Ideato  e brevettato da Rai-CRIT, l’algoritmo SFN-Scope [6,7,8,9] permette di analizzare il segnale DVB-T SFN ricevuto in area di servizio, ed identificare le componenti individuali dei segnali emessi da tutti i trasmettitori in servizio sull’area, con i rispettivi livelli e ritardi relativi. SFN-Scope permette dunque di semplificare il controllo della qualità del segnale operato dalle squadre RaiWay, ed ottenere riscontri oggettivi alle misure di livello/ritardo che fino ad oggi erano ottenibili solo in modo “aggregato” con gli strumenti ordinari.

L’algoritmo, operando sulla porzione del segnale che contiene i Cell-Id emessi dai diversi trasmettitori, è in grado di estrarre fino a 16 diversi identificativi, utilizzando una tecnica simile a quella della ricezione MISO. In questo modo vengono ottenute le 16 misure di livello associate ai 16 trasmettitori. Inoltre, con uno speciale algoritmo di tipo compressive sensing i segnali vengono elaborati ottenendo le 16 risposte all’impulso (CIR) individuali. Tali CIR permettono all’operatore di visualizzare i ritardi differenziali di ogni singolo trasmettitore e i relativi echi.

Presso i laboratori del CRIT sono state realizzate due versioni del dimostratore SFN-Scope. Una prima versione, di tipo “High-end”, utilizza un analizzatore di segnali vettoriali, l’ Agilent/Keysight MXA, come front-end RF. Tale strumento esplica le funzioni di sintonizzatore e demodulatore professionale OFDM e rende disponibili i vettori del segnale complesso di banda base e la risposta all’impulso (CIR) globale. I vettori vengono quindi acquisiti e processati dall’algoritmo SFN-Scope su un personal computer. Qui l’operatore ha a disposizione un database di trasmettitori, fornito da RaiWay con il quale compilare la matrice di ricerca: SFN-Scope calcola le risposte all’impulso individuali relative ai singoli trasmettitori, e i relativi livelli, presentandoli in modo grafico.

E’ stata inoltre sviluppata una seconda versione, più economica, del dimostratore SFN-Scope basata sull’hardware USRP (Universal Software Radio Peripheral) della National Instruments, commercializzato per applicazioni Software Defined Radio. La demodulazione OFDM in questo caso viene eseguita totalmente a bordo del PC, insieme all’algoritmo SFN-Scope, che mantiene tutte le funzionalità della versione high-end.

Il sistema è stato dapprima validato in laboratorio con segnali SFN sintetici e con modulatori DVB-T combinati, ed è stato possibile valutare prestazioni e limiti del sistema di misura. In particolare, ritardi (postcursori e precursori), livelli reciproci, offset di frequenza e ovviamente i Cell-id hanno potuto essere variati in modo da esplorare varie configurazioni di ricezione SFN. I test hanno dimostrato che il sistema è in grado di stimare correttamente ed efficacemente le risposte all’impulso individuali di tutti i trasmettitori che partecipano alla SFN inclusi nella matrice, che siano ricevuti ad un livello al di sopra della soglia di detezione (circa -45dB rispetto al segnale principale). Il sistema è efficace anche in presenza di ritardi fino al doppio dell’intervallo di guardia. Questo risultato è di ulteriore interesse per le applicazioni di controllo della qualità del segnale in area.

Sono stati quindi eseguiti test con il segnale ricevuto in area nella zona di Torino sud (Rai-CRIT) e di Monza (Centro di Controllo RaiWay) che hanno confermato i risultati di laboratorio. Nel caso di Torino, sette degli otto trasmettitori ricevibili sono stati correttamente estratti ed identificati; per l’ottavo non è stato possibile in quanto ricevuto ad un livello al di sotto della soglia di detezione. Nel caso di Monza, tre dei quattro trasmettitori in servizio sono stati correttamente estratti ed identificati; il quarto risultava sotto soglia.

SFN-Scope, ideato e sviluppato in Rai-CRIT, ha dimostrato di essere efficace per l’analisi avanzata del segnale SFN DVB-T. Il prototipo sviluppato ha permesso di valutarne le prestazioni e i limiti, e costituisce un reference design per possibili implementazioni all’interno di strumenti e sistemi di misura e monitoraggio. SFN-Scope è stato oggetto del contributo italiano Rai-RaiWay presso l’ ITU-R [10].