Echo SFN, Link Margin, MER

Case Echo SFN: Link Margin Drop dan MER drop, BER Bagus

Salah satu masalah yang potensial terjadi pada jaringan DVB-T2 SFN adalah echo yang datang dari SFN lain dan echo yang datang dari pantulan.

Pada dasarnya STB tidak bisa membedakan echo datang dari SFN lain, ataukah datang dari pantulan. Yang jelas STB hanya tahu 2 parameter:

1. Berapa kuat echo tsb

2. Berapa jarak µs echo tsb terhadap Signal Utama t0

Dari 2 informasi tsb STB bisa tahu 2 hal:

1. Mana echo yang masih dalam batas Guard Interval (GI)

2. Mana echo yang diluar batas GI

Perhatikan gambar berikut:

Terlihat bahwa ada 4 Echo. Apa dampak 4 Echo tsb?

Echo yang berada dalam Guard Interval pada dasarnya sedikit berdampak ke penerimaan siaran, asalkan sinyal utama cukup tinggi level nya dibandingkan sinyal echo, dan jarak kedatangan echo tidak 0 µs.

Mengapa MER turun?

Receiver OFDM melakukan channel equalization. Echo yang masih dalam GI dianggap bagian dari kanal: channel impulse response

Equalizer akan mengompensasi: main signal + echo

Akibatnya konstelasi masih cukup rapi.

Contoh perubahan MER:

Kondisi MER

tanpa echo 29 dB

echo -3 dB 27 dB

MER akan turun jika ada echo. Perhatikan gambar hasil alat ukur sbb:

Bagaimana BER dan Link Margin

RF signal
↓
Demodulator
↓
Pre-LDPC BER (bBER) ← BER sebelum LDPC
↓
LDPC decoder
↓
Pre-BCH BER (LBER) ← BER setelah LDPC
↓
BCH decoder (BER setelah BCH)
↓
BBFER / Post-FEC error

Singkatan	Arti &	Fungsi

BCH

(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem

)-> koreksi error terakhir

BBFER

(BaseBand Frame Error Rate)

-> jumlah frame data yang gagal

LDPC Dedoder itu mesin FEC yang bekerja untuk memperbaiki bit-bit yang rusak. Tapi "bekerja"nya LDPC Decoder ini bukan gratis. Dia akan memerlukan tenaga. Semakin berat kerja dia semakin banyak energi Link Margin yang disedot. Hasil akhirnya BER tetap bagus, tapi Link Margin akan drop.

Case Perbandingan:

Sebagai contoh: Ch 24, terlihat CBER jelek tapi LM bagus. Kenapa?

CBER adalah coded BER (artinya sebelum dilakukan perbaikan oleh LDPC dan BCH) alias = PreLDPCBER. 

Terlihat bahwa PreLDPCBER 1.2x10^-3 (jelek). Tapi setelah ada proses perbaikan FEC, maka BBFER (Base Band Frame Error Rate) nya akan naik 1x10^-6 (bagus). Namun Link Margin akan turun jadi 10.2 dB. 

MER Minumum 17.3 dB

Ada fenomeda lain terhadap Link Margin ini. Jika diperhatikan di perangkat GSERTEL Hexylon (perhatikan gambar diatas), antara C/N ke MER memang tidak ada pola nya. Selisih antara C/N dengan MER bervariasi: 

14.4 dB (CH 24) 

19.8 dB (CH 26) 

16.1 dB (CH 28) 

21.9 dB (CH 31) 

18.6 dB (CH 34)

Sedangkan selisih antara MER dan Link Margin selalu 17.3 dB, maka bisa disimpulkan sbb:

Batas MER 17.3 dB maka Link Margin = 0

Jika Link Margin dinginkan 10 dB, maka MER minimum adalah 27.3 dB. Jika MER ditetapkan 21 dB maka Link Margin tersisa = 3.7 dB.

Hal ini terkonfirmasi dari penelitian empiris dari paper ini:

Dalam paper tsb dikatakan bahwa:

  MER normal ≈ 17 dB pada kondisi tanpa gangguan.

  Pada delay 0 µs, MER drop sekitar 6 dB → menjadi sekitar 11 dB. Ini adalah efek echo delay 0 µs, yaitu dua sinyal SFN datang bersamaan dengan level sama → interferensi maksimum.

  MER minimum ≈ 8 dB untuk sebagian besar delay.

  Pada delay 0 µs, MER minimum juga naik sekitar 6 dB → menjadi sekitar 14 dB. Artinya receiver butuh MER lebih tinggi untuk tetap bisa decode.

  Korelasi MER vs delay = 0.6973 → menunjukkan hubungan kuat antara echo delay dan kualitas MER.

Hal ini juga terkonfirmasi dari laporan pengukuran TP3 sebuah Stasiun TV.

Terlihat bahwa MER 18.4 dan Link Margin tersisa hanya 1.1 dB. Link Margin yang menurun sehingga tersisa 1.1 dB menandakan adanya noise berupa echo, maupun noise lainnya.

Kesimpulan:

Link Margin = MER - 17.3 dB

MER = Link Margin + 17.3 dB

Jika di GSERTEL Link Margin menjadi hijau 10 dB, maka MER akan hijau jika diatas 27.3 dB.

<eof>