Het technologische leiderschap van de Elenos Group: Echo-annulering: u heeft hiaten, wij hebben antwoorden!

De Elenos Group omvat Itelco, ProTelevision, Broadcast Electronics en natuurlijk Elenos. De groep heeft een kern R&D-groep met meer dan 20 ingenieurs en technici die zich toeleggen op het bevorderen van de nieuwste stand van zaken op het gebied van broadcasttransmissietechnologie. Dit is de eerste in een reeks artikelen waarin nieuwe ontwikkelingen van de groep worden belicht.

Op-frequentie boosters of Gat Fillers komen steeds vaker voor bij digitale televisie. Ze bieden een verrassend kosteneffectieve en gemakkelijke manier om goede televisie-ontvangst te bieden in een gebied waar de dekking van het hoofdstation wordt geblokkeerd door terrein of gebouwen. Het unieke van Gap Fillers is dat ze op hetzelfde kanaal uitzenden als het hoofdstation. Dit is waardevol omdat het spectrum bespaart, maar ook omdat het betekent dat de kijker niet op een ander kanaal hoeft af te stemmen.

Maar het gebruik van hetzelfde kanaal vormt een uitdaging voor de gap-filler. Aangezien het in wezen op hetzelfde kanaal ontvangt en zendt, kan het sterke signaal dat van de nabijgelegen zendantenne komt, het ontvangen signaal van het hoofdstation vervormen en zelfs een oscillatie veroorzaken. Dit wordt hieronder geïllustreerd:

De hoofdzender aan de linkerkant zendt normaal uit, maar de berg in het midden blokkeert dat signaal van ontvangst bij het huis aan de rechterkant. De Gap Filler wordt op de top van de berg geïnstalleerd, met de ontvangstantenne naar het hoofdstation gericht en de zendantenne naar het huis. Maar vanwege de nabijheid is er ook een "Echo" -signaal van de zendantenne die aan de ontvangstzijde wordt ontvangen. Deze echo kan een verslechtering van het ontvangstsignaal veroorzaken. Aangezien het uitgangsvermogen van de spleetvuller evenredig is met de echo, kan dit het effectieve vermogen van de spleetvuller beperken.

De belangrijkste manier om de echo te verminderen, is door isolatie te bieden tussen de zend- en ontvangstantennes. Dit kan worden gedaan door de antennes zoveel mogelijk uit elkaar te halen, ze aan weerszijden van een heuvel of gebouw te plaatsen en/of door elk antennepatroon en de polarisatie goed te ontwerpen. Maar zelfs als de isolatie 80 dB is, zou dit het uitgangsvermogen van de gap filler beperken tot 1/10e van een watt:

Uiteraard is dit vermogensniveau niet voldoende voor de meeste toepassingen. Gelukkig is er een technologie die kan helpen om het probleem op te lossen: Echo Cancellation. Met deze techniek wordt de echo ontvangen en geanalyseerd om alleen het echo-gedeelte van het signaal dat aanwezig is aan de uitgang van de Gap Filler te extraheren, en het wordt in fase geïnverteerd en weer op het juiste niveau en op precies de juiste fase toegevoegd om effectief annuleer de echo van de ingang die een aanzienlijk verschil kan maken in het uitgangsvermogen van de gap filler:

In dit voorbeeld wordt het echosignaal verminderd met 30dB, wat een 100 watt output van de gap filler mogelijk maakt voordat het outputsignaal het inputsignaal van het hoofdstation overweldigt.

Helaas zijn er factoren die de effectiviteit van de echo-onderdrukker beperken:

1. Het echosignaal kan meer dan een miljoen keer sterker zijn dan het gewenste ontvangstsignaal.
2. De amplitude van het signaal van het hoofdstation en het echosignaal kan variëren als gevolg van weers- of atmosferische omstandigheden.
3. Het faseverschil tussen het hoofdstationsignaal en het echosignaal kan variëren door kleine positieveranderingen in de antennes als gevolg van wind.
4. De echte ruisomgeving voor het ontvangen signaal van het hoofdstation is van toepassing op andere aangrenzende en co-kanaalinterferentie, evenals andere multipath-reflecties. Dit wordt duidelijker naarmate het signaalniveau van het hoofdstation lager is.
5. Bij hogere bitsnelheden van het digitale ingangssignaal wordt de tijd die nodig is om de echo te herkennen en te isoleren erg kort, waardoor algoritmeverwerking met zeer hoge snelheid noodzakelijk is.

Het concept van echo-onderdrukking is niet nieuw en verschillende fabrikanten bieden deze functie aan, maar de bovenstaande factoren beperken de prestaties. De Elenos Group wijdde een team van ingenieurs en professoren aan een technische universiteit aan de taak om een ​​algoritme te ontwikkelen dat deze beperkingen zou kunnen overwinnen. Na een aantal jaren van onderzoek is dit gelukt en geïmplementeerd op de programmeerbare RF SuperComputer van Protelevision die in elke Itelco-zender leeft.

Het resultaat? In tests door een onafhankelijke organisatie heeft de nieuwe Itelco Gap Filler met Echo Cancellation de echo tot 10dB verminderd, zelfs bij hogere datasnelheden en bij realistische ingangssignaalniveaus, waardoor Gap Fillers praktischer zijn in meer omgevingen dan ooit tevoren. Echte innovatie is zowel moeilijk als duur, maar de voordelen op lange termijn zijn enorm, daarom blijft de Elenos Group investeren in R&D.