdrückung(Z)) wird von einem Signal gespeist, das mit dem der Sendeantenne identisch ist (über einen Richtkoppler) und zu einem Gapfiller-internen Summierknoten geführt wird, der gegenphasig zum realen, physikalischen Rückkopplungssignal (RfEcho).
Es ist offensichtlich, dass für den Fall, dass die beiden Rückkopplungssignale identisch sein sollten, das eine in positiver und das andere in negativer Phase summiert wird; diese beiden Signale würden sich gegenseitig aufheben und somit würden die negativen Effekte des unerwünschten Echorückkopplungssignals eliminiert, was einen perfekten Lückenfüller ergeben würde.
Genau das streben die Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung an: Die Hecho-cancel(Z) ist in der Tat ein digitales Filter mit komplexwertigen Koeffizienten. Die Koeffizienten dieses Filters werden kontinuierlich so berechnet und aktualisiert, dass die Übertragungscharakteristik dieses Filters die des realen, physikalischen Kanals von der Sende- zur Empfangsantenne zusammensetzt. Diese Berechnungen sind keineswegs trivial und die Präzision und Geschwindigkeit der Implementierung ist sehr kritisch für die Leistung (Verfolgung dynamischer Bedingungen in Echtzeit wie im Wind schwankende Blätter an Bäumen, Regen, Schnee, Störungen durch Busse/Flugzeuge). (Skilifte etc., im Wind schwankende/rotierende Antennen,….).
Für einen Ingenieur mit überwiegend analogem Hintergrund ist das wirklich eine ziemliche Leistung – stellen Sie sich vor, wie „nervös“ eine herkömmliche analoge Rückkopplungsschleife mit einem negativen Gain-Margin von 10-15 dB wäre! – ein solches Biest kann nur durch dedizierte digitale Signalverarbeitung und clevere Mathematik gezähmt werden; Es ist einfach nicht möglich, es mit analogen Techniken stabil zu machen.
Als abschließende Bemerkung lässt sich sagen, dass die Anwendung digitaler Signalverarbeitungstechniken im Bereich der Gapfiller für einen Sprung in der Nützlichkeit von Gapfillern gesorgt hat – schließlich werden die theoretischen Vorteile und Kosteneinsparungen, die das Konzept bietet, geliefert.
Der angeschlagene Ruf des traditionellen, analogen Gapfillers wurde beschämt und die Vorteile, die die digitale Implementierung von Elenos mit Echounterdrückung bietet, sind der Beweis dafür.
