Réflexions et recherches sur l'encodage en bas débit (SR < 500 kS/s) et très bas débit (SR < 150 kS/s)
Problème de l'encodage et de la fabrication du TS
Problème de la génération de la modulation et de son filtrage

Compte rendu des tests bas débits faits en Octobre 2014

Messagede F6DZP » Mer 3 Déc 2014 10:53

Bonjour,

Suite au passage de Rolf F9ZG au QRA, celui-ci est reparti avec ce qu'il fallait pour pouvoir lancer des tests sur 437MHz avec des SR allant de 125kS/s à 1024 kS/s.
A l'émission il procède en changeant le quartz de son modulateur et à la réception il utilise une carte TechnoTrend S2-1600 et Tutioune1600 version 0.6 bas débit.

A) les essais et leurs résultats


Réception avec Tutioune1600_bas_débit

Cette version 0.6 de Tutioune1600 est pour l'instant pas en téléchargement car encore en beta test. Les tests ont donc été faits une première fois entre F9ZG mobile et mon QRA, ce qui a pu déjà montrer les nouvelles performances possibles à SR250. Je suis malheureusement entouré de collines dans les 3/4 des directions donc j'ai très peu de possibilités pour le DX. Néanmoins, je le recevais bien jusqu'à Montreuil Belay dans le 49 ( 70km environ) en SR250 alors qu'en SR1000 rien n'était possible.
Durant le mois d'Octobre, de nombreux essais ont été fait à peu près quotidiennement et malgré une propagation souvent dérisoire, les contacts entre Rolf F9ZG dans la Manche et 3 ou 4 stations parisiennes équipées de Tutioune1600_bas_débit ont montrés que une liaison à SR250 fec 7/8 était possible tous les jours avec une distance de 250 à 300 km, alors que en SR1000 fec 1/2 cela ne passait pas et que en analogique le signal était à peine visible.
Les essais en SR 125 n'ont pas permis de faire la différence avec SR250.

B)Premières conclusions ( qui peuvent encore évoluer car on est en mode "découverte" avec la certitude que l'on n'a pas toujours les bonnes réponses du premier coup)

1) On retrouve bien les résultats de l'étude que j'avais faite en avril 2012 http://www.vivadatv.org/viewtopic.php?f=58&t=59
( et qui m'avait encore valu les foudres de l'OM qui croit toujours tout connaître):

J'avais observé que plus on descendait le SR, plus on gagnait en efficacité bien sûr, en réduisant la bande passante, cela était évident, mais plus les récepteurs DVB-S avaient des difficultés à recevoir. Cela expliquait déjà pourquoi certains récepteurs ne pouvaient pas recevoir en dessous de SR1600 ou SR1200. Le premier tri que l'on faisait était de tester si le récepteur recevait jusqu'à SR1000, la limite basse de réglage de la plupart des récepteurs.
Mais l'utilisation de boitiers idiots (j'appelle comme cela tous les récepteurs sat grand public qui ne donnent presque aucune info sur ce qui se passe, à part "niveau" et "qualité" qui ne sont jamais les même d'un récepteur à l'autre, qui n'ont donc souvent pas de signification très utile), ne permet pas à l'OM de savoir ce qui se passe, pourquoi il ne reçoit pas:
- est-ce un problème de verrouillage,
- à quelle distance en fréquence le derotator cherche?
- à quelle offset en SR le derotator cherche?
( de toute façon avec un boitiers idiot on ne sait même pas qu'un derotator est entrain de bosser...)
- le niveau exact du signal au dessus du bruit
- le S/N numérique et surtout le MER est-il suffisant.

Je milite depuis plusieurs années pour ce MER qui est une des valeurs les plus significatives, qui résume tout ce qui se passe en amont.
Le C/N est important bien sûr, il donne une bonne info sur la possibilité de ne pas recevoir- quand il est trop bas, mais il ne donne pas d'indication sur la possibilité de recevoir quand il est haut.
On voit bien que à SR250, même avec un C/N énorme, on ne reçoit rien avec un SL65 ou avec une carte Tuner S2-1600+ logiciel standard comme DVBviewer.

L'étude que j'avais faite en avril 2012 m'avait montré que, ce que l'on gagnait en diminuant le SR et qui était mis à mal par la plus grande difficulté du récepteur à bien recevoir (qui faisait baisser le MER), avait de moins en moins d'efficacité jusqu' au moment où les nuisances étaient si fortes que l'on perdait à descendre encore.
Avec la carte TT S2-1600 le croisement des 2 courbes ( gain efficacité en baissant le SR et perte sur le MER suite à la descente du SR dans une région très basse) se faisait à environ SR 800kS/s.
Cela voulait dire que avec un démodulateur pas trop vieux , assez performant on peut descendre tranquille jusqu' à SR1000 on gagne à tous les coups en efficacité finale, mais si on continue de descendre on va avoir plus de conséquences néfastes avec le comportement du démodulateur que les avantages obtenus sur le signal analogique.
Avec un logiciel standard la carte S2-1600 peut descendre à SR280 mais à partir de SR800 les difficultés qu'elle a sont plus grandes que le gain sur le signal reçu.
Une carte qui ne reçoit plus à SR1200 a du déjà commencer à avoir des difficultés à SR1500. Tout n'arrive pas d'un seul coup!
Donc même si votre récepteur reçoit à SR1000, êtes-vous sûr qu'il est encore dans sa bonne zone de travail??
Très difficile à savoir avec un boitier idiot.

D'après les tests faits en Octobre il semble bien que systématiquement, à SR1024, la carte S2-1600 avec Tutioune_bas_débit( pas Tutioune standard) bat sans problème un SL65 et reçoit ou continue de recevoir alors que la SL65 ne montre rien.
Cela reste à confirmer définitivement, mais, je dirai que c'est normal, avec les modifs nécessaires que l'on doit faire dans la gestion du démodulateur pour le bas débit et qui ne sont pas présentes dans le SL65.


2)Utilisation du FEC 7/8


Quand on a bien compris comment fonctionne toute la chaîne de réception en DVB-S, on sait que la première étape pour un récepteur est de se vérouiller sur la fréquence et le SR. C'est ce qui utilise le plus de %CPU dans un process de démodulation DVB. C'est ici que se trouve la principale difficulté due au SR très bas.
Il faut arriver à verrouiller, pour ensuite recevoir le flux, pour ensuite le corriger.
Cela ne sert à rien de rajouter plein de correction sur un flux que l'on ne reçoit pas!
Avec Tutioune, on voit de près tous les efforts faits, la recherche de l'offset en fréquence, le verrouillage en SR, le verrouillage en fréq.. On voit vite que quand on verrouille, le signal est très vite utilisable avec très peu de % de Vber error, donc il a peu besoin de correction car quand on commence à verrouiller, on a tout de suite un Vber% bas. Donc pour garder le plus de place à des data video plutôt que des data de correction, j'ai préféré partir avec cette valeur de FEC 7/8. Elle n'a pas empêché de faire des contact journaliers à plus de 250 km et propagation mauvaise.
Avec les derniers réglages du logiciel Tutioune1600_bas_débit, le verrouillage se fait un peu plus tôt, alors on pourra essayer de rajouter un peu de correction en passant à un FEC de 6/7 ou 5/6 maxi. Étant donné le comportement du démodulateur au verrouillage, une valeur plus grande de correction serait inutile et même contre productive par ses conséquences sur la qualité de la vidéo.


Résumé
- de nombreux contacts à SR 250kS/s fec 7/8 pour des distances de 250 à 300 km sans propagation, dans des conditions où la DATV SR1000 ou l'ATV ne fonctionnent pas.
- il ne semble pas très utile - pour l'instant- de descendre à SR125.



C) Les questions que l'on peut se poser:


1) comment est-il possible de recevoir avec des débits aussi bas alors que les fabricants ne l'indiquent pas ou disent le contraire?

-Si on regarde les datasheet des fabricants, leur chips démodulateurs DVB-S ne descendent pas en dessous de 1MS/s et même souvent 2MS/s.
les démodulateurs ont surtout été prévus pour recevoir des stations broadcasts qui peuvent débiter jusqu' à SR45000S/s!!
Les efforts sont donc plus faits par eux vers le haut que vers le bas.
- les firmware qui sont dans les récepteurs sat n'offrent que rarement la possibilité de descendre en dessous de SR1000. De même avec les analyseurs DVB-S ou les récepteurs pro. Donc cela aussi va encore être un frein à l'utilisation de SR bas.

Il faut donc pouvoir agir sur le firmware/software. Cela va être très difficile avec les boitiers idiots car il faut que le firmware soit ré inscriptible, que l'on ait les sources et la doc sur les chips pour intervenir dessus at surtout que les chips qui sont dedans accepte le mode de fonctionnement hors norme que l'on va lui demander. Même avec une doc complète on devra travailler au pif, car il n'y a forcément pas d'info pour des SR aussi bas qui à priori sont impossibles d'après les fabricants.

Avec Tutioune et les cartes S2-3200 et S2-1600 il m'a été plus facile de bidouiller, car
- je connais bien le logiciel Tutioune...
- ce n'est que du soft que je peux modifier/tester à volonté
- je travaille sur ces chips depuis 2010.
Maintenant après le paramétrage spécial, la TT S2-1600 peut recevoir jusqu'à SR 105kS/s alors que le fabricant indique "support 2 Msymbols/s to 45 Msymbols/s"


2) Quelle(s) solution pour recevoir en bas débit?

Pour l'instant, si vous voulez faire de la réception DVB-S à bas débit efficace ( =< 800 kS/s) je ne connais que Tutioune_bas_débit pour le faire.
Avec la carte S2-1600 fonctionne bien malgré des défauts - voir plus loin
Avec la carte S2-3200 fonctionne si on arrive à lui donner la fréquence exacte à 30 ou 40 kHz près. En effet ici le derorator ne vérouille bien que si on lui donne une valeur proche de la fréquence réelle. Donc pour l'instant utilisable pour des tests en local, mais difficile pour un usage DX.

3)Qu'est ce qui a été changé dans le fonctionnement du démodulateur pour mieux travailler à très bas débit?

principalement
- changement des valeurs des PLL du derotator et des valeurs de détection de seuil de verrouillage
- mode spécifique pour tronquer les valeurs décimales dans les algorithmes du derotator à cause d'une saturation causée par trop d'échantillons à bas SR

4) quels défauts restent-ils à corriger? quels évolutions doit-on espérer?

Bien sûr, il reste des tas de défauts et les spécialistes des critiques peuvent y aller....

Le principal:
- travailler encore pour obtenir un verrouillage plus rapide: dompter encore mieux l'algorithme du derotator pour qu'il ne cherche pas le signal à des fréquences très éloignées, car on connait nos fréquences à qques 10kHz et quand il s'est vérouillé une fois sur une fréquence, il devrait s'en souvenir et ne pas partir ailleurs lors d'un coup de QSB.

- Il faut diminuer les buffers ( mémoire tampon) dans la chaine de réception et ceux dans la chaine de décodage
En effet, les buffers ont été prévus pour des réception à grand débit et donc sont trop grands pour nos petits débits, ce qui entraine un retard dans la chaine de réception des paquets et un retard dans la chaine de décodage. Donc du boulot pour améliorer notre confort.

- il faut améliorer le décodage de la vidéo par Tutioune :
Tutioune a parfois des difficultés à reprendre un flux video qui a été interrompu par un coup de QSB.
Il y a bien la solution d'envoyer le flux à VLC en cliquant sur le bouton UDP, mais ce serait mieux que Tutioune se débrouille seul.

- il faut faire une doc complète et actualisée sur Tutioune, son installation et son fonctionnement.
Il y a bien sûr à peu près tout sur le forum, mais c'est trop dispersé. Il y a encore du temps à passer... Je vais m'y coller.

-Il faudrait pouvoir utiliser des cartes USB

J'ai commencé à m'y coller plus sérieusement depuis cet été pour 1 ou 2 tuners USB. J'ai des premiers résultats encourageants. Je me suis arrêté après le passage de Rolf F9ZG au QRA, pour retravailler la réception très bas débit avec Tutioune1600.
Dès que la version stable de Tutioune1600_bas_débit sera prête et mise en téléchargement, je refonce sur la carte USB.


Voilà on ce que on en est...

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Jean Pierre F6DZP
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