Medir la señal DVB-T

[Jason2000]

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Señal del MUX Canal 69 (858MHz=858000KHz) Con un Nivel de 55, pero la calidad es del 100%=No hay errores, la imagen es correcta.


- WinTV Digital Signal Strength Monitor



Es necesario tener instalado un Sintonizador DVB-T de Hauppauge (Tarjeta o Stick USB) compatible con el programa WinTV 7 o WinTV 6 y, después, instalar como complemento el programa Signal Strength Monitor de Hauppauge

Capturas de medidas obtenidas con el programa Signal Strength Monitor:

SNR verde=Señal óptima / amarillo=señal aceptable / naranja=señal mala / rojo=sin señal
CBER = Recieved Errors = Correctable Errors
VBER = Uncorrectable Errors


-Signal Strength:

En el programa Signal Strength Monitor de Hauppauge,que se puede instalar como complemento al programa WinTV 7, la medida que aparece como Signal Strength, realmente, nos indica el valor SNR
En la versiónWinTV 6aparece gráficamente representada la medida SNR en el mismo lugar donde aparece representada gráficamente la medidaSignal Strengthen la nueva versiónWinTV 7de Hauppauge. Además, los valores que nos da enSignal Strength, con el programa Signal Strength Monitor paraWinTV 7, aparecen comoSNRen otros programas (DigiTVetc.)

Para tener una señal de calidad DVB-T QAM64, el MER (o SNR) debe estar por encima de 23dB en la Antena y de 20dB en las Tomas


-Correctable Errors = Errores corregibles:CBER. Errores antes de su "posible" corrección. Si se producen muchos errores CBER por unidad de tiempo, puede suceder que no se puedan corregir todos los errores.

-Uncorrectable Errors = Errores no corregibles:VBER. Errores después del corrector de Viterbi. Si hay errores VBER, dependiendo de su tasa, apreciaremos artefactos en la imagen (pixelaciones, congelaciones) e incluso, pérdidas de señal etc...



Nota: Con algunos de los sintonizadores DVB-T Hauppauge utilizados, y en función de la versión WinTV (WinTV 6 o 7) instalada, no se activan todos los indicadores de estado. En las capturas de la izquierda: no tienen el estado FEC Lock en verde, por lo que no da la medida de la tasa de "errores corregibles" (= CBER)

[No da Tasa CBER al no tener Status FEC Lock] [Da Tasa CBER al tener Status FEC Lock]

[Jason2000]

DigiTV


Es necesario tener instalada una tarjeta sintonizadora DVB-T tipo PCI, o Stick USB

En Technical information:

- Nivel de la señal en %
- SNR = equivalente al MER
- BER: CBER o VBER El valor de la medida BER que indica el software DigiTV puede referirse al CBER o al VBER. Esto no depende de la versión Sw del programa DigiTV, sino que depende del tipo de chip demodulador COFDM que lleve la Tarjeta Sintonizadora.

- En tarjetas más antiguas (basadas,por ejemplo, en el chip Nxt6000) el valor de la medición que aparece como BER indica el CBER
- En tarjetas más modernas (basadas, por ejemplo en el chip MT352) el valor de la medición que aparece como BER indica el VBER

[Para averiguar que chip demodulador tiene la tarjeta sintonizadora: Help -> Diagnostics ---> ahí nos indica que chip demodulador lleva instalado]

Captura de una medición realizada con el programa DigiTV, donde se aprecia un Nivel de señal del 63%, un SNR de 22dB, y una tasa BER de 163bits erróneos de 10.000bits (CBER en este caso) [No se puede considerar esa medida como VBER (163bits erróneos de 10.000bits recibidos) ya que, entonces, tendríamos una calidad de señal pésima, es decir, con pérdida de señal, y, además, la barra del BER debería estar en Rojo]

Captura de una medición realizada con el programa DigiTV, donde se aprecia un Nivel de señal del 36%, un SNR de 17dB, y una tasa BER (CBER) de 668 bits erróneos de 10.000 bits recibidos. Todo eso nos indica que estamos ante una calidad de señal pésima (Barra en rojo del BER, Barra en naranja del SNR)
Si la barra SNR estuviera en Rojo, entonces, existiría pérdida de señal (en naranja indica señal muy degradada: con pixelaciones y congelaciones e, incluso, con pérdidas de la señal)


Captura de una medición realizada, con DigiTV-HD v4.5, de la señal del MUX del Canal 69 (858MHz), donde se aprecia un Nivel de Señal del 74%, un SNR de 28dB, y sin errores BER (Es posible, que debido al HW de nuestra sintonizadora, no muestre los valores de la Tasa BER, con la barra en gris; para comprobarlo podemos probar a desconectar y conectar el cable coaxial de la Toma, observando si aparecen valores de error y cambios de color en la barra del BER)


Con el DigiTV-HD v4.5 aparece la pestaña PID Activity: da información de los PID´s de ese MUX con el bitrate de cada emisión etc.

[Jason2000]

Programas MS-DOS para comprobar la intensidad y la calidad de la señal DVB-T:


1) ScanChannelsBDA_UK
ScanChannelsBDA_UK
[Funciona con multitud de Tarjetas y Stick USB con sintonizador DVB-T]

ScanChannelsBDA es un pequeño programa que se puede utilizar para comprobar si su sintonizador DVB-T está funcionando correctamente y para medir la señal recibida. Se puede utilizar en Windows XP, Windows Vista y Windows 7.

ScanChannelsBDA es sólo para la señal de televisión digital terrestre (DVB-T). No funciona para la señal analógica terrestre o señal digital por satélite (DVB-S/S2)

Opción 1: Escanea todas las frecuencias UHF y te da las emisoras de cada MUX, sus datos TS, la Intensidad de la señal (con este SW el valor de las mediciones del Nivel o Intensidad de la señal es "negativo" ¿? ) y la Calidad en porcentaje, que es el valor importante (debe ser del 100% o estar muy próximo)
Por ejemplo el MUX del Canal 68 (850MHz) Tele 5:

Cuanto más alto es el valor de Strength (valor negativo, en este caso) más baja es la Intensidad de la señal. **El porcentaje de la Calidad de la señal es la medida importante y debe ser 100% = no hay errores**


Opción 6: introduciendo una frecuencia de un MUX y su ancho de banda (8MHz=8Mb/s en España) realiza una medida continua del Nivel de la señal, y te da su Calidad en una barra de porcentaje [con la tecla ESC salimos de la opción de medida continua]


Ejemplo: el MUX del Canal 68 (850MHz) Tele 5... medida continua de la Intensidad de la señal (Strength) con la medida mínima, media y máx.
Medida continua de la calidad de la señal con una barra de porcentaje y con la medida mínima, media y máx

Pulse cualquier tecla para poner fin a las estadísticas de la señal y volver al menú principal

IMPORTANTE:
Signal Strength = Intensidad de la señal
La intensidad de la señal nunca debe ser usado como base para cualquier ajuste, ni debe ser utilizado para la comparación entre los dispositivos DVB-T.

Signal Quality = Calidad de la señal, es el valor importante ...

Los valores se pueden ver en el archivo que se crea: ScanChannelsBDA.log
Quality High - Signal is good (Alta calidad - la señal es buena)
Quality Low - Signal is bad (Baja calidad - la señal es mala)


2) ScanChannelsBDA-2.0.0
ScanChannelsBDA-2.0.0
1) Con la opción 1, introducimos todas las frecuencias de los MUX a medir, y su ancho de banda (8Mb/s=8MHz en España)
Toda la información de los MUX de una Comunidad Autónoma de España la podemos obtener de la Web: http://www.tdt1.com/

[Jason2000]

2) Con la opción 2 vemos las "emisoras" del MUX, su frecuencias, sus datos del TS, y comprobamos las medidas de Signal Strenght (intensidad o nivel de señal que con este SW da valores negativos ¿?) y Calidad de la señal... son las frecuencias que hemos declarado en la Opción 1
Cuanto más alto es el valor de Strength (en su valor negativo) más baja es la Intensidad de la señal. **La calidad ideal debe ser 100%, que es la medida importante**
En la imagen aparece el MUX del Canal 68 (850MHz) Tele 5... que tiene un nivel de -7000 que es bastante más inferior que la mayoría de MUX ya que están sobre -3000. El MUX del Canal 69 (858MHz que es el más alto del UHF) Antena 3... tiene un nivel MUY bajo -15000, respecto al MUX 68 y, sobre todo, sobre la mayoría de MUX, ya que tienen -3000. En cambio la calidad en ambos MUX es del 100%, con lo cual, no hay artefactos en las imágenes

3) Con laopción 4,introduciendo una frecuencia de un MUX y su ancho de banda (8MHz=8Mb/s en España) realiza una medida continua del Nivel de la señal y su calidad (a intervalo fijo) [con la tecla ESC salimos de la opción de medida continua]

[Jason2000]

2) Con la opción 2 vemos las "emisoras" del MUX, su frecuencias, sus datos del TS, y comprobamos las medidas de Signal Strenght (intensidad o nivel de señal que con este SW da valores negativos ¿?) y Calidad de la señal... son las frecuencias que hemos declarado en la Opción 1
Cuanto más alto es el valor de Strength (en su valor negativo) más baja es la Intensidad de la señal. **La calidad ideal debe ser 100%, que es la medida importante**
En la imagen aparece el MUX del Canal 68 (850MHz) Tele 5... que tiene un nivel de -7000 que es bastante más inferior que la mayoría de MUX ya que están sobre -3000. El MUX del Canal 69 (858MHz que es el más alto del UHF) Antena 3... tiene un nivel MUY bajo -15000, respecto al MUX 68 y, sobre todo, sobre la mayoría de MUX, ya que tienen -3000. En cambio la calidad en ambos MUX es del 100%, con lo cual, no hay artefactos en las imágenes

3) Con laopción 4,introduciendo una frecuencia de un MUX y su ancho de banda (8MHz=8Mb/s en España) realiza una medida continua del Nivel de la señal y su calidad (a intervalo fijo) [con la tecla ESC salimos de la opción de medida continua]

(No usar Option 5, son las frecuencias usadas en Australia y no vale absolutamente para nada en España.)

Al salirte del programa, con option 10, automáticamente te crea un fichero .log (se abre con el Bloc de notas) con todas las medidas que has realizado.

Análisis del Transport Stream (DVB-T)

TS: Transport Stream es un protocolo de comunicación para audio, vídeo y datos especificado en los estándares de MPEG-2, MPEG-4. Los flujos binarios de vídeo y audio de cada programa se comprimen independientemente formando cada uno de ellos una “corriente elemental” (ES –Elementary Stream). Cada una de estas corrientes elementales se estructura en forma de paquetes llamados PES (Packetized Elementary Stream). Estos paquetes de video y audio, así como de otros datos de un mismo programa, pasan posteriormente a un multiplexor donde se conforma un solo tren binario. Para esta multiplexión, el grupo de estándares de MPEG-2 distingue entre dos posibilidades:
- la conformación de una “corriente de programa” (PS – Program Stream)
- la conformación de una “corriente de transporte” (TS - Transport Stream)

La corriente de transporte TS es apropiada para entornos ruidosos, opción que encaja en las necesidades de la difusión de Televisión Digital Terrestre. Esta opción exige pasar los PES a otros paquetes más cortos, de 188 bytes de longitud, y aplicar técnicas de corrección de errores “hacia adelante” (FEC-Forward Error Correction) con Codificación externa (Codificación Reed-Solomon en el Transmisor y Corrector de errores Reed-Solomon en el Decodificador) y Codificación interna (Codificación interna convolucional en el Transmisor y Corrector de errores de Viterbi en el Decodificador) Con esto se puede organizar una corriente de transporte de un sólo programa (SPTS - Single Program Transport Stream).



CODIFICACION señal fuente - TRANSMISOR DVB-T --> Canales UHF--> RECEPTOR DVB-T - DECODIFICACION señal recibida

Las fases o etapas de Codificación en el TRANSMISOR y, posteriormente, de Decodificación en el RECEPTOR son las mismas, pero realizadas en orden inverso

Orden de fases en el CODIFICADOR-TRANSMISOR DVB-T:


1. Aleatorizado del tren de bits
2. Codificación Externa: Codificación Reed-Solomon
3. Entrelazado Externo (Forney)
4. Codificación Interna convolucional
5. Perforado o Puncturing
6. Entrelazado Interno: entrelazado de bit y entrelazado de símbolos (Mapeado I, Q)

[El tren de bits que envía un Codificador-Transmisor DVB-T se denomina Transport Stream (TS) y está formado por n paquetes elementales (PES) de (188bytes + 16bytes) cada uno]

TRANSMISOR-CODIFICADOR: 1º Se aleatoriza el multiplex para evitar largas series de ceros o de unos + 2º Al Transport Stream formado por n PES de 188bytes cada uno, se le añaden 16Bytes a cada PES (188+16=204Bytes) como "codificación externa redundante" [Codificación Reed-Solomon: (204, 188, t=8)] + 3º Entrelazado Externo para evitar que se produzcan errores de ráfaga o continuos + 4º Codificación interna convolucional obteniendo una gran redundancia lo que facilita la corrección de errores + 5º Perforado de bits para alterar la tasa de codificación, con el fin de no disminuir mucho la capacidad del canal de Transmisión debido a la redundancia + 6º Entrelazado Interno de bit y de Simbolos realizando el Mapeado: obteniendo las dos señales I y Q de la constelación (QAM64 = 6 bits por Símbolo / 64 Símbolos = Constelación=matriz 8x8)



Orden de fases del RECEPTOR-DECODIFICADOR DVB-T

[Jason2000]

1. Desentrelazado de símbolos y desentrelazado de bit
2. Desperforado o De-puncturing
3. Decodificación de códigos internos: Decodificador de Viterbi
4. Desentrelazado Externo
5. Decodificación Externa: Decodificador de Reed-Solomon
6. Desaleatorización

RECEPTOR-DECODIFICADOR: 1º Desentrelazado Interno + 2º Desperforado + 3º Decodificación de la codificación interna convolucional corrigiendo errores mediante el algoritmo de Viterbi + 4º el desentrelazado Externo + 5º Decodificación externa con corrección de errores mediante el algoritmo de Reed-Solomon + 6º Desaleatorización

** El decodificador interno reconstruye la señal aproximando la señal recibida a la más cercana de las posibles correctas (Algoritmo de Viterbi). Este proceso “limpia” la señal y descarta gran parte de los errores, dejándole un trabajo menos riguroso al decodificador externo y corrector de Reed Solomon.


** El decodificador externo Red-Solomon tiene la particularidad de que solo puede corregir hasta 8 bytes de errores consecutivos (204, 188, t=8), lo cual no es mucho, es por eso que la codificación externa se concatena a un bloque de entrelazado para dispersar los posibles errores de ráfaga o continuos del canal, aumentando las posibilidades de corrección en el decodificador externo (Reed-Solomon)

** El puncturing o perforado representa una gran ayuda al problema de la capacidad del canal que el codificador convolucional disminuye a la mitad debido a su tasa de codificación Rc=1/2. Al “perforar” los bits a la salida del codificador interno esta tasa aumenta aproximándose a 1, siendo la más alta 7/8


PROGRAMA ANALIZADOR DEL TRANSPORT STREAM: TSReader


TSReader (MUX 810MHz)

- Arriba a la izquierda: Las diferentes Tablas con sus PES (Packetized Elementary Stream) y sus PID (Packet Identification)
- Arriba en el centro: se puede ver el contenido de cada PID
- Abajo del todo a la izquierda: pantalla, con rayas horizontales verdes, "source"= sintonizadora, la frecuencia sintonizada, el Nivel, tipo de Red-señal...
- Pantalla con fondo negro con las "secciones" o número de veces que aparecen los PID en el TS (unos PIDs son más numerosos que otros). Debajo, los Errores (CRC, Continuity, TEI) y el Bitrate del MUX
- En el centro: flujo del TS con los PID, y según su color:

El TS consta de varias Tablas PID: PAT, TOT, TDT, CAT, SDT, EIT, NIT...
· PAT (Program Association Table): Su principal función es identificar cada uno de los servicios que forman el TS y asociarlo con el PID de los paquetes que transportan su correspondiente PMT
MUX Frecuencia 810.0 MHz: --> PMT PID 110 (=6e en Hexadecimal) Program 421 Telemadrid, PMT PID 210 (=d2 Hex) Program 422 La Otra.
http://1.bp.blogspot.com/-f2cHLR1Hdgo/U ... 00/PAT.jpg

[Jason2000]

· PMT (Program Map Table):Cada servicio tiene una PMT que indica el PID de los paquetes de transporte en los que viajan los ESs que forman dicho servicio.
PMT PID 262Hex (=PID 611 decimal) Telemadrid HD --> PID 611 Video / PID 612 Audio / PID 613 Audio... Teletexto etc.

· Dentro del PMT PID va el ES PID: especificaciones del video, de los audios, de subtítulos, de teletexto... de la emisión del servicio (Program 425, PID 611 Video-->

· TOT (Local Time Offset Table) --> código de país, hora local UTC

· TDT (Time and Date Table):Proporciona información horaria.
[Existe un pequeño desfase ¿? con la hora dada por la Tabla TOT]

· CAT (Conditional Access Table): Informa de los paquetes en los que viajan los sistemas de acceso condicional necesarios para decodificar aquellos servicios que están encriptados, como AXN, GolTV...

[Jason2000]

· SDT (Service Description Table):Contiene información sobre los servicios: contenido, tipo, nombre, etc.
SDT PID 11Hex <5> (número servicios =5) -->Telemadrid, La Otra, Metropolitan TV, Telemadrid HD, Onda Madrid. Proveedor RTVM, MUX 810.0MHz


· EIT (Event Information Table):Proporciona información sobre los eventos que acontecen durante la transmisión (ej: sinopsis del contenido de la emisión, información del comienzo de determinado espacio televisivo y su finalización, etc.)


·NIT (Network Information Table):Contiene información técnica sobre los canales físicos de la red de difusión sobre los que se está transmitiendo cada uno de los TS que componen el servicio de difusión de una determinada entidad u operadora

Canal 810.0 MHz: Nombre de la Red, Modulación, Ancho de banda, Constelación, Intervalo guarda, code rate, y servicios (las diferentes emisoras)

- En el centro de la pantalla nos salen los PID activos del Transport Stream:
En la imagen están ordenados por bitrate (sort by rate) con porcentaje por servicio o programa

[Jason2000]

[Se pueden ordenar por PID, en orden descendente etc.]

Para saber la correspondencia entre el número de PID y el paquete de información que transporta podemos ver el listado de los PID activos:
- Podemos obtener la lista de PID activos: View --> PID List

- Cuadro Negro en la parte inferior derecha de la pantalla principal del TSReader: Información del uso de cada Tabla / Contadores de Errores / Bitrate del MUX

- Tablas PAT PMT, CAT, NIT, SDT, EIT, con sus contadores
- CRC Errors = código redundancia cíclica de comprobación de errores. Perdida de una tabla o tablas, o del TS completo
- Continuity Errors = errores de continuidad
- TEI Errors = Indicador de Errores de Transporte. Errores NO corregibles al haberse superado el número de byts erroneos que puede corregir el Corrector de Red-Solomon.
- Mux. bitrate = ancho de banda del MUX (el máximo en DVB-T, 8K, 64QAM, es 19.946Mb/s)




- CRC errors = Código de Redundancia Cíclica para comprobar Errores
La comprobación de redundancia cíclica es una función que al recibir un flujo de datos origina una salida con un valor con una longitud fija. Se pueden utilizar como una suma de verificación para detectar alteraciones de los datos durante su transporte o almacenamiento. CRC para la televisión digital se utiliza porque es realmente eficaz para detectar errores causados por el ruido en los canales de transmisión.



- Continuity Errors
Cada paquete de flujo de transporte con el mismo PID lleva en la cabecera un contador de continuidad. Un campo compuesto de cuatro bits, con un rango entre 0 y 15. El decodificador aumenta este contador cada vez que se envía un paquete, para indicar el orden de los paquetes con el mismo PID. El contador aumenta continuamente su número hasta llegar a 15. El objetivo de este contador es para asegurar que ninguno de los paquetes TS se pierden y que el paquete PES tiene todos sus paquetes. Si hay un paquete perdido, el indicador de discontinuidad, que está en el campo de adaptación, lo indica. Si hay más de uno o dos errores por segundo hay un problema en el TS y habrá problemas para reproducirlo.

- TEI errors = Indicador de Errores de Transporte

En MPEG-2 sólo se permite corregir 8 bytes de un paquete TS. Si este número es superado, el decodificador-corrector Reed Solomon (después del corrector de Viterbi) no es capaz de corregir todos los errores dentro de un paquete TS. Así que el demodulador cambia la cabecera del TS para alertar al demultiplexor que este paquete no se puede demultiplexar. Este indicador, es el Indicador de Errores de Transporte.



- Cuadro de rayas verdes en la parte inferior izquierda de la pantalla principal del TSReader--> General Information: Nivel y frecuencia de la seña

[Jason2000]

General Information = Información General:
- Source
- Frecuencia
- Nivel de la señal

- Porcentaje de la Calidad de la Señal (% de calidad no aparece en la captura del cuadro de arriba)

Porcentaje de la Calidad de la Señal:
En el caso de señales digitales, este porcentaje puede ser calculado mediante el examen de los paquetes de control de redundancia cíclica (CRC) y corrección de errores (FEC)

Los valores en porcentaje de la Calidad de la señal son:

-100% es ideal.
- 95% se muestran muy pocos artefactos (casi imperceptible) cuando se representan
- 90% contiene pocos artefactos, suficientes como para ser fácilmente visible.
- 80% es el nivel mínimo para ser visto.
- 60% es el nivel mínimo para poder recibir los datos, incluyendo la recepción de una guía de programación electrónica (EPG)
- 20% indica que el demodulador reconoce una señal modulada pero no puede producir suficientes datos para decodificarla
- PID cifrado, identificación de una emisora de TV que emite "encriptado":
En el ejemplo, se parte del PID 579 que sale en rojo (=Programa encriptado). Seleccionando el PAT vemos los distintos "números" de Programa y su Nombre, y con la PID List vemos la correspondencia entre el número de PID y el número de programa. En este caso la PID 579 (en Rojo) corresponde con AXN que, efectivamente, emite su señal "encriptada". Las PIDs en Rojo, 57b y 57c , son el Audio "encriptado" de AXN

- Ver los PIDs activos, con su número y porcentaje de ocupación de MUX:
TSReader-->_View-->_Chart-->_ActivePIDs

[Jason2000]

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COMPROBACIÓN DE LA INSTALACIÓN DVB-T EN UNA VIVIENDA




COMPROBACIONES A REALIZAR

Si disponemos de un Portátil con un Sintonizador DVB-T y con el SW adecuado instalado, podemos realizar mediciones de la señal DVB-T en las Tomas, en el Derivador, en el Repartidor, en la salida directa de la Antena para orientarla, etc...


ORIENTACIÓN DE UNA ANTENA:

Orientación de la Antena ante ecos en la recepción de la señal DVB-T:
Fuente:http://www.promax.es/esp/news/extdnew.php?text=206

En las emisiones de TDT se producen ecos provocados por las reflexiones de la señal en grandes objetos tales como edificios, montañas, etc. Para superar este inconveniente, la norma DVB-T define un "Intervalo de guarda" de manera que durante ese periodo de tiempo, el receptor no tiene en cuenta las réplicas de la señal recibidas.
El Intervalo de Guarda es fijado por el operador según las características de la transmisión y del área geográfica en la que se realiza. Por esta razón esos ecos ya previstos y cuyo retardo es inferiro al intervalo de guarda no influyen significativamente en la calidad de la señal.
Los ecos que llegan fuera del intervalo de guarda afectarán a la calidad de la señal recibida y en muchos casos harán totlamente imposible la recepción. Esto dependera del retardo y de la amplitud de los ecos.
Esta situación puede darse tanto en redes MFN (Multiple Frecuency Network) como SFN (Single Frecuency Network) En el primer caso los ecos proceden únicamente de reflexiones de la señal, mientras que en el caso de SFN pueden aparecer también ecos provenientes de otros transmisores quizás más distantes que operen en la misma frecuencia.
Para intentar reducir dentro de lo posible el efecto de todos estos ecos, el instalador puede tratar de desapuntar un poco la antena receptora respecto de la dirección del emisor principal tratando de disminuir la potencia de aquellos otros ecos que se reciben por los lóbulos secundarios de la antena.



Son muchas las situaciones en las que la presencia de ecos puede degradar o imposibilitar la recepción de la señal de la TDT. Ante ellas el instalador puede sólo jugar con la ubicación y orientación de las antenas con el objeto de minimizar el impacto negativo que esos ecos tienen sobre la recepción de la señal.