Optimierung der Robustheit und Effizienz der Datenübertragung in terrestrischen Broadcast-Netzen
Jan Zöllner
Die Steigerung der spektralen Effizienz aktueller Broadcast-Übertragungssysteme wie DVB-T2 ist wegen des bereits geringen Abstands von der Shannon-Kapazität nur noch in begrenztem Umfang möglich. Gegenstand der Arbeit ist die Identifikation verbleibender Ansätze zur Optimierung der Robustheit und Effizienz der Datenübertragung in terrestrischen Broadcast-Netzen und die Analyse des Potentials der identifizierten Ansätze. Die Optimierung ungleichmäßiger Konstellationen, als erster Ansatz, ermöglicht signifikante Gewinne im Vergleich zu den bisher verwendeten gleichmäßigen QAM-Konstellationen. Bei der Verwendung sehr großer Modulationsgrößen kann der Abstand der BICM-Kapazität der Konstellationen von der Shannon-Kapazität bis auf 0,036 b/s/Hz reduziert werden. Als zweiter untersuchter Ansatz ermöglicht Redundancy on Demand die Unterstützung terrestrischer Broadcast-Übertragungssysteme unter widrigen Empfangsbedingungen, wie dem Indoor-Empfang, durch einen zusätzlichen Übertragungswegs. Verschiedene Algorithmen zur optimalen Nutzung des unterstützenden Übertragungsweges werden ausführlich analysiert und am Beispiel von DVB-T2 ein leistungsfähiges Gesamtsystem vorgeschlagen, das für bestimmte Parameterkombinationen sehr nah am informationstheoretischen Optimum arbeitet. Neben der Optimierung der BICM-Kette ist eine Erhöhung der effektiv nutzbaren spektralen Effizienz von Broadcast-Übertragung durch die Reduktion nicht zur Nutzdatenübertragung beitragender Signalanteile möglich, und wird als dritter Ansatz untersucht. Am Beispiel der Signalisierungsdaten von DVB-T2 auf dem Physical Layer wird der resultierende Overhead diskutiert, und eine optimierte Signalisierungsstruktur vorgeschlagen.
