九十三年度建構台灣數位無線電視...

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九十三年度建構台灣數位無線電視 共同傳輸平台計畫總結案報告 財團法人公共電視文化事業基金會 中華民國 96 年 2 月 1 日

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  • 九十三年度建構台灣數位無線電視

    共同傳輸平台計畫總結案報告

    財團法人公共電視文化事業基金會

    中華民國 96年 2 月 1 日

  • 九十三年度數位無線電視共同傳輸平台計畫

    總結案報告

    -目 錄-

    壹、共同傳輸平台建設計畫⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯p.2 一、三義、南投、宜蘭、店子湖,及全省大型補隙站覆蓋區域實測評估 分析報告……………………………………………………………….……..p.3

    二、無線電視發射系統建置對行動與室內有效比例研究計畫………….…....p.27 三、行動頻道及分版播出系統建置報告……………………………………….p.80

    貳、數位多頻媒體家用平台研發………………………………...…………....p.83 「多媒體家庭娛樂平台MHP」結案報告……………………………………...….p.83

    參、行動電視數位內容軟體系統製作…………………………………….......p.89 一、行動電視服務開發執行報告………….……………………………………p.89 二、數位行動意見反映調查報告…………………………………………….…p.91 三、DiMo TV頻道節目計畫後測說明…………………………………...….…p.92 四、DiMo TV 行動公車啟用典禮結案報告……………………….………..….p.93

    肆、「主控數位電視頭端系統」MPEG 壓縮設備擴充採購……………………p.99 92 年度主控頭端設備採購案結案報告………………………………..…….…p.99

    伍、九十三年結案支出表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯p.105 陸、各項附件(各項附件皆為獨立頁碼)

    附件一、共同傳輸平台建設計畫相關附件 1-1 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告 1-2 電視發射網路規劃設計總結報告(台大慶齡工作研究中心)(前期已送件) 附件二、數位多頻媒體家用平台研發相關附件 2-1 附件一 1~4 (含新聞局數位電視共同傳輸平台「Thales MHP 系統」採購案時程

    計畫表、「即時交通資訊」與「即時氣象資訊」互動服務時程規劃)

    2-2 MHP相容性測試報告(工研院) (前期已送件) 附件三、數位行動意見反映調查報告 (前期已送件)

    (一)前測問卷企劃案與題目 (二)蓋洛普報告大高雄地區通勤族群與行動數位電視調查 (三)蓋洛普後測問卷題目 (四)高雄市公車行動電視收視滿意度調查摘要報告及完整報告 (五)針對數位機上盒所作的研究調查 附件四、公視南部數位電視行動接收測試報告 (前期已送件)

    - - 1

  • 壹、共同傳輸平台建設計畫 一、三義、南投、宜蘭、店子湖,及全省大型補隙站覆蓋區域

    實測評估分析報告

    -目錄- (一)電視共同傳輸平台成效……………………….……………...…….p.3 1、 目標

    2、 建設時程

    3、 預期成果

    4、 執行現況

    5、 實質效益

    6、 大型轉播站覆蓋區域範圍與服務人口⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯p.4 7、 六個改善站改善區域範圍與服務人口⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯p.5 8、 94 年完成三義等四大站以及南港山等六個改善站其服務涵蓋範圍、服務人口與 93 年服務涵蓋範圍、服務人口之比較……………………..…p.6

    附件一:九十四年計劃完成建置後,公視各數位發射站電波覆蓋示意圖(a)(b)(c)………...……..p.8~p.10

    附件二:94 年 8月無線數位電視傳輸平台建置完成後,各電視台數位發射站架設狀況表………….p.20

    附件三:94 年 11月無線數位電視傳輸平台建置完成後,各電視台數位發射改善站架設狀況表…...p.20

    (以下請見附件 1-1)

    附件四:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:三義轉播站

    附件五:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:南投轉播站

    附件六:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:店子湖轉播站

    附件七:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:宜蘭轉播站

    附件八:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:台北南港山改善站

    附件九:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:南投集集大山改善站

    附件十:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:北投丹鳳山改善站

    附件十一:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:基隆紅淡山改善站

    附件十二:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:屏東赤牛嶺改善站

    附件十三:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:花蓮富里改善站

    (二)共同傳輸平台計畫數位微波鏈路系統成效報告…………..p.23

    1、目標 …………………………………………………p.23 2、建設時程…………………………………………………p.23 3、工程範圍…………………………………………………p.23 4、預期效益…………………………………………………p.23 5、執行現況…………………………………………………p.24 6、實際效益…………………………………………………p.24

    - - 2

  • 一、三義、南投、宜蘭、店子湖,及全省大型補隙站覆蓋區域實測評估分析報告 廣播電視傳輸共同傳輸平台說明 (一)電視共同傳輸平台成效

    1、目標: (1)完成中部地區南投公視站、三義公視站、店子湖公視站,及宜蘭公視站等

    四處數位電視發射站,以服務中部地區和宜蘭地區收視戶。 (2)依據全台九大發射站完成建置之覆蓋地區,檢討因地形地貌而收視不良地

    區,建置台北南港山、南投集集大山、北投丹鳳山、基隆紅淡山、屏東赤

    牛嶺、花蓮富里等六個改善站,每個改善站均為五家無線電視台共塔播出

    數位電視節目。 2.、建設時程:93/7~94/12

    3、預期成果: (1) 九十四年完成公視中部地區行動電視網路,以服務中部地區(新竹至台

    中)收視戶。 (2) 九十四年完成台北南港山、南投集集大山、北投丹鳳山、基隆紅淡山、

    屏東赤牛嶺、花蓮富里等六個改善站,以服務收視不良地區收視戶。

    4、執行現況: (1) 三義公視站、南投公視站、店子湖公視站、宜蘭公視站已於九十四年八

    月上旬前已發射數位電視信號。 (2) 台北南港山、南投集集大山、北投丹鳳山、基隆紅淡山、屏東赤牛嶺、

    花蓮富里等六個改善站於九十四年十一月下旬前已發射數位電視信號。

    5、實質效益: (1) 九十四年計劃完成建置後,公視各數位發射站電波覆蓋示意圖,如附件

    一。 (2) 本計劃間接帶動台視、中視、華視、民視四家商業電視台加速建設數位

    發射站腳步,自九十二年七月以前只有十四處數位發射站,至九十三年

    五月底止,共同發射塔計有十六站,至九十四年八月五家無線電視台均

    已完成全台九各大站之數位發射機建置,並發射數位電視節目,詳附件

    二。 (3) 九十四年十一月下旬五家無線電視台均已完成六個改善站之建置,以服

    務收視不良地區收視戶,詳附件三。

    - - 3

  • 6、94 年完成大型轉播站覆蓋區域範圍與服務人口:

    站 別 地 點 發射功率 覆蓋區域 人口數 動態接收

    (平方公里) 靜態接收

    (平方公里)

    店子湖站 龍潭 3.4KW 台北縣的林口、鶯歌,龜山、八德、

    大溪、龍潭以西的桃園地區,新竹縣

    西半邊及新竹市大部分地區。 237 萬人 795 1640

    三義站 三義 3.4KW 苗栗縣西半部、新竹市南側、台中縣西北側等地區。 114 萬人 774 1661

    南投站 南投 5KW 台中縣西半部、台中市、南投縣西

    側、彰化縣、雲林縣、嘉義縣西半

    部、嘉義市西半部。 478 萬人 2429 4388

    宜蘭站 宜蘭 3.4KW 宜蘭縣蘭陽平原地區。 37 萬人 518 662

  • 7、94年完成六個改善站改善區域範圍與服務人口:

    站 別 地 點 發射功率 改善區域 人口數

    動態接收

    (平方公里)靜態接收

    (平方公里)

    基隆紅淡山站 基隆市紅淡山 100W 基隆市區、和平島、八堵。 25 萬人 33 87

    台北南港山站 台北南港山 420W 內湖、南港、文山、汐止等地區。 62 萬人 323 678

    北投丹鳳山站 北投丹鳳山 100W 除山區外北投區內各里。 16 萬人 34 162

    南投集集大山

    站 南投集集大山 420W 埔里、集集、水里、魚池等地區。 13 萬人 1635 3277

    屏東赤牛嶺站 屏東赤牛嶺 100W 滿州鄉及車城以南及沿海地區,恆春

    鎮大光等十里。 4 萬人 60 126

    花蓮富里站 大坡山 100W 玉里、富里、池上、關山、鹿野各鄉

    鎮。 6 萬人 17 159

  • 8、94 年完成三義等四大站以及南港山等六個改善站其服務涵蓋範圍、服務人口與 93 年服務涵蓋範圍、服務人口之比較:

    服務面積與人口 服務總面積及總人

    台灣土地總面積及人口

    總數 百分比

    數位電視 93年轉播發射站服務涵蓋總面積 (接收強度為電場強度≧60 dBμV/m 區域)

    10643.88 平方公里 36188 平方公里 29.4%

    數位電視 93年轉播發射站服務人口總數 (考量發射站及改善站之相互關係等客觀因素)

    1578 萬人 2260 萬人

    (92年人口總數) 69.8%

    數位電視 94年轉播發射站服務涵蓋總面積 (接收強度為電場強度≧60 dBμV/m 區域)

    14810.9 平方公里

    36188 平方公里 40.9%

    數位電視 94年轉播發射站服務人口總數 (考量發射站及改善站之相互關係等客觀因素)

    16,127,671 人 22,715,030 人

    (94年 5 月統計人口數) 71.0 %

    年度

    - - 6

  • 註:參考資料 附件一(a) 九十三年計劃完成建置後,公視各數位發射站電波覆蓋示意圖 附件一(b) 九十四年計劃完成建置後,公視各數位發射站電波覆蓋示意圖 附件一(c) 九十四年計劃完成公視各數位發射站電波覆蓋示意圖 附件二 94 年 8月無線數位電視傳輸平台建置完成後,各電視台數位發射站架設狀況表 附件三 94 年 11月無線數位發射改善站建置完成後,各電視台架設狀況表 附件四:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:三義轉播站 附件五:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:南投轉播站 附件六:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:店子湖轉播站 附件七:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:宜蘭轉播站 附件八:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:台北南港山改善站 附件九:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:南投集集大山改善站 附件十:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:北投丹鳳山改善站 附件十一:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:基隆紅淡山改善站 附件十二:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:屏東赤牛嶺改善站 附件十三:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:花蓮富里改善站

  • 附件一(a):九十二年度計劃完成建置後,公視各數位發射站電波覆蓋示意圖

    枕頭山

    - - 8

  • 附件一(b):九十三年計劃完成建置後,公視各數位發射站電波覆蓋示意圖

    - - 9

  • 附件一(c) 九十四年計劃完成公視各數位發射站電波覆蓋示意圖 三義站

    : >60 dBuv/m

    : >48 dBuv/m

    - - 10

  • 南投站

    : >60 dBuv/m

    : >48 dBuv/m

    - - 11

  • 店子湖站

    : >60 dBuv/m

    : >48 dBuv/m

    - - 12

  • 宜蘭站

    : >60 dBuv/m

    : >48 dBuv/m

    註:示意圖覆蓋範圍內,因地形關係,仍有部份區域可能收視不佳。

    - - 13

  • 台北南港山站

    : >60 dBuv/m

    : >48 dBuv/m

    - - 14

  • 南投集集大山站

    : >60 dBuv/m

    : >48 dBuv/m

    - - 15

  • 北投丹鳳山站

    : >60 dBuv/m

    : >48 dBuv/m

    - - 16

  • 基隆紅淡山站

    : >60 dBuv/m

    : >48 dBuv/m

    - - 17

  • 屏東赤牛嶺站

    : >60 dBuv/m

    : >48 dBuv/m

    - - 18

  • 花蓮富里站

    : >60 dBuv/m

    : >48 dBuv/m

    - - 19

  • 附件二: 94 年 8月無線數位電視傳輸平台建置完成各電視台數位發射站架設狀況表

    站台 華視 中視 台視 民視 公視

    1 竹子山 O O X X X 2 店子湖 X △ △ X ◇ 3 三義 O X O X ◇ 4 南投 O O X X ◇

    5 枕頭山 X X X X X 6 中寮 O O X X X 7 東帝士 X 8 宜蘭 O X X O ◇ 9 花蓮 O X X X O 10 台東 O X X X O

    備註:

    O表示 92 年 7月以前各電視台數位發射站以自行安裝完成並發射數位信號。

    X表示 92/7~93/7各電視台數位發射站已安裝完成並發射數位信號,黃色為九十二年度平台計劃架設站台

    △表示 93 年 10月以前各電視台數位發射站已安裝完成並發射數位信號。

    ◇表示 94 年 8月以前各電視台數位發射站已安裝完成並發射數位信號。

    東帝士站為建構大高雄行動網路所需

    附件三:94 年 11月無線數位發射改善站建置完成後,各電視台架設狀況表

    站台 華視 中視 台視 民視 公視

    1 台北南港山 O O O O O 2 南投集集大山 O O O O O 3 北投丹鳳山 O O O O O 4 基隆紅淡山 O O O O O 5 屏東赤牛嶺 O O O O O 6 花蓮富里 O, O O O O

    備註: O表示已安裝完成,數位信號發射中。

    - - 20

  • 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告(以下圖檔請見附件 1-1)

    附件四:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:三義轉播站 附件五:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:南投轉播站 附件六:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:店子湖轉播站 附件七:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:宜蘭轉播站 附件八:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:台北南港山改善站 附件九:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:南投集集大山改善站 附件十:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:北投丹鳳山改善站 附件十一:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:基隆紅淡山改善站 附件十二:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:屏東赤牛嶺改善站

    附件十三:公共電視 DVB-T 數位電視電場涵蓋模擬及實測報告:花蓮富里改善站

    - - 21

  • (二)、共同傳輸平台計畫數位微波中繼鏈路系統案結案報告 1、目標:

    (1) 完成五家無線電視總台利用微波中繼鏈路將數位電視訊號傳輸至台北

    南港山改善站,以作為數位電視播出之訊號源。

    (2) 完成五家無線電視中部台利用微波中繼鏈路將數位電視訊號傳輸至南

    投集集大山改善站,以作為數位電視播出之訊號源。

    2、建設時程:93年 10 月 25 日起至 94年 4 月中旬。

    3、工程範圍:

    (1) 台北南港山改善站數位微波中繼鏈路系統,係自台北五家電視總台利

    用數位微波中繼鏈路至台北南港山改善站,除公視至南港山改善站為

    雙向鏈路,以回傳各家電視台微波系統設備之狀態資料至公視總台,

    其餘各台均為單向鏈路,各家電視台再以公眾網路至公視總台擷取各

    家南港山改善站之微波系統設備之狀態資料。

    (2) 南投集集大山改善站數位微波中繼鏈路系統,係自五家電視中部台利

    用數位微波中繼鏈路至南投集集大山改善站,除公視中部站至集集大

    山改善站為雙向鏈路,以回傳各家電視台微波系統設備之狀態資料至

    公視南投站,公視南投站再將資料利用西部微波鏈路回傳至公視總

    台,其餘各台均為單向鏈路,各家電視台再以公眾網路至公視總台擷

    取各家集集大山改善站之微波系統設備之狀態資料。

    4、預期效益:

    (1) 節目訊號傳送中斷時間減少:

    在訊號傳送之BER為 1×10-6時,全系統之可靠度須達 99.99%以

    上,一年真正斷訊時間約十多分鐘,一般多半發生在深夜或清晨,而

    目前以衛星中繼方式每年平均斷訊時間約 320 分鐘。

    (2) 傳輸資料流大且可做訊號倒送:

    微波中繼可雙向傳送,可傳輸資料流的 bit rate 約為 37Mbps。衛星中繼

    為單向傳送,可傳輸資料流的 bit rate 約為 18Mbps(以目前租用

    18MHz 頻寬之衛星轉頻器換算)。

    - - 23

  • 5、執行現況:

    台北南港山改善站與南投集集大山改善站數位微波中繼鏈路系統,均於九十

    四年六月八日建置完成測試,九十四年六月二十四日驗收完成執行訊號傳輸

    工作,共同傳輸平台計畫數位微波中繼鏈路系統,詳如圖一。

    6、實際效益:

    (1) 經站台人員實際觀察,在衛星訊號經常斷訊期間,數位微波鏈路之訊號皆正常。測試資料目前持續紀錄整理中。

    (2) 微波中繼傳輸資料流約 37Mbps,以將各家電視台微波系統設備之狀態資

    料回傳至公視總台。

    - - 24

  • 竹子山站

    高雄東帝士

    萬里站 台視

    總台

    華視

    總台

    中視

    總台

    民視 總台

    公視 總台

    東湖總台 南港山站

    店子湖站

    三義站 台視 中部站 中部 中部中部 中部

    南投站 集集大山站

    枕頭山站

    表示數位訊號傳遞 表示回傳資訊

    表示使用專線回傳資訊

    中寮站

    圖一:共同傳輸平

    - -

    中視

    示數位

    計畫

    華視

    微波中

    數位微

    民視

    繼訊號傳

    波中

    公視

    繼鏈路系統

    25

  • 二、無線電視發射系統建置對行動與室內有效比例研究計畫

    電視廣播數位化是世界發展趨勢,本會為因應政府推動地面廣播數位化,積極完成建

    置全國數位電視發射站台,以促進產業發展,提升國家競爭力,由於歐規DVB-T 系統之調

    變方式採用 COFDM調變,其調變訊號能有效防止多路徑干擾(Multipath)的問題,而且

    COFDM具有行動接收的能力,因此,本會地面廣播數位系統皆採用歐規DVB-T 系統之調

    變,然而,由於室內接收環境多樣且複雜,爲能瞭解數位電視在室內的接收情況,本會以

    現行北部地區數位電視單頻網「竹子山站、萬里站及店子湖站」涵蓋區域,量測分析室內

    室外接收情況。

    (一)竹子山站、萬里站及店子湖站數位電視單頻網發射系統:

    1. 竹子山站、萬里站及店子湖站分別位於台北市竹子山、台北市五指山及桃園縣龍潭市店子

    湖,其發射站的HAAT(海平面高度)及天線的高度如表一所示

    發射站 經緯度: HAAT(海平面高度) 天線的高度 發射功率

    竹子山轉播站E121°32'13

    N25°11'12 1040m 55m 5kW

    萬里轉播站

    E121°36'00

    N25°08'00 699m 38.5m 3kW

    店子湖轉播站

    E121°10'57

    N24°52'10 397m 65m 3kW

    表一:發射站的HAAT(海平面高度)及天線的高度

    2. 竹子山站、萬里站及店子湖站相關位置圖(如圖一 a),量測建物(公視 A棟大樓)與竹子山

    站、萬里站及店子湖站之相關地理位置(如圖一 b):

    店子湖站 萬里站

    竹子山站

    圖一 a:竹子山站、萬里站及店子湖站相關位置圖

    26

  • N

    E

    竹子山轉播站330 度方向距離13.92Km

    萬里轉播站356度方向距離6.35Km

    公視大樓

    店子湖轉播站240 度方向距離47.9Km

    公視大樓與竹子山、萬里及店子湖轉播站之相關位置圖

    圖一 b:竹子山站、萬里站及店子湖站之相關位置

    3. 竹子山站、萬里站及店子湖站數位電視單頻網發射系統架構如圖二:

    M icroW aveLink

    竹子山站

    TATM -8

    店子湖站

    TATM -8

    10 M Hz 1 pps

    DVB-TTX

    1 pps10 M Hz

    DS3

    DS3

    DS3

    ASI

    衛星

    PT5779

    SFN

    adapter

    10 M Hz 1 pps

    萬里站

    TATM -8

    1 pps10 M Hz

    GPS

    GPS

    GPS

    GPS

    東湖主控

    ASI

    ASI

    DVB-TTX

    DVB-TTX

    TATM 8

    CH26

    CH26

    CH26

    圖二:竹子山站、萬里站及店子湖站數位電視單頻網發射系統架構

    4. 竹子山站、萬里站及店子湖站數位電視單站發射系統及場形圖:

    (1)竹子山、萬里及店子湖等轉播站,其數位電視發射系統均來自本會東湖主控,利用微波

    鏈路將播出之數位電視(DS3)訊號傳送至各站台,站台接收訊號後,使用 Remux

    (TATM-8)將 DS3 轉換為 ASI 訊號餽送至發射機調變放大後由數位發射天線發射,

    其發射系統如圖三所示:

    27

  • R&SDVB-T TX

    TATM-8ASI

    MircowaveDS-3

    MircowaveDS-3 RF

    圖三:數位電視發射站發射系統

    (2) 竹子山站、萬里站及店子湖站數位電視單站發射系統天線場型圖及涵蓋圖:

    a. 竹子山站

    (a) 竹子山站天線水平場型圖,如圖四(a)

    (b) 竹子山站天線垂直場型圖,如圖四(b)

    (c) 竹子山站電場涵蓋區域預測模式(ITU-R 1546),如圖四(c)

    圖四(a):竹子山站天線水平場型圖 圖四(b):竹子山站天線垂直場型圖

    28

  • 圖四(c):竹子山站電場涵蓋區域預測模式(ITU-R 1546)

    b.萬里站

    (a)萬里站天線水平場型圖,如圖五(a)

    (b)萬里站天線垂直場型圖,如圖五(b)

    (c)電場涵蓋區域預測模式(ITU-R 1546),如圖五(c)

    圖五(a):萬里站天線水平場型圖 圖五(b):萬里站天線垂直場型圖

    29

  • 圖五(c):電場涵蓋區域預測模式(ITU-R 1546)

    c. 店子湖站

    (a)店子湖站天線水平場型圖,如圖六(a)

    (b)店子湖站天線垂直場型圖,如圖六(b)

    (c)電場涵蓋區域預測模式(ITU-R 1546),如圖六(c)

    六(a):店子湖站天線水平場型圖 圖六(b):店子湖站天線垂直場型圖

    Horizontal Radiation Pattern

    Date : 13/01/2004Station : CTS, Dien Tsu Hu

    Model : PHP14T4244

    Polarisation : Horizontal

    Frequency (MHz) : 599.00

    Directivity : 5.69 dB

    Elevation Angle : 1 degrees

    Horizontal Unit Pattern

    File = php-670.patP attern Tolerance +/- 5% of Emax

    1

    0.9

    0.8

    0.7

    0.6

    0.5

    0.4

    0.3

    0.2

    0.1

    180

    270

    0

    90

    E / Emax

    Vertical Radiation PatternDate : 13/01/2004Station : CTS, Dien Tsu HuModel : PHP14T4244Frequency (MHz) : 599.00Directivity : 10.08 dBdTilt : 1.2 degreesAzimuth Angle : 40 degreesVertical Unit Pattern : PHP-670.vup

    Angle of Depression (degrees)

    E / Emax

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

    1.0

    0.9

    0.8

    0.7

    0.6

    0.5

    0.4

    0.3

    0.2

    0.1

    0.0

    30

  • 31

    圖六(c):電場涵蓋區域預測模式(ITU-R 1546)

    d. 竹子山站、萬里站及店子湖站三站同時發射涵蓋圖,如圖七。

    圖七:竹子山站、萬里站及店子湖站三站同時發射涵蓋圖

  • 32

    (三

    內的各種環境下,數位電視信號的特性與接收情形,以作為

    室內

    )室內接收量測設備系統:

    本次量測主要在於瞭解室

    接收數位電視之參考依據,因此,本次量測使用之天線採用英國 Maxview 公司生產之

    Omni-Directional 之天線,於室內接收數位電視訊號,量測其訊號特性,此天線為水平極化

    具有全向性之天線,該天線雖屬主動型天線(Active Antenna),其對射頻訊號有 20dB 的放

    大,不過於量測實已將放大部分去除,如圖八(a),圖八(b) 是該天線在大同大學電波無反射

    室,以 545MHz 所量取到的水平極化而具全向性之場型 (radiation pattern)。

    10

    20

    30

    30

    210

    60

    240

    90

    270

    120

    300

    150

    330

    180 0

    Click at beam max. to shift to 90 dgr direction

    圖八(a):Omni-Directional 天線 圖八(b):radiation pattern

    接收部分採用 R&S 公司生產之 DVB-T Test(EFA)設備,接收無線數位電視信號,再經

    由 R

    S232 連線至 notebook computer,紀錄量測之 DVB-T Measure、Constellation 及 Frequency

    Domain、Response 及 SNR 等五項圖檔資料 (如圖九 a/b/c/d/e),量測系統如圖十。

    圖九(a):DVB-T Measure 圖九(b):Constellation 圖九(c):Frequency Domain

    圖九(d):Response 圖九(e):SNR

  • receiver

    R&S EFA

    DVB-T

    Test

    receiver

    notebook

    computer

    STB

    Monitor

    圖十:量測系統圖

    (四)無線通訊傳播通道特性:

    無線通訊傳播必須透過介質來傳送,而介質的特性會影響傳送訊號的能力,因此,爲確保

    各基地台在其服務範圍內其電波涵蓋(RF coverage)範圍可以達到滿意的程度,而電波涵蓋範

    圍是由收發天線及傳播路徑介質之特性來決定,鏈路預算(link budget)即是在已知發射端與

    接收端間對接收功率的計算,鏈路預算(link budget)公式表示如下:

    Pr=Pt+Gt+Gr-Lp-Mf (dB)

    Pr表示接收功率 (dBm)

    Pt表示發射功率 (dBm)

    Gt表示發射天線增益 (dB)

    Gr表示接收天線增益 (dB)

    Lp表示傳播損失(propagation loss) (dB)

    Mf表示衰落差額(fade margin) (dB)

    公式中發射功率Pt的數值是以發射機產生之電功率送至天線的大小,而天線增益Gt、Gr表示

    天線在任何一個仰角和方位角所發射或接收之功率增益的大小,傳播損失Lp (propagation loss)

    表示信號在發射天線與接收天線間傳送所造成的損失,衰落差額Mf (fade margin)表示接收功

    率在平均位階上的變動以維持漣路品質所必須保有之信號強度。

    傳播損失Lp (propagation loss)與系統和位置有密切關係,包含天線高度、地形、地物等,

    衰落差額(fade margin)在接收功率平均位階上的變動,包含發射機與接收機間有大型障礙物

    如大樓、山岳等所產生的陰影衰落(shadow fading)和抵達接收端接收的多重路徑無線電波之

    建設性增強和破壞性所造成的快速衰落(fast fading),任何的通訊系統所傳送的訊號與所接收

    的訊號會因訊號的衰落而有所差異,對類比訊號來說,衰落會降低訊號的品質,而對數位

    訊號,其衰落不僅會降低接收電場強度,同時位元的錯誤率也會增加。

    多重路徑信號在距離一個波長內之兩點間其信號位階會產生巨大的變動,對一個已知

    的系統來說,快速衰落差額,被包括在其最小需要接收信號功率內,關係著系統所設計之

    降低信號衰落之技術,而陰影衰落是利用在當地平均功率信號強度的隨機變數之標準差和

    隨機密度函數來表示,其關係著每個傳輸環境的特性。

    1. 自由空間傳播模式:

    無線訊號傳播其電波在自由空間的傳播是電波傳播中最基本最簡單的一種,在自由

    空間傳播條件下,傳播損失和發射天線與接收天線間之距離d、頻率f以及天線增益

    有密切關係,此傳播的公式即為有名的Friis方程式,並以傳播損失LF來表示:

    33

  • 34

    LF=32.45+20logf+20logd-10logGt-10logGr

    因此,接收信號強度的運算式為:

    Pr=Pr-Ls+Gt+Gr+ΔHRP +ΔVRP +Lt-Lr (dBm)

    Pt:接收信號強度

    Pr:發射信號強度

    Ls:路徑損失

    Gt:發射天線增益

    Gr:接收天線最大增益

    ΔHRP:天線於某一方向水平增益

    ΔVRP:天線於某一方向垂直增益

    Lt:發射系統餽線損失

    Lr:接收天線餽線損失

    2. 最小接收信號場強與 C/N 比之關係

    (1) 依據 March 1998 DVB Document A037 「Implementation Guideline for DVB-T

    Transmission Aspects」,接收端接收到最小信號位準的雜訊公式:

    Us min =Ps min+120+10log(Zi)

    =(Pn + C/N)+120+10log(Zi)

    =【(F+10log(K*T0*B))+C/N】+120+10log(Zi)

    B :Receiver noise bandwidth 【Hz】

    F :Receiver noise figure 【dB】

    C/N:RF signal to noise ratio required by the system 【dB】

    Zi :Receiver input impedance 【75Ω】

    K :Boltzmann's Constant=1.38*10-23 Ws/K

    T0 :Absolute temperature=290K

    Ps min:Minimum receiver signal input power 【dBW】

    Pn :receiver noise input power 【dBW】

    Us min:Minimum equivalent receiver input voltage into Zi 【dBμv】

    (2) 接收最小信號位準的雜訊所需電場強度公式:

    Emed= Pn + C/N- Aa+ Lf+Pmmn+Cl+Lh+Lb-Dg+145.8

    Emed:符合該等級所需的最小場強值要求,單位為(dBμv/m)

    Pn :receiver noise input power 【dBW】

    C/N :系統所要求之射頻信號雜訊比,單位為【dB】

    Aa :單位等效孔徑,單位為(dBm2)

    Lf :餽入損失,單位為(dB)

    Lh :高度損失,單位為(dB)

    Lb :建築物穿透損失,單位為(dB)

    Pmmn :人為損失,單位為(dB)

    Cl :地區校正參數,單位為(dB)

  • 35

    Dg :天線分級化增益,單位為(dB)

    3. 無線電波傳輸失真現象:

    通常無線電波傳播路徑損失不僅隨頻率與距離之增加而增加,而且亦會於其所經

    過之路徑中,因地形、地物或建築物之阻擋而造成信號功率衰落,使得無線電波

    的傳送充滿極大的變數與不可預期性,一般電磁波其傳播方式有直接波(Direct

    Wave)、反射波(Reflected Wave)、繞射波(Diffracted Wave)與散射波(Scattered Wave),

    因此,於無線電波傳播環境中,會因電波反射(Reflection )、折射(Refraction)以及繞

    射(Diffraction)現象,使得電波產生建設性之吸收(Absorption)或破壞性之衰落(Fading)

    現象。無線電波傳輸失真可分為兩大類:

    (1) 信號衰落(fading)失真:

    由於接收端天線通常低於周遭建築物且載波波長遠小於建築物大小,因此

    在此環境下接收天線會接收到多重路徑的電波,而此多重路徑波的和成即產

    生信號衰落現象,而此信號衰落(fading)失真將會影響接收信號品質。

    (2) 延遲散佈(delay spread)失真:

    在行動無線傳輸環境中,由於多重路徑反射現象,信號從基地台發射,接收

    端會接收不同路徑之信號電波,因為每個路徑其長度不同,抵達的時間亦不

    同,因此從基地台發射一個脈波信號,而接收端接收的不是一個脈波信號,

    而是一個散佈寬度的脈衝,此乃延遲散佈,在不同環境下所測得資料顯示平

    均延遲散佈亦不同。在數位通訊中,此延遲散佈(delay spread)失真會造成符號

    間的干擾(ISI,Intersymbol Interference),進而限制通訊頻道所能支援的最高資

    料速率。

    4. 電波傳輸的通道模型:

    一般地面廣播發射台發送無線電波訊號到接收端,其電波傳遞的通道模型,主要

    分為下列三種:

    (1) 高斯通道(Gaussian Channel):

    發射端與接收端之間,無任何障礙物或反射物,接收端接收發射台的直接信

    號,僅受加成性高斯白雜(AWGN)訊的干擾,接收環境大多在空曠的郊區,此

    現象亦可稱之為直線傳遞(Line of sight,LOS)。

    (2) 萊思通道(Ricean Channel):

    發射端與接收端之間,除接收直線傳遞(Line of sight,LOS)之電波外,另受到

    反射物所產生之多重路徑的影響,而存在多重路徑干擾問題,此接收環境大多

    在市區內的高點作固定接收,表二為 Ricean Channel Model,表中的 path1 即為

    直接波 Line of sight(LOS)。

  • 36

    Ricean Channel Model

    Path Power Loss(dB) Delay(μs) Phase( °)

    1 0 0 0

    2 15.8 0.5 336

    3 15.95 1.95 8.8

    4 17.1 3.25 174.9

    5 18.35 2.75 127

    6 18.6 0.45 339.7

    表二:Ricean Channel Model

    (3)瑞利通道(Rayleigh Channel):

    在行動無線環境裡,瑞利通道(Rayleigh Channel)被稱為多重路徑衰落,發射端

    與接收端之傳輸路徑上,因障礙物與反射物之阻擋,產生反射波、繞射波以及

    穿透波之多重路徑干擾,而無法接收直線傳遞(Line of sight,LOS)之電波,因

    此,在空間上會形成駐波對,這些駐波加在一起而形成一個不規則波衰落變

    化。此接收環境一般為室內、大樓阻擋區或山區等,表三為 Rayleigh

    Channel Model。

    Rayleigh Channel Model

    Path Power Loss(dB) Delay(μs) Phase( °)

    1 0 0.1 336

    2 0.1 1.45 8.8

    3 1.3 2.8 174.9

    4 2.55 2.3 127

    5 2.88 0 339.7

    6 3.8 0.4 36

    表三:Rayleigh Channel Model

    由表二和表三可看出,因發射端與接收端之間的傳播路徑不同,會有不同的功

    率衰減、傳遞時間延遲與相位的差異,在 Ricean Channel Model 中,有一主要的

    直接波與多個入射波,其入射波的功率都較小,而 Rayleigh Channel Model 中,

    由於無直接波,所以入射波的功率差異不會太大,因此各種入射波所造成之建

    設性和破壞性干涉會較大。

    5. 通道衰減原因:

    在萊思通道(Ricean Channel)與瑞利通道(Rayleigh Channel)中,多重路徑的傳輸干

    擾,會造成兩種衰減問題:

    (1) 空間選擇性衰減(Space-selective fading):

    假設接收端接收電波的路徑簡化成一個直接波與一個反射波的傳輸通道,如

    直接波與反射波相位相同,其接收點會造成建設性之加成效果,反之,直接

    波與反射波相位相反,再加上如振幅相同,則該接收點會造成破壞性之效

    果,多重路徑反射波對信號之影響,與波常有相對關聯,如圖十一所示。在

    1/2λ波長的倍數處,信號頻譜會受到相當的影響,信號強度的變化可達

    10~25dB。

  • Signal Strength of 3rd floor

    30.0

    35.0

    40.0

    45.0

    50.0

    55.0

    60.0

    65.0

    0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0Distance in Wavelength

    Signal Strength(dBuv)

    λ λ/2

    圖十一:多重路徑影響信號

    (2) 頻率選擇性衰減(Frequency-selective fading):

    多重路徑傳輸通道通常會造成各種頻率的成分會受到不同程度的衰減,在

    DVB-T 大頻寬信號系統中,頻譜信號易受到頻率選擇性衰減的影響,雖然

    DVB-T 中 COFDM系統,已使用通道編碼的保護,但部份頻率衰減太嚴重之

    情況下,亦會造成無法更正傳輸錯誤。

    6. 通道衰減的數學模式:

    多重路徑傳輸乃傳輸訊號因障礙物的反射或傳輸介值的改變,而造成訊號會經由

    不同路徑抵達接收端的一種效應,而這些來自不同路徑的訊號則分別遭受不同程

    度的衰減及路徑時間延遲,由於傳輸介質為時變性之關係,所以造成的衰減程度

    與路徑時間延遲也都是隨時間而變,因此,「時間延遲」為多重路徑傳輸的一項

    重要特徵。

    在時變性多重路徑通道傳輸一個時序間隔極短之脈波(pulse),而在接收端所接

    收到之訊號將會是一個脈波列(pulse train),若一再重複傳送此種脈波,則會發

    現每次所接收到之脈波列均不相同,脈波列中之個別脈波大小、形狀及個別脈波

    間之相對路徑時間延遲均有所改變(如圖十二)所示。

    37

  • Tx Rx

    path 1

    path 2

    path 3

    path 1

    path 2

    path 3

    h(a)

    A1 A4 A2 A3

    圖十二:多重路徑衰減效應

    (1) 基頻等效低通時變脈衝響應數學式子:

    對一個離散性多重路徑衰減通道而言,其基頻等效低通時變脈衝響應數學公

    式為

    Σ h(τ,t)=N(t)

    n=1

    αn(t)δ(τ-τn(t)) e Jθn(t)

    N(t) :表示多個路徑之個數

    αn(t) :表示第n個路徑之振幅或衰減因子

    τn(t) :表示第n個路徑之傳輸延遲時間

    θn(t)=2πfcτn(t):表示第n個路徑之相角,fc為載波頻率

    由上述公式中明白顯示,在多重路徑傳輸模式下,接收端所接收到之訊號包

    含來自不同路徑之個別訊號,而這些個別訊號具有不同之衰減因子與延遲時

    間,這也因此造成訊號的衰減效應,而接收端所接收到之訊號大小與個別訊

    號之相位θn有關,而這些變數為時間的函數,亦即通道的脈衝響應隨著時間

    而改變如圖十三所示。

    38

  • | h(τ,t) |

    τTime 1

    Time 2

    Time 3

    Time( n-1)

    Time n

    圖十三:時變通道脈衝響應

    (2) 多路徑無線電頻道的參數分析:

    在多路徑的情況下,漸弱會產生頻率散佈(frequency dispersion)的效應,而接收

    端移動時,漸弱會產生時間散佈(time dispersion)的效應,所謂頻道的脈衝回應

    (impulse response)其實就是功率延遲特徵,可用下面公式分析:

    =

    == N

    ii

    N

    iii

    P

    p

    1

    τ

    =

    == N

    ii

    N

    iii

    p

    P

    1

    1

    2

    τ

    22 ττσ −=d

    τ 代表平均延遲時間(average delay)或稱為mean excess delay,表示沿著路徑I傳送

    的訊號功率, iτ 是第I個訊號組成所花的時間,σd 表示root mean square delay或稱rms apread,在理想的情況下,若i≠1 時, =0,即表示只有單一路徑主要電

    波,亦即若σ

    iPd=0,則脈波沒有分佈(spreading),若σd的值很高,則表示脈波會

    擴大很多,亦代表此時接收端接收之信號為多路徑之信號,且延遲時間為不可

    忽視的問題。

    39

  • 40

    7. 無線電波信號的統計分布特性:

    無線電波信號對行動無線電環境中所接收到的場強,可用距離函數或時間函數來表

    示,由於衰落訊號(fading signal)是接收端在移動中所接收的訊號,而衰落訊號可分

    為長期衰落與短期衰落,長期衰落是由傳輸路徑上因地形起伏變化與週遭環境變

    化所引起的訊號衰落,短期衰落市由於傳播的電波受到接收端周圍障礙物的反

    射、折射所引起的多重路徑傳播干擾,長期衰落的機率分部近四對數常態機率密

    度分布函數,短期衰落的機率分部近似瑞利(Rayleigh )機率密度函數或萊思(Ricean)

    機率密度函數。

    8. 室內無線傳播通道模式:

    室內無線傳播通道會受到週遭地形地物障礙物阻擋,以及接收端建物內部環境之干擾,

    因此,室內電波會有反射、繞射與散射的作用,而產生不同的電波傳播路徑,造成

    多路徑衰落(Multi-path fading),其分布適用 Lognormal 分布。

    9. DVB-T 固定接收模式:

    歐規數位電視(DVB-T)與美規(ATSC)最大不同之特色,就是DVB-T 採用多種不同之

    調變方式、編碼率與保護區間等,因此,DVB-T 可因應各國地面無線廣播地形以及

    建築物之分佈,選擇適合的參數,以規劃基地台和用戶端之間,如室外固定接收、

    行動接收和室內接收等可行性。表四與表五即為DVB-T 6MHz 系統之固定接收模式

    中之不同參數的系統性能。

    Required C/N for 6MHz 2K Mode BER=2e-4 after

    Viterbi,QEF after Reed-Solomon Bitrate(Mbit/s)

    Modulation Code

    Rate

    Gaussian

    Channel

    Ricean

    Channel

    Rayleigh

    Channel GI=1/4 GI=1/8 GI=1/16 GI=1/32

    1/2 7.2 7.9 8.9 3.732 4.147 4.391 4.524

    2/3 8.4 9.7 11.1 4.976 5.529 5.855 6.032

    3/4 9.3 10.7 13.0 5.599 6.221 6.587 6.786

    5/6 9.5 12.0 15.9 6.221 6.912 7.318 7.54

    QPSK

    7/8 10.1 12.6 17.8 6.532 7.257 7.684 7.917

    1/2 11.4 12.7 13.8 7.465 8.294 8.782 9.048

    2/3 13.1 15.6 16.4 9.953 11.059 11.709 12.064

    3/4 14.3 16.4 18.8 11.197 12.441 13.173 13.572

    5/6 15.8 18.6 21.6 12.441 13.824 14.637 15.08

    16QAM

    7/8 16.6 20.4 23.7 13.063 14.515 15.369 15.834

    1/2 16.1 17.5 18.8 11.197 12.441 13.173 13.572

    2/3 18.9 20.5 22.7 14.929 16.588 17.564 18.096

    3/4 20.7 23.1 26.0 16.796 18.62 19.76 20.358

    5/6 22.8 25.0 29.0 18.62 20.735 21.955 22.62

    64QAM

    7/8 25.8 27.5 32.6 19.595 21.772 23.053 23.751

    Note:Quasi Error Free(QEF) means less than one uncorrected error event per hour

    corresponding to BER=1e-11 at the input of the MPEG-2 demultiplexer

    表四:歐規 DVB-T 6MHz 2K Mode 固定接收模式之量測結果

  • Required C/N for 6MHz 8K Mode BER=2e-4 after

    Viterbi,QEF after Reed-Solomon Bitrate(Mbit/s)

    Modulation Code

    Rate

    Gaussian

    Channel

    Ricean

    Channel

    Rayleigh

    Channel GI=1/4 GI=1/8 GI=1/16 GI=1/32

    1/2 7.2 7.9 8.9 3.732 4.147 4.391 4.524

    2/3 8.4 9.7 11.1 4.976 5.529 5.855 6.032

    3/4 9.3 10.9 13 5.599 6.221 6.587 6.786

    5/6 9.5 12 15.9 6.221 6.912 7.318 7.54

    QPSK

    7/8 10.1 12.6 17.8 6.532 7.257 7.684 7.917

    1/2 11.4 12.7 13.8 7.465 8.294 8.782 9.048

    2/3 13.1 15 16.4 9.953 11.059 11.709 12.064

    3/4 14.3 16.4 18.8 11.197 12.441 13.173 13.572

    5/6 15.8 18.6 21.6 12.441 13.824 14.637 15.08

    16QAM

    7/8 16.6 20.4 23.7 13.063 14.515 15.369 15.834

    1/2 16.1 17.5 18.8 11.197 12.441 13.173 13.572

    2/3 18.9 20.5 22.7 14.929 16.588 17.564 18.096

    3/4 20.7 23.1 26 16.796 18.62 19.76 20.358

    5/6 22.8 25 29 18.62 20.735 21.955 22.62

    64QAM

    7/8 25.8 27.5 32.6 19.595 21.772 23.053 23.751

    Note:Quasi Error Free(QEF) means less than one uncorrected error event per hour

    corresponding to BER=1e-11 at the input of the MPEG-2 demultiplexer

    表五:歐規 DVB-T 6MHz 8K Mode 固定接收模式之量測結果

    (五)室內接收量測結果分析:

    本次量測地點選定台北市內湖區星雲路干城一村 12樓新建國宅,內部完全净空無任何

    裝潢,訊號來自萬里轉播站、竹子山轉播站以及店子湖轉播站,量測接收中心頻率為

    545MHz 之 Channel 26數位電視訊號,量測時以 omni-directional 接到 EFA Receiver,天線架設

    於三腳架上,離地為 150cm(電視天線放置屋內之一般高度),量測該大樓 3樓與 5樓,以直

    線方式從客廳至臥室沿著走道每 5cm 為一量測點,量測總長度為 12.5m,量測點為 241 點(訊

    號來源、量測路線以及相關位置圖如圖十四 a/b/c)。

    量測時天線於量測點保持靜止約 1分鐘,並紀錄量測訊號強度,根據此訊號強度,分析

    在不同的量測距離與不同之取樣點,其接收訊號之變化,再利用統計方式分析沿著量測線其

    訊號強度之變化。

    41

  • 陽台

    客廳

    臥室主臥室

    餐廳

    臥室 廚房

    陽台

    梯廳

    陽台

    廚房臥室

    主臥室臥室

    餐廳

    客廳

    陽台陽台

    餐廳

    客廳

    陽台

    廚房臥室

    主臥室 臥室

    樓梯

    樓梯

    主臥室臥室

    陽台

    客廳

    臥室廚房

    餐廳

    陽台

    量測路徑

    浴廁

    浴廁

    4m 3m 3.6m 1.4m

    萬里站訊號

    竹子山站訊號

    店子湖站訊號

    圖十四(a):室內量測之訊號來源及量測路線

    主臥室臥室

    陽台

    客廳

    臥室廚房

    餐廳

    陽台

    量測路徑

    浴廁

    浴廁

    A(4m) B(3m) C(3.6m) D(1.4m)

    萬里站訊號

    竹子山站訊號

    店子湖站訊號

    圖十四(b):室內量測之訊號來源及量測路線

    店子湖轉播站

    239°方向

    距離 47.9Km

    萬里轉播站

    10°方向

    距離 6.35Km

    N

    干城

    大樓

    竹子山轉播站

    334°方向

    距離 13.92Km

    E

    圖十四 c:干城大樓與竹子山、萬里及店子湖轉播站之相關位置圖

    42

  • 由上圖顯示量測路徑由客廳沿著走道至浴廁,依其架構可區分為四各區塊,分別定為為A、B、C、D區塊,每一區塊因其架構不同,其接收訊號亦有所差異,此四區

    塊架構及訊號來源為:

    區塊 A:客廳至臥室約 4cm,訊號來源包含

    a、萬里站訊號:站台與量測點約為 10°方向,距離約 5.86Km,訊號進入客廳接收

    天線,須穿過一個窗戶與兩道牆壁,預期穿透衰減較大,為萬里站距量測點

    較近,訊號較強。

    b、竹子山站訊號:站台與量測點約為 334°方向,距離約 12.94Km,訊號進入客廳

    接收天線,僅穿過一道牆壁,因此,此訊號衰減較弱。

    c、店子湖站訊號:站台與量測點約為 239°方向,距離約 47.26Km,訊號進入客廳

    接收天線,須穿過另一戶房間或兩道牆壁與電梯間及走道,並且店子湖站距

    量測點較遠,訊號較弱,因此,對量測之客廳而言,預期店子湖站之訊號非

    常微弱。

    d、由上述可知,區塊A之接收數位電視訊號主要來自萬里及竹子山兩轉播站,

    其強度變化由客廳至臥室逐漸衰減。

    區塊 B:臥室至主臥室約 3cm,訊號來源包含

    a、萬里站訊號:站台與量測點約為 10°方向,距離約 5.86Km,訊號進入此量測位

    置之接收天線,須穿過一個窗戶與一道牆壁。

    b、竹子山站訊號:站台與量測點約為 334°方向,訊號進入客廳接收天線須穿過

    一個窗戶與兩道牆壁。

    c、店子湖站訊號:站台與量測點約為 239°方向,訊號進入客廳接收天線須穿過

    另一戶房間或兩道牆壁與電梯間及走道,因此,對量測之客廳而言,店子湖

    站之訊號非常微弱。

    d、由上述可知,區塊 B之接收數位電視訊號主要來自萬里及竹子山兩轉播站,

    其強度變化由於臥室靠牆壁兩邊較強,中間較弱。。

    區塊 C:主臥室至浴廁約 3.6cm,訊號來源包含

    a、萬里站訊號:站台與量測點約為 10°方向,距離約 5.86Km,訊號進入此量測位

    置之接收天線,須穿過一個窗戶與一道牆壁。

    b、竹子山站訊號:站台與量測點約為 334°方向,訊號進入客廳接收天線須穿過

    一個窗戶與兩道牆壁。

    c、店子湖站訊號:站台與量測點約為 239°方向,訊號進入客廳接收天線須穿過

    另一戶房間或兩道牆壁與電梯間及走道,因此,對量測之客廳而言,店子湖

    站之訊號非常微弱。

    d、由上述可知,區塊 C之接收數位電視訊號主要來自萬里及竹子山兩轉播站,

    其強度變化靠臥室方向至浴廁方向,其訊號逐漸衰減。

    區塊 D:主臥室至浴廁約 3.6cm,訊號來源包含

    a、萬里站訊號:站台與量測點約為 10°方向,距離約 5.86Km,訊號進入此量測位

    置之接收天線,儘穿過一道牆壁。

    b、竹子山站訊號:站台與量測點約為 334°方向,訊號進入客廳接收天線須穿過

    一個窗戶與兩道牆壁。

    c、店子湖站訊號:站台與量測點約為 239°方向,訊號進入客廳接收天線須穿過

    另一戶房間或兩道牆壁與電梯間及走道,因此,對量測之客廳而言,店子湖

    站之訊號非常微弱。

    43

  • d、由上述可知,區塊D之接收數位電視訊號主要來自萬里及竹子山兩轉播站,其強度變化靠臥室方向至浴廁外牆方向,其訊號逐漸增加。

    1. 干城一村 3樓與 5樓量測:

    本次量測分別於該大樓 3樓與 5樓隔間相同情況下,因樓層不同接收訊號強度亦不

    同,其量測接收訊號結果(如圖十五),由量測資料顯示,該大樓 3樓與 5樓量測點

    信號強度衰減深度約 10~25dB,而量測之Mean value、Median value 與 Standard

    deviation(如表六)。

    Signal Strength recoded on 3rd & 5th floors

    35.0

    40.0

    45.0

    50.0

    55.0

    60.0

    65.0

    70.0

    0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0

    Distance in Wavelength

    Signal Strength (dBuv)

    Signal Strength at 3rd floor

    Signal Strength at 5th floor

    λ

    λ/2

    區塊 C區塊 B區塊 A 區塊 D

    圖十五:干城一村 3樓與 5樓量測訊號圖

    Mean value Median value Standard deviation

    3樓 50.85dBuv 51.95 dBuv 4.60dB

    5樓 56.6 dBuv 56.9 dBuv 3.95dB

    表六:3樓與 5樓量測之Mean value、Median value 與 Standard deviation 值

    依據 Rec.ITU-R P.1546【3】digital broadcasting 的 Standard deviation 為 5.5dB,而本大樓量測

    值其 Standard deviation 較規範為佳。

    2. 量測來自萬里轉播站、竹子山轉播站及店子湖轉播站之數位電視之信號強度:

    針對量測點分別對萬里轉播站、竹子山轉播站及店子湖轉播站實際量測接收之訊號強

    度,與使用公式計算之預估值之比較,本次量測採用指向性良好之八木天線,於該大樓(12

    樓)樓頂,分別接收來自萬里轉播站、竹子山轉播站及店子湖轉播站之數位電視之信號強度如

    表七,由表中資料可推之萬里站因距離量測點較近,且未受阻擋,因此,估計值與實測值極

    為相似,而竹子山站與店子湖站,因傳輸路徑有山丘阻擋,因此,估計值與實測值相差 5dB

    至 14dB,如表七。

    44

  • 項 目 萬里轉播站 竹子山轉播站 店子湖轉播站 備 註 Pt 65.315 66.99 65.315

    Ls -102.48 -109.37 -120.62

    Gt+Lt 11.2 16.12 14.23

    ΔHRP -3.2 -3.47 -0.86

    ΔVRP -9.5 -2.92 -0.09

    Gr 6 6 6

    Lr 1.1 1.1 1.1

    -31.57 -25.55 -34.93 (dBm)

    76.43 82.45 73.07 (dBμv) Pr(計算值)

    96.43 102.45 93.07 (dBμv)

    -31.53 -31.43 -49.10 (dBm)

    76.47 76.57 58.90 (dBμv) Pr(實测值)

    96.47 96.57 78.90 (dBμv/m)

    差值 0.04 -5.88 -14.17 (dB)

    表七:接收萬里轉播站、竹子山轉播站及店子湖轉播站數位電視信號強度估計值與

    實测值之比較表

    Pt:接收信號強度

    Ls:路徑損失

    Gt:發射天線增益

    Gr:接收天線最大增益

    ΔHRP:天線於某一方向水平增益

    ΔVRP:天線於某一方向垂直增益

    Lt:發射系統餽線損失

    Lr:接收天線餽線損失

    Pr:發射信號強度

    3. 數位電視接收端所需電場強度計算:

    (1) 接收機接收到的雜訊計算:

    在 ETSI 的測試中,各項參數設定值如表八

    參 數 設定值

    Receiver Noise Figure 7dB

    Antenna Gain / Effect antenna apeture (Fixed 500MHz) 10dB/-3.3dBm2

    Antenna Gain / Effect antenna apeture (Portable 500MHz) 0dB/-13.3dBm2

    Lf Feeder loss 3dB

    70% Location Correction Factor 2.9dB

    95% Location Correction Factor 9dB

    Height loss(500MHz) 12dB

    表八:ETSI 各項參數設定值

    (2) 依據接收端接收到最小信號位準的雜訊公式,

    Us min = Ps min+120+10log(Zi)=(Pn + C/N)+120+10 log(Zi)

    =【(F+10log(K*T0*B))+C/N】+120+10log(Zi)

    計算結果,如表九。

    45

  • Frequency Band Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ Equivalent noise band width B【MHz】 6 6 6 6 6

    Receiver noise figure F【dB】 7 7 7 7 7

    receiver noise input power Pn【dBW】 -130.2 -130.2 -130.2 -130.2 -130.2

    RF signal/noise ratio C/N【dB】 2 8 14 20 26

    Minimum receiver signal input power

    Ps min

    【dBW】

    -128.2 -122.2 -116.2 -110.2 -104.2

    Minimum equivalent receiver input

    voltage,75Ω Us min【dBμv】 11 17 23 29 35

    表九:Minimum equivalent input signal level to receiver

    經實際量測該大樓 1樓、3樓、5樓室外及頂樓之 C/N 與 receiver input voltage 如表十,我們可發現以干城一村現有接收環境,依量測之 C/N ratio 均滿足所對應之接收信號強度。

    Measurement

    C/N【dB】 Minimum equivalent input signal

    level to receiver

    Receiver

    signal level Compare

    1 floor 10.1 19.1 45.6 45.6>19.1

    3 floor 22.3 31.3 57.9 57.9>31.3

    5 floor 28.9 37.9 64.5 64.5>37.9

    Top 29.1 38.1 64.7 64.7>38.1

    表十:該大樓 1樓、3樓、5樓室外及頂樓之 C/N 與 receiver inputvoltage 比較

    (3) 接收最小信號位準的雜訊所需電場強度公式:

    依據Emed= Pn + C/N- Aa+ Lf+Pmmn+Cl+Lh+Lb-Dg+145.8 公式,計算出接收最小信號位準的

    雜訊所需電場強度如表十一:

    Fixed antenna Portable outdoor Portable indoor

    Pn -129.3 -129.3 -129.3

    Aa -3.3 -13.3 -13.3

    C/N 16 30 30

    Lf 3 0 0

    Pmmn 0 0 0

    Location

    probability 70% 2.9 2.9 4

    ClLocation

    probability 95% 9 9 14

    Lh 0 12 12

    Lb 0 0 7

    Dg 0 8 8

    EmedLocation

    probability 70% 42 67 75

    Location

    probability 95% 48 73 85

    表十一:接收最小信號位準的雜訊所需電場強度

    46

  • 依在室內接收以高度 1.5m 的天線,50 %的地區涵蓋率,500MHz 的接收頻率,在上述

    接收條件下,Gaussian Channel、Ricean Channel、Rayleigh Channel 所需最小電場強度

    (dBμv/m)如表十二:

    Modulation

    Mode

    Code Rate Gaussian

    Channel

    Ricean Channel Rayleigh

    Channel

    QPSK 1/2 55.9 56.6 57.6

    QPSK 2/3 57.1 58.4 59.8

    QPSK 3/4 58.0 59.4 61.7

    QPSK 5/6 58.2 60.7 64.6

    QPSK 7/8 58.8 61.3 66.5

    16-QAM 1/2 60.1 61.4 62.5

    16-QAM 2/3 61.8 64.3 65.1

    16-QAM 3/4 63.0 65.1 67.5

    16-QAM 5/6 64.5 67.3 70.3

    16-QAM 7/8 65.3 69.1 72.4

    64-QAM 1/2 64.8 6.2 67.5

    64-QAM 2/3 67.6 69.2 71.4

    64-QAM 3/4 69.4 71.8 74.7

    64-QAM 5/6 71.5 73.7 77.7

    64-QAM 7/8 74.5 76.2 81.3

    表十二:在室內接收以高度 1.5m 的天線,50 %的地區涵蓋率,500MHz 的接收

    頻率,所需最小電場強度(dBμv/m) 經由上表計算結果,公共電視目前發射數

    位電視訊號參數(f =545MHz、Modulation Mode 為 64-QAM、Code Rate 為 2/3),

    以 50%的地區電波涵蓋率來計算,其所需之室內接收電場強度(dBμv/m)如表十

    三:

    Modulation

    Mode

    Code

    Rate

    Gaussian

    Channel

    Ricean Channel Rayleigh

    Channel

    16-QAM 2/3 61.8 64.3 65.1

    表十三:由公式計算公共電視室內接收電場強度(dBμv/m)

    實際量測室內接收最低之電場強度(dBμv/m)如表十四:

    Modulation Mode Code Rate 電場強度(dBμv/m)

    16-QAM 2/3 70.1

    表十四:實際量測室內接收最低之電場強度(dBμv/m)

    47

  • 4. 遮蔽衰落變化程度統計: (1) 在行動無線電頻道中多路徑會產生小規模的衰落現象,因此對室內接收訊號在

    NON-LOS 之狀態下,其衰落時變統計變化符合瑞利衰落分布(Rayleigh Fading

    Distribution),其公式如下:

    ( )⎪⎭

    ⎪⎬

    ⎪⎩

    ⎪⎨

    ⎧∞≤≤⎥

    ⎤⎢⎣

    ⎡−

    =

    )0(0

    )0(2

    exp 22

    2

    pr

    rrrrp σσ

    經由量測資料分析,圖十五 a/b 表示干城一村三樓與五樓量測之瑞利訊號特

    徵分布,圖十六 a/b 表示干城一村三樓與五樓接收訊號為準機率分布直條圖,

    圖十七 a/b 表示干城一村三樓與五樓 Rayleigh Probability density function 圖,由量

    測資料分析計算干城一村三樓其訊號為準平均值為 50.85dBμv,而五樓其訊號

    為準平均值為 56.6dBμv,

    A typ ical Ray leigh fad ing envelops at 545MHz(干城一村3F)

    - 2 0 0 . 0 0

    - 1 9 0 . 0 0

    - 1 8 0 . 0 0

    - 1 7 0 . 0 0

    - 1 6 0 . 0 0

    - 1 5 0 . 0 0

    - 1 4 0 . 0 0

    - 1 3 0 . 0 0

    - 1 2 0 . 0 0

    - 1 1 0 . 0 0

    - 1 0 0 . 0 0

    - 9 0 . 0 0

    - 8 0 . 0 0

    - 7 0 . 0 0

    - 6 0 . 0 0

    - 5 0 . 0 0

    - 4 0 . 0 0

    0.00.91.82.73.64.55.56.47.38.29.110.010.911.812.713.614.515.416.417.318.219.120.020.921.8

    Wave le ngh

    Signal level(dB about rms)

    圖十五 a:干城一村三樓量測之瑞利訊號特徵分布圖

    48

  • A typical Rayleigh fading envelops at 545MHz(干城一村5F)

    -200.00

    -190.00

    -180.00

    -170.00

    -160.00

    -150.00

    -140.00

    -130.00

    -120.00

    -110.00

    -100.00

    -90.00

    -80.00

    -70.00

    -60.00

    -50.00

    -40.00

    0.1

    1.1

    2.1

    3.1

    4.1

    5.1

    6.1

    7.1

    8.1

    9.1

    10.1

    11.1

    12.1

    13.1

    14.1

    15.1

    16.1

    17.1

    18.1

    19.1

    20.1

    21.1

    Wavelengh

    Sign

    al le

    vel(d

    B a

    bout

    rm

    s)

    圖十五 b:干城一村五樓量測之瑞利訊號特徵分布圖

    干城一村3F接收訊號位準機率分布圖

    0/241

    5/241

    10/241

    14/241

    19/241

    24/241

    29/241

    34/241

    38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62

    訊號位準(dBuv)

    機率

    圖十六 a:干城一村三樓接收訊號為準機率分布直條圖

    49

  • 干城一村5F接收訊號位準機率分布圖

    0/241

    5/241

    10/241

    14/241

    19/241

    24/241

    29/241

    34/241

    40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

    訊號位準(dBuv)

    機率

    圖十六 b:干城一村五樓接收訊號為準機率分布直條圖

    Rayleigh Probability density function(干城一村3F)

    0 σ 2σ 3σ 4

    Received signal envelope voltage r (volts)

    p(r)

    σ

    圖十七 a:干城一村三樓 Rayleigh Probability density function 圖

    50

  • Rayleigh Probability density function(干城一村5F)

    0 σ 2σ 3σ 4σ

    Received signal envelope voltage r (volts)

    p(r)

    圖十七 b:干城一村五樓 Rayleigh Probability density function 圖

    (2)多重路徑效應對接收效能的影響:

    a. 在時變性多重路徑通道傳輸一個時序間隔極短之脈波(pulse),而在接收端所接

    收到之訊號將會是一個脈波列(pulse train),若一再重複傳送此種脈波,則會發

    現每次所接收到之脈波列均不相同,脈波列中之個別脈波大小、形狀及個別脈波

    間之相對路徑時間延遲均有所改變,依據量測干城一村 5樓資料,其訊號強度分

    佈如圖十七,

    Signal Strength recoded on 5th floors

    35.0

    40.0

    45.0

    50.0

    55.0

    60.0

    65.0

    70.0

    0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0

    Distance in Wavelength

    Signal Strength (dBuv)

    Signal Strength at 5th floor

    圖十七:干城一村 5樓訊號強度分佈

    51

  • 其中約在 1/2λ波長的整數倍處,信號頻譜都顯示有 Fading 現象,而此 Fading現象與路徑時間延遲息息相關。

    b. 由實際量測選擇 50 個量測結果,依rms delay(σd)公式分析如表十五:

    T.P 距離 波長 τ τ2 σd

    1 5 0.09 0.007870909 0.195906927 0.442543756

    2 10 0.18 66.06731753 13161.43108 93.7898749

    3 15 0.27 0.016457874 0.409965636 0.640074038

    4 20 0.36 0.025198568 0.620835006 0.787527802

    5 25 0.45 40.33033193 12037.84046 102.0358015

    6 30 0.55 0.010396722 0.259294257 0.509103295

    7 35 0.64 5.35738492 40.8184669 3.480932882

    8 40 0.73 171.8857387 51341.73249 147.6381567

    9 45 0.82 11.42216958 291.7781916 12.70087531

    10 50 0.91 0.479097127 2.741978189 1.585069125

    11 55 1.00 0.0475036 1.110216118 1.052596564

    12 60 1.09 6.175055248 623.8984169 24.20262609

    13 65 1.18 0.095984384 2.350035816 1.529974776

    14 70 1.27 0.233421052 4.579852519 2.127291031

    15 75 1.36 0.195192181 3.104863199 1.751217637

    16 80 1.45 0.25341524 3.099413905 1.742180995

    17 85 1.54 0.789050952 8.501439347 2.806926779

    18 90 1.64 1.032354745 4.527444458 1.860561243

    19 95 1.73 1.049275893 8.953633455 2.802258653

    20 100 1.82 0.424299585 4.913195186 2.175583841

    21 105 1.91 1.247781058 18.48615432 4.114510512

    22 110 2.00 1.237103065 29.8530312 5.321898835

    23 115 2.09 0.485486889 8.529320611 2.879865117

    24 120 2.18 1.492558405 5.416987988 1.785849208

    25 125 2.27 1.030245203 8.909529847 2.801450458

    26 130 2.36 0.776924972 7.200050968 2.568353277

    27 135 2.45 0.104287027 2.484232661 1.572690967

    28 140 2.54 0.569457298 7.264920915 2.634509309

    29 145 2.63 0.528038403 5.547770921 2.29541856

    30 150 2.73 0.177316494 3.172888692 1.772412918

    31 155 2.82 0.624524551 8.660069623 2.875767499

    32 160 2.91 1.880782678 47.93403718 6.663084399

    33 165 3.00 3.315920082 323.0511392 17.66510156

    34 170 3.09 4.624422559 454.809967 20.81885403

    35 175 3.18 0.068284503 1.704437611 1.303754132

    36 180 3.27 0.076685869 1.913966014 1.381334605

    37 185 3.36 0.073511629 1.825294049 1.34903302

    52

  • 38 190 3.45 0.076685468 1.882424219 1.369869906 39 195 3.54 0.06208015 1.503348257 1.224538408

    40 200 3.63 0.072855913 1.760808277 1.32495294

    41 205 3.72 0.424053751 5.820807148 2.375075907

    42 210 3.82 0.177726969 15.81457658 3.972781104

    43 215 3.91 0.116921585 2.854049068 1.685342224

    44 220 4.00 0.108812675 2.665209251 1.628916527

    45 225 4.09 0.428202563 7.369096102 2.680622813

    46 230 4.18 0.39213368 5.865658062 2.389955907

    47 235 4.27 0.129440971 3.13440197 1.765685987

    48 240 4.36 0.258190542 5.388062962 2.306816119

    49 245 4.45 0.449839082 10.40115115 3.193555377

    50 250 4.54 0.949733713 23.16934235 4.718829116

    表十五:量測點 1~50 response 計算rms delay(σd)

    c. 摘錄量測點 1至 30 所量測之 Response:

    53

  • 5樓量測點 1 5樓量測點 2 5樓量測點 3

    5樓量測點 4 5樓量測點 5 5樓量測點 6

    5樓量測點 7 5樓量測點 8 5樓量測點 9

    5樓量測點 10 5樓量測點 11 5樓量測點 12

    5樓量測點 13 5樓量測點 14 5樓量測點 15

    54

  • 5樓量測點 16 5樓量測點 17 5樓量測點 18

    5樓量測點 19 5樓量測點 20 5樓量測點 21

    5樓量測點 22 5樓量測點 23 5樓量測點 24

    5樓量測點 25 5樓量測點 26 5樓量測點 27

    5樓量測點 28 5樓量測點 29 5樓量測點 30

    55

  • d. 由表十五以及 response 圖檔,明顯看出受到多重路徑影響之量測點,分述如下: (a) T.P4 與T.P5 約λ/2 處,其rms delay(σd)分別為 0.787527802 與 102.0358015,

    因此,在通道的脈衝響應上T.P5(σd)突然增大,顯示此處有較多之反射

    波,而其相位與主波相反,因而產生破壞性衰落現象。

    T.P 4 T.P 5

    (b)T.P11 與T.P12 約λ處,在通道的脈衝響應圖上顯示T.P12 有多個較強之反射

    波,但其rms delay(σd)分別為 1.052596564 與 24.20262609,因此,明白顯

    示此處雖有較多的反射波,但其相位與主波相同,因而產生建設性加成效

    果。

    T.P11 T.P12

    ((c)T.P69 與 T.P80 約λ處,在通道的脈衝響應圖上顯示 T.P80 有一個較強之反

    射波,而其相位與主波相反,因而產生衰落現象。

    T.P69 T.P80

    (d) T.P149 與 T.P171 約 2λ處,在通道的脈衝響應圖上顯示 T.P171 有一個較強之

    反射波,而其相位與主波相反,因而產生衰落現象。

    56

  • 5. 量測間隔之效應:

    在無線電波傳播中,因存在遮蔽效應,為使量測資料再分析上有意義,量測間隔之選

    定,乃不可忽視,本次量測選定之大樓 3樓與 5樓,依其室內隔間,由客廳至盥洗

    室總長 12m,量測時選定以每 5、10 ,15 、20 cm 一直到 75cm 之間隔作為量測點,

    以 5cm 作為量測點之間隔,總共量測 241 個量測點,以 10cm 作為量測點之間隔,

    量測點分為單數與雙數兩部分,分別有 120 與 121 個量測點,依此類推,其量測計

    算結果,3樓(如圖十八 a/b)、5樓(如圖十九 a/b)。

    Mean observed for different spacing on 3rd floor

    47

    48

    49

    50

    51

    52

    0 2 4 6 8 10 12 14 16

    Category

    Mean (dBuv)

    圖十八(a):3樓不同量測間隔之平均信號強度分離度

    57

  • Standard deviations observed for different spacing on 3rd floor

    2

    3

    4

    5

    6

    0 2 4 6 8 10 12 14 16

    Category

    Std.Dev (dB)

    圖十八(b):3樓不同量測間隔之標準差分離度

    Mean observed for different spacing 5th floor

    54

    55

    55

    56

    56

    57

    57

    0 2 4 6 8 10 12 14 1

    Category

    Mean (dBuv)

    6

    圖十九(a):5樓不同量測間隔之平均信號強度分離度

    58

  • Standard deviations observed for different apacing on 5th floor

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    0 2 4 6 8 10 12 14 16

    Category

    Std.Dev(dB)

    圖十九(b):5樓不同量測間隔之標準差分離度

    經由干城一村 3樓與 5樓量測資料歸納分析,可發現增加量測間隔其Mean value 與 Standard

    Deviation 之 spread 會增加(如歸納分析表十六 a/b),由表中顯示出使用 5、10 ,15 、20 、

    25cm 之量測間隔,3樓之Mean value 與 Standard Deviation 之 spread 約為 0.35dB 和 0.42dB,

    而 5樓之Mean value 與 Standard Deviation 之 spread 約為 0.24dB 和 0.51dB,當量測間隔增

    加,3樓之Mean value 與 Standard deviation 之 spread 升高至 1.78dB 和 2.488dB,5樓之Mean

    value 與 Standard deviation 之 spread 升高至 2.181dB 和 2.626dB,由此可確認於此環境下具有

    意義之最小量測間隔約為 0.2 至 0.5λ。

    Spread(3樓) Spatial interval

    Mean Standard Deviation

    10cm 0.08 0.04

    15cm 0.09 0.138

    20cm 0.28 0.038

    25cm 0.35 0.420

    30cm 0.72 0.726

    35cm 1.60 0.655

    40cm 0.93 1.413

    45cm 0.87 0.910

    50cm 0.70 0.914

    55cm 1.54 1.394

    60cm 1.52 0.845

    59

  • 65cm 1.26 2.218 70cm 2.25 1.298

    75cm 1.78 2.488

    表十六(a):3樓不同之 Spatial interval Mean & Standard Deviation

    Spread (5樓) Spatial interval

    Mean Standard Deviation

    10cm 0.065 0.047

    15cm 0.11 0.278

    20cm 0.204 0.445

    25cm 0.238 0.510

    30cm 0.558 1.223

    35cm 0.380 1.730

    40cm 0.737 1.680

    45cm 0.830 1.748

    50cm 0.613 1.189

    55cm 1.35 1.428

    60cm 1.41 2.095

    65cm 1.493 1.875

    70cm 20.753 2.244

    75cm 2.181 2.626

    表十六(b):5樓不同之 Spatial interval Mean & Standard Deviation

    6. 量測取樣數之效應:

    為使量測資料於分析推論上具有顯著的意義,我們將量測之全部資料分別除以 2、4、

    8、16 及 32,得到不同之取樣數,並命名為區塊 1至 6,每區塊取樣數為:

    區塊 1:為全部 241 個量測取樣數。

    區塊 2:將全部 241 個量測取樣數除以 2,得到兩組量測取樣數,分別為 120 與 121

    個量測取樣數。

    區塊 3:將全部 241 個量測取樣數除以 4,得到三組量測取樣數,分別為三組 60 個量測

    取樣數與一組 61 個量測取樣數。

    區塊 4:將全部 241 個量測取樣數除以 8,得到四組量測取樣數,分別為七組 30 個量測

    取樣數與一組 31 個量測取樣數。

    區塊 5:將全部 241 個量測取樣數除以 16,得到四組量測取樣數,分別為十五組 15 個量

    測取樣數與一組 16 個量測取樣數。

    區塊 6:將全部 241 個量測取樣數除以 32,得到四組量測取樣數,分別為十五組 7個量

    測取樣數與十七組 8個量測取樣數。

    由量測結果分析,於 3樓不同取樣數量测資料的Mean value 與 Standard Deviation 之

    spread (如圖十七 a/b),5樓不同取樣數量测資料的Mean value 與 Standard Deviation 之

    spread (如圖十八 a/b)。

    60

  • Observed mean Vs sample s ize on 3rd floor

    47

    48

    49

    50

    51

    52

    0 1 2 3 4 5 6 7

    Category

    Mean(dBuv)

    圖十七(a):3樓不同取樣數之平均訊號強度 spread

    Standard deviations Vs sample size on 3rd floor

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    0 1 2 3 4 5 6 7

    Category

    Std.Dev (dB)

    圖十七(b):3樓不同取樣數標準差之 spread

    61

  • Observed mean Vs sample size on 5 th floor

    52

    53

    54

    55

    56

    57

    58

    0 1 2 3 4 5 6 7

    Category

    Mea

    n (d

    Buv)

    圖十八(a):5樓不同取樣數之平均訊號強度分離度

    Standard deviations Vs sample size on 5th floor

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    0 1 2 3 4 5 6 7

    Category

    Std.Dev (dB)

    圖十八(b):5樓不同取樣數標準差之分離度

    經由干城一村 3樓與 5樓量測資料歸納分析,可看出不同的取樣數有不同之平均場

    強與標準差之 spread(如歸納分析表十七 a/b),以 3樓資料顯示,其Mean value Spread

    範圍從 47.97~51.3dBμv,Standard Deviation Spread 範圍從 3.12~6.78dB,而 5樓之

    Mean value Spread 範圍從 52.36~56.98dBμv,Standard Deviation Spread 範圍從

    2.46~6.94dB,從圖中很清楚顯示,在本大樓量測環境下,Mean value 與 Standard

    deviation Spread 分別在±1dB 之所需最小取樣數為 60。

    62

  • Spread(3樓) Category 取樣數

    Mean Standard Deviation

    1 241 0 0

    2 120/121 0.082 0.004

    3 3*60/1*61 0.279 0.038

    4 7*30/1*31 0.348 1.413

    5 15*15/1*16 1.848 1.915

    6 15*7/17*8 3.329 3.63

    表十七(a):3樓不同之 Category Mean & Standard Deviation 之 Spread

    Spread (5樓) Category 取樣數

    Mean Standard Deviation

    1 241 0 0

    2 120/121 0.065 0.047

    3 3*60/1*61 0.204 0.445

    4 7*30/1*31 0.737 1.65

    5 15*15/1*16 2.513 2.602

    6 15*7/17*8 4.375 4.485

    表十七(b):5樓不同之 Category Mean & Standard Deviation 之 Spread

    7. 依上述資料顯示,最具意義之量測間隔約為 0.2 至 0.5λ,取樣數為 60,本次量測為公視

    26 CH(頻率為 545MHz,波長為 55cm),因此,延著一直線於室內量測時,所需最小量測間

    隔為 0.2λ,取樣數為 60,量測長度為 12λ,約長 6.6m 即可。

    8. 由量測資料分析,在此次量測大樓環境下,取 BER 值作統計模式分析,當 BER值小於

    2*E-4 所的到得面積百分比對應到電場測試統計的 CDF 圖表之對應值,即可推論該值為該

    大樓接收標準參考值,依據本次量測該大樓三樓資料,取 Signal Strength 作統計模式分析,

    用 BER作統計模式分析,其值小於 2*E-4 所的得之機率百分比為 0左右(如圖十九 a),對照

    Signal Strength 測試統計 CDF 圖表,其對應值約為 40 dBμv 左右,而 CDF 相對在 50%處其

    值為 50 dBμv (如圖十九 b)為該大樓三樓室內接收的參考依據,而該大樓五樓資料,取

    Signal Strength 作統計模式分析,用 BER值小於 2*E-4 所的到得機率百分比為 0左右(如圖二

    十 a),對照電場測試統計 CDF 圖表,其對應值約為 46 dBμv 左右,而 CDF 相對在 50%處

    其值為 50 dBμv (如圖二十 b)為該大樓五樓室內接收的參考依據。

    63

  • CDF of BER on 3rd floor

    0.0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    1.2

    1.0E-03 5.0E-03 2.0E-04 1.0E-05 5.0E-05 2.0E-06

    BER

    CDF

    CDF of BER on 3rd floor

    圖十九(a):3樓 BER 值小於 2*E-4 對應到電場測試統計的 CDF 圖表之對應值

    CDF of Signal Strengh on 3 floor

    0.00

    0.20

    0.40

    0.60

    0.80

    1.00

    1.20

    38 43 48 53

    Signal Strengh(dBuv)58

    CDF

    50%

    CDF of S

    50

    ignal Strengh on 3 floor

    圖十九(b):3樓 Signal Strength 與 CDF 對應值

    64

  • CDF of BER on 5th floor

    0.0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    0.7

    0.8

    0.9

    1.0

    1.1

    1.00E-03 5.00E-03 2.00E-04 1.00E-05 5.00E-05 2.00E-06

    BER

    CDF

    CDF of BER on 5th floor

    圖二十(a):5樓 BER 值小於 2*E-4 所的到得機率百分比

    CDF of Signal Strength on 5 floor

    0.00

    0.20

    0.40

    0.60

    0.80

    1.00

    1.20

    40 45 50 55

    Signal Strengh(dBuv)

    60 65

    CDF

    50%

    CDF of Sugnal Strength on 5 floor

    56

    圖二十(b):5樓 Signal Strength 與 CDF 對應值

    9. 依據台大慶齡工業研究中心研究「數位無線電視發射網路規劃設計」研究報告結果,

    竹子山萬里和店子湖發射站同時發射時所模擬出之靜態接收圖(如圖二十一),其

    中,綠色和黃色區分別為 70%和 95%兩種接收標準之值,此三站同時發射時,整體

    接收效果幾獲得相當大程度的改善,圖中可以看出不論是台北市全部或者是基隆市

    區幾乎都在 95%這個等級之上,只有少部分零星的幾個區域未達到這樣的標準,但

    65

  • 也有 70%的接收程度,因此,本次量測之干城一村,在現有環境下所的之室內接收

    的信號強度是具有參考價值。

    圖二十一:竹子山站、萬里站和店子湖發射站同時發射時所模擬出之靜態接收圖

    (六)公共電視A棟大樓量測:

    1. 本次量測地點選定公共電視A棟大樓 5樓,內部中間擺設一組會議桌左邊擺設一排公文

    鐵櫃與木櫃(詳如圖二十二),訊號來自萬里轉播站、竹子山轉播站以及店子湖轉播站,

    量測接收中心頻率為 545MHz 之 Channel 26數位電視訊號,量測時以 omni-directional 接

    到 EFA Receiver,天線架設於三腳架上,離地為 150cm(電視天線放置屋內之一般高度),

    量測該大樓 5樓會議室,以直線方式從窗邊向內延伸至強邊,沿著走道每 5cm 為一量測

    點,量測總長度為 5.7.5m,量測點為 115 點,量測時天線於量測點保持靜止約 1分鐘,

    其接收訊號之變化(如圖二十三)。

    由圖三十五接收訊號變化圖顯示,在 1/2λ波長及一個波長的整數倍處,信號頻譜都受

    到相當的影響,信號強度的變化為 9 dB。

    66

  • 量測線

    圖二十二:公共電視A棟大樓會議室內部擺設圖

    Signal Strength record on PTS 5th floor

    40

    42

    44

    46

    48

    50

    52

    54

    0 1 2 3 4 5 6 6 7 8 9 10

    Didtance in Wavelength

    Signal Strength (dBuv)

    Signal Strength at PTS 5th floor

    λ/2

    λ

    圖二十三:公共電視A棟大樓 5樓會議室訊號強度分布圖

    67

  • 2. 實際量測室內接收最低之電場強度(dBμv/m)如表十八:

    Modulation Mode Code Rate 電場強度(dBμv/m)

    16-QAM 2/3 63.1

    表十八:實際量測室內接收最低之電場強度(dBμv/m)

    3. 由量測資料取 BER 值作統計模式分析,當 BER值小於 2*E-4 所的到得面積百分比對應

    到電場測試統計的 CDF 圖表之對應值,即可推論該值為公共電視A棟大樓會議室

    室內接收標準參考值,依據資料取 Signal Strength 作統計模式分析,用 BER 作統計

    模式分析,其值小於 2*E-4 所的得之機率百分比為 0左右(如圖二十五 a),對照

    Signal Strength 測試統計 CDF 圖表,其對應值約為 43 dBμv 左右,而 CDF 相對在

    50%處其值為 48 dBμv (如圖二十五 b)為公共電視 A棟大樓會議室室內接收的參考

    依據。

    CDF of BER on PTS 5th floor

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    0.7

    0.8

    0.9

    1

    1.1

    1.2

    1.00E-03 5.00E-03 2.00E-04 1.00E-05 5.00E-05 2.00E-06 2.00E-07 2.00E-08 2.00E-09 2.00E-10

    BER

    CDF

    CDF of BER on PTS 5th floor

    圖二十五(a):BER 值小於 2*E-4 對應到電場測試統計的 CDF 圖表之對應值

    68

  • CDF of Signal Strength on PTS 5th floor

    0.00

    0.10

    0.20

    0.30

    0.40

    0.50

    0.60

    0.70

    0.80

    0.90

    1.00

    1.10

    43.0 44.0 45.0 46.0 47.0 48.0 49.0 50.0 51.0 52.0 53.0

    Signal Strength

    CDF

    CDF of Signal Strength on PTS 5th floor

    圖二十五(b):Signal Strength 與 CDF 對應值

    4. 不同樓層室內接收訊號強度比較:

    由電波傳播特性與接收環境地形地物之關係,在同一樓層一般樓層越高接收訊號強度

    越強,主要原因為樓層越高阻擋因素越不顯著,電波產生折射、反射或散射之機率

    降低,甚至高樓層可能存在 LOS(Line of sight),因此高樓層其接收訊號強度較低樓

    層為佳,表十九為使用 OMNI Direction Antenna量測公共電視A棟(九層)辦公大樓 1、

    3、5、7、9樓之 RF Level、MER 與 BER AFTER RS。

    69

  • OMNI Direction Antenna 於建物大樓內之接收場強

    Sample

    number

    RF Level

    (dBm) MER (dB)

    BER before

    VIT

    BER before

    RS

    BER

    AFTER RS

    F1 -1 -64.1 21.1 2.1E-3 0.0E+0 0.0E+0

    F1 -2 -66.1 21.0 4.1E-3 7.5E-8 5.5E-7

    F1 -3 -70.3 16.8 7.5E-3 1.1E-6 1.4E-5

    F1 -4 -72.5 17.7 8.4E-3 1.2E-7 0.0E+0

    F3 -1 -63.5 22.4 2.4E-3 0.0E+0 0.0E+0

    F3 -2 -68.1 18.9 6.1E-3 6.2E-8 0.0E+0

    F3 -3 -73.1 17.2 8.5E-3 4.0E-9 0.0E+0

    F3 -4 -76.7 15.2 1.5E-2 3.6E-7 0.0E+0

    F3 -5 -78.8 12.7 4.3E-2 2.8E-4 0.0E+0

    F5 -1 -55.4 21.9 4.1E-3 0.0E+0 0.0E+0

    F5 -2 -58.2 23.5 1.4E-3 2.1E-8 0.0E+0

    F5 -3 -61.3 13.4 3.3E-2 3.0E-4 0.0E+0

    F5 -1 -62.6 15.2 1.6E-2 3.0E-6 0.0E+0

    F5 -1 -66.0 21.2 2.5E-3 3.2E-8 0.0E+0

    F7 -1 -53.2 26.2 2.5E-3 2.0E-9 0.0E+0

    F7 -1 -58.2 25.1 1.3E-3 0.0E+0 0.0E+0

    F7 -1 -61.2 24.8 1.8E-3 6.9E-8 0.0E+0

    F7 -1 -64.2 22.3 4.2E-3 5.5E-8 0.0E+0

    F7 -1 -66.2 21.2 5.7E-3 9.1E-8 0.0E+0

    F9 -1 -47.1 33.6 1.2E-7 0.0E+0 0.0E+0

    F9 -1 -56.0 26.4 6.5E-4 3.8E-8 0.0E+0

    F9 -1 -62.5 22.2 2.5E-3 4.1