Технологическое лидерство группы Elenos: эхоподавление: у вас есть пробелы, у нас есть ответы!

В группу Elenos входят Itelco, ProTelevision, Broadcast Electronics и, конечно же, Elenos. В группе есть ядро Группа исследований и разработок, насчитывающая более 20 инженеров и техников, занимается совершенствованием передовых технологий в области вещательной передачи.. Это первая статья из серии статей, посвященных новым достижениям группы.

Усилители частоты или Заполнители зазоров становятся все более распространенными в цифровом телевидении. Они предлагают удивительно экономичный и простой способ обеспечить хороший телевизионный прием в районе, где зона действия основной станции заблокирована рельефом местности или зданиями. Уникальность Gap Filler заключается в том, что они передают на том же канале, что и главная станция. Это ценно, потому что сохраняет спектр, а также потому, что это означает, что зрителю не нужно настраиваться на другой канал.

Но использование того же канала представляет собой проблему для заполнения пробелов. Поскольку он по существу принимает и передает по одному и тому же каналу, сильный сигнал, исходящий от его ближайшей передающей антенны, может искажать принимаемый сигнал основной станции и даже вызывать колебания. Это показано ниже:

Основной передатчик слева передает как обычно, но гора в середине блокирует прием этого сигнала домом справа. Gap Filler устанавливается на вершине горы так, чтобы приемная антенна была направлена ​​на главную станцию, а передающая антенна — на дом. Но из-за близости от передающей антенны также присутствует сигнал «эхо», который принимается на приемной стороне. Это эхо может вызвать ухудшение принимаемого сигнала. Поскольку выходная мощность заполнителя промежутка пропорциональна эху, это может ограничить эффективную мощность заполнителя промежутка.

Основным способом уменьшения эха является обеспечение изоляции между передающей и приемной антеннами. Этого можно добиться, максимально разделив антенны, разместив их на противоположных сторонах холма или здания, и/или правильно спроектировав диаграмму направленности и поляризацию каждой антенны. Но даже если изоляция составляет 80 дБ, это ограничит выходную мощность заполнителя промежутка до 1/10 ватта:

Очевидно, что этого уровня мощности недостаточно для большинства приложений. К счастью, есть технология, которая может помочь решить эту проблему: подавление эха. С помощью этого метода эхо принимается и анализируется, чтобы выделить только эхо-фрагмент сигнала, присутствующего на выходе Gap Filler, и он инвертируется по фазе и добавляется обратно на правильном уровне и в нужной фазе для эффективного подавить эхо на входе, которое может существенно повлиять на выходную мощность заполнителя промежутков:

В этом примере эхо-сигнал уменьшается на 30 дБ, что позволяет выходной мощности 100-ваттного заполнителя промежутка до того, как выходной сигнал превысит входной сигнал от основной станции.

К сожалению, есть факторы, которые ограничивают эффективность эхокомпенсатора:

1. Эхо-сигнал может быть более чем в миллион раз сильнее желаемого принимаемого сигнала.
2. Амплитуда сигнала основной станции, а также эхо-сигнала могут изменяться в зависимости от погодных или атмосферных условий.
3. Разность фаз между сигналом основной станции и эхо-сигналом может изменяться из-за небольших изменений положения антенн из-за ветра.
4. Реальная шумовая среда для принимаемого сигнала главной станции применяется с другими соседними и совмещенными помехами, а также с другими многолучевыми отражениями. Это более очевидно, поскольку уровень сигнала основной станции ниже.
5. При более высоких скоростях передачи входного цифрового сигнала время, необходимое для распознавания и выделения эха, становится очень коротким, что требует очень высокоскоростной обработки алгоритма.

Концепция эхоподавления не нова, и несколько производителей предлагают эту функцию, однако указанные выше факторы ограничивают производительность. Группа Elenos поручила группе инженеров и профессоров технического университета разработать алгоритм, который мог бы преодолеть эти ограничения. После нескольких лет исследований это было достигнуто и реализовано на программируемом радиочастотном суперкомпьютере от Protelevision, который есть в каждом передатчике Itelco.

Результат? В испытаниях, проведенных независимой организацией, новый заполнитель зазоров Itelco с эхоподавлением уменьшил эхо на целых 10 дБ даже при более высоких скоростях передачи данных и при реалистичных уровнях входного сигнала, что делает заполнители зазоров практичными в большем количестве сред, чем когда-либо прежде. Настоящие инновации — это сложно и дорого, но долгосрочные выгоды огромны, поэтому Elenos Group продолжает инвестировать в исследования и разработки.