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Elenos 集团的技术领导者:回声消除:您有差距,我们有答案!

Elenos 集团的技术领导力:回声消除:您有差距,我们有答案!

Elenos 集团包括 Itelco、ProTelevision、Broadcast Electronics,当然还有 Elenos。 该集团有一个核心 研发团队超过 20 名工程师和技术人员,致力于推动广播传输技术的发展. 这是一系列文章中的第一篇,重点介绍了该小组的新进展。

频率增强器或 间隙填充物 在数字电视中变得越来越普遍。 在主站覆盖被地形或建筑物阻挡的区域,它们提供了一种令人惊讶的成本效益和简单的方法来提供良好的电视接收。 Gap Fillers 的独特之处在于它们在与主站相同的频道上传输。 这很有价值,因为它可以节省频谱,还因为它意味着观众不必调到不同的频道。

但是使用相同的通道对填空器提出了挑战。 由于它本质上是在同一信道上接收和发射,因此来自其附近发射天线的强信号会使接收到​​的主站信号失真,甚至引起振荡。 如下图所示:

左侧的主发射器正常发射,但中间的山峰阻挡了右侧家中接收到的信号。 Gap Filler 安装在山顶,接收天线朝向主站,发射天线朝向家庭。 但是,由于距离较近,在接收端也接收到来自发射天线的“回波”信号。 这种回声会导致接收信号变差。 由于填缝剂的输出功率与回波成正比,这会限制填缝剂的有效功率。

减少回声的主要方法是在发射天线和接收天线之间提供隔离。 这可以通过尽可能地分离天线、将它们放置在山丘或建筑物的相对两侧和/或通过适当设计每个天线方向图和极化来实现。 但即使隔离度为 80dB,这会将填隙器的功率输出限制为 1/10 瓦:

显然,这个功率水平对于大多数应用来说是不够的。 幸运的是,有一种技术可以帮助解决这个问题:回声消除。 使用这种技术,接收和分析回波以仅提取出现在间隙填充器输出端的信号的回波部分,并将其反相并以恰到好处的电平和恰到好处的相位添加回来,以有效地消除来自输入的回声,这可能会对填隙器的功率输出产生显着影响:

在这个例子中,回声信号减少了 30dB,这允许在输出信号压倒来自主站的输入信号之前,填隙器的输出为 100 瓦。

不幸的是,有一些因素会限制回声消除器的有效性:

  1. 回波信号可能比所需接收信号强一百万倍以上。
  2. 主站信号和回波信号的幅度会因天气或大气条件而变化。
  3. 主站信号和回波信号之间的相位差会因风引起的天线位置的微小变化而发生变化。
  4. 接收到的主站信号的真实世界噪声环境适用于其他相邻和同信道干扰,以及其他多径反射。 当主站信号电平较低时,这一点更为明显。
  5. 在输入数字信号的较高比特率下,识别和隔离回波所需的时间变得非常短,因此需要非常高速的算法处理。

回声消除的概念并不新鲜,一些制造商提供此功能,但上述因素限制了性能。 Elenos Group 专门在一所技术大学的工程师和教授团队,致力于开发一种可以克服这些限制的算法。 经过几年的研究,这已经完成,并在 Protelevision 的可编程 RF 超级计算机上实现,该超级计算机安装在每个 Itelco 发射器中。

结果? 在一个独立组织的测试中,即使在更高的数据速率和真实的输入信号电平下,具有回声消除功能的新型 Itelco Gap Filler 也将回声降低了 10dB,这使得 Gap Fillers 在比以往任何时候都更实用的环境中。 真正的创新既困难又昂贵,但长期收益却是巨大的,这就是 Elenos 集团继续投资于研发的原因。

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