Επίκαιρα θέματα ψηφιακής τηλεόρασης

Παπαγεωργίου, Γεώργιος Κ.; Κούλαλης, Κωνσταντίνος Γ.; Papageorgiou, Georgios K.; Koulalis, Konstantinos G.

dc.contributor.author	Παπαγεωργίου, Γεώργιος Κ.	el
dc.contributor.author	Κούλαλης, Κωνσταντίνος Γ.	el
dc.contributor.author	Papageorgiou, Georgios K.	en
dc.contributor.author	Koulalis, Konstantinos G.	en
dc.date.accessioned	2017-05-03T09:55:22Z
dc.date.available	2017-05-03T09:55:22Z
dc.date.issued	2017-05-03
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44840
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14115
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Διασυμβολική παρεμβολή	en
dc.subject	Διάστημα φύλαξης	el
dc.subject	Ψηφιακό μέρισμα	el
dc.subject	Ορθογωνική πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας	el
dc.subject	Πρότυπο επίγειας ψηφιακής ευρυεκπομπής	el
dc.subject	Μονοσυχνοτικό δίκτυο	el
dc.subject	Τηλεοπτικά κενά διαστήματα	el
dc.subject	Γνωστικές ραδιοεπικοινωνίες	el
dc.subject	Digital video	en
dc.subject	Broadcasting-terrestrial	en
dc.subject	OFDM	en
dc.subject	DVB-T/T2	en
dc.subject	SFN	en
dc.subject	TV white spaces	en
dc.subject	Cognitive radio	en
dc.title	Επίκαιρα θέματα ψηφιακής τηλεόρασης	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Τηλεπικοινωνίες	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-02-10
heal.abstract	Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και ανάλυση όλων των επίκαιρων θεμάτων της Ψηφιακής Τηλεόρασης. Το πρώτο κεφάλαιο είναι μια εκτενής ανάλυση της Ορθογωνικής Πολυπλεξίας Διαίρεσης Συχνότητας (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM). Η OFDM είναι ένα σχήμα πολυδιαυλικής διαμόρφωσης, όπου ένας μεγάλος αριθμός αλληλοεπικαλυπτόμενων ορθογώνιων υποφερόντων χρησιμοποιούνται για να μεταφέρουν δεδομένα σε πολλαπλές παράλληλες ροές πληροφορίας. Κάθε υποφέρον είναι διαμορφωμένο με ένα απ’ τα γνωστά σχήματα διαμόρφωσης MQAM ή MPSK, σε χαμηλό ρυθμό μετάδοσης συμβόλων, διατηρώντας το συνολικό ρυθμό δεδομένων ίσο με αυτόν του συμβατικού σχήματος διαμόρφωσης μοναδικού φέροντος, στο ίδιο εύρος ζώνης. Το κύριο πλεονέκτημα της OFDM συγκριτικά με τα συστήματα μοναδικού φέροντος είναι η ικανότητά της να αντιμετωπίζει τις δυσμενείς συνθήκες του καναλιού, όπως είναι οι συχνοεπιλεκτικές διαλείψεις λόγω πολυδιαδρομικής διάδοσης, χωρίς πολύπλοκη διαδικασία ισοστάθμισης στο δέκτη. Ο χαμηλός ρυθμός μετάδοσης συμβόλων καθιστά τη χρήση διαστημάτων φύλαξης (Guard Interval, GI) μεταξύ συμβόλων εφικτή, επιτυγχάνοντας έτσι την εξάλειψη της διασυμβολικής παρεμβολής (Inter-Symbol Interference, ISI). Η OFDM υιοθετείται από όλα τα σύγχρονα πρότυπα τηλεπικοινωνιών. Το δεύτερο κεφάλαιο αναφέρεται σε όλες τις πτυχές της επίγειας ψηφιακής ευρυεκπομπής. Αρχικά, δίνουμε μια περιγραφή του προτύπου Digital Video Broadcasting-Terrestrial (DVB-T). Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία συμπίεσης MPEG-2/4 (Moving Picture Experts Group), το DVB-T δύναται να μεταδίδει πολλαπλά ψηφιακά κανάλια χρησιμοποιώντας ίσο φάσμα με αυτό που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση ενός αναλογικού τηλεοπτικού καναλιού. Η εξέλιξη του DVB-T είναι το DVB-T2. Κάνουμε σύγκριση μεταξύ DVB-T και DVB-T2. Το DVB-T2 είναι το πιο προηγμένο σύστημα επίγειας ψηφιακής ευρυεκπομπής παγκοσμίως, προσφέροντας μεγαλύτερη ανθεκτικότητα, ευελιξία και φασματική απόδοση από οποιοδήποτε άλλο. DVB-T / T2 κάνουν χρήση OFDM διαμόρφωσης. Στη συνέχεια, περιγράφουμε το Μονοσυχνοτικό Δίκτυο (Single Frequency Network, SFN). Το SFN είναι ένα δίκτυο ευρυεκπομπής, όπου πολλοί γειτονικοί πομποί στέλνουν το ίδιο σήμα ταυτόχρονα στην ίδια συχνότητα χωρίς να αλληλοπαρεμβάλλουν. Σε σύγκριση με τα πολυσυχνοτικά δίκτυα, το SFN προσφέρει μεγαλύτερη φασματική απόδοση και ευκολότερο σχεδιασμό του δικτύου. Η χρήση του διαστήματος φύλαξης, εγγενής στο πλαίσιο της διαμόρφωσης OFDM, είναι αυτή που κάνει εφικτή τη διάρθρωση σε SFN. Έτσι λοιπόν, λόγω της μετάβασης από αναλογική σε ψηφιακή τηλεόραση χρησιμοποιώντας OFDM, MPEG-2/4, DVB-T / T2 και SFN, ραδιοφάσμα απελευθερώνεται - γνωστό ως Ψηφιακό Μέρισμα (Digital Dividend). Η ζώνη 790862 MHz των UHF (Ultra High Frequencies) έχει ήδη απελευθερωθεί και αποδοθεί για υπηρεσίες κινητής τηλεφωνίας. Αναμένεται η απελευθέρωση της ζώνης 694-790 MΗz επίσης. Τέλος, συζητάμε για την Περιφερειακή Διάσκεψη Ραδιοεπικοινωνιών για το σχεδιασμό των επίγειων ψηφιακών ραδιοτηλεοπτικών υπηρεσιών, σε τμήματα των περιφερειών 1 και 3, στις ζώνες συχνοτήτων 174-230MHz και 471862MHz, που πραγματοποιήθηκε στη Γενεύη το 2006. Το τρίτο κεφάλαιο είναι αφιερωμένο στα Τηλεοπτικά Κενά Διαστήματα (TV White Spaces, TVWS). Το TVWS αναφέρεται στα αχρησιμοποίητα κανάλια μεταξύ των ενεργών και αδειοδοτημένων καναλιών της ζώνης των UHF. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα είναι ένας πολύ πολύτιμος, περιορισμένος φυσικός πόρος. Η ανάγκη για όλο και περισσότερες ευρυζωνικές υπηρεσίες είναι μία πραγματικότητα και τα TVWS φαντάζουν ως μία πραγματική πρόκληση. Μία White Space συσκευή (White Space Device, WSD) είναι μια "έξυπνη" συσκευή που χρησιμοποιεί τεχνολογίες Γνωστικών Ραδιοεπικοινωνιών (Cognitive Radio, CR), προκειμένου να χρησιμοποιήσει τα TVWS. Υπάρχουν δύο βασικές τεχνολογίες CR. Σύμφωνα με την πρώτη, η WSD χρησιμοποιεί το Global Positioning System (GPS) για τον γεωεντοπισμό της και, στη συνέχεια, αποκτά πρόσβαση σε μια βάση δεδομένων όπου είναι καταγεγραμμένα τα TVWS στην περιοχή της. Η δεύτερη προσέγγιση τεχνολογίας CR είναι γνωστή ως spectrum sensing. Το κύριο ζήτημα για συσκευές WSD που θα χρησιμοποιούν τεχνολογίες CR για να εκμεταλλευτούν TVWS, είναι η αποφυγή παρεμβολής σε υπάρχοντα δίκτυα. Το πρότυπο IEEE 802.22 αναφέρεται σε δικτύωση Wireless Regional Area Networking (WRAN) χρησιμοποιώντας TVWS. Το IEEE 802.11af αναφέρεται σε δικτύωση Wireless Local Area Networking (WLAN) χρησιμοποιώντας TVWS. Επίσης, μια πολύ ενδιαφέρουσα εφαρμογή των TVWS είναι πάνω στο «ευφυές» ηλεκτρικό δίκτυο Smart Grid και το Smart Metering σύστημα για τηλεμετρία και παρακολούθηση της κατανάλωσης ενέργειας και όλης της ενεργειακής δραστηριότητας. Τέλος, μελετάμε τα TVWS στην Ελλάδα. Λαμβάνουμε υπόψη και τις γειτονικές χώρες της Ελλάδας. Το τελευταίο κεφάλαιο είναι μια μελέτη δύο περιπτώσεων δικτύων ψηφιακής τηλεόρασης. Το συμπέρασμα είναι ότι με χρήση του DVB-T2 αντί του DVB-T μπορούμε να επιτύχουμε την επιθυμητή ραδιοκάλυψη. Λέξεις-κλειδιά : Ορθογωνική πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας, Διασυμβολική παρεμβολή, Διάστημα φύλαξης, Πρότυπο επίγειας ψηφιακής ευρυεκπομπής Digital Video Broadcasting-Terrestrial, Μονοσυχνοτικό δίκτυο, Ψηφιακό μέρισμα, Τηλεοπτικά κενά διαστήματα, Γνωστικές ραδιοεπικοινωνίες	el
heal.abstract	The object of the present diploma thesis is the study and analysis of all prevailing issues of Digital Television. The first chapter is an extended analysis of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). OFDM is a multi-carrier modulation scheme where a large number of overlapping orthogonal sub-carrier signals are used to carry data on several parallel data streams. Each sub- carrier is modulated with a conventional modulation scheme, such as Multiple Quadrature Amplitude Modulation or Multiple Phase Shift Keying, at a low symbol rate, main taining total data rate equal to conventional single-carrier modulation scheme, in the same bandwidth. The primary advantage of OFDM over single-carrier schemes is its ability to cope with severe channel conditions, such as frequency-selective fading due to multipath propagation, without complex equalization filters at the receiver. The low symbol rate makes the use of a Guard Interval (GI) between symbols affordable, making it possible to eliminate Inter- Symbol Interference (ISI). OFDM is being adopted by all current telecommunications’ standards. The second chapter refers to all aspects of digital terrestrial broadcasting. Initially, we give a description of Digital Video Broadcasting-Terrestrial (DVB-T) standard. Using the compression technology of MPEG-2/4 (Moving Picture Experts Group), DVB-T can transmit numerous digital channels using the same amount of spectrum used to transmit one analogue TV channel. The evolution of DVB-T is DVB -T2. We make a comparison between DVB-T and DVB- T2. DVB-T2 is the world’s most advanced digital terrestrial broadcasting system, offering more robustness, flexibility and spectral efficiency than any other. DVB-T/T2 use OFDM modulation. Next, we describe Single Frequency Network SFN). SFN is a broadcast network where several adjacent transmitters send the same signal simultaneously at the same frequency without interfering each other. In comparison with multi-frequency netwoks, SFN offers more spectral efficiency and easier network designing. The mechanism of using guard interval within OFDM modulation facilitates the Single Frequency Networking. So, due to analogue-to-digital transition using OFDM, MPEG-2/4, DVB-T/T2 and SFN, radio spectrum is released –known as Digital Dividend. The 790–862 MHz Ultra High Frequency band has been already freed-up and allocated for mobile services. We expect the release of the 694-790MΗz band, too. Finally, we discuss about the Regional Radiocommunication Conference for planning of the digital terrestrial broadcasting service, in parts of Regions 1 and 3, in the frequency bands 174-230MHz and 471 -862MHz, that took place in Geneva, 2006. The third chapter is devoted to TV White Spaces (TVWS). TVWS refers to the unused TV channels between the active and licensee ones in the Very High Frequency and Ultra High Frequency spectrum. The electromagnetic spectrum is a very precious, limited natural resource. The need for more and more broadband services is a reality and so TVWS is a real challenge. A White Space Device (WSD) is a “smart” device that 12 uses Cognitive Radio technologies (CR) in order to use TVWS. There are two basic CR technologies. According to the first one, the WSD uses the Global Positioning System (GPS) for itself geo-location and then accesses a data base where the local TVWS are recorded. The second approach of CR technology is known as spectrum sensing. The main issue for a WSD which will use CR technologies to take advantage of the TVWS is the avoidance of interfering to existing networks. The IEEE 802.22 standard refers to Wireless Regional Area Networking (WRAN) using TVWS. The IEEE 802.11af refers to Wireless Local Area Networking (WLAN) using TVWS. Also, a very interesting application of TVWS is on Smart Grid and Smart Metering system for telemetry and monitoring of the energy consumption and all the energy activity. Finally, we study the TVWS in Greece. We take into account Greece’s neighbour countries. The last chapter is a study of two cases of digital television networking. The conclusion is that using DVB-T2 instead of DVB-T we can achieve the desirable radio-coverage.	en
heal.advisorName	Καψάλης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Κωττής, Παναγιώτης	el
heal.committeeMemberName	Φικιώρης, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Συστημάτων Μετάδοσης Πληροφορίας και Τεχνολογίας Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	81 σ.
heal.fullTextAvailability	true