Master’s thesis is focused on SFN (Single Frequency Network) and MFN (Multi Frequency Network) networks design in digital television broadcasting based on DVB-T standard and digital radio broadcasting based on T-DAB standard. First part of the thesis is focused on the theoretical description of the MPEG-2 TS transmission, its propagation from transmitter across free space, to be decoded in the DVB-T receiver. In the second, practical part of the thesis, basic parameters of a software package for broadcast network design in RadioLab, RadioBase and Sítě SFN are introduced and the results are displayed on the digital terrain map and morphologic map. Within solution of this thesis was created signal coverage model of DVB-T digital transmitters in entire area of the Czech Republic, so called networks no. 1-4, according to its status in spring 2010, and its future expansion, which is known from TPP (Technical Plan of Conversion) document. At the conclusion of thesis there were made experiments with the modeling of transmitters’ radiated power, guard interval selection and location of DVB-T transmitters in the SFN network.

The first topic of this thesis proposes a digital negative phase shifter circuit which generates a clock with adjustable negative delays (phase shift) in order to avoid multi-locking hazards. Arbitrary negative phase can be generated by using multiplexers and voltage variable delay cells to select the required phase shift. The proposed design is implemented by 0.35 um CMOS 1P4M technology. A single-shot locking method is adopted to reduce the locking time. Most important of all, the negative phase shifter is predictable and adjustable. The simulation results show that the accuracy of the proposed design is better than 6%. The second topic is to describe a 10-bit, 80 MS/s analog-to-digital converter (ADC) for digital video broadcasting over terrestrial (DVB-T) receivers. The ADC is based on a four-channel parallel pipeline architecture which employs dynamic comparators and switch-capacitance sample-and-hold circuit to achieve high speed operation and low power consumption. Simulation results using a TSMC 0.35um 2P4M process show that the proposed ADC achieves 56dB spurious-free dynamic range (SFDR) and 9.01-bit ENOB.

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 / 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 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.

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.

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.

This thesis deals with Matlab application developed for simulation of the DVB-T channel coder and decoder. The first part of this thesis includes description of terrestrial digital video broadcasting system and comparison with analogue television. Channel coding and OFDM modulation, used in the DVB-T standard, is described in detail. Application developed in the Matlab environment is described in the second part. The application simulates data transfer of the DVB-T system. Results of the simulated transmission, using developed application are presented in the last part. Namely dependence of the BER on the S/N ratio, using various coder settings, was examined. Maximal possible data rate was determined for these various setting. All obtained values are graphically represented.

The purpose of this diploma thesis is to provide readers the deployment of IPTV solutions using free software. In this thesis the reader will familiarize with the theory of IPTV, which implies a necessary part of the system, IPTV related protocols and possible errors that can be when running the IPTV service. The work is divided into four parts. The first part discusses the theory. In theory, the reader familiarize with the definition of basic concepts, which are essential elements of the system, the protocols used in conjunction with IPTV and will also be discussed errors that may occur during operation of IPTV services. The second section outlines the architecture of which the reader can find a solution that was implemented in an experimental operation. The third section focuses on the choice of components (hardware and software) that were used in the test sytem. The variants are mentioned, from which the components were selected. The fourth section contains the actual implementation, which describes each components. At the end of the fourth part is inserted configuration files that can be used in case of repeated implementation of the solution.