The contents of this thesis is a delineation of the European Standard ETSI EN 300 744 for terrestrial digital video broadcasting (DVB-T) and a description of created OFDM coder and decoder for baseband signal transmission in 2K mode without error correction capabilities. The proper function of both devices is verified by means of Matlab simulations and practically implemented into Texas Instruments’ digital signal processor TMS320C6711 using Starter Kits.

An automatic system for supervision of the video and audio content in digital TV broadcasts was investigated in this master’s thesis project. The main goal is to find the best and most cost effective solution for Teracom to verify that the broadcast TV content as received by remote receivers is the same as that incoming to Teracom from content providers. Different solutions to this problem will be presented. The report begins with some background information about the Swedish terrestrial digital TV network and the MPEG-2 compression standard used to transport audio and video; including a description of the DVB Systems and Transport Stream protocol. It describes two current techniques for the supervision of the audio and video content, including an evaluation of these techniques. The first solution is to monitor the video and audio content either by detecting common errors such as frozen picture, visible artifacts, or by comparing the content from two different sources, i.e. a comparison of the output and the input content. The later could be done using video fingerprinting. The second solution monitors the video and audio content indirectly by analyzing the Transport Stream. This could be done either by comparing two Transport Streams to verify that the broadcast signal is identical to the received signal or by detecting common errors in the streams. Further two new potential solutions will be presented based on the research utilizing background knowledge of the MPEG-2 compression standard. The thesis ends with a summary with conclusions and evaluations of all four solutions and future work. / Ett system för automatisk övervakning av ljud- och bildinnehåll i digitala TV sändningar var undersökt i detta exjobb. Målet är att hitta bästa och mest kostnadseffektiva lösningen för Teracom för verifiering av TV innehållet som tas emot av fjärrmottagare är densamma som Teracom får från sina tjänsteleverantörer. Olika lösningar till detta problem blir presenterade. Presentationen startar med bakgrundsinformation om Sveriges marknät för digital TV och MPEG-2 komprimeringsstandarden som används för ljud- och bildsändningar. Den kommer att inkludera en kort beskrivning av DVB system och Transport ström protokoll. Två nuvarande tekniker för övervakningen av ljud- och bildinnehåll kommer att presenteras. Första lösningen handlar om att övervaka TV innehåller antigen genom att detektera vanligast förekommande fel såsom fryst bild, tydliga artefakter eller genom en jämförelse av innehållet från två olika källor, dvs. en jämförelse av ingångs och utgångssignal. Den senare kan åstadkommas genom att använda en så kallad video fingeravtryck. Andra lösningen övervakar ljud- och bildinnehåll indirekt genom att analyser Transport strömmen. Detta görs genom en jämförelse av två Transport strömmar för verifiering om signalen är densamma samt genom detektering av vanligast förekommande fel i strömmarna. Vidare, två nya potentiella lösningar kommer att presenteras med utgångspunkt från den backgrundskunskap om MPEG-2 komprimerings standard som getts. Presentationen avslutas med en sammanfattning och utvärdering av alla fyra lösningar och framtida arbeten.

No description available.

No / This work presents a novel broadband monopole antenna for digital video broadcastingterrestrial (DVB-T) application. The proposed antenna consists of a grating patch and a concave rectangular ground plane with defected ground plane, and the Multiple Split-Ring Resonator (MSRR). The added part in the ground plane and the meta-material are used to enable the antenna height reduction for fixed ranges of operating frequency. The antenna can operate from 468 MHz to 894 MHz frequency range corresponding to 62.5% of impedance bandwidth for |S11|<-7.5 dB. Details of the proposed antenna designs and experimental results of the constructed prototypes are presented and discussed.

La deuxième génération de la norme de la Télévision Numérique Terrestre (DVB-T2), abréviation de «Digital Video Broadcasting-second generation», a été publiée par l'European Telecommunications Standards Institute (ETSI-EN 302 755) en avril 2009. Elle correspond à une extension de la norme DVB-T actuellement en cours dédiée à la diffusion de la Télévision Numérique Terrestre (TNT). La technologie DVB-T2 a vocation de satisfaire les besoins des diffuseurs terrestres qui désirent, soit de proposer des services numériques inédits lors de l'extinction de la TV analogique (plusieurs programmes TVHD multiplexés), soit d'améliorer la réception sur des téléviseurs portables à l'intérieur des bâtiments ou sur des récepteurs embarqués à bord de véhicules. La norme DVB-T2 est basée sur des principes permettant de mettre en oeuvre des réseaux SFN (Single Frequency Network). Plus précisément, des réseaux de diffusion composés de plusieurs émetteurs et diffusant sur une même fréquence un même signal avec des délais maitrisés. De plus, cette norme DVB-T2 intègre un mécanisme de codage Spatio-fréquentiel de type MISO (Multiple Input Single Output). Ce mode de codage doit améliorer les performances en termes de qualité de réception, du réseau de diffusion par rapport à des réseaux SFN à deux émetteurs, couramment utilisés dans la norme DVB-T. Cependant, à ce jour il y a peu d'évaluations réelles de l'apport d'une diffusion MISO à base de deux antennes et aucune évaluation d'une diffusion MISO dans un réseau SFN à trois ou plusieurs émetteurs. C'est dans ce contexte que se situent ces travaux de thèse. Plus particulièrement, il s'agit d'évaluer les performances des diffusions permettant dans la norme DVB-T2. Parmi les objectifs des travaux présentés dans ce manuscrit, il y a l'exploration et l'évaluation de l'apport d'une solution MISO Alamouti dans un réseau de diffusion combiné ou non à un réseau de type SFN. Nous proposons une nouvelle modélisation d'un réseau au standard DVB-T2 que l'on désigne comme un réseau SFN-MISO. Plusieurs études et résultats de simulation pour des réceptions fixes ou mobiles, ainsi que des analyses détaillées sur les performances d'une distribution MISO Alamouti dans un réseau à fréquence unique (SFN) pour un nombre variable de cas d'antennes, de codage et de modulation, sont donnés. Une exploration et évaluation d'une diversité MISO de type Tarokh est également étudiée et comparée à une approche MISO Alamouti. Le but est de déterminer et d?évaluer les réseaux de diffusion au standard DVB-T2 permettant de nouvelles méthodes de déploiement, de supervision et de diagnostics qui doivent conduire à une meilleure qualité de réception TNT tant fixe que mobile / The second generation of the Digital Terrestrial Television standard (DVB-T2) called "Digital Video Broadcasting-second generation", was published by ETSI (EN 302,755) in April 2009. This new standard is an extension of the DVB-T which is currently used for the broadcast of digital terrestrial television. The DVB-T2 is intended to meet the requirements of terrestrial broadcasters in order to either offer novel digital services after turning off the analogue TV (several HDTV programs by one multiplex) or improve the indoor portable reception of TVs and embedded receivers in vehicles. Digital Terrestrial Television (DTT) is based on SFN (Single Frequency Network) Networks. More precisely, broadcasting networks based on several transmitters which transmit on the same frequency the similar signal with controlled delays. In addition, the standard DVB-T2 proposes an encoding Space-frequency mechanism of type MISO (Multiple Input Single Output). This method of encoding provides improved performance over SFN based on two transmitters. However, there are few real evaluations of the benefit to use a MISO broadcast based on two antennas, and no evaluations of MISO in SFN network based on three and more transmitters. In this context, the works carred out in this thesis consists of evaluating the performances of the different types of broadcasting modes allowed in the standard DVB-T2. Among the objectives, the different types of networks presented in this manuscript, are to explore as far as possible the contribution of solution MISO Alamouti combined or not with SFN broadcast networks. To achieve that, we have proposed a new modeling of DVB-T2 broadcast networks. Several simulation results for fixed and mobile receptions, and detailed performance analysis of the Alamouti diversity in a Single Frequency Network (SFN) for different numbers of antennas, coding and modulation are obtained. Exploration of the MISO-Tarokh technique is also studied and compared with MISO-Alamouti in order to determine and evaluate networks allowing new methods of deployment, monitoring and diagnostic suitable for efficient fixed and mobile terrestrial broadcasting reception

La détection radar passive met à profit des émetteurs non-coopératifs, déjà présents dans l’environnement, qui transmettent des signaux de télécommunications, de type DVB-T dans l’étude présentée.Elle utilise les réflexions de ces signaux sur de potentielles cibles et les exploite comme échos radar au niveau d’un récepteur aéroporté.Ces nouveaux systèmes de détection, par nature discrets et économes en énergie et en allocation de fréquences, étendent la surveillance à la basse altitude.Si les différentes étapes des traitements classiques utilisés en radar passif terrestre (estimation du signal de référence, réjection, filtrage adapté, détection)demandent d’être réorientées sérieusement pour répondre aux contraintes liées à la réception aéroportée,il en va de même du récepteur qui doit satisfaire les exigences matérielles de la plateforme aérienne.Dans ce but, un système expérimental embarqué sur motoplanneur a été développé permettant d’acquérir des signaux réels indispensablesà la compréhension de l’impact de la propagation des signaux DVB-T.La méthode d’estimation du signal de référence proposée permet d’une part, de lutter contre les fluctuations du canal de propagation induites par les multi-trajetsen exploitant la diversité d’antenne et d’autre part, de prendre en compte les variations temporelles en s’appuyant sur la méthode BEM (Basis Expension Model).Ensuite, une analyse théorique sur la répartition du fouillis de sol est apportée.L’exploitation des signaux expérimentaux permet de la valider par une analyse dans le plan distance-Doppler et angle-Doppler.Une projection cartésienne permet de mettre en évidence des échos forts confrontés avec la vérité terrain.L’estimation du signal de référence et la connaissance de l’étalement du fouillis de sol sont les piliers fondamentaux de la détection car ces composantes représentent deux contributions à rejeter.Pour le signal de référence, une méthode classique de réjection où les coefficients du filtre sont estimés au sens des moindres carrés est mise en oeuvre.Un filtrage spatial orthogonal à la direction d’arrivée du signal de référence est ajouté afin de diminuer l’impact du bruit émis.Le large étalement en Doppler et en distance nous a conduit à rejeter le fouillis sur des périodes de corrélation plus courtes.Les travaux présentés apportent une compréhension fine de l’impact de la propagation sur les traitements de détection en radar passif aéroporté et offrent des perspectives engageantesquant à la détection de cibles de moyennes à grandes Surfaces Equivalentes Radar. / Passive radar detection benefits from non-cooperative telecommunication broadcasters, already existing in the environment, such as DVB-T broadcasters.It uses signal reflections over potential targets. An airborne receiver takes advantage of it as radar echoes.This new kind a detection system is discrete, has low energy consumption, uses already allocated frequencies and broaden radar detection to low altitudes.Due to airborne constraints, the standard signal processing steps, as the receiving system need to be adjusted.Indeed a dedicated radar has been developped in order to get experimental signal, and therefore help deepen the understanding of propagation phenomenon.The proposed reference signal estimation allows to face channel multipath induced fluctuations on the one hand, and to take into account channel time variationsthanks to Basis Expansion Model (BEM) modeling. A theoretical analysis of the clutter spread is then drawn.Experimental results confirm the expectation in the range-Doppler and angle-Doppler domain.Besides a clutter cartesian projection highlights the major reflectors, that may be confronted to the terrain truth.Reference signal estimation and clutter spread constitute two radar detection pilars, as these components have to be cancelled.So as to reject direct path, space filtering orthogonal to the direct direction is also performed to suppress the impact of the transmitted noise.Then reference signal is cancelled via a standard rejection method based on least-square filter coefficients estimation.The large Doppler and range clutter spread, lead us to reject the reference signal over shorter correlation periods.The present work gives an accurate comprehension of propagation mechanisms impact on airborne passive radar signal processing andprovides a promising perspective regarding intermediate radar cross section target detection.

Nos travaux de thèse ont pour objectif la conception, la mise en Suvre et l'évaluation d'architectures pour la mobilité et la qualité de service (QoS) dans des systèmes satellites DVB-S2/RCS. Ces systèmes peuvent constituer une solution alternative efficace aux réseaux terrestres dans des zones reculées à faible densité de population mais ils doivent pour cela offrir les mêmes services tout en tenant compte de leurs caractéristiques spécifiques, en particulier leur long délai de transmission qui peut s'avérer problématique dans le cadre d'applications multimédias interactives. Notre première contribution a donc été de développer une architecture de QoS adaptée à ce type d'applications, utilisant le modèle DiffServ et se basant essentiellement sur l'interaction entre l'architecture liée au protocole d'initiation de session SIP et différentes entités du système satellite. La QoS peut alors être configurée de façon précise au niveau des STs, par le biais de l'outil TC, en analysant les descripteurs de session SDP compris dans les messages SIP et en déduisant leurs caractéristiques (débit, gigue max, délai max, etc...) soit localement si elles sont connues, soit à partir d'un service Web que nous avons développé. Nous avons ensuite proposé et développé une solution de mobilité basée sur SIP, adaptée au système satellite ainsi qu'à la solution de QoS précédemment décrite. Les performances de cette solution ont alors été comparées, en termes de temps d'interruption et de consommation de ressources, avec celles obtenues par Mobile IPv6 et certaines de ses extensions, démontrant ainsi de réelles améliorations pour le cas des applications multimédias interactives. Enfin, notre dernière contribution a été de développer deux architectures couplant QoS et mobilité, une spécifiquement conçue pour les applications interactives et basée sur la combinaison de notre solution de mobilité SIP avec notre architecture de QoS SIP et une autre basée sur Mobile IPv6 ou FMI Pv6 et sur l'interaction d'un QoS Agent mobile avec les entités de QoS du système satellite. Ces architectures ont été évaluées et comparées sur la plateforme d'émulation PLATINE développée dans le cadre du projet SATSIX.

De par le développement de nombreux services et d’applications de localisation (positionnement des téléphones mobiles, aide à la personne…), le positionnement urbain et à l’intérieur des bâtiments représente aujourd’hui un marché important. Cependant, ces environnements sont très contraignants pour les systèmes de positionnement par satellites, à cause du blocage du signal par les bâtiments, des multitrajets, des interférences, etc. Même si des adaptations du système de positionnement par satellites existent pour réduire ces problèmes (récepteur haute-sensibilité, Assisted-GPS, évolutions système), elles ne permettent pas d’atteindre une disponibilité, une continuité et une précision suffisantes en ville et à l’intérieur des bâtiments. Quelques alternatives au positionnement par satellites permettent de compléter ce dernier dans ces environnements difficiles. Ce sont, par exemple, d’autres capteurs de position (accéléromètres, magnétomètres, gyroscopes, odomètres, laser, vidéo), ou des systèmes radio dédiés (pseudolites, RFID, UWB) ou encore des signaux d’opportunités (SO). Les SO sont des signaux de communication (par exemple : des signaux téléphonie mobile, radio, TV, Wifi) qui sont utilisés opportunément pour faire du positionnement. Bien que ces signaux ne soient pas prévus pour de telles applications, ils ont l’avantage d’être nombreux et variés dans les villes et à l’intérieur des bâtiments. De plus, ils permettent, de par leur nature, une bonne intégration des services de positionnement et de communication. Parmi tous les SO envisageable, cette thèse se concentre sur ceux basés sur la modulation « Orthogonal Frequency Division Multiplexing » (OFDM), qui apparait comme un choix évident, du fait de son incroyable popularité parmi les standards de communication actuels et futurs (Wi-Fi, WiMAX, LTE, DVB-T/H/SH, DAB, T-DMB, ISDB-T, MediaFLO utilisent tous la modulation OFDM). Parmi tous les standard existants basés sur la modulation OFDM, le standard européen « Digital Video Broascasting – Terrestrial » de télévision numérique terrestre, a été choisi comme cas d’étude dans cette thèse car sa structure est relativement simple, permettant la réutilisation du travail pour d’autres standards basés sur la modulation OFDM et qu’il est déjà opérationnel et déployé en Europe, rendant possible des tests sur signaux réels. Une méthode de mesure de pseudodistance basée sur des mesures de temps de propagation et utilisant les signaux DVB-T a été développée. Cette méthode utilise des boucles à verrouillage de retard (DLL) et prend en compte la spécificité des canaux de propagation terrestres (nombreux multitrajets, signal direct parfois absent, évanouissement du signal reçu…). Les performances de cette méthode ont été déterminées théoriquement et validées par simulation, dans un cas idéal (canal de propagation gaussien). Cette étude théorique montre notamment un écart-type de l’erreur d’estimation de la pseudodistance de l’ordre du mètre pour des SNR supérieurs à -20 dB, soit 30 à 40 dB en dessous du SNR requis pour décoder le signal TV. Les performances dans un canal réaliste ont été déterminées empiriquement grâce à des tests sur signaux réels. Un banc de test à été développé . Il permet la réception de signaux TV avec deux antennes indépendantes et est muni d’un récepteur GPS pour avoir une référence de position et fournir une référence de temps au reste du banc de test. Des mesures sur signaux réels on été réalisées dans plusieurs environnements (rural, urbain et à l’intérieur de bâtiments) en utilisant un émetteur TV synchronisé sur le temps GPS ou deux émetteurs en réseau mono-fréquence (SFN). Les résultats des mesures sur signaux réels ont montré des écart-types de l’erreur d’estimation de pseudodistance de l’ordre de la dizaine de mètres, avec de meilleures performances en environnement rural (car moins de multitrajets) et une amélioration de la performance lors de l’utilisation de la diversité d’antenne. / The recent years have shows a growing interest in urban and indoor positioning with the development of applications such as car navigation, pedestrian navigation, local search and advertising and others location-based-services (LBS). However, in urban and indoor environment the classical mean of positioning, the Global Positioning Satellite System (GNSS) has limited availability, accuracy, continuity and integrity due to signal blockage by building, intense multipath conditions and interferences from the other signals, abundant in metropolitan areas. Even some improvements of GNSS can reduce these issues (high-sensitivity receiver, assisted-GNSS, multi-constellation GNSS…), they do not permit to reach sufficient performance in deep urban and indoor environments. However, some alternatives to GNSS allow complementing it in difficult environments. They are, for example, additional sensors (accelerometers, gyrometers, magnetometers, odometers, laser, and video), radiofrequency systems dedicated to positioning (pseudolites, RFID, UWB) or signals of opportunity (SoO). SoO are telecommunication signals (as mobile phone, TV, radio, Wi-Fi) that are used opportunely to provide a positioning service. Even if these signals are not designed for such application, they have the advantages to be many and varied in urban and indoor environments. In addition they allow, by definition, a good integration of communication and positioning services. Among all the SoO available, this thesis focuses on the one based on the Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulation. This choice is motivated by the important popularity of this modulation, that has been chosen in several actual and future telecommunication and broadcasting standards (Wi-Fi, WiMAX, LTE, DVB-T/H/SH, DAB, T-DMB, ISDB-T, MediaFLO…). Among this standard using the OFDM modulation, the European standard for digital television called “Digital Video Broadcasting – Terrestrial” (DVB-T) has been selected to be studied in this thesis. The choice is motivated by the relatively simple definition of this standard, allowing reuse of the work for other OFDM standards, and also because it is already operational in Europe, allowing tests on real signals. A method to obtain ranging measurements based on timing synchronization using DVB-T signals has been developed. This method uses delay lock loops (DLL) and takes into account the specificity of the terrestrial propagation channel (many multipathes, direct signal sometimes absent, quick variation of received power…). The performance of the method has been determinate theoretically and validated by simulation, in an ideal case (i.e.; with a Gaussian propagation channel). This theoretical study has proven than the ranging error standard deviation has an order of magnitude of 1 meter, for signal to noise ratio of about -20 dB, a SNR 40 dB under the demodulation threshold of the TV signal. The performance in a realistic propagation channel has been determined on real signal. For that purpose a test bench has been developed. It allows to receive and record TV signals on two synchronized antennas and it includes and GPS receiver to record a reference position and provide a GPS time reference to the test bench. Tests on real signals have been realized in several environments (sub-urban, urban and indoor) using 1 emitter synchronized on GPS time and 2 emitters in a signal frequency network (SFN). The results of these tests on real signals showed a precision of the ranging estimation of about 10 meters with a better performance in rural environment and an improvement of the ranging estimate using antenna diversity. Finally, the thesis proves the feasibility of positioning with signal using the OFDM modulation, with a technique that can be easily tailored to other OFDM signal than DVB-T.

La technique Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) a été adoptée par plusieurs systèmes de télécommunications et de diffusion pour sa robustesse, sa capacité à transmettre de hauts débits dans des canaux radiomobiles et pour son efficacité spectrale. Cependant, les signaux OFDM sont caractérisés par des fluctuations importantes, mesurées par le rapport de la puissance crête sur la puissance moyenne (Peak to Average Power Ratio – PAPR) du signal, qui génèrent des distorsions à la sortie de l’amplificateur non-linéaire de puissance (High Power Amplifier - HPA) et ne permettent pas de l’utiliser dans sa zone optimale afin de diminuer sa consommation énergétique. La deuxième génération de la norme Digital Video Broadcasting (DVB-T2) a notamment adopté la technique Tone Reservation (TR) de réduction du PAPR. Son principe consiste à créer un noyau, à partir d’un ensemble de sous-porteuses réservées, qui est ensuite ajouté d’une manière itérative au signal OFDM de façon à réduire les pics du signal et donc son PAPR. Dans la première partie de la thèse, différents algorithmes permettant d’améliorer les performances de cette solution TR DVT-T2 sont proposés. Un premier groupe de solutions, reposant sur la même définition du noyau, comprend : la technique Partial Oversampling and Fractional Shifted Kernels (POFSK) reposant sur un sur-échantillonnage partiel du signal, la technique Dynamic Threshold (DT) qui effectue un calcul dynamique du seuil de troncature et la technique Enhanced Peak Selection (EPS) qui améliore la sélection des pics à réduire. Le deuxième groupe de solutions comprend tout d’abord la technique Individual Carrier Multiple Peaks (ICMP) qui repose sur une nouvelle définition du noyau et utilise un calcul de phase différent permettant la réduction de plusieurs pics en même temps. La technique GICMP est une version optimisée de la technique ICMP qui, en parallélisant les opérations, permet de réduire le délai de traitement et le nombre total d’itérations. Les résultats de simulations et les mesures effectuées sur une plateforme de transmission réelle montrent que, par rapport à la version TR de DVB-T2, l’algorithme GICMP offrait notamment un gain de l’ordre de 2.5 dB en termes de Modulation Error Rate – MER ou permettait une réduction de 10 % de l’énergie consommée par l’amplificateur de puissance à performances identiques. [...] / Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) has been adopted by many telecommunication and broadcasting systems for its robustness, high transmission rates, mobility and bandwidth efficiency. However, OFDM signals are characterized by high power fluctuations, measured by the Peak to Average Power Ratio (PAPR), which cause distortions at the output of the non-linear High Power Amplifier (HPA) and prevent the radio frequency designer to feed the signal at the optimal point of the HPA specifications in order to reduce the energy consumption. The second generation of Digital Video Broadcasting (DVB-T2) adopted two PAPR reduction techniques, one of them is Tone Reservation (TR). TR creates a Kernel from a reserved set of subcarriers. The kernel is then iteratively added to the OFDM signal in such a way to reduce its peaks thus reducing its PAPR. In the first part of the thesis, different algorithms offering better performances compared to the DVB-T2 TR solution are proposed. A first group of solutions introduces changes and enhancements to the TR algorithm adopted in DVB-T2 TR but keeps the same kernel definition. This group includes: the Partial Oversampling and Fractional Shifted Kernels (POFSK) technique which is based on a partial oversampling of the signal, the Dynamic Threshold (DT) technique which allows better algorithm convergence by dynamically computing the PAPR reduction threshold for every OFDM symbol, and the Enhanced Peak Selection (EPS) technique which provides additional PAPR reduction by choosing the appropriate signal peaks to reduce and the peaks to skip. The second group of solutions includes the Individual Carrier Multiple Peaks (ICMP) technique which is based on a special kernel definition that changes from one algorithm iteration to another and uses a different phase calculation approach that allows the reduction of multiple peaks at a time. GICMP is an optimized version of ICMP that allows the parallelization of iterations in such a way to reduce the processing delay and the number of algorithm iterations. The simulation results and real hardware platform measurements of the proposed algorithms showed that, compared to the DVB-T2 TR version, the GICMP algorithm allows a Modulation Error Rate – MER gain of up to 2.5 dB or a 10 % reduction in HPA consumed energy with the same performances.

Der Vortrag gibt einen Überblick zu DVB-T. Dabei wird auf Übertragungstechniken, geeignete Hardware und die Konfiguration am Beispiel von Fedora Linux vorgestellt. Ausgewählte Anwendungen runden die Präsentation ab.