Quel Symbol Rate choisir pour le DX ? la dégradation du MER

Messagede F6DZP » Mar 5 Avr 2011 11:37

Bonjour,

Si on ne regarde pas le choix du symbol rate par rapport aux caractéristiques du flux MPEG envoyé qui nous amèneraient à choisir un SR autour de 4000 kS pour avoir un minimum de qualité, mais plutôt le choix du symbol rate pour l'efficacité d'une liaison entre 2 stations, la première idée est de descendre le SymbolRate au plus bas tout en gardant la place pour un flux MPEG acceptable.

Mais c'est peut être une idée trop simpliste.

En effet, suite à certaines observations, il n'est pas acquis que le choix d'un SymbolRate le plus faible possible soit idéal lorsque l'on fait du DX (ou que l'on veut décoder le signal le plus faible possible).

En effet si on fait une étude du comportement de la chaine complète émission/réception, on s'aperçoit que ce qui semble à priori la bonne idée de choisir un symbol rate faible pour avoir une bande passante plus étroite et donc pour une même puissance à l'émission avoir un CNR meilleur, entraine une dégradation du MER importante( S/N numérique) en réception.
La mesure est évidente avec tout appareil capable de mesurer le MER, passé un seuil, au fur et à mesure que l’on diminue le SymbolRate, le MER du signal reçu va décroitre.
Plus on descend la valeur du SymbolRate, plus le récepteur a de "difficultés" à décoder le signal numérique. C'est cela qu'il faut prendre en compte avant tout.
Même si le récepteur reçoit "mieux"(= plus fort) le signal, si il le décode moins bien ce n'est pas un avantage.
Donc à un moment donné ce que l'on a gagné en émission on le perd en réception. On le voit très bien avec l’existence de récepteurs qui ne décodent pas le 1,6MS. Peut-être qu'une liaison difficile à 1,6MS serait mieux reçue sur tel ou tel récepteur en 2MS.
Bref le meilleur moyen de bien mesurer cela ne peut-être fait qu'avec des signaux "limites" et avec un système de réception capable d'indiquer le MER.

Comme il faut prendre en compte l'émetteur ET le récepteur, la mesure de l'ensemble de la chaine est plus facile que la mesure séparée de chacun. En effet lorsque je mets mon appareil de mesure DVB SEFRAM 7856 et que je mesure le MER du signal fourni par mon émetteur ( carte Dektec DTA107 ou minimod) je vois tout de suite que le MER mesuré à 2MS a déjà bien descendu. L'origine vient-elle de l'émission? on pourrait le dire, mais difficile à savoir car il faut prendre en compte aussi les défauts de l'appareil de mesure qui peut( doit) lui aussi ajouter une dégradation à la réception.
Pour ceux qui n'ont pas d'appareil de mesure DVB, l'utilisation du logiciel Tutioune montrera le même phénomène.

Du coté appareil de réception, avec un signal de même niveau et même CNR, si je descend la valeur du SymbolRate je vais voir que le MER mis en valeur par mon récepteur va décroitre quand je vais avoir des SymbolRate bas.

Comme la valeur qui indique le mieux la possibilité de recevoir et décoder ou non un signal est le MER qui résume assez bien toutes les dégradations/imperfections du signal et sachant qu'en dessous d'un seuil nous aurons trop d'erreurs pour que les corrections Viterbi et Reed Solomon soient efficaces, il faudra surveiller au mieux cette valeur pour qu'elle reste au dessus du seuil fatidique.

Des essais pourront être aussi bientôt faits en live à distance avec le réseau TiouneMonitor. viewtopic.php?f=59&t=56&p=170#p170

A travers tout cela on voit aussi qu'il est pour ainsi dire absurde de dire que la réception en numérique c'est du tout ou rien. Avant de décoder ou de ne plus décoder il se passe des tas de choses qu'il faut surveiller et à partir de là certaines actions correctives peuvent être appliquées.

Il serait fort possible aussi de transmettre avec un Fec variable pour s'adapter au MER qui dégringole, voir même un SR s'adaptant par seuil...
Bref encore de quoi faire des essais super intéressants.

Jean Pierre F6DZP
Dernière édition par F6DZP le Dim 10 Avr 2011 13:54, édité 1 fois.
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Re: Quel Symbol Rate choisir pour le DX ?

Messagede F6DZP » Dim 10 Avr 2011 11:51

Bonjour,
Hier, en présence de Jean François F4DAY, j’ai rencontré à SEIGY un jeune OM, Frédéric F4BXL qui a fait sa thèse il y a un an sur le développement d’un système de transmission numérique multimode et pouvant transmettre à des débits très élevés comme très bas.
Il nous a affirmé qu’effectivement plus on descendait dans la valeur du Symbol Rate, plus le taux d’erreurs était élevé, MER, VBER, CBER en augmentation. Cela vient du fait que, en traitement numérique du signal, on était amené dans les FPGA, à utiliser des boucles (boucles de Costas entre autres) et que à bas débits ces boucles devenaient très grandes et augmentaient les imprécisions et que aussi bien en émission qu’en réception, où les mêmes boucles sont utilisées pour des fonctions inversées, on avait obligatoirement des dégradations. « Il est beaucoup plus facile d’utiliser du SR 20Msymbol que du 100Ksymbol ». « Tous les fabricants ont des difficultés avec les bas débits »
Tout cela confirme donc mes soupçons rencontrés lors des essais et des mesures que je relatais dans le premier post sur ce sujet.
Il faut donc prendre en compte que si on baisse le Symbol Rate pour gagner en efficacité HF (bande passante plus étroite, CNR meilleur…), coté numérique on perd (MER en dégradation).

Il faudrait donc faire les relevés de ces 2 courbes, l’une montante, l’autre descendante pour évaluer la plage de réglage en SymbolRate la plus intéressante.

Bien sûr cela dépendra de l’équipement à l’émission ( le modulateur dégrade le MER à bas débit) et à la réception (le MER se dégrade avec la démodulation quand on baisse le débit, et parfois tellement que certains démodulateurs ne décodent plus des signaux à Symbol rate inférieurs à 2 MSymbol).

On peut mesurer le MER à la sortie de l’émetteur pour déjà voir ce qu’il en est de son matériel à l’ émission, mais le plus simple est de mesurer le MER en réception, celui que l’on a au niveau du démodulateur. Ce dernier nous indiquera alors la dégradation au niveau de la chaine de transmission entière.

Pour faire ces mesures, un outil est à notre disposition :Tutioune.

Déjà Tutioune permet de voir comment sa carte Tuner se comporte. Si vous faites des essais vous pourrez voir que le MER est à son plus haut quand les réglages (niveau du signal et réglage du gain HF pour la carte TT S2-3200) donnent un signal sur AGC1 autour de 100U (les U sont des unités de mesures internes aux registres du démodulateur STB0899, je continue de l’ afficher à coté du vu-mètre AGC1).
Ensuite si vous descendez le symbol rate, vous allez voir aussi le MER descendre pour des valeurs de SR bas.

Je ne sais pas quelle sera la conclusion... peut-être proche des valeurs que l'on utilise aujourd'hui, peut-être des valeurs différentes. Peu importe, on saura un peu plus et on aura expérimenté.

Jean Pierre F6DZP
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Re: Quel Symbol Rate choisir pour le DX ? la dégradation du

Messagede F6DZP » Mer 20 Avr 2011 07:22

Petit résumé pour (peut-être) mieux expliquer:

Comme j'ai essayé de l'expliquer sur le forum vivadatv, il y a plusieurs catégories de mesures à faire en DATV.
-1 Les mesures sur la HF
-2 les mesures sur la modulation IQ
-3 les mesures sur le Transportstream
-4 les mesures sur les codages video audio et leurs clock

-1-[b]Les mesures sur la HF[/b] se font avec les appareils habituels au monde analogique ( analyseur de spectre, miliwattmetre etc..)
Ces mesures vont permettre de mesurer le niveau HF du signal et le CNR ( ratio porteuse/bruit).

-2-[b]les mesures sur la modulation IQ[/b] sont faites au niveau du démodulateur, à l'intérieur même de tout le traitement de IQ qui est numérisé dès l'entrée. Ce sont les analyseurs de modulation numériques DVB qui donnent les résultats MER, VBER, CBER , travail des correcteurs d'erreur Viterbi et Reed Solomon etc ( il faut un analyseur DVB pro ou Tutioune)

Remarque : des logiciels comme TSreader ou TransEdit sont inutiles à ce niveau là car ils interviennent après la démodulation, comme les analyseurs numériques branchés après démodulation (en sortie de démodulateur) ne peuvent pas donner les renseignements précédents.

-3- Les mesures au niveau du flux transport( Transportstream démodulé) obtenu à la sortie du démodulateur.
On peut mesurer le taux d'erreurs restant après démodulation ( c'est en partie lui qui peut donner des freeze ou mosaique plus ou moins visibles) mais il y a aussi comme je l'ai mis dans mon graphique de départ ( viewtopic.php?f=58&t=49 ) beaucoup de défauts éventuels à observer ( PCR jitter, PCR errors, CC errors...) que je n'ai pas eu le temps d'expliquer - mais en gros cela concerne la synchronisation des données audio, video et autres qui sont toutes mélangées et qu'il faudra bien resynchroniser ensemble chacune de son coté mais dans des flux parallèles synchrones.
On utilise des logiciels spécialisés en général pour cela car des logiciel comme TsReader sont trop limités et ne font pas grand chose de ce coté là.
On peut aussi utiliser des analyseurs numériques branchés en sortie de démodulateur.

Ensuite on a aussi à analyser les tables PAT, PMT etc pour voir leur structure et si il ne manque pas quelque chose ou autre problème. Ici des simples logiciels comme TSreader ou TransEdit donnent une bonne partie des informations.

-4 les flux audio et video:
Après démultiplexage, on a les flux numériques des différents services (vidéo et audio principalement) et là on peut faire pas mal de mesures plus ou moins complexe sur le codage faits par des codeurs simple passe, multipasse, dynamiques ou non etc.., voir la répartition de la bande passante dans les images I , B ou P pour la vidéo qui peut être très différente d'un codeur à un autre.
Ensuite il y a tout un ensemble de méthodes pour mesurer autrement qu'à l'oeil nu l'effet de la compression sur l'information originale.
En dernier lieu, l'oeil nu car c'est quand même lui qui apprécie mais ne détectera pas tous les défauts car la vision est globale et ne détecte les défauts que lorsqu'il ont une certaine amplitude.

Seule la première catégorie de mesure est du monde analogique.

Ma question au départ concerne l'influence du choix du Symbol Rate sur la modulation/démodulation. C'est à dire le niveau 2. c'est à dire la capacité à pouvoir coder/moduler puis décoder/démoduler le signal qui peut se dégrader suivant le SR choisi -sans s'occuper du contenu à cette étape-

Parce que c'est l'aspect le plus important au départ. Il faut obtenir ce fluxTS.

Après bien sûr cela aura des conséquences sur la compression etc mais ce n'est pas du tout mon propos dans cette réflexion:
je parle de l'influence du choix du Symbol Rate sur la dégradation du MER. Le MER étant la caractéristique la plus significative pour savoir si oui ou non on pourra sortir qque chose du signal reçu.

Jean Pierre F6DZP
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