APLICACIONES DE OFDM

Debido a las ventajas que ofrece OFDM tambin se lo utiliza en otros sistemas como los siguientes: Entre los sistemas que usan la modulacin OFDM destacan: Difusin de audio digital (DAB). Difusin de video digital terrestre (DVB-T). Difusin de servicios integrados digital terrestre (ISDB-T). 802.11 a, g, n. Hiper-LAN 2. La televisin digital DVT-T La radio digital DAB La radio digital de baja frecuencia DRM El protocolo de enlace ADSL El protocolo de red de rea local IEEE 802.11/g, tambin conocido como Wireless LAN y el estndar HIPERLAN2. El sistema de trasmisin inalmbrica de datos WiMax. La modulacin OFDM fue desarrollada en el seno de los programas DAB(Digital Audio Broadcasting) y DVB-T (Digital video Broadcasting-Terrestrial) del ETSI (European Telecomunications Stadars Institute).

RADIO DIFUSIN DIGITAL DE AUDIO (DAB) Y TELEVISIN DIGITAL(DVB)

La tcnica de transmisin OFDM ha sido adoptada como el nuevo estndar DAB(Digital Audio Broadcasting) y tambin para el sistema DVB-T (Digital Terrestrial video Broadcasting). Este ltimo es capaz de entregar alta definicin de vdeo a velocidades binarias de ms de 20Mbit/s. (Ho Sam, 2000, P 37).

Figura1. DVB-T TransmisorEjemplo de DVB-TLa expresin para un smbolo OFDM empezando en t = t s viene dada por:

Donde d i son smbolos modulados complejos, Ns es el nmero de subportadoras, T la duracin de smbolo, y c f la frecuencia de la subportadora. Una versin particular de (1) viene dada en el estndar DVB-T como la seal emitida. La expresin es la siguiente

TELEVISIN DIGITAL [51 y 52]

La Televisin Digital Terrestre (TDT) consiste en la aplicacin de tecnologas digitales (por ejemplo en modulacin, codificacin) a la transmisin de contenidos a travs de una antena convencional (area). El resultado va hacer una mejor calidad de imagen, mejor calidad de sonido y la posibilidad de incorporar servicios interactivos de televisin. (Nolan Kent, 2002, P. 12)

Al poder aplicar la tecnologa digital, se logra un mejor uso del espectro disponible, es as como en una banda de frecuencia en la que solo una estacin poda transmitir, ahora en esa misma banda podrn transmitir hasta cinco estaciones diferentes, esto gracias a que se puede realizar la multiplexacin de las seales. Con este antecedente, las bandas que estn siendo ocupadas actualmente por la televisin analgica quedarn libres y podrn ser asignadas para otros servicios. Las bandas de frecuencia que se pueden utilizar para la televisin digital terrestre son las mismas que las utilizadas por la televisin analgica terrestre, en las bandas de VHF y UHF. (Ho Sam, 2000, P 41).Para poder recibir la TDT (Televisin Digital Terrestre) se debe considerar tres aspectos: zona de cobertura, adaptar la instalacin de la antena y disponer de un sintonizador de TDT.

Cobertura: Se debe verificar que se est dentro de la zona de cobertura para asegurarse la recepcin de la seal de televisin digital. Sera un punto a ser tomado en cuenta al momento de optar por un estndar de TV digital. Instalacin de la antena: La seal de la televisin digital se recibe a travs de la instalacin de una antena convencional, ya sea individual o colectiva para lo cual en ciertos casos se deber hacer una pequea adaptacin, esta adaptacin corresponde a amplificadores y se los realiza por lo general en la instalacin de antenas colectivas. Sintonizador de TDT: Para poder ver los contenidos de televisin digital y acceder a los servicios adicionales es necesario disponer de un sintonizador de TDT. Hay varios tipos de sintonizadores, pero se puede hablar de dos tipos, dependiendo si se usa o no el televisor analgico.

O Sintonizador digital externo o decodificador (Set Top Box, STB)

Este sintonizador se conecta al televisor analgico existente a travs de un cable, y tambin a la antena.

Figura 2. Sintonizador digital externo Sintonizador digital integrado (IDTV)Est diseado para recibir directamente tanto la nueva televisin digital como la analgica. Con el paso del tiempo todos los televisores incorporarn los sintonizadores digitales.En la televisin digital terrestre, el sonido y las imgenes de los radiodifusores (estaciones de televisin) digitalizan y convierten en bits la informacin que luego se transmiten a travs del aire desde los centros emisores. Esta seal es recibida a travs de las antenas convencionales de los hogares y convertidas finalmente en sonido e imagen por los sintonizadores TDT. En la fig. 4.10 se muestra un esquema de este proceso. (Nolan Kent, 2002, P 19)

Figura 3. Produccin y recepcin de la seal de la televisin digital1. Produccin: Produccin y post-produccin de los contenidos audiovisuales.2. Radiodifusin: Empaquetado y emisin de los programas por los radiodifusores.3. Gestin del MUX: Combinacin de los programas y servicios digitales en un canal mltiple.4. Transmisin: Distribucin y difusin de la seal de TDT por el operador dered.5. Recepcin: Recepcin de la seal digital a travs de las antenas individuales o colectivas.6. Decodificacin: Decodificacin de la seal y presentacin de los contenidos en el televisor.7. Interactividad: Canal de retorno para la gestin de la interactividad.DVB-TUno de los estndares de mayor aceptacin en el mundo es DVB-T (Digital VideoBroadcasting - Terrestrial). Este estndar especifica los procesos de codificacin de canal y modulacin para un adecuado funcionamiento en la transmisin. DVB-T emplea un flujo de transporte MPEG -2. A dicho flujo se le aplica una secuencia de operaciones denominada Codificacin de Canal, que permite aadir redundancia y proteccin a la seal para hacerla ms robusta y poder corregir 160 errores despus de pasar por el canal de transmisin. Para el esquema de modulacin se emplea uno del tipo multiportadora, es decir OFDM. El resultado de combinar el mtodo de codificacin para correccin de errores junto con la modulacin multiportadora es una transmisin del tipo COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex). (Nolan Kent, 2002, P. 24)El sistema DVB-T es muy flexible y permite varias opciones:

-2 modos de transmisin: 2k (1705 portadoras) y 8k (6817 portadoras). 3 esquemas de modulacin: QPSK, 16QAM y 64 QAM. 5 relaciones de codificacin para proteccin interna de errores: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8. 4 longitudes para el intervalo de guarda: 1/4, 1/8, 1/16, 1/32.Esto como puntos relevantes acerca del estndar DVB-T. Ahora bien, esto estndares estn definidos para la difusin de seales de televisin a usuarios fijos, pero tambin hay contados estndares para ofrecer el servicio de televisin mvil, uno de ellos pertenece a la familia DVB, el denominado DVB-H.DVB-H (Digital Video broadcasting - Handheld) (DIFUSIN DE VIDEO DIGITAL DE MANO)

Figura 4. Telfono mvilDVB-H es una adaptacin del estndar DVB-T que permite mostrar imgenes de televisin en dispositivos mviles como PDAs, telfonos mviles y dispositivos pequeos de mano. DVB-H hace compatible la recepcin de la TV terrestre en receptores porttiles alimentados con batera. (Nolan Kent, 2002, P. 56)Las innovaciones presentadas por este estndar para la televisin mvil son:

TIME - SLICING (DIVISIN DE TIEMPO)El objetivo del time-slicing es reducir el consumo de energa promedio del terminal y ofrecer un servicio de handover sin fisuras. La transmisin de la seal de televisin se lo hace mediante un flujo continuo y la recepcin tambin de la misma manera; en otras palabras con este mtodo lo que se hace es transmitir los datos en forma de rfagas que llegan al receptor a intervalos fijados. Esto permite descansar al terminal, que no necesita estar recibiendo continuamente la informacin y, por tanto puede ahorrar la energa de la batera. Claro est que el contenido en el dispositivo mvil se muestra en forma continua pues la informacin que llega se almacena en una memoria. (Cudnoch May, 2009, P.14)El tiempo que debe esperar el receptor para la llegada de la siguiente rfaga es enviado dentro de la misma rfaga.Otro factor positivo del time-slicing es que facilita el handover, de tal manera que si se est en movimiento y la calidad de la seal se debilita, el receptor puede, durante algunas de sus pausas localizar una frecuencia con mejor seal y cambiar a ella, hacer un salto, un handover de frecuencia. El resultado va hacer una recepcin fluida y sin cortes.

Un parmetro muy importante que se debe tomar en cuenta en la recepcin de seales DVB-T es la relacin portadora a ruido (C/N), ya que puede ocasionar problemas en la recepcin de los servicios. El uso de diversidad de antena puede ayudar a resolver esta dificultad, pero esta solucin no sera prctica para dispositivos de mano, donde la recepcin a travs de una sola antena y el consumo de energa son aspectos vitales a ser tomados en consideracin en este tipo de dispositivos.En la fig. Se muestra un esquema acerca de un sistema de televisin digital, en la que constan las adaptaciones realizadas para ofrecer televisin mvil.

Figura5. Descripcin conceptual de un sistema DVB-H

MPE-FEC (ENCAPSULACIN MULTI-PROTOCOLO/CORRECCIN DEERRORES AVANZADO)El objetivo del MPE FEC es mejorar la relacin portadora a ruido (C/N) y minimizar el efecto Doppler, uno de los principales problemas en los receptores mviles. Cada paquete se protege de forma que se pueda corregir errores sin necesidad de una retransmisin. En el encapsulador IP se genera unas tramas denominadas MPE-FEC, las cuales a ms de transportar la informacin llevan consigo informacin de paridad; esta informacin de paridad es generada por un cdigo llamado Reed Solomon. En la parte de recepcin se reciben estas tramas y se verifica si los datos estn con error o no aplicando un CRC-32 o checksum a los datos. De esta forma el receptor identifica la informacin que es confiable de la que no lo es, con este proceso se puede corregir hasta 64 bytes de una palabra cdigo de 255 bytes. Si los datos errneos superan los 64 bytes el decodificador no es capaz de corregir las fallas y saca los datos sin correccin de errores. (Cudnoch May, 2009, P.59) De esta forma se ha dado una breve descripcin de los parmetros a ser tomados en cuenta y los pequeos cambios que intervienen en el estndar de televisin digital para poner a disposicin de los usuarios la televisin mvil. Cabe mencionar adems que otro estndar, a parte del DVB-H, presente en el mercado y que tiende a ser el mayor competidor de DVB-H es la tecnologa DMB.

Figura 6. Telfono celular con capacidad para visualizar televisin mvilLINEAS DE COMUNICACIONESOFDM tambin se emplea en la lnea de abonado asncrona (ADSL) y sistemas de alta velocidad binaria (HDSL) y esta tcnica ha sido tambin propuesta para su uso en sistemas de comunicaciones por lnea de potencia por su elasticidad en los canales dispersivos en el tiempo. (Cherriman Peter, 2001, P. 67)

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICASHo Sam. (2000). Adaptive Modulation (QPSK, QAM). Intel Application Note. Nolan, K.E. Doyle, L. (2002). Signal space based adaptive modulation for software radio, Wireless Communications and Networking Conference. WCNC2002. 2002 IEEE. Marzo 2002. ISBN: 0-7803-7376-6.

Cudnoch, M. (2007). DSP implementation of a bit loading algorithm for adaptive wireless multicarrier transceivers. Wireless Communications and Mobile Computing. John Wiley & Sons. .

Cherriman Hanzo. (2001). Dynamic Channel Allocation Techniques Using Adaptive Modulation and Adaptive Antennas. IEEE Journal On Selected Areas In Communications. Madrid