Televisión Digital standard ISDB-T Gaidos, Miguel Alfredo 2009 Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Televisión Digital Terrestre (TDT) Ventajas frente a la televisión analógica Mejor calidad de imagen y sonido Mejor aprovechamiento del espectro radioeléctrico Posibilidad de ofrecer servicios adicionales Aprovecha técnicas de compresión, codificación y corrección de errores Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Diversos standard de TDT Americano - ATSC Europeo - DVB-T Establecido en 1997 1er transmisión 1998 Japonés - ISDB-T: Establecido en 1999 1er transmisión en 2003 ISDB Integrated Service Digital Broadcasting – Terrestrial (Transmisión Digital de Servicios Integrados – Terrestre) Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Requerimientos del standard ISDB-T Alta calidad / flexibilidad del servicio Robustez / flexibilidad de recepción Movilidad / Portabilidad Transferencia de datos Uso para prevención de desastres Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Estructura del ISDB-T El transmisor se puede dividir en tres partes: Codificación de audio, video y datos (MPEG-2) Codificación de canal (códigos RS, convolucionales y entrelazamiento de bit y byte) Modulación OFDM (OFDM segmentada y entrelazamiento en tiempo y frecuencia) Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Codificación de audio, video y datos (MPEG-2) Codificación de video Codificación de audio HDTV MPEG-2 MP@HL MPEG-2 AAC SDTV MPEG-2 MP@HL LDTV H.264 BP@L 1.2 AAC-SBR Formato de datos entregado por el codificador MPEG (TS) Datos (187 bytes) Sincronización de byte (1 byte) Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Transmisor ISDB-T Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Codificación de canal Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Codificador externo Codificador Reed – Solomon abreviado RS(204,188) Código bloque sistemático Agrega 16 bytes de paridad lo que permite corregir 8 bytes erroneos Realiza operaciones aritméticas en campos finitos o de Galois Ingresan paquetes de 188 bytes Datos (187 bytes) Sincronización de byte (1 byte) Salen paquetes de 204 bytes Datos (187 bytes) Sincronización de byte (1 byte) Paridad (16 bytes) Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Adaptador de energía dispersa Objetivo: Evitar series largas de 0 o de 1. Se desordenan los datos por medio de una secuencia pseudo-aleatoria generada por: Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Entrelazamiento de Byte El sistema no funciona correctamente si la cantidad de bytes erróneos supera la capacidad de corrección (RS). Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Entrelazamiento de Byte Datos + Redundancia (203 bytes) Sincronización de byte (1 byte) Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Codificador interno Codificador convolucional con perforado Código madre: Profundidad : k =7 Tasa de codificación: 1/2 G1 = bit de entrada + D1 + D2 + D3 + D6 G2 = bit de entrada + D2 + D3 + D5 + D6 Polinomios generadores: Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Secuencia de transmisión de la Codificador convolucional con perforado: Consiste en suprimir uno de los dos bits de salida, el otro sí se transmite. Tasa de codificación Patrón de perforado Secuencia de transmisión de la Señal 1/2 (Código madre) X: 1 Y: 1 X1, Y1 2/3 X: 1 0 Y: 1 1 X1, Y1, Y2 3/4 X: 1 0 1 Y: 1 1 0 X1, Y1, Y2, X3 5/6 X: 1 0 1 0 1 Y: 1 1 0 1 0 X1, Y1, Y2, X3, Y4, X5 7/8 X: 1 0 0 0 1 0 1 Y: 1 1 1 1 0 1 0 X1, Y1, Y2, Y3, Y4, X5, Y6, X7 Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Entrelazamiento de Bit El circuito de entrelazamiento de bit es diferente de acuerdo a la modulación de portadora. Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

El siguiente diagrama corresponde a modulación 16QAM Cada una de las flechas corresponde a una portadora , el espacio entre flechas es de 40 portadoras. Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

OFDM Portadora única: 1 símbolo enviado por vez de duración TS Multiportadora: N símbolos enviados por vez de duración (N.TS) cada uno OFDM: Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales Características: Sistema multiportadora Muy robuzto frente a multipath (receptores móviles) Se basa en el algoritmo de la FFT Portadoras ortogonales equiespaciadas Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Entrelazamiento en tiempo y frecuencia 203N+N N 5 4 3 2 1 2N N+5 N+4 N+3 N+2 N+1 203N+5 203N+4 203N+3 203N+2 203N+1 Entrelazamiento en Tiempo N = 1405 (modo 1) 2809 (modo 2) 5616 (modo 3) Entrelazamiento en Frecuencia Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Modulación OFDM Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Estructura de cuadro SP: Portadoras pilotos dispersas (Recepción sincrónica) TMCC: Portadoras de información del sistema. AC: Canal auxiliar de control de transmisión Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

IFFT Transformada de Fourier de un pulso cuadrado Frecuencias ortogonales equiespaciadas a 1/T Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Intervalo de guarda Perdida de ortogonalidad entre portadoras debido a multipath Ventana de la FFT Trayectoria principal Trayectoria retrasada Símbolo N Símbolo N + 1 td Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Modulación en cuadratura + DAC Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Transmisión jerárquica – OFDM segmentado 6 MHz / 13 segmentos 1 segmento = 429 KHz Ancho de banda efectivo Capa A Capa B Capa C Cada capa jerárquica puede tener un esquema de modulación y codificación distintos. En un mismo ancho de banda se puede transmitir simultáneamente un canal para recepción móvil y un canal HD para recepción fija. Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Estructura ISDB-T Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Código convolucional (1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8) Modo Modo 1 Modo 2 Modo 3 Número de segmentos OFDM (Ns) 13 Espaciado entre portadoras 250/63 = 3.968 KHz 125/63 = 1.9841 KHz 125/126 = 0.99206 KHz Ancho de banda 6000/14 x Ns + 250/63 = 5.575 MHz 6000/14 x Ns + 125/63 = 5.573 MHz 6000/14 x Ns + 125/126 = 5.572 MHz Número de segmento modulación diferencial nd Número de segmentos de modulación sincrónica ns (ns + nd = Ns) Número de portadoras Total 108 x Ns + 1 = 1405 216 x Ns + 1 = 2809 432 x Ns + 1 = 5617 Datos 96 x Ns = 1248 192x Ns = 2496 384 x Ns = 4992 SP 9 x ns 18 x ns 36 x ns CP nd +1 TMCC ns + 5 x nd 2 x ns + 10 x nd 4 x ns + 20 x nd AC1 2 x Ns = 26 4 x Ns = 52 8 x Ns = 104 AC2 4 x nd 9 x nd 19 x nd Esquemas de modulación de portadoras QPSK, 16QAM, 64QAM, DQPSK Símbolos por frame 204 Longitud efectiva de símbolo 252 µseg 504 µseg 1.008 µseg Intervalo de guarda 63 µseg (1/4) 31.5 µseg (1/8) 15.75 µseg (1/16) 7.875 µseg (1/32) 126 µseg (1/4) 63 µseg (1/8) 31.5 µseg (1/16) 15.75 µseg (1/32) 252 µseg (1/32) Longitud del frame 64.26 mseg (1/4) 57.834 mseg (1/8) 54.621 mseg (1/16) 53.0145 mseg (1/32) 128.52 mseg (1/4) 115.668 mseg (1/8) 109.242 mseg (1/16) 106.029 mseg (1/32) 257.04 mseg (1/32) 231.336 mseg (1/4) 218.484 mseg (1/8) 212.058 mseg (1/16) Codificación interna Código convolucional (1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8) Codificación externa Reed-Solomon RS (204,188) Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales

Gracias!!! Universidad Nacional de Mar del Plata - Facultad de Ingeniería Comunicaciones Digitales