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un poco de fundamento teorico que un tecnico en electronica y dedicado a dar servicios de reparacion y mantenimiento debe de conocerTRANSCRIPT
Televisión Digital1
TELEVISION DIGITAL
21 y 22 de julio de 2012
Ing. Marco Mayorga Montoya
FA C U LTA D D E E
C IE N C IA SIN G E N IE R IA
ESPECIALIDAD DE INGENIERIA DE LAS TELECOMUNICACIONES
Televisión Digital2
Temario
1. Introducción
2. Estándar ISDB-T
3. Link Budget en televisión digital terrestre
4. La televisión digital en el Perú
Televisión Digital3
Temario
1. Introduccióna. Conceptos de televisión analógica
b. La señal digital
c. Una introducción a la televisión digital
2. Estándar ISDB-T
3. Link budget para televisión digital terrestre
4. La televisión digital en el Perú
Televisión Digital4
Conceptos de televisión (1)
La televisión es la transmisión y recepción de imágenes en movimiento. Se basa en fenómenos fotoeléctricos que permiten transformar las radiaciones luminosas en corriente eléctrica.
A partir de esta transformación se hace posible la modulación, la conversión en señales electromagnéticas y el transporte de la señal hasta un receptor donde se produce la demodulación y la nueva transformación de la corriente eléctrica en imagen visible.
Televisión Digital5
Conceptos de televisión (2)
En la década del 40 solo existía televisión monocromática o blanco y negro, es decir, que la señal de video transmitida por las estaciones existentes, solo incluían la información de brillo de la imagen, la cual era representada en la pantalla del receptor como una sucesión de puntos con mayor o menor intensidad (tonos de grises).
Cuando la tecnología pudo agregarle color a la imagen, hubo que analizar la forma de incluir dentro del canal de televisión, la información de color (crominancia), sin detrimento de la información de brillo (luminancia), ya existente.
Televisión Digital6
La señal de televisión analógica en blanco y negro está compuesta por 2 señales:Señal de audio: La portadora de audio se encuentra en el extremo superior del espectro. Se emplea modulación en frecuencia (FM) para fijar la señal de sonido en la portadora.Señal de video: La información de la imagen se transmite en una portadora separada que se localiza en una frecuencia 4.5MHz debajo de la portadora de audio. Se emplea modulación en amplitud AM
Conceptos de televisión (3)
Televisión Digital7
Conceptos de televisión (4)
Modulador de video
Amplificadores de potencia
Amplificador final de
potencia
Modulador de audio
(+ 4.5 MHz)
Amplificadores de potencia
Amplificador final de
potencia
Combinador
A la antena
Video
Audio
Equipo de entrada
ModuladorConversor ascendente
Excitador
Amplificadores de potencia
Señal de entrada (video + audio)
A la línea de transmisión y
antena
Televisión Digital8
El sistema de televisión a color es el mismo que para la televisión monocromática excepto que también se utiliza la información de color. Estos se realiza considerando la información de las imágenes en términos de rojo verde y azul, que son los colores primarios en los que pueden ser descompuestas las imágenes.
Para esto se colocan tres filtros en la cámara, uno para cada color, y cuando es explorada la imagen se obtienen tres señales de video independiente. Las señales se denominan RGB (red, green, blue).
escena
Rojo
Verde
Azul
R
G
B
Ensamble de separadores dehaz y espejos
Filtros
Dispositivos de formación de imagen
fotosensible
Conceptos de televisión (5)
Televisión Digital9
Para el estándar NTSC, las señales RGB son combinadas de modo que se forman dos señales equivalentes, una correspondiente al brillo y otra al color. Estas señales son las siguientes:
a) Señal de luminancia (Y)
La luminancia contiene toda la información relacionada con la mayor o menor luminosidad de la imagen y no contiene ninguna información sobre el color de la misma. La señal de luminancia se usa para reproducir la imagen en blanco y negro y todas las tonalidades de grises intermedios.
La señal de luminancia es:
Y=0.30R+0.59G+0.11B
Los porcentajes que se muestran en la ecuación corresponden a la brillantez relativa de los tres colores primarios. La señal Y tiene una máxima amplitud relativa de unidad, la cual es 100% blanca. Para los máximos valores de R, G y B el valor de brillantez es:
Y=0.30(1)+0.59(1)+0.11(1) = 1 lumen
Conceptos de televisión (6)
Televisión Digital10
a) Señal de crominancia (C)
La señal de crominancia es un vector que contiene todo lo relacionado con el color de los objetos. Para poder transmitir información de las características del color se utiliza la señal diferencial de color. Las señales diferencia de color son las siguientes:
Conceptos de televisión (7)
R-Y= 0.70R-0.59G-0.11BG-Y= -0.30R+0.41G-0.11BB-Y= -0.30R-0.59G+0.89B
Televisión Digital11
• Ciclo de exploración: Procedimiento de exploración de las imágenes.
• Cuadro: Es la exploración completa de todos los elementos de imagen que componen el mosaico fotosensible. Es la imagen completa de la exploración de todas las líneas.
• Campo: Cada una de las dos exploraciones parciales que forman un cuadro. El haz de electrones lee primero las líneas impares, después las líneas pares. A este barrido se llama entrelazado.
Conceptos de televisión (8)
1
3
5
A
BLínea impares de la primera
traza vertical
B
C
2
4
C
6
D D
A
Líneas inactivas de la primera traza vertical
Primer campo = 262 ½ líneas
Línea pares de la segunda traza vertical
Líneas inactivas de la segunda traza vertical
Segundo campo = 262 ½ líneas
Cuadro = 525 líneas
Televisión Digital12
Sincronismos:• Impulsos de sincronismo horizontal: Marca el comienzo de cada línea.• Impulsos de sincronismo vertical: Marca el comienzo de cada campo.• Impulsos de borrado horizontal: Extinguen el haz en su retorno de final de línea hasta
el comienzo de una nueva línea.• Impulsos de borrado vertical: Extinguen el haz en su retorno de final de campo hasta
el comienzo de un nuevo campo.• Impulsos de ecualización: Homogenizan las condiciones que preceden y siguen a la
generación de impulsos de sincronismo vertical.
Conceptos de televisión (9)
Televisión Digital13
Red de Frecuencia Única en Televisión Digital - ISDB 13Red de Frecuencia Única en Televisión Digital - ISDB 13Red de Frecuencia Única en Televisión Digital - ISDB 13
Transmisor de televisión (1)
Modulador de AM
Cámara de TV
imagenProcesamiento
de color
R, G, BY+C
Circuitos de barrido horizontal y vertical
H V
Generadores de pulsos de sincronía
H, VRáfaga de color
audio
Amplificadores de audio
Modulador de FM
Amplificadores de potencia
Clase C
Duplexor
Televisión Digital14
En el Perú se usa el sistema americano NTSC (National Television Standards Comité) que usa un ancho de banda de 6MHz.
Cabe resaltar que el tiempo necesario para la exploración de una línea es 1/15750 (63.5us), pero se necesitan 10us para los sincronismos, por lo que se tienen sólo 53.5us para la exploración de la señal de video.
Características NTSC PAL SECAM
Número de líneas por imagen 525 625 625
Frecuencia de campo (Hz ) 60 50 50
Frecuencia de línea 15750 15625 15625
Número de cuadros por segundo 30 25 25
Relación de aspecto 4:3 4:3 4:3
Sistemas de codificación a color (1)
Televisión Digital15
Sistemas de codificación a color (2)
Televisión Digital16
Banda VHF (Canal 2 hasta el Canal 13)
Bandas de Operación: Operan en la banda de 54 MHz a 88 MHz y 174 MHz a 216 MHz (Canales del 2 al 13.
• Banda I: 54 - 88 MHz Canales : 2 – 6
• Banda III: 174 - 216 MHz Canales : 7 – 13
Banda UHF (Canal 14 hasta el Canal 59) Bandas de Operación:
• Banda IV: 470 - 584 MHz Canales 14 - 32
• Banda V: 584 - 746 MHz Canales 33 - 59
Espectro de frecuencias (1)
Televisión Digital17
Canal Frecuencia, MHz Canal Frecuencia, MHz
2 54-60 14 470-4763 60-66 15 476-4824 66-72 16 482-4885 76-82 17 488-4946 82-88 18 494-500
Radio FM 88-108 19 500-506Aviacion 118-135
Radioaficionados 144-148
Comunicacionesmóviles o navales
150-173
7 174-1808 180-1869 186-192
10 192-198 67 788-79411 198-204 68 794-80012 204-210 69 800-806
13 210-216Telefonía
celular806-902
Banda Inferior VHF
Banda Superior VHF
UHF
Espectro de frecuencias (2)
Televisión Digital18
Problemática de la televisiónanalógica (1)
TV 1 TV 2 (señal débil)TV 1
TV 2
Televisión Digital19
Solución: Instalar otro transmisor.
Problemática de la televisiónanalógica (2)
TV 1 TV 2 (señales fantasmas)
Aparece el efecto co-canal
TV 1
TV 2Frec. A Frec. A
Televisión Digital20
MFN Multi Frequency Network
Con la MFN, cada canal necesitaría 9 frecuencias para cubrir un área determinada. Es decir, cada canal estaría prohibido en aproximadamente el 89% de un área.Esto trae una INEFICIENCIA EN EL USO DEL ESPECTRO.
Televisión Digital21
Planificación de frecuenciasFRECUENCIA LATINA
Televisión Digital22
Problemática de la televisiónanalógica (3)
Frec 2 Frec 3TV 1 TV 2
d1d2
Aparece el efecto del canal vecino o canal adyacente
Televisión Digital23
Efecto del canal adyacente
Esto trae como consecuencia un mal uso del espectro radioeléctrico
2 3 5 64 7 8 9 10 11 12 13N° canal
frecuencia(Mhz)
54 8872 76 174 216
Banda VHF
Televisión Digital24
Efecto multitrayecto (distorsión)
En aplicaciones en que exista más de un camino de propagación, la interacción de las señales desde estas trayectorias múltiples en el receptor ocasionará una distorsión significativa de la información recibida.
La misma señal original, que llega por una ruta diferente, experimentará una longitud de la trayectoria diferente, y por tanto, un retardo de propagación distinto. (variación de fase)
Televisión Digital25
Efecto multitrayecto (desvanecimiento)
Si el receptor está en movimiento en un entorno multitrayectoria, las longitudes de los caminos variarán con el tiempo y de igual manera las fases relativas entre las señales. El resultado es que el receptor experimenta una señal combinada con amplitud y fase fluctuantes en función del tiempo.
Televisión Digital26
Señal digital de TV (1)
Digitalización de la señal de videoLa digitalización consiste en representar una señal analógica por medio del sistema de numeración binario de unos y ceros. La digitalización de la señal de video no sólo permite eliminar los problemas que se tienen con la señal analógica, sino que permite sofisticadas técnicas de compresión y edición de video.
Televisión Digital27
Señal digital de TV (2)
Muestreo:
El muestreo consiste en medir el voltaje de la señal a intervalos regulares, capturando una muestra instantánea de la amplitud de la señal a diferentes puntos en el tiempo.
Cuantificación:
Se denomina cuantificación al proceso mediante el cual se atribuye a cada muestra un valor de amplitud dentro de un margen previamente fijado. Este valor se representa por un número que será convertido a un código de ceros y unos en el proceso de codificación.
Televisión Digital28
Señal digital de TV (3)
La norma ITU-R 601 (CCIR 601)Esta norma define los parámetros básicos del sistema de televisión digital que aseguran la mayor compatibilidad mundial.
Se basa en una señal Y, R – Y (CR) y B – Y (CB) con una digitalización de 8 bits, con posibilidad de ampliarla a 10 bits para aplicaciones más exigentes.
Televisión Digital29
Señal digital de TV (4)
La norma ITU-R 601 (CCIR 601)
INT [A] representa la parte entera de un número real A
Y es el valor numérico de la señal digital de luminancia
CR y CB son los valores numéricos de las señales digitales de complemento de color, con relación al rojo y al azul, respectivamente.
E’Y, E’CR y E’CB son los valores numéricos de las señales analógicas de la luminancia y de los complementos de color
D es el valor numérico sustituido en las ecuaciones por “1” ó “4”, de acuerdo con la cantidad de bits que se utilizan en la cuantización, 8 ó 10 bits, respectivamente
Televisión Digital30
Señal digital de TV (5)
Análisis de formatosLa norma ITU-R 601 define la toma de 858 muestras por línea en la norma NTSC y 720 muestras de líneas activas (la diferencia son muestras de sincronismo).
Asimismo define la frecuencia de muestro como 13.5 MHz.
Los 13.5 MHz se define por el sistema PAL
15625 (Frecuencia de línea) * 864 = 13.5 MHz
En el sistema NTCS: 13.5 MHz / 858 / 525 = 50.94 MHz
Los formatos de muestreo pueden ser 4:4:4, 4:1:1, 2:1:1 y 4:2:2
Formato 4:4:4
Se digitalizan los 3 componentes Y, CR y CB a 13.5 MHz.El caudal binario resultante es 40.5 MByte/s o 324 Mbit/s.
Formato 4:1:1
Se digitaliza el componente Y a 13.5 MHz y los componentes CR y CB a 3.375 MHz. El caudal binario resultante es 20.25 MByte/s o 162 Mbit/s
Televisión Digital31
Señal digital de TV (6)
Formato 2:1:1
Se digitaliza el componente Y a 6.25 MHz y los componentes CR y CB a 3.375 MHz. El caudal binario resultante es 13.5 MByte/s o 108 Mbit/s
1 2 3 4 5 720
Línea n
Línea n-1
Línea 480
480 líneasactivas
Muestra Y + Cb + Cr
Muestra Y
Formato 4:2:2Se digitaliza el componente Y a 13.5 MHz y los componentes CR y CB a 6.25 MHz. El caudal binario resultante es 27 MByte/s o 216 Mbit/s
Televisión Digital32
Formato 4:2:2 (1)
Televisión Digital33
Correspondencia entre la señal de vídeo y los niveles de cuantificación
– Escala: 0 a 255– Luminancia
220 niveles de cuantificaciónNivel de Negro:16Nivel de Blanco: 235
– Crominancia225 niveles de cuantificación
Cero 128Los niveles van de 16 a 240
Formato 4:2:2 (2)
Televisión Digital34
Formato 4:2:2 (3)
Televisión Digital35
Señal SDI (1)
Recomendación ITU-R 656• Interfaces para las señales de vídeo con componentes digitales en sistemas
de televisión de 525 líneas y 625 líneas que funcionan en el nivel 4:2:2 de la recomendación UIT-R BT.601 (parte A - 13.5 MHz)
• Define interfaces tanto en serie como en paralelo
• Nos centramos en la interfaz en paralelo, conocida normalmente como SDI
13.5 Mbytes/s
6.75 Mbytes/s
6.75 Mbytes/s
Y
CR
CB
MUX
13.5 Mbytes/s
6.75 Mbytes/s
6.75 Mbytes/s
Y
CR
CB
DEMUX
27 Mbytes/s
8 bits en paralelo a través del
interfaz
Televisión Digital36
Señal SDI (2)
Televisión Digital37
Señal SDI (3)
El tren de datos digital lleva aparte de la información, los datos de sincronización. Estos datos nos indican diferentes parámetros, como:
- En que momento comienza la línea activa digital,
- En que momento termina la línea activa digital,
- El número de campo que se está barriendo,
- Si estamos en el video activo o en el intervalo del campo.
Los datos de sincronización agrupados en 4 bytes, se envían al comienzo y al final de cada línea activa digital.
Bit Valor “0 “ Valor “1”
F Corresponde al campo 1 Corresponde al campo 2
V Durante el video activo Durante el intervalo de tiempo
H Está en SAV (Start Active Video) Está en EAV (End Active Video)
Televisión Digital38
Señal HDTV (1)
HDTV (High Definition TV) La pantalla HDTV utiliza una proporción del aspecto 16:9. La alta resolución de las imágenes (1920 píxeles × 1080 líneas o 1280 píxeles × 720 líneas) permite mostrar mucho más detalle comparado con la televisión analógica o de Standard Definition.
Televisión Digital39
Alta definición 1920 x 1080 “Common Image Format” (HD-CIF) Líneas totales = 1125 / Líneas activas = 1080
Muestras por línea = 2200 / Muestras activas = 1920
Frecuencia de línea = 59.94/2 * 1125 = 33716.25 líneas por segundo
Frecuencia de muestreo (luminancia) = 33716.25 * 2200 = 74.175750 MHz
Frecuencia de muestreo (crominancia) = 37.087875 MHz
Caudal = 148.351500 Mbytes/s = 1.483515000 Gbits/s (a 10 bits)
Señal HDTV (2)
Televisión Digital40
Televisión Digital – Antecedentes (1)
En el Perú usamos el estándar NTSC (National Television System Committee)
Televisión Digital41
Televisión Digital – Antecedentes (2)
El sistema de actual de televisión abierta utiliza un ancho de banda de 6 Mhz, principalmente en la frecuencia de VHF, desde el canal 2 hasta el canal 13.
Banda VHF
72 76 88 216174
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Nº CanalFrecuencia (MHz)
54
Banda UHF
512 608
614 806
14 21 36 38 52 60 69
470
Canal
MHz
Televisión Digital42
Televisión Digital – Antecedentes (3)
Estamos viviendo la era de la “Convergencia Digital”
Televisión Digital43
La Televisión Digital (1)
La televisión no queda fuera de la era digital
Televisión Digital44
La Televisión Digital (2)
La televisión digital es una nueva técnica de radiodifusión de señales que aprovecha los beneficios del procesamiento, multiplexaje, codificación y modulación digital de señales de audio, vídeo y datos, con el objetivo de optimizar la transmisión de las señales de televisión (TV).
Codificación y transmisión de las señales de televisión en formato digital.
Contempla diferentes niveles de calidad y formato de señal :
• SDTV (Standard Digital Television)
• EDTV (Enhanced Definition Television)
• HDTV (High Definition Television).
Televisión Digital45
La Televisión Digital: ventajas (1)
• Mejor calidad de imagen y sonido
• Alta definición HDTV• Sonido multicanal• Imagen panorámica
(16:9)
• Posibilita la transmisión de varios programas SDTV
Televisión Digital46
La Televisión Digital: ventajas (2)
• Posibilita la recepción móvil y en movimiento.
• Interactividad• Servicios multimedia,
ej. Canal de clima, canal de juegos, canal de ventas, etc.
Televisión Digital47
La Televisión Digital: ventajas (3)
• Mejor uso del espectro radioeléctrico
• Menor Potencia de transmisión• Acceso a la Sociedad de la Información• Todas las ventajas comerciales que involucran la reactivación
de la televisión abierta• Posibilidad de transmitir la señal de televisión a través de redes
SFN (Single Frequency Networks).
Banda VHF
72 76 88 216174
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Nº CanalFrecuencia (MHz)
54
Televisión Digital48
La Televisión Digital: ventajas (4)
Televisión analógica
Televisión digital
Ancho de banda analógico: 6 MHzAncho de banda digital: 19.6 Mbps
Televisión Digital49
La Televisión Digital: ventajas (5)
f (Hz)
f (Hz)
f (Hz)
1 programa analógico NTSC
6 MHz
1 programa HDTV19.6 Mbps
SDTV4Mbps1prog
SDTV4Mbps1prog
SDTV4Mbps1prog
SDTV4Mbps1prog
Espectro de radiofrecuencia – MPEG2
f (Hz)
f (Hz)
f (Hz)
1 programa analógico NTSC
6 MHz
1 programa HDTV
19.6 Mbps
SDTV
Espectro de radiofrecuencia – MPEG4
1 programa HDTV
19.6 Mbps
SDTV
SDTV
SDTV
SDTV
SDTV
SDTV
SDTV
Televisión Digital50
La Televisión Digital: ventajas (6)
Radiodifusión de TV
Banda UHF
TV Digital
HDTV / SDTV
One Seg
WWW Telecomunicaciones
Móvil3GLTE
FijoADSLCable
InalámbricoWiFi
WiMAX
Televisión Digital51
La Televisión Digital: ventajas (7)
Broadcasting station
C L I
Co-channel interference
Main transmitter
SFN relay station
MFN relay stationLarge area MFN relay station
Large area SFN relay station
Multipathfading
Desired wave
Desired wave
Sea / Lakereflection
Co-channel interference
Desired wave
Multipath
Multipath
T T L
S T L
Televisión Digital52
La Televisión Digital: desventajas (1)
Televisión Digital53
La Televisión Digital: desventajas (2)
La relación entre la potencia máxima o de pico y la potencia efectiva es del orden de 2 dB en el caso analógico y de unos 10 dB en el digital, por lo que se necesitan condiciones más severas de funcionamiento a los amplificadores de potencia de los transmisores digitales.
Televisión Digital54
Estándares de TDT
ATSC (Advanced Televisión System Committee)
ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting- Terrestrial)
DVB-T (Digital Video Broadcasting – Terrestrial)
DTMB (Digital Terrestrial Multimedia Broadcast)
SBTVD (Sistema Brasileiro de Televisão Digital )
Televisión Digital55
La TDT en el mundo - 2010
Televisión Digital56
La TDT en el mundo - 2012
Televisión Digital57
Temario
1. Introducción
3. Link Budget en televisión digital terrestre
4. La televisión digital en el Perú
2. Estándar ISDB-Ta. Procesamiento de la señal ISDB-T
b. El transmisor ISDB-T
c. La modulación OFDM
d. Redes de Frecuencia Única
e. La interactividad en la TDT
Televisión Digital58
La transmisión digital
Codificación de Fuente
Codificación de Canal
Modulación Digital
Modulación de RF
Amplificación de potencia
Conversión analógica digital y compresión MPEG-2, MPEG-4,
H.264, etc
Codificación para detección de errores
(FEC): Reed Solomon,
dispersores de energía, etc.
QAM o QPSK
Modulación de la portadora en RF: TDMA, FDMA, CDMA, OFDM
Flujo de transporte
Televisión Digital59
CODIFICADOR CODIFICADOR DE VÍDEODE VÍDEO
CODIFICADOR CODIFICADOR DE AUDIODE AUDIO
MULTIPLEXAJEMULTIPLEXAJE
Datos de Control
TRANSPORTETRANSPORTE
TRANSPORTE Y MULTIPLEXAJE
CODIFICADOR CODIFICADOR DE CANALDE CANAL
MODULADORMODULADOR
AMPLIFICADORAMPLIFICADORDE POTENCIADE POTENCIA
TRANSMISOR
ANTENA TRANSMISORAANTENA TRANSMISORA
ANTENA RECEPTORA
DATOS DE VÍDEO
DATOS DE AUDIO
SISTEMA DE RECEPCIÓNSISTEMA DE RECEPCIÓN
Datos para Administraciónde Contenidos
La transmisión digital te la TDT
Televisión Digital60
El estándar ISDB-T (1)Estándares oficiales
Codificación de audio y
video
ABNT NBR 15602
Codificación de datos
(middleware)
ABNT NBR 15606
Codificación de audio y
videoABNT NBR 15609
Mul
tiple
xaci
ón
Seguridad
ABNT NBR15603
ABNT NBR 15605
Transmisión
ABNT NBR 15601
Receptores
Guí
a de
Ope
raci
ón
ABNT NBR 15604
Certificación de receptores
ABNT NBR 15610
ABNT NBR15608
Canal de Interactividad
ABNT NBR 15607
ITU-R Rec. BT 1306-1
Televisión Digital61
La señal ISDB-TVisión general
Todas las entradas deben multiplexarse obligatoriamente para crear un solo TS. Este TS es introducido a la etapa de codificación de canal múltiple (OFDM).El espectro de la radiodifusión digital consta de 13 segmentos OFDM y 1 segmento para abastecer un ancho de transmisión que atienda la necesidad de la transmisiónUn segmento OFDM debe obligatoriamente tener una configuración que permita la conexión de múltiples segmentos para abastecer un ancho de transmisión que atienda a la necesidad del medio.
Televisión Digital62
Codificación de audio y video
Japón Brasil
Codificación de video
MPEG-2 H.264
H.264 (one seg)
Codificación de audio
MPEG-2 MPEG-4
Televisión Digital63
Codificación de video (1)El estándar H.264
Principios comunes a los otros estándares de codificación
• División de imágenes en macrobloques
• Estimativa de movimiento usando cuadros anteriores y posteriores
• Transformada basada en DTC
• Codificación por entropía a través de códigos de longitud variable
Televisión Digital64
División de imágenes en macrobloques variables:Estándares anteriores: bloques de 16 x 16
MPEG-2: bloques de 8 x 8
H.264: bloques variables
Mejor adaptación a los movimientos de las diferentes texturas que componen la imagen
Codificación de video (2)El estándar H.264
Televisión Digital65
Codificación de video (3)El estándar H.264
Predicción espacial para codificación Intra:La codifcación intra a nivel de cuadro o de macrobloque es utilizada cuando la similitud del contenido del bloque es más presente dentro de la propia imagen que entre varios cuadros.
Al codificar un cuadro Intra, primero el encoder genera una estimativa de los pixels (predicción) para que posteriormente el residuo de esa predicción sea codificado.
Múltiples cuadros de referencia:
En el H.264 la selección del cuadro que será base para la estimativa de movimiento de un macrobloque es mucho más flexible, ya que el codificador puede escoger entre
múltiplos cuadros de referencia.
Televisión Digital66
Codificación de audio (1)El estándar MPEG-2
Un buen codificador debe considerar las características del aparato auditivo humano para tornar la degradación lo menos perceptible posible:• Eliminación de propiedades consideradas irrelevantes• Interrupción de datos ocurrido durante el proceso• Métodos de compresión sin pérdidas en el flujo resultante de bits.
La Estructura de un codificador debe tener los siguientes bloques principales:1. Modelo psicoacústico2. Banco de filtros3. Procesamiento spectral4. Codificación y cuantización5. Formateo del flujo de bits
Televisión Digital67
Multiplexación (1)
El multiplexor es el encargado de juntar las informaciones sobre los parámetros de modulación y recibir las diversas señales provenientes de los codificadores de audio y video (HD, SD, one seg) y de los servidores de datos EPG (Electronic Program Guide), Closed Caption, interactividad o actualización de los receptores vía aire (OAD – On Air Demand), para después encapsularlos en un BTS (Broadcast Transport Stream).
Televisión Digital68
Multiplexación (2)
El BTS es un paquete de datos de tasa fija de 32,507936 Mbps con paquetes de tamaño de 204 bytes, en que 188 bytes son de información útil y los 16 bytes restantes son para configurar el modulador y la paridad.
En este paquete, las señales referentes a las transmisiones full-seg y one-seg son cargadas juntas y señalizadas de forma que el modulador consiga separar los diferentes layers y modularlos de acuerdo a lo especificado por los parámetros de transmisión.
Parte de la Información Posición de multiplex
Paridad(opcional)
188 bytes 8 bytes 8 bytes
Televisión Digital69
Dentro de los 188 bytes de información útil, el multiplexador combina los diversos contenidos de entrada y los señaliza de forma a permitir que el receptor pueda auto-configurarse y decodificar los streams de audio, vídeo y datos. Para esta identificación son enviadas las tablas PSI (Program Specific Information) y SI (Service Information)
Video Audio Datos PSI Video Video PSI
Multiplexación (3)
Las tablas PSI:Compuesta por las tablas:
- PAT (Program Association Table)- PMT (Program Map Table)- CAT (Conditional Access Table)- NIT (Network Information Table)
Permiten que las señales de audio, video y datos sean identificados por el receptor.
Televisión Digital70
Multiplexación (4)
PID nPID npayloadpayloadPID 1payload PID =PMT payload: PMT.....Program 1
PID npayloadPID 1payload PID =PMT payload: PMT.....Program 2
PID npayloadPID 1payload PID =PMT payload: PMT.....Program 3
::
PID=0payload : PAT .....
Program Association Table
PID=0payload : PAT PID=0payload : PAT
MUX
PID 2PID 2payloadpayload
Secuencia de Programas para Transmitir
payloadpayload PID 2PID 2
PID 2payload
Televisión Digital71
Actualización del receptor vía AIRE
La actualización de receptores vía aire es un mecanismo que permite el envío de actualizaciones para corregir errores o actualizar el software de los set-top boxes sin que sea necesaria la intervención del usuario.
El modelo definido para el SBTVD es un modelo descentralizado, en que cada emisora puede entrar en acuerdo con uno o más fabricantes de manera que sea enviada tanto la información de configuración como el contenido que actualizará los receptores.
La radiodifusora envía la información. El fabricante debe elegir por que radiodifusora envía la actualización vía aire y definir que método de envíos de datos será utilizado. Hay dos métodos.
Multiplexación (5)
Televisión Digital72
El Radiodifusor es responsable por generar las tablas: En este modelo el radiodifusor define con el fabricante el momento en que la actualización será enviada, genera todas las tablas necesarias y las envía según muestra la Figura, bastando que el fabricante suministre el archivo a ser enviado conteniendo las informaciones sobre el download.
MU
XCodificación
HD/SD
CodificaciónOne-seg
Servidor de datos(interactividad)
Servidor de datosEPG / Caption
Software download
system
ES
ES
ES
ES
ES
BTSTX
Multiplexación (6)
Televisión Digital73
Multiplexación (7)
El fabricante genera las tablas:
El horario para envío del download es estipulado entre el radiodifusor y el fabricante, pero las tablas son generadas por el fabricante. Concierne al radiodifusor chequear y transmitir.
MU
XCodificación
HD/SD
CodificaciónOne-seg
Servidor de datos(interactividad)
Servidor de datosEPG / Caption
TSPlayer
ES
ES
ES
ES
ES
BTSTX
Televisión Digital74
Transmisor ISDB-TRe
-mul
tiple
xado
r
Reed
Sol
omon
Sepa
rado
r de
cana
l Inner Code
Inner Code
Inner Code
Modulación de portadora
Modulación de portadora
Modulación de portadora
Entrel
azad
or
tiem
po/fr
ecue
ncia
Mod
ulac
ión
OFD
M
Up
conv
erte
r
Am
plifi
cado
r de
RF
RFSección de modulaciónCodificación de canal
A
B
C
Televisión Digital75
Diagrama de bloques de lacodificación (1)
Televisión Digital76
Codificación de canal (1)
Código externo (Reed-Solomon (204,188))
El código se aplica por bloques a grupos de 188 bytes, resultando palabras de 204 bytes. Este código es capaz de corregir hasta 8 bytes erróneos ocurridos en cada grupo de 188.
La codificación RS es realizada en forma tal que cada bloque original de 188 bytes contiene datos de sólo uno de los tres servicios posibles. Ello permite demultiplexar los servicios en la salida del codificador RS tomando bloques de 204 bytes, y realizar el resto de la codificación por separado para cada servicio o capa jerárquica (la transmisión no necesariamente debe consistir de tres capas, pueden ser dos o una también).
Televisión Digital77
Codificación de canal (2)
Dispersión de Energía:
El dispositivo dispersor de energía, cuyo objetivo es evitar la repetición de secuencias grandes de 1 ó 0, es aplicado en cada sección del procesador paralelo usando un circuito PRBS (un multiplicador por una secuencia binaria seudo aleatoria de orden 15).
El ajuste de atraso:
La desventaja principal de la transmisión jerárquica basada en segmentos es que las diferencias entre parámetros de codificación de las tres capas jerárquicas causan desalineamientos entre los flujos de transporte de las tres capas. Ello obliga a re-sincronizar los flujos con ligeros ajustes de retardo en cada capa en la entrada del entrelazador externo.
La suma de todos los atrasos, incluyendo el de transmisión y recepción causados por el bit interleaving, es siempre equivalente a la longitud de un cuadro.
Televisión Digital78
Codificación de canal (3)
Entrelazador Externo:
Se usa un entrelazador convolucional de bytes de largo 12, el que entrelaza internamente cada byte de cada grupo de 204 bytes.
El codificador interno:
Es un convolucional activado con código madre de ½ y tiene la longitud de compresión k de 7. En seguida, es efectuada la activación para la tasa de 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 y 7/8. Ejemplificando: tasa ¾ significa que para cada 3 bits de entrada salen 4 bits del codificador. Los grados de robustez y flexibilidad pueden ser conseguidos especificando diferentes conjuntos de parámetros de transmisión, tales como el número de segmentos, la tasa de codificación interna y el esquema de modulación para diferentes camadas jerárquicas conforme el tipo de servicio que se propone a proveer.
Televisión Digital79
Entrelazador Interno:
La secuencia de bits del flujo de transporte de cada capa jerárquica es multiplexada en 2, 4 o 6 líneas paralelas según el tamaño de la constelación QAM usada para modular las sub-portadoras OFDM de aquella capa (4-QAM, 16-QAM o 64-QAM, ver bloque Modulación M-QAM a continuación). El entrelazado consiste en retardar cada una de las 2, 4 o 6 líneas en forma individual entre 0 y 120 tiempos de bit. Un ajuste de retardo es además necesario en cada capa según el número M-ario (4, 16 o 64) tal que las salidas de todas las líneas sean alimentadas sincronizadamente al modulador M-QAM que corresponda.
Codificación de canal (4)
Televisión Digital80
Modulación (1)QPSK
Desplazamiento de fase de 4 símbolos, desplazados entre sí 90º. Normalmente se usan como valores de salto de fase 45º, 135º, 225º, y 315º. Cada símbolo aporta 2 bits. Suele dividirse el flujo de cada bit que forman los símbolos como I y Q.
El diagrama de constelación muestra 4 símbolos equiespaciados. La asignación de bits a cada símbolo suele hacerse mediante el código Gray, que consiste en que entre dos símbolos adyacentes los símbolos solo se diferencian en 1 bit. Esto se escoge así para minimizar la tasa de bits erróneos.
Televisión Digital81
Modulación (2)QAM
Se basa en la definición de puntos en base a un espacio bidimensional, empleando como coordenadas el módulo y la fase, es decir, la distancia del punto al origen de coordenadas y el ángulo desde el eje de abscisas a la recta que une el punto con el origen de coordenadas.
Televisión Digital82
Técnicas de Acceso Múltiple (1)Introducción
En un medio no compartido, existe sólo una comunicación en curso, la cual ocupa todos los recursos disponibles de ese medio de comunicación.
Tx
Rx Tx
Rx
f t
•En el dominio de la frecuencia se tiene todo el ancho de banda del canal para la comunicación.•En el dominio del tiempo se puede transmitir durante cualquier intervalo de tiempo sin interrupciones.
Televisión Digital83
Técnicas de Acceso Múltiple (2)Introducción
TxRx
TxRx
TxRx
TxRx
f t
•Las técnicas de acceso múltiple define la forma como los distintos usuarios acceden al medio compartido.•Los recursos del medio pueden ser compartidos en el dominio de la frecuencia, del tiempo o en algún dominio definido matemáticamente a partir de las dos primeras.
En un medio compartido, existen más de una comunicación en curso, cada una de las cuales ocupa sólo un porcentaje de los recursos disponibles del medio de comunicación.
Televisión Digital84
Técnicas de Acceso Múltiple (3)Duplexaje
El sistema puede transmitir y recibir usando la misma banda de frecuencias a través de la utilización alternada del canal en el tiempo, es decir un intervalo de tiempo para transmitir y otro para recibir.Ejemplo: walkie talkies, radios de sistemas privados, radio troncalizados. Los radioaficionados conocen el comando TDD como Push To Talk (PTT).
La técnica de duplexaje define la forma de compartir el medio de transmisión para transmitir y recibir información de un solo usuario.
TDD: Time Division Duplexing
Tx
RxComando
TDD
Tx
Rxf
Comando TDD
Televisión Digital85
Técnicas de Acceso Múltiple (4)Duplexaje
FDD: Frequency Division Duplexing
Tx
Rx
BTX
BRX
Tx
Rx
BTX
BRX
Estación BasefTx
fRx fTx
fRx
Televisión Digital86
Técnicas de Acceso Múltiple (5)FDMA
• La banda disponible es particionada en varios canales, cada uno de los cuales es asignada a un único usuario.• Puede ser asignación fija o dinámica. Radiodifusión de TV y radio AM/FM son ejemplos del primer caso. Telefonía móvil es el ejemplo típico del segundo caso, esto es, cuando el usuario termina la llamada el canal de radio asignado se libera.• Los primeros sistemas celulares se basaron en FDMA,• Su capacidad es limitada.
f
t
Televisión Digital87
Técnicas de Acceso Múltiple (6)TDMA
• La banda está disponible para todos los usuarios pero en distintos intervalos de tiempo.• En TDMA periódicamente se habilita cada transceiver durante un periodo de tiempo TS. El intervalo total comprendido por todos los periodos de tiempo TS es el periodo de cuadro TF. En otras palabras, cada TF segundos, un usuario puede tener acceso al canal durante TS segundos.• Para evitar la pérdida de información, los datos son almacenados durante un tiempo correspondiente a TF-TS segundos y transmitidos en ráfagas durante un intervalo de tiempo TS.
f
t
Televisión Digital88
Técnicas de Acceso Múltiple (7)CDMA
• En TDMA y FDMA se evita la interferencia a través de señales ortogonales en el dominio del tiempo y frecuencia.• En CDMA se consigue la ortogonalidad usando códigos distintos para cada usuario. Las señales ocupan todo el ancho de banda y se están transmitiendo simultáneamente.
Televisión Digital89
Técnicas de Acceso Múltiple (8)CDMA
• Un código diferente es asignado a cada transceiver, cada bit es multiplicado por este código, incrementando la velocidad de los bits, lo cual ensancha el espectro original. Luego, esta nueva secuencia es modulada y trasladada en frecuencia.
s(t) = A.x(t).c(t).cosωot
Televisión Digital90
El problema de transmitir altas velocidades de información en canales de radio radica en la respuesta impulsiva del canal, pulsos muy angostos se ven afectados por la respuesta impulsiva del canal, mientras que pulsos de mayor duración no son afectados. Todo esto limita la capacidad con la cual se puede transmitir la información.
Técnicas de Acceso Múltiple (9)OFDM
Televisión Digital91
OFDM es una técnica de comunicación que divide un canal, de frecuencia, en un número determinado de bandas de frecuencias equiespaciadas, en cada banda se transmite un subportadora que transporta una porción de la información del usuario. Cada subportadora es ortogonal al resto, dándole el nombre a esta técnica de multiplexación por división de frecuencia.
Donde y son las frecuencias de las subportadoras, que se suponen ortogonales durante el tiempo T. En la FDM convencional la separación entre subportadoras adyacentes es de 2/T, mientras que en OFDM la separación es de 1/T, que es el mínimo para que las subportadoras adyacentes sean ortogonales
Técnicas de Acceso Múltiple (10)OFDM
Televisión Digital92
Los datos se dividen en varios flujos o canales en paralelo, uno para cada subportadora. Y cada subportadora se modula con una técnica convencional como QAM o PSK a velocidades bajas.
Técnicas de Acceso Múltiple (11)OFDM
Televisión Digital93
Una de las principales ventajas de la modulación OFDM con respecto a emplear una sola portadora es la robustez frente a las diferencias de retardo. La distribución del retardo de canal provoca interferencias entre símbolos que, a su vez, limitan la velocidad de los datos, al elevar el suelo de error. Pero en OFDM la duración de símbolo en cada subportadora es N veces mayor que en los sistemas monoportadora. De ahí procede la robustez del OFDM frente a las diferencias de retardo. Si bien la modulación OFDM tiene menos interferencia entre símbolos que los sistemas monoportadora, sigue teniendo algo de interferencia. Esta se puede evitar usando un prefijo cíclico de longitud igual o mayor que el máximo rango de retardo de canal (en un canal que tenga K tomas entre muestras, en número muestras de guarda del prefijo cíclico ha de ser Ng = K - 1) como se muestra en la Figura 3. El prefijo cíclico hace que la convolución lineal de la respuesta de impulso del canal y la señal, se transforme en una convolución cíclica.
Técnicas de Acceso Múltiple (12)OFDM
Televisión Digital94
OFDMA divide las subportadoras en NG grupos, cada uno de los cuales tiene NE subportadoras, por lo tanto se forman NE subcanales, cada uno con una subportadora por grupo. Por ejemplo para 2048 subportadoras, se podría tener NE=32 y NG=48 en el canal de bajada y NE=32 y NG=53 en el canal de subida. La codificación, modulación, y amplitud se define para cada subcanal basado en las condiciones de propagación del canal.
Técnicas de Acceso Múltiple (13)OFDM
Televisión Digital95
Técnicas de Acceso Múltiple (14)OFDM
Televisión Digital96
La señal ISDB-T (1)Modos de transmisión
Dependiendo del servicio, la señal puede ser transmitida en diferentes modos.
Modo 1 Separación de portadoras: 4 KHz
Modo 2 Separación de portadoras: 2 KHz
Modo 3 Separación de portadoras: 1 KHz
El número de portadoras varía dependiendo del modo, pero la tasa útil de cada modo debe obligatoriamente ser exactamente la misma en todos los modos
Televisión Digital97
La señal ISDB-T (2)Transmisión jerárquica y parcial
La codificación de canal debe permitir la transmisión jerárquica en la cual múltiples capas jerárquicas, cada cual con su parámetro de transmisión, puede ser transmitida simultáneamente.
Televisión Digital98
La señal ISDB-T (3)Modos de transmisión
Un s
egm
ento
Multiplexación de datos
9 7 5 3 1 0 2 4 6 8
Programa de HDTV
Espectro de Transmisión
Espectro de Frecuencia
5,6 MHz
11 10 12
Codificador de canal
Cuadro OFDM
Un s
egm
ento
Programa A Programa B
9 7 5 3 1 0 2 4 6 8
Espectro de Transmisión
5,6 MHz
11 10 12
Televisión Digital99
La señal ISDB-T (4)Características de los modos de transmisión (1)
Parámetros Valores
1 Número de segmentos 13
2 Ancho del segmento 6000/14 = 428,57 kHz
3 Banda UHF
(definido por norma)
5,575 MHz (modo 1)
5,573 MHz (modo 2)
5,572 MHz (modo 3)
4 Número de portadoras
(definido por norma)
1 405 (modo 1)
2.809 (modo 2)
5.617 (modo 3)
5 Método de modulación DQPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM
6 Duración de símbolos activos 252 μs (modo 1)
504 μs (modo 2)
1.008 μs (modo 3)
Televisión Digital100
Parámetros Valores
7 Separación de portadoras Bws/108 = 3,968 kHz (modo 1)
Bws/216 = 1,984 kHz (modo 2)
Bws/432 = 0,992 kHz (modo 3)
8 Duración del intervalo de guarda
1/4, 1/8, 1/16, 1/32 de la duración del símbolo activo
63; 31,5; 15,75; 7,875 μs (modo 1)
126; 63; 31,5; 15,75 μs (modo 2)
252; 126; 63; 31,5 μs (modo 3)
9 Duración total de los símbolos 315; 283,5; 267,75; 259,875 μs (modo 1)
628; 565; 533,5; 51 7,75 μs (modo 2)
1 260; 1 134; 1 071; 1 039,5 μs (modo 3)
10 Duración del cuadro de transmisión
204 símbolos OFDM
Los segmentos de datos pasan obligatoriamente por la codificación de canal requerida. Posteriormente, se agregan señales pilotos al segmento de datos en la sección de cuadro OFDM para formar un segmento OFDM (con ancho de 6/14 MHz).
La señal ISDB-T (5)Características de los modos de transmisión (2)
Televisión Digital101
La señal ISDB-T (6)Parámetros del segmento OFDM (1)
Modo Modo 1 Modo 2 Modo 3
Ancho de Banda 6000/14 = 428,57 kHz
Separación entre frecuencia de portadoras
5575/1405 5,573/2.809 5,572/5617
Número de portadoras
Total 108 108 216 216 432 432
Datos 96 96 192 192 384 384
SP 9 0 18 0 36 0
CP 0 1 0 1 0 1
TMCC 1 5 2 10 4 10
AC1 2 2 4 4 8 8
AC2 0 4 0 9 0 19
SP: Scattered Pilot (Sincronización)
CP: Continuos Pilot (Demodulación)
MCC: Multiplex Configuration Control
AC1 y AC2: Transmite información adicional
Televisión Digital102
La señal ISDB-T (7)Parámetros del segmento OFDM (2)
Modo Modo 1 Modo 2 Modo 3
Esquema de modulación de las portadoras
QPSK 16QAM 64QAM
DQPSK QPSK 16QAM 64QAM
DQPSK QPSK 16QAM 64QAM
DQPSK
Símbolos por cuadro 204
Tamaño del símbolo efectivo 252 μs 504 μs 1008 μs
Intervalo de guarda 63 μs (1/4),
31,5 μs (1/8),
15,75 μs (1/16),
126 μs (1/4),
63 μs (1/8),
31,5 μs (1/16),
252 μs (1/4),
126 μs (1/8),
63 μs (1/16),
Longitud del cuadro 64,26 ms (1/4), 57,834 ms (1/8),
54,621 ms (1/16),
128,52 ms (1/4), 115,668 ms (1/8), 109,242 ms (1/16),
257,04 ms (1/4), 231,336 ms (1/8), 218,484 ms (1/16),
Frecuencia de muestreo de la IFFT
512/63 = 8,12698 MHz
Televisión Digital103
La señal ISDB-T (8)Tasa de datos de segmento único
Televisión Digital104
La señal ISDB-T (9)Tasa de datos de los 13 segmentos
Televisión Digital105
La señal ISDB-T (10)Transmisión jerárquica y parcial
Cuando se selecciona 64 QAM y 7/8 es posible alcanzar una capacidad de transmisión de 20 Mbps o más para 6 MHz de banda.
Sin embargo para proveer servicio para receptores portátiles es más ventajoso emplear el esquema de modulación QPSK ó 16 QAM usando una parte del ancho de banda.
Televisión Digital106
Configuraciones posibles
Composición Parámetros
Configuración Versión Modo Número Segmento
FEC IG Modulación Tasa Mbps
HDTV Full 3 13 ¾ 1/16 64 QAM 19,32
HDTV Robusto 3 13 2/3 1/16 64 QAM 17,18
HDTV+Portátil
Jerárquica 3 12 ¾ 1/16 64 QAM 17,74
3 1 2/3 1/16 QPSK 0,74
HDTV +Vehicular
Jerárquica 3 11 ¾ 1/16 64 QAM 16,38
3 2 2/3 1/16 16 QAM 1,76
HDTV +SDTV
Jerárquica 3 11 ¾ 1/16 64 QAM 16,35
3 2 ¾ 1/16 64 QAM 3,3
4xSDTV
Jerárquica 3 4x3 ¾ 1/8 64 QAM 4x4,56
Televisión Digital107
Ejemplo de configuración
Televisión Digital108
EjerciciosCalculo de la velocidad de transmisión
Televisión Digital109
La señal ISDB-T (11)Atribución de frecuencias
Televisión Digital110
La señal ISDB-T (12)La máscara del espectro de transmisión (1)
Características del espectro de la máscara de transmisión
Televisión Digital111
La señal ISDB-T (13)La máscara del espectro de transmisión (2)
Características del espectro de la máscara de transmisión
Televisión Digital112
Sección RF (1)
A la salida de la sección de modulación, la señal de FI de 44MHz es convertida para la frecuencia del canal de transmisión y sometida al amplifcador de potencia.El desvío de frecuencia de la portadora, causado por el error de frecuencia de muestra IFFT a cada fn de anchura de banda, debe ser de 1Hz o menos.Las frecuencias centrales de los canales digitales deben ser dislocadas de 1/ 7MHz o 142,857kHz en relación al centro del canal, proceso denominado decalaje de frecuencia.
Televisión Digital113
Sección RF (2)Clases de Estaciones
Clase Máxima Potencia ERP (hsnm = 150)
VHF alto UHF
Especial 16 kW 80 kW
A 1,6 kW 8,0 kW
B 0,16 kW 0,8 kW
C 0,016 kW 0,08 kW
Televisión Digital114
Red de Frecuencia Única en Televisión Digital - ISDB
Conceptos de MFN (1)
Transmisores con frecuencias de emisión diferentes.Planificación del área de cobertura similar a la de la TV analógica (pero con diferentes valores de campo y mayor margen de seguridad).Los programas emitidos pueden ser iguales o no.Cuando varios transmisores compartan el mismo TS se puede re-multiplexar este TS en alguno de ellos para incorporar programas locales.Pueden solaparse las emisiones procedentes de distintos transmisores (emitiendo en canales diferentes) sin que haya interferencias entre ellos.Podría centralizarse la generación de la señal COFDM para distribuirla hacia los transmisores que radien la misma programación (ahorro de moduladores).En la zona de influencia de cada transmisor pueden instalarse “Gap-Fillers” (reemisores con frecuencia de emisión igual a la de recepción) para cubrir áreas de sombra.
Televisión Digital115
Conceptos de MFN (2)
TX 1
TX 3
Reemisor 2
Reemisor 3
Reemisor 1
Reemisor 5
Reemisor 4
TX 2
Los Transmisores emiten canales diferentesLos reemisores pueden emitir la misma frecuencia que su transmisor asociado
Televisión Digital116
Conceptos de SFN
Una de las grandes ventajas que posee la implantación del sistema digital frente al analógico es la posibilidad de crear redes de una sola frecuencia (SFN : Single Frecuency Networks) consiguiendo por tanto una mejor aprovechamiento del espectro. Entre las ventajas de una red de frecuencia única podemos encontrar aparte de la citada anteriormente:
Menor potencia de transmisión debido a la ganancia interna Alta probabilidad de localización Facilidad de rellenar zonas vacías con reusos de frecuencias. Y las desventajas: La red no puede dividirse Es necesaria una sincronización entre los emisores.
Televisión Digital117
Redes MFN y SFN
Frecuencia f1
Frecuencia f2
Frecuencia f3
Frecuencia f4
Televisión Digital118
Características técnicas de SFN (1)
Las Redes de Frecuencia Única exigen que todos sus transmisores:a) Radien la misma frecuencia (Diferencia máxima de 1 Hz) b) Emitan la misma información y al mismo tiempo (retardo máximo de ±1us)
Necesitan implantar un “Adaptador SFN” a la salida de la cabecera, y tanto éste como todos los transmisores deben estar referenciados a las señales de 1pps y de 10MHz obtenidas de receptores GPS.La separación máxima entre transmisores está relacionada con el intervalo de guarda usado (67Km para ¼ en modo 8k).En general, el alcance de cada transmisor no debe rebasar los emplazamientos de los demás para no agotar el intervalo de guarda en algunas zonas de solape, no favorecer la aparición de preecos, etc.No se pueden efectuar desconexiones, al ser común la programación.La potencia total instalada puede ser menor que en redes MFN para coberturas equivalentes.Pueden emplearse Gap-Fillers para cubrir zonas de sombra.
Televisión Digital119
Características técnicas de SFN (2)
Mul
tiple
xer
Encoder 1
Video, audio and
data services
Encoder 2
Encoder 3
Encoder 4
Encoder 5
Encoder 6
Transmitter
To remote transmitter sites
SF
N A
dap
ter
ISDB-TModulator S
FN
GPS Frequency
Source
GPS Frequency
Source
Televisión Digital120
Características técnicas de SFN (3)
La elección del intervalo de guarda es una situación critica a la hora de diseñar nuestro sistema. Por un lado un mayor tiempo de guarda se traduce en una disminución de la tasa binaria disponible con lo que los servicios disponibles en la TDT se verían afectados, por otro lado un mayor tiempo de guarda redunda en la mejora de la ganancia de nuestra red SFN dando así una alta probabilidad de cobertura. Dentro de una red SFN de amplia cobertura, cuanto mayor es el intervalo de guarda, mayor es la probabilidad de cobertura.Ejemplo: Modo 3 (1/4) Intervalo de guarda (Ig): 252 usTraducido a distancia: c . Ig = 75.6 Km
Televisión Digital121
Guía para sincronización SFN (1)Requerimientos
Estabilidad de frecuencia y desvío de frecuencia de transmisión admisible
La estabilidad de frecuencia de las portadoras, cuando la temperatura varíe entre + 10 °C y + 50 °C y la tensión de alimentación varíe entre ± 15 % de la tensión nominal, debe ser obligatoriamente mejor que ± 1 Hz.
El desvío de frecuencia de las portadoras debe ser obligatoriamente menor que ± 1 Hz.
Señales OFDM
Cuando se utilizan múltiples moduladores OFDM, conviene que la salida de la forma de onda de la señal OFDM sea la misma en todas las estaciones SFN. Se recomienda adoptar un tiempo de transmisión tal que la diferencia del tiempo de atraso dentro del área de servicio sea menor que el intervalo de guarda.
Televisión Digital122
Guía para sincronización SFN (2)
Esquema de la señal de transmisión para STL/TTL
Operación SFN:
2. Static Delay en I/F(3)SFN Flag: OFF
Static Delay: ON
Operación SFN:
1. Static Delay en I/F(2)SFN Flag: ON
Static Delay: OFF
Televisión Digital123
Guía para sincronización SFN (3) Tipos de esquema de sincronización
1. Sincronización en los puntos de interfaz
Para las opciones para los puntos de interfaz I/F (1) e I/F (2) conviene que la frecuencia de muestreo IFFT se sincronice entre el estudio y la estación de radiodifusión o entre las estaciones de radiodifusión.
Televisión Digital124
Guía para sincronización SFN (4) Tipos de esquema de sincronización
2. Sincronización completa
Cualquiera de los clocks del modulador de cualquier estación de radiodifusión se puede usar como clock de referencia de red y los clocks de otras estaciones de radiodifusión o clock del estudio pueden ser sincronizados por el clock de referencia. Sin embargo, conviene que se establezca un enlace específico para transmitir el clock, en adición al enlace de transmisión del TS, para transmitir la señal de radiodifusión de televisión digital terrestre.
3. Sincronización esclava
El clock del modulador, en cada estación transmisora se sincroniza con el clock del multiplexador o remultiplexador en el estudio de la emisora. Como método de transmisión del clock de estudio, existe un método para sincronizar con el bit del clock del STL/TTL etc.
4. Sincronización de referencia
Este método sincroniza el estudio y todas las estaciones radiodifusoras a través de una señal de sincronización diferente de la red de radiodifusión terrestre de televisión digital. Para la señal de sincronización digital existe el GPS.
Televisión Digital125
Guía para sincronización SFN (5) Tipos de esquema de sincronización
5. Conversión de sincronización (casi sincronización)Este método de conversión de sincronización consiste en grabar, en la entrada del buffer temporal, la señal de TS recibida que fue transmitida por la estación anterior o desde el estudio y esa señal TS es leída por la estación siguiente, que es asíncrona con relación a la estación anterior o al estudio. La señal de TS de la estación anterior se transmite insertando más que un TSP nulo específico, y, esa señal TSP puede ser insertada y borrada en la estación siguiente para obtener la conversión de sincronización.Sin embargo, como en el sistema de televisión digital terrestre se pueden transmitir hasta tres capas jerárquicas,como una única capa de radiodifusión, en el caso de transmisión de capas, es necesario un dispositivo de conversión de sincronización en cada capa.
Televisión Digital126
Guía para sincronización SFN (6)
Condiciones de la operación en SFN y MFNConviene que para operación SFN se cumplan las siguientes condiciones:
– la precisión de la frecuencia de RF esté en la banda de 1 Hz;
– el clock de muestreo IFFT coincida, en la media, y con la diferencia de frecuencia entre cada límite de la banda de transmisión de la portadora, debido a la deriva de muestra de clock. Conviene que la deriva del clock esté dentro de ± 0,3 ppm;
– los cuadros multiplex sean los mismos, es decir, el TS(2) coincida;
– la diferencia del tiempo de atraso de la fase de la señal de sincronización de cuadro OFDM, incluyendo número par (W0), número impar (W1) de la fase de la señal de sincronización, se sitúe dentro del período de intervalo de guarda, en el área de interferencia SFN.
Televisión Digital127
Guía para sincronización SFN (7)
De otra forma, cuando la frecuencia difiere de otras estaciones de radiodifusión, o cuando la frecuencia sea la misma, pero el área de cobertura no se superpone geográficamente, MFN, conviene que:
– la precisión de la frecuencia de RF esté dentro de la banda de 500 Hz;
– la diferencia entre el límite de la banda de transmisión de la portadora debido a la variación de la muestra del clock IFFT esté dentro de ± 0,3 ppm;
– no sea necesario que los cuadros multiplex sean idénticos. Esto significa que TS(2) no tiene que ser necesariamente idéntico, con tal que la unidad receptora pueda decodificar las señales sin contradicción;
– el tiempo de envío del cuadro OFDM de sincronización de fase, incluyendo la fase de sincronización del cuadro TMCC, no necesite ser especificado.
Televisión Digital128
Guía para sincronización SFN (8)
Construcciones de redes sin considerar la condición de SFN
Televisión Digital129
Guía para sincronización SFN (9)
Construcción de una red de radiodifusión y combinación para SFN
Televisión Digital130
Guía para sincronización SFN (10)
Construcción de una red de radiodifusión y combinación para SFN
Televisión Digital131
Guía para sincronización SFN (11)
Construcción de redes combinando SFN y MFN
Televisión Digital132
Métodos de sincronización para SFN (1)
Interfaz RF:
No se tiene ningún método de sincronización, pues el tiempo de atraso en el área de la red SFN no puede ser controlado.
Interfaz I/F(3):Sincronización solamente de RFPara permitir el control de atraso en el área de SFN, el tiempo de atraso de la estación de transmisión anterior es controlado por la adición de un atraso fijo para compensar las diferencias de tiempo de atraso entre la estación anterior y la siguiente causadas por el enlace TTL para la estación siguiente.
Televisión Digital133
Métodos de sincronización para SFN (2)
Interfaz I/F(2):Sincronización esclavaLa sincronización esclava en la señal enviada por la estación anterior.
Conversión de sincronizaciónEl proceso de conversión de sincronización puede cambiar el proceso de construcción del cuadro multiplex.
Sincronización por referenciaToda la red es sincronizada por GPS
Televisión Digital134
Métodos de sincronización para SFN (3)
Interfaz I/F(1):Sincronización esclava
Conversión de sincronización
Sincronización por referenciaConviene que el remultiplexador sea equipado en la estación transmisora, por lo tanto, la construcción del cuadro multiplex puede ser alterada. Adicionalmente, es requerido separadamente un método para la verificación de la salida final TS.
Televisión Digital135
Métodos de sincronización para SFN (4)
Las redes SFN pueden construirse combinando múltiples métodos de sincronización de acuerdo a las condiciones de cada red.Por ejemplo para redes sencillas:
Interfaz I/F (3): el método de radiodifusión de RF por microondas
Interfaz I/F (2): sincronización esclava y sincronización de referencia.
Televisión Digital136
Métodos de sincronización para SFN (5)
MUXSTL-TX64QAM
STL-RX64QAM
TSOFDMMOD
IF EXCITER
TX
50 µs 4.0 msNo incluye la propagación en el aire
1 ms
Operación SFN
Static Delay en I/F(3) (OFDM)SFN Flag: OFFStatic Delay: ON
Static Delay en I/F(2) (MUX)SFN Flag: ONStatic Delay: OFF
DELAY 60 µs 6.3 µs
DELAY: delay range of MOD is 0 to 1 sec (0.1 µs step)
Televisión Digital137
Métodos de sincronización para SFN (6)
Sincronización esclava (static delay)
MCT
MUX TS STLTX
a1
STLRX
MOD
TS/10 MHz
Main Station
DTX 1
TTLTX
TS/10 MHz
a2
TTLRX
MOD
TS/10 MHz
2nd Station
DTX 2
TTLTX
TS/10 MHz
a3
TTLRX
MOD
TS/10 MHz
3rd Station
DTX 3
DELAY ES AJUSTADO EN CADA MODULADOR OFDM
a1 to a3: Air Propagation5ms : STL (4ms) + TS (1ms) 0.00636ms: IF SW + EX/PA + Coax Equipment
Televisión Digital138
Métodos de sincronización para SFN (7)
Sincronización esclava (static delay)
MUXSTLTX
STLTX
OFDMMOD
DTX
Studio Station
Frame #n-1 Frame #n Frame #n+1TX Signal
RX Signal Frame #n-1 Frame #n Frame #n+1
Transmissionsignal
Frame #n-1 Frame #nFrame #n-2
Time offset
Televisión Digital139
Métodos de sincronización para SFN (8)Usando IF(2)
Sincronización esclava (static delay)
Frecuencia de referencia desde el Multiplexor
Televisión Digital140
Métodos de sincronización para SFN (9) Usando IF(2)
Sincronización esclava (static delay)
Frecuencia de referencia desde el Multiplexor
MCT
MUX TS STLTX
a1
STLRX
MOD
TS/10 MHz
Main Station
DTX 1
TTLTX
TS/10 MHz
a2
TTLRX
MOD
TS/10 MHz
2nd Station
DTX 2
TTLTX
TS/10 MHz
a3
TTLRX
MOD
TS/10 MHz
3rd Station
DTX 3
a1 to a3: Air Propagation5ms : STL (4ms) + TS (1ms) 0.00636ms: IF SW + EX/PA + Coax Equipment
Input Time offset for three modulators
Televisión Digital141
Métodos de sincronización para SFN (10) Usando IF(2)
Sincronización esclava (static delay)
Frecuencia de referencia desde el MCT
Aplicación para la condición de SFN
Frecuencia RF Conviene que la diferencia de tiempo entre cada estación sea del orden de 1Hz
Clock de muestreo de la
IFFT
Reproducción de la sincronización de la señal STL/TTL del estudio o de estación próxima.
Conviene tener cuidado al usar link TM en vez de radio STL o TTL. En el caso de colocar links en cascada, conviene tener cuidado con el jitter generado en la señal de sincronismo.
Cuadro multiplex Se añade la descripción de la señal del encabezamiento del cuadro OFDM
Tiempo de transmisión
Ajuste del tiempo de transmisión para agregar un atraso fijo en caso que el atraso del sistema sea constante
Televisión Digital142
Métodos de sincronización para SFN (11) Usando IF(3)
Sincronización esclava (static delay)
Frecuencia de referencia desde el modulador
Televisión Digital143
Métodos de sincronización para SFN (12)Sincronización esclava (static delay)
Frecuencia de referencia desde el modulador
MCT
MUX TS STLTX
a1
STLRX
MOD
TS/10 MHz
Main Station
DTX 1
TTLTX
TS/10 MHz
a2
TTLRX
MOD
TS/10 MHz
2nd Station
DTX 2
TTLTX
TS/10 MHz
a3
TTLRX
MOD
TS/10 MHz
3rd Station
DTX 3
a1 to a3: Air Propagation5ms : STL (4ms) + TS (1ms) 0.00636ms: IF SW + EX/PA + Coax Equipment
Imput the static delay time at the front panel
Imput the static delay time at the front panel
Imput the static delay time at the front panel
Televisión Digital144
Métodos de sincronización para SFN (13)
Sincronización esclava (static delay)
Frecuencia de referencia desde el modulador
Aplicación para la condición de SFN
Frecuencia RF Conviene que la diferencia de tiempo entre cada estación sea del orden de 1 Hz
Clock de muestreo de la
IFFT
No aplica
Cuadro multiplex No aplica
Tiempo de transmisión
Ajuste del tiempo de transmisión para agregar un atraso fijo en caso que el atraso del sistema sea constante.
Televisión Digital145
Métodos de sincronización para SFN (14) Usando IF(2)
Sincronización de referencia (reference delay)
MCT
MUX TS STLTX
a1
STLRX
MOD
Main Station
DTX 1
TTLTX
TS/10 MHz
a2
TTLRX
MOD
2nd Station
DTX 2
TTLTX
TS/10 MHz
a3
TTLRX
MOD
3rd Station
DTX 3
DELAY ES AJUSTADO EN CADA MODULADOR OFDM
GPS
10 MHz/1pps
GPS
10 MHz/1pps
GPS
10 MHz/1pps
GPS
10 MHz/1pps
Televisión Digital146
Métodos de sincronización para SFN (15)
Sincronización de referencia (reference delay)
Referencia desde el Multiplexor
MCT
MUX TS STLTX
a1
STLRX
MOD
Main Station
DTX 1
TTLTX
TS/10 MHz
a2
TTLRX
MOD
2nd Station
DTX 2
TTLTX
TS/10 MHz
a3
TTLRX
MOD
3rd Station
DTX 3
GPS
10 MHz/1pps
GPS
10 MHz/1pps
GPS
10 MHz/1pps
GPS
10 MHz/1pps
Input the maximum delay time and time offset for three modulators
Televisión Digital147
Métodos de sincronización para SFN (16)
Sincronización de referencia (reference delay)
Referencia desde el Multiplexor
Aplicación para la condición de SFN
Frecuencia RF 1 Hz en cada estación de radiodifusión
Clock de muestreo de la IFFT
Conviene que la sincronización del clock con el GPS se utilice en el estudio y en cada estación de multiplexación
Cuadro multiplex Se agrega la descripción del cuadro OFDM
Tiempo de transmisión
El atraso relativo del segundo pulso suministrado por el GPS se usa para ajuste de tiempo de transmisión
Televisión Digital148
Interactividad
Tecnologías para la interactividad
•ADSL
•FTTH
•DOCSIS
•ISDN
•GSM-GPRS
•GSM-EDGE
•CDMA
•CDMA-HDSPA
•WiMAX
•Wi-Fi
Televisión Digital149
Productores de Contenido
Anunciantes
Redes deTelevisiónAbierta
Industria de equipos de recepción
Industria deTransmisión
TelevidentesPasivos
Cadena de Valor: TV Analógica
Televisión Digital150
Proveedores de software embarcado
Softwares para equipos de transmisión
Proveedoresde Chipsets para Set Top Box
Productores de Contenido
Anunciantes
Redes deTelevisiónAbierta
Industria de equipos de recepción
Industria deTransmisión
TelevidentesPasivos
Cadena de Valor: TV Digital
Televisión Digital151
Proveedoresde middleware
Desarroll. de aplicaciones interactivas
Proveedores
herramientas
para desarroll.
de aplicativos
Ginga
Proveedores de software embarcado
Softwares para equipos de transmisión
Proveedoresde Chipsets para Set Top Box
Productores de Contenido
Anunciantes
Redes deTelevisiónAbierta
Industria de equipos de recepción
Industria deTransmisión
TELEVIDENTESACTIVOS
Cadena de Valor:TV Digital + Interactividad
Televisión Digital152
Especificación del middleware Ginga conforme Asociación Brasileña de Normas Técnicas - ABNT
MW Ginga
Ginga-J Ginga-NCL
BR
IDG
E
Ginga COMMON COREJVM
CDC 1.1 / FP 1.1 / PBP 1.1
AP
Is b
r.org
.sb
tvd
NC
L F
orm
atte
r
LU
A S
crip
t
XH
TM
L +
CS
S +
EC
MA
Sc
rip
t
SM
IL T
ran
siti
on
s
Mo
no
-med
ia P
laye
rs
JavaTV 1.1
JMF
JavaDTVLWUIT
Middleware Ginga
Televisión Digital153
Información
Guía de programación (EPG - Electronic Program Guide)
Ejemplos (1)
Televisión Digital154
Información
Guía de programación (EPG - Electronic Program Guide)
Ejemplos (2)
Televisión Digital155
Información
Divulgación, T - Commerce
Ejemplos (3)
Televisión Digital156
Información
Divulgación, T - Government
Ejemplos (4)
Televisión Digital157
Servicios:
Consulta del saldo bancario
Préstamos bancarios
Impuesto a las Ganancias
Ejemplos (5)
Televisión Digital158
Entretención
Juegos
Ejemplos (6)
Televisión Digital159
Entretención
Conciertos musicales, eventos etc.
Ejemplos (7)
Televisión Digital160
Novelas
Quizz, sinopsis, ficha técnicas etc.
Ejemplos (8)
Televisión Digital161
Temario
1. Introducción
2. Estándar ISDB-T
4. La televisión digital en el Perú
3. Link budget en televisión digital terrestrea. El receptor ISDB-Tb. Análisis de cobertura para la TDTc. Análisis de link budget para la TDT
Televisión Digital162
Receptores (1)
Configuración básica del receptor:
a) Antena de recepción terrestre
b) IRD: Integrated Receiver Decoder
c) Cable de conexión
Televisión Digital163
Receptores (2)
Configuración del Set top box
Televisión Digital164
Receptores (3)
Configuración del Receptor Integrado
Televisión Digital165
Receptores (4)
Arquitectura básica de un receptor
Televisión Digital166
Receptores (5)Antena de recepción
Debe atender los siguientes requerimientos:
– Recepción de los canales 2 al 13 en VHF, 14 al 69 en UHF para los fijos y lo canales 14 al 69 UHF para los portátiles
– La polarización puede ser vertical como horizontal
– Para instalaciones externas se recomienda una ganancia de antena de 7dB
– La directividad debe cumplir las recomendaciones BT. 419-3: “Directividad y discriminación por polarización de las antenaspara recepción en la radiodifusión de televisión”
Televisión Digital167
Receptor del tipo integrado (IRD)
La unidad receptora del tipo integrado con monitor debe colocar a disposición por lo menos un terminal para entrada de antena con impedancia de entrada 75 Ω, tipo F.
Convertidor digital (STB)
El convertidor digital debe colocar a disposición por lo menos un terminal para entrada y otro para salida de antena (pass through), ambos con impedancia de 75 Ω, tipo F.
Receptor portátil
Queda a criterio del fabricante la instalación de conectores externos.
Receptores (5)Conectores
Televisión Digital168
Dispositivos fijos o móviles (full-seg): 5,7 MHz
Dispositivos portátiles (one seg): 0,43 MHz
Sensibilidad
Receptores (5)Ancho de banda
Televisión Digital169
Receptores (6)Selectividad
Los parámetros de transmisión empleados para la obtención de las medidas presentadas deben ser: modo 3 intervalo de guarda de 1/8, sin time interleaving, modulación de 64 QAM y codificación interna de 3/4.
Televisión Digital170
Primera Frecuencia Intermedia (FI):
La frecuencia central de la FI debe ser de 44 MHz, siendo facultada la conversión directa en banda base. La frecuencia del oscilador local debe estar asignada en la banda superior a la frecuencia recibida.
Sincronización de la frecuencia recibida:
El oscilador local debe ser capaz de sincronizar desvíos de frecuencias iguales o superiores a 30 kHz.
Receptores (7)
Televisión Digital171
Receptores (8)Procesamiento de señal
Full seg
Televisión Digital172
Receptores (9)Procesamiento de señal
One seg
Televisión Digital173
Receptores (10)Otros parámetros
•Medidor de intensidad de señal
•Medidor de calidad de señal
•Medidor de BER
•Recepción de aviso de emergencia
•Recepción de señales de televisión analógica
•Presentación de contenidos one-seg en receptores full-seg
•Memorias (middleware)
•Función EPG
•Interfaces externas
•Mando a distancia
Televisión Digital174
Link Budget para ISDB-Tb
Para crear una red de radiodifusión para ISDB-Tb, es necesario definir un link budget (disponibilidad de enlace) entre la salida de estudio y el receptor de acuerdo con el nivel de ruido (degradación admisible) asignado en el estudio de transmisión.Es conveniente:
– determinar el desempeño de cada elemento del equipo de radiodifusión.
– especificar la calidad de recepción en la etapa previa y también a través del área de servicio, cuando se completa la onda de radiodifusión.
En una red de radiodifusión la onda irradiada será recibida por múltiples receptores. Por lo tanto es necesario crear una red capaz de superar las más severas condiciones dentro del área de servicio.
Las condiciones asociadas con la propagación de señal, como el multitrayecto y la perturbación de las señales interferentes, varían dependiendo no solamente de las estaciones repetidoras de radio, sino también de la localización en la que se instalan las antenas de recepción, dentro del área de servicio.
Televisión Digital175
Factores técnicos en la planificación de canales de televisión digital (1)
Análisis de viabilidad
La viabilidad técnica de canales de televisión digital se basa en los siguientes aspectos:
• intensidades de campo a ser utilizadas para la definición de contornos o áreas de servicio;
• relaciones de protección a ser adoptadas para los cálculos de intensidad de campo y contornos interferentes;
• relaciones entre las potencias de las estaciones, para el caso de estaciones co-localizadas;
• porcentaje de locales atendidos y porcentaje de tiempo con señal de cobertura apropiado, a ser garantizados.
Televisión Digital176
Factores técnicos en la planificación de canales de televisión digital (2)
Intensidad de campo mínima para recepción con antena externa (outdoor)
Factor Símbolo VHF bajo
VHF alto
UHF Informaciones adicionales
Ancho de banda (MHz) B 6
Constante de Boltzmann (Ws/K)
K 1,38 x 10-23
Temperatura absoluta (K) T 290
Ruido térmico (dBm) Nt -106,20 Nt = kTB
Figura de ruido en el receptor (dB)
Nr 10
Umbral de C/N del sistema digital (dB)
C/N 19
Mínima potencia de señal (dBm)
Ps -77,2 Ps (dBm) = Nt(dBm) + Nr(dBm) +C/N(dB)
Televisión Digital177
Factores técnicos en la planificación de canales de televisión digital (3)
Intensidad de campo mínima para recepción con antena externa (outdoor)
Factor Símbolo VHF bajo
VHF alto
UHF Informaciones adicionales
Frecuencia central (MHz) fb 69 194 592 Media geométrica entre las frecuencias extremas de la banda
Longitud de onda (m) λ 4,35 1,55 0,51 λ = 300 / fb
Área efectiva de la antena isotrópica (dBm2)
Ai 1,77 -7,21 -16,90 Ai = λ2 / (4π)
Ganancia del dipolo de mediaonda con relación a la antena isotrópica (dBi)
Gi 2,15
Ganancia de la antena con relación al dipolo de media onda (dBd)
G 4,5 6,5 10 Antena comercial típica
Impedancia intrínseca (Ω) η 120π
Televisión Digital178
Factores técnicos en la planificación de canales de televisión digital (4)
Intensidad de campo mínima para recepción con antena externa (outdoor)
Factor Símbolo VHF bajo
VHF alto
UHF Informaciones adicionales
Factor de dipolo (dBm -dBμV/m)
Kd -111,84 -120,82 -130,51 Kd = ( Ai Gi )/η
Pérdidas en cables (dB) Lf 1 2 4
Margen frente al ruidoproducido por el hombre (dB)
Mm 6 1 0
Intensidad de campo mínima(dBμV/m)
Emin 37,14 40,12 47,31 Emin(dBμV/m) = Ps(dBm) +Lf(dB) + Mm(dB) -G(dBd) -Kd(dBm -dBμV/m)
Televisión Digital179
Factores técnicos en la planificación de canales de televisión digital (5)
Intensidad de campo mínima para recepción con antena interna (indoor)
Factor Símbolo VHF bajo
VHF alto
UHF Informaciones adicionales
Ancho de banda (MHz) B 6
Constante de Boltzmann (Ws/K)
K 1,38 x 10-23
Temperatura absoluta (K) T 290
Ruido térmico (dBm) Nt -106,20 Nt = kTB
Figura de ruido en el receptor (dB)
Nr 10 Basada en los resultados de lostest de laboratorio realizados enBrasil
Umbral de C/N del sistema digital (dB)
C/N 19
Mínima potencia de señal (dBm)
Ps -77,2 Ps (dBm) = Nt(dBm) + Nr(dBm) +C/N(dB)
Televisión Digital180
Factores técnicos en la planificación de canales de televisión digital (6)
Intensidad de campo mínima para recepción con antena interna (indoor)
Factor Símbolo VHF bajo
VHF alto
UHF Informaciones adicionales
Frecuencia central (MHz) fb 69 194 592 Media geométrica entre las frecuencias extremas de la banda
Longitud de onda (m) λ 4,35 1,55 0,51 λ = 300 / fb
Área efectiva de la antena isotrópica (dBm2)
Ai 1,77 -7,21 -16,90 Ai = λ2 / (4π)
Ganancia del dipolo de mediaonda con relación a la antena isotrópica (dBi)
Gi 2,15
Ganancia de la antena con relación al dipolo de media onda (dBd)
G -2,2 -2,2 0 Antena comercial típica
Impedancia intrínseca (Ω) η 120π
Televisión Digital181
Factores técnicos en la planificación de canales de televisión digital (7)
Intensidad de campo mínima para recepción con antena interna (indoor)
Factor Símbolo VHF bajo
VHF alto
UHF Informaciones adicionales
Factor de dipolo (dBm -dBμV/m)
Kd -111,84 -120,82 -130,51 Kd = ( Ai Gi )/η
Pérdidas en cables (dB) Lf 0 0 0
Altura de la antena conrelación al suelo (m)
Ha 1,5
Margen por reducción de laaltura de la antena derecepción (dB)
Mh 5 5 6
Margen por pérdida depenetración (dB)
Mp 8 8 7
Margen frente al ruidoproducido por el hombre(dB)
Mm 6 1 0
Intensidad de campo mínima(dBμV/m)
Emin 55,84 59,82 66,31 Emin(dBμV/m) = Ps(dBm) + Lf(dB)+M(dB)-G(dBd) -Kd(dBm-dBμV/m)+ ΔL(dB
Televisión Digital182
Factores técnicos en la planificación de canales de televisión digital (8)
Planificación de canales
En los trabajos de planificación de canales de televisión digital, el criterio especificado se basa en el servicio de por lo menos el 90 % del tiempo y por lo menos el 70 % de los locales con recepción utilizando antena externa, en el contorno protegido de las estaciones.
Televisión Digital183
Factores técnicos en la planificación de canales de televisión digital (9)
-3-2.5
Televisión Digital184
Factores técnicos en la planificación de canales de televisión digital (10)
Factor VHF bajo VHF alto UHF
Intensidad de campo mínima (dBμV/m)
37 40 48
Corrección para el 70 % de los locales (dB)
2,5 2,5 3
Intensidad de campo E(70,90) en elcontorno protegido (dBμV/m)
40 43 51
Intensidad de campo mínima en el entorno protegido para recepción con antena externa (outdoor)
El significado de este valor es que con 40dBμ nos aseguramos que el 70% de los emplazamientos tenga 37dBμ de campo.
Televisión Digital185
Contorno protegido (1)
Todo canal es protegido contra interferencias perjudiciales dentro del área delimitada por su contorno protegido, que corresponde al lugar geométrico de dos puntos.
Para fines de planeamiento, los valores de intensidad de campo deben ser excedidos en 50% de los emplazamientos y 90% del tiempo.
Resolución 398/2005 ANATEL
Televisión Digital186
Contorno protegido
Tabla 1: 100 MHz, trayecto terrestre, 50% del tiempo, 50% de las ubicaciones
Tabla 2: 100 MHz, trayecto terrestre, 10% del tiempo, 50% de las ubicaciones
Tabla 3: 600 MHz, trayecto terrestre, 50% del tiempo, 50% de las ubicaciones
Tabla 4: 600 MHz, trayecto terrestre, 10% del tiempo, 50% de las ubicaciones
Tabla 5: 2000 MHz, trayecto terrestre, 50% del tiempo, 50% de las ubicaciones
Tabla 6: 2000 MHz, trayecto terrestre, 10% del tiempo, 50% de las ubicaciones
E(Tabla I) = 2 x E(Tabla 1) – E(Tabla 2)
90% del tiempo, 50% de las ubicaciones
E(Tabla II) = 2 x E(Tabla 3) – E(Tabla 4)
90% del tiempo, 50% de las ubicaciones
E(Tabla III) = 2 x E(Tabla 5) – E(Tabla 6)
90% del tiempo, 50% de las ubicaciones
Resolución 398/2005 ANATEL
Televisión Digital187
4242
3157
5229
6218
Televisión Digital188
Clasificación de Estaciones de Televisión Digital para VHF
Resolución 398/2005 ANATEL
Clase Máxima Potencia
(ERP)
Altura de referencia (m)
Distancia máxima
Contorno protegido (km)
Especial 16 kW (12 dBk) 150 65
A 1,6 kW (2 dBk) 48
B 0,16 kW (-8 dBk) 32
C 0,016 kW (-18 dBk) 20
Televisión Digital189
Clasificación de Estaciones de Televisión Digital para UHF
Resolución 398/2005 ANATEL
Clase Canales Máxima Potencia
(ERP)
Altura de referencia (m)
Distancia máxima
Contorno protegido (km)
Especial 14 a 25
26 a 46
47 a 59
70 kW (18,5 dBk)
80 kW (19 dBk)
100 kW (20 dBk)
150 57
A 14 a 59 8 kW (9 dBk) 42
B 14 a 59 0,8 kW (-1 dBk) 29
C 14 a 59 0,08 kW (-11 dBk) 18
Televisión Digital190
Factores técnicos en la planificación de canales de televisión digital
Relaciones de protección para canales VHF y UHF
Canal interferente Relación D/U (dB) (Canal deseado = N)
Digital sobre analógico
Analógico sobre digital
Digital sobre digital
N-1 (adyacente inferior) -11 -26 -24
N (co-canal) +34 +7 +19
N+1 (adyacente superior) -11 -26 -24
N-8 y N+8 (FI) -25 - -
N-7 y N+7 (oscilador local) -24 - -
N+14 (imagen de audio) -24 - -
N+15 (imagen de video) -22 - -
Televisión Digital191
Modelos de propagación adoptados para estimar las áreas de servicio (1)
Punto-área, utilizando base de datos de relieve digitalizado con resolución de 30 s (900 m):
— señal deseada: curvas de propagación para el 50 % de las localidades y el 50 % del tiempo de acuerdo con la ITU Recommendation P.1546;
— señal interferente: curvas de propagación para el 50 % de las localidades y el 10 % del tiempo de acuerdo con la ITU Recommendation P.1546;
— factores de atenuación: rugosidad y TCA (“Terrain Clearance Angle”).
Televisión Digital192
Modelos de propagación adoptados para estimar las áreas de servicio (2)
Punto a punto con obstáculos modelados como filo de navaja, utilizando base de datos de relieve digitalizado con resolución de 30 s (900 m):
— difracción por obstáculos (tres, a lo sumo) modelados como filo de navaja;
— ITU Recommendation P.526;
— señal deseada: coeficiente k de la curvatura de la Tierra = 4/3;
— señal interferente: coeficiente k de la curvatura de la Tierra = 2.
Televisión Digital193
Modelos de propagación adoptados para estimar las áreas de servicio (3)
Punto a punto considerando la curvatura del obstáculo principal, utilizando base de datos de relieve digitalizado con resolución de 1 s (30 m):
— difracción por múltiples obstrucciones;
— método punto a punto considerando la curvatura de los obstáculos;
— señal deseada: coeficiente k de la curvatura de la Tierra = 4/3;
— señal interferente: coeficiente k de la curvatura de la Tierra = 2.
Televisión Digital194
)dB(btrttrttr LLLGGPP
)dB(btrrr LLGPIREP
Parte determinista
Parte aleatoria:desvanecimiento
Modelos
Caracterizaciónestadística
bL
(Pérdida básica en espacio libre+ pérdida en exceso por efectos de terreno y entorno cercano)
Modelo de Okomura – Hata (1)Atenuación
Televisión Digital195
ReceptorTransmisor
Radio de la enésima zona de Fresnel:
Determinan diferentes contribuciones al campo total
La más importante es la primera:
)()·()()(
548)( 211 kmdMHzf
kmdkmdmR
dddn
Rn21
1ª zona
2ª zona
3ª zona...
d2d1
d
Modelo de Okomura – Hata (2)Zona de Fresnel
Televisión Digital196
T R
d d1 2h>0
T R
d d1 2
h<0
Difracción por obstáculo agudo aislado
Modelo de Okomura – Hata (3)Rec. P.526 - ITU
Televisión Digital197
Despejamiento normalizado
Pérdida por difracción (atenuación en exceso): para v > -0,78:
1,01)1,0(log209,6)( 2 vvvLD
Difracción por obstáculo agudo aislado
Radio de la primera zona de Fresnel
Modelo de Okomura – Hata (4)Rec. P.526 - ITU
Televisión Digital198
Pérdida básica de referencia (medio urbano)
Lb = 69.55 + 26.16 log f - 13.82 log ht
- a(hm) + (44.9-6.55 log ht) log d
Variables, unidades y validez:
Frecuencia f (MHz): 150 f 1500 MHz.Altura de la base ht (m): 30 ht 200 m.Altura del móvil hm (m): 1 hm 10 m.Distancia d (km): 1 d 20 km.
No tiene en cuenta el entorno cercano al móvil“Valor mediano de la pérdida básica”
Modelo de Okomura – Hata (5)Rec. P.526 - ITU
Televisión Digital199
Altura Efectiva de Antena
ht = h0 + c0 – hmedia
d1 = d/4 d2 = d para 1 < d 8 km.d1 = 3 d2 = d para 8 < d 15 km.d1 = 3 d2 = 15 para d > 15 km.
Modelo de Okomura – Hata (6)Rec. P.526 - ITU
Televisión Digital200
Corrección por altura del móvila(hm) = 0 para hm = 1,5 m
Ciudad media-pequeñaa(hm) = (1,1 log f - 0,7) hm - (1,56 log f -0,8)
Ciudad grandea(hm) = 8,29 (log 1,54 hm)2 -1,1 f 200 MHza(hm) = 3,2 (log 11,75 hm)2 - 4,97 f 400 MHz
Corrección por zona de recepción
Zona Suburbana
Zona Rural
Modelo de Okomura – Hata (7)Rec. P.526 - ITU
Televisión Digital201
Extensión a 1500 f 2000 MHz (Hata-COST 231)
Lb = 46,3 + 33,9 log f - 13,82 log ht - a (hm) + + (44,9 - 6,55 log ht) log d + cm
anosmetropolit centros grandes para dB 3
medio tipo ciudad para dB 0mc
Modelo de Okomura – Hata (8)Rec. P.526 - ITU
Televisión Digital202
Disponibilidad del enlace (1)
Modelo de red – Atenuación de desvanecimiento
La atenuación de desvanecimiento para cada distancia, etapa por etapa, presupone un margen de desvanecimiento para disponibilidad del 99,9% del tiempo.
Estación repetidora
A la 1ª etapa
A la 2ª etapa
A la 3ª etapa
A la 4ª etapa
A la 5ª etapa
A la 6ª etapa
A la 7ª etapa
Distancia etapa por etapa
52,5 km 25,1 km 23,1 km
16,3 km 23,7 km 9,5 km 5,8 km
Atenuación de desva-necimeinto
13,1 dB 8,7 dB 8,4 dB 7,3 dB 8,5 dB 6,7 dB 4,1 dB
Televisión Digital203
Disponibilidad de enlace (2)
Arquitectura de red – Modelo de transmisión
Televisión Digital204
Disponibilidad de enlace (3)
Arquitectura de red – Canal de transmisión
El canal de transmisión determina los efectos del ruido urbano, ganancia de la antena de recepción sobre la conversión de la intensidad de campo en la tensión del terminal.En los canales de frecuencias más altas los ruidos urbanos son más bajos y también la ganancia de la antena de recepción es más elevada.En contraste, en los canales de frecuencia más baja, es mayor el tamaño efectivo de la antena y la tensión convertida en el terminal.
Televisión Digital205
Disponibilidad de enlace (4)
Arquitectura de red – Enlace estudio - transmisor
Conviene que el equipo de radiodifusión de la estación principal esté compuesto por un transmisor-receptor STL, modulador OFDM y un transmisor principal.Si el modulador OFDM está en la estación principal, el transmisor – receptor STL envía la señal digital (señal TS) para la estación transmisora, donde el TS es reproducido y, entonces, modulado por el modulador OFDM (sistema de transmisión TS).Por otro lado, si el modulador OFDM está en el estudio, el transmisor-receptor STL envía la onda modulada por el modulador OFDM para la estación principal sin alteraciones (sistema de transmisión FI).
Televisión Digital206
Disponibilidad de enlace (5)
Arquitectura de red – Enlace estudio – transmisor (TS)
Cuando se usa el “sistema de transmisión TS”, el TS es reproducido en la estación transmisora. Por lo tanto, no es necesario considerar cualquier degradación causada por el circuito STL en el proceso de cálculo de disponibilidad de enlace. Como resultado, serían calculadas solamente las posibles degradaciones del modulador OFDM en adelante. El valor provisional de C/N fue estimado en 45 dB. Los dos principales factores de degradación del C/N de la estación transmisora son IM (intermodulación) y ruido de fase.Como degradación causada por el ruido de fase, se estimó el valor de 50 dB para el C/N equivalente.Es conocido que el valor de IM varía dependiendo de si se usa un sistema PD (pre distorsión) o FF (post distorsión). La pre o post distorsión son métodos utilizados en el amplificador de potencia para compensar la degradación introducida por el circuito. En general, un sistema PD provee alta eficacia, pero no garantiza una completa linealidad, mientras que un sistema FF garantiza mejor linealidad, pero no tiene gran eficacia.
Televisión Digital207
Disponibilidad de enlace (6)
Arquitectura de red – Enlace estudio – transmisor (TS)
Debido a la alta potencia de salida de la estación principal, se adoptó 40 dB como C/N de IM suponiendo que se usa un sistema PD. El estudio con el transmisor actual, muestra que la tasa de C/N es 2 dB más baja que el valor obtenido invirtiendo la señal de la IM. Por lo tanto, ha sido adoptado 37,7 dB como valor de C/N de la estación principal causada por el IM.
1111 )/()/()/(/ PNIMOFDMtotal NCNCNCNC
Televisión Digital208
Disponibilidad de enlace (7)
Arquitectura de red – Enlace estudio – transmisor (FI)
Esta configuración se utiliza cuando una señal OFDM es enviada del estudio a la estación principal. Por lo tanto, es necesario calcular el nivel de degradación causado por el circuito STL. Se ha adoptado 37,7 dB como tasa equivalente de C/N (suma de la tasa de C/N del transmisor-receptor STL y el transmisor principal) para permitir latasa C/N para que la salida de la estación principal del caso anterior sea segura.
111 )/()/(/ STLOFDMtotal NCNCNC
Televisión Digital209
Disponibilidad de enlace (8)
Arquitectura de red – Equipo de repetidora de radiodifusión
Cuando se asume que la onda de radiodifusión es repetida, los posibles factores causadores de degradación de la tasa C/N durante la recepción de la señal por parte de los equipos repetidores de radiodifusión son el ruido térmico asociado con la intensidad de campo, multi-recorrido, interferencia y deterioro de multi-recorrido de SFN.Se ha calculado la intensidad de campo en cada etapa para todas las estaciones analógicas en UHF, y se ha adoptado un valor 10 dB por debajo del nivel de intensidad de campo aceptable para el 80 % de las estaciones, en virtud de que la potencia de transmisión de radiodifusión digital es 10 dB inferior a la adoptada para las transmisiones analógicas en UHF.Ha sido adoptada la figura de ruido de 3 dB como valor estimado, considerando la figura de ruido del equipo repetidor de radiodifusión analógica actual.En ese link budget, se utilizaron varios valores provisionales necesarios para implementar las repetidoras de radiodifusión de 4 etapas, y se adoptaron 38,2 dB como tasa de C/N equivalente para la suma de todos los tipos de distorsiones.
Televisión Digital210
Disponibilidad de enlace (9)
Arquitectura de red – Equipo de repetidora de radiodifusión
Televisión Digital211
Disponibilidad de enlace (10)
Arquitectura de red – Modelo de recepción en el área de servicioAntena de recepción
De acuerdo con la Resolución 398/2005 de ANATEL fue establecido que será utilizada una antena Yagi de 14 elementos de 7 dB de ganancia.
Intensidad de campo
La intensidad de campo mínima es de 60 dBμV/m.Para el margen de desvanecimiento, primero se realizó el cálculo para determinar la dimensión del área para cada etapa en la cual la intensidad de campo establecido es 70 dBμV/m, que es el nivel requerido para la actual radiodifusión analógica.
Ruido térmico del receptor
Se asumió usar un booster de baja figura de ruido (NF = 3,3 dB) para prevenir contra la congelación de imagen en el área. También fue adoptada la pérdida de 1 dB del cable de la antena al booster.
Televisión Digital212
Disponibilidad de enlace (11)
Arquitectura de red – Modelo de recepción en el área de servicioDisturbio de multi-recorrido e interferencias
El disturbio de multi-recorrido dentro del área de servicio varía substancialmente dependiendo, no solamente del estatus de la red (afectado por el SFN utilizado), sino también por la localización de la antena receptora y los edificios de la vecindad y su estructura. El disturbio de interferencia causado por otras ondas digitales y ondas de canales broadcast analógicos también varían drásticamente dependiendo de las condiciones específicas de la estación estacionaria, condiciones de la instalación de la antena receptora y del desvanecimiento entre ondasdeseables e indeseables.
Televisión Digital213
Disponibilidad de enlace (12)
Arquitectura de red – Modelo de recepción en el área de servicioDisturbio de multi-recorrido e interferencias
De acuerdo con la disponibilidad de enlace, se necesita un C/N de 22 dB cuando se adopta el esquema de modulación 64QAM) y codificación interna (inner code de 7/8), por lo que se agrega 1 dB por la degradación de SFN dentro del área de servicio y 2 dB debido al disturbio de interferencia causado por la radiodifusión analógica y otros radiodifusores digitales.Sin embargo, es necesario realizar un estudio específico y detallado dentro del área de servicio. Como un modelo de caso, se adoptó una relación equivalente de C/N de 25 dB para ambos, multi-recorrido y disturbio deinterferencia, relación que corresponde a 3 dB de degradación con relación a los 22 dB requeridos.
Televisión Digital214
Disponibilidad de enlace (13)
Arquitectura de red – Modelo de recepción en el área de servicioRuido urbano
Se ha adoptado 700 K como nivel de ruido urbano.
Deterioro del receptor
Conviene seleccionar la tasa C/N equivalente del receptor teniendo en cuenta la disponibilidad de los receptores comerciales. Sin embargo, se adoptó el valor de 28 dB como tasa de C/N equivalente temporal.
Televisión Digital215
Disponibilidad de enlace (14)
Arquitectura de red – Modelo de recepción en el área de servicioParámetros de transmisión y tasa de C/N requerida
Los parámetros de transmisión para la robustez son seleccionados para la protección contra interferencias más un margen para que la tasa de C/N en el demodulador sea segura.
Televisión Digital216
Disponibilidad de enlace (15)
Arquitectura de red – Modelo de recepción en el área de servicioAnálisis de desvanecimiento
Por tratarse de una red de radiodifusión, el factor clave en el proyecto es proteger lo mejor posible el ambiente de recepción dentro del área de servicio.
•Cuando el área de servicio es grande y requiere un margen de desvanecimiento de aproximadamente 9 dB, conviene que la tasa equivalente de C/N para la salida de la estación principal o de la estación repetidora sea de 37 dB.
•Cuando el área de servicio es relativamente pequeña con margen de desvanecimiento de 5 dB o menos, conviene que el C/N equivalente para la salida de la estación principal o de la estación repetidora sea de 30 dB.
•Con un área muy pequeña como en el caso de una estación repetidora al final de una línea o en un gap filler, el ambiente de recepción dentro de ese área es relativamente estable. En tal caso, la tasa equivalente de C/N de 30 dB es excesiva y puede resultar en costo elevado del equipo de transmisión. Por lo tanto, conviene tener extremo cuidado en el uso de los valores mencionados.
Televisión Digital217
Disponibilidad de enlace (16)
Arquitectura de red – Modelo de recepción en el área de servicioAnálisis de desvanecimiento
Margen de desvanecimiento: Diferencia en dB entre el nivel de potencia recibida y el nivel de potencia para asegurar el C/N adecuado en el demodulador
Televisión Digital218
Disponibilidad de enlace (17)
Impacto del cambio en la tasa C/N del transmisor principal
Televisión Digital219
Disponibilidad de enlace (18)
Estudio de la antena Yagi multi-elementoUna antena Yagi de 14 elementos fue adoptada como antena receptora y como ganancia fue utilizado 7 dB. La Figura 36 muestra la extensión a la que la tasa C/N de recepción puede ser mejorada cuando una antena de alta ganancia con aproximadamente 10 dB de ganancia se utiliza para prevenir problema como área de borde.Un aumento de ganancia de 3 dB puede mejorar la tasa C/N de la entrada del demodulador de solamente 0,5 dB.
Televisión Digital220
Ejemplo de Link Budget
Ejemplo de Link Budget
Televisión Digital221
Acciones correctoras (1)
Acción correctora si la distancia etapa por etapa es mayor que el caso modelo
El mayor problema en ese caso es una posible reducción en la intensidad de campo en el receptor de la estación repetidora debido al desvanecimiento. De esa forma, las acciones correctoras para los casos en que la distanciaetapa por etapa es mayor de lo que la empleada en el modelo son:a) usar una antena receptora mayor que (1,8 m en diámetro) en el caso modelo para aumentar la tensión recibida;d) conectar múltiples TTL para asegurar un ambiente de recepción más estable que cuando la señal de radiodifusión es repetida;e) proveer un circuito a la fibra óptica o cable.
Si se implementa el SFN, conviene tener mucho cuidado al establecer sincronización con la estación mejor situadasuministrando un circuito digital.
Televisión Digital222
Acciones correctoras (2)
Acción correctora en caso de distrubio de multi-recorrido, SFN y nivel de interferencia de co-canal
Si los niveles de multi-recorrido, la presencia de SFN e interferencia co-canal son mayores que el caso del modelo, el principal problema es la degradación de la tasa C/N equivalente de la salida debido a varios tipos de interferencia en el receptor de la estación repetidora. En esos casos, las acciones correctoras posibles son:a) usar cancelador y seleccionar correctamente la posición de repetición para reducir el multi-recorrido y camino furtivo SFN;b) del mismo modo, usar el cancelador y seleccionar correctamente la posición de repetición para reducir la interferencia co-canal. Tener presente que el cancelador puede no proporcionar una mejora substancial. Usar TTLS para proveer un ambiente de recepción estable;c) cuando el camino furtivo del SFN es un problema clave a ser encaminado, debe haber un cambio en la frecuencia para proveer MFN, en caso de ser posible. Esta opción no es prontamente factible en términos del actual plan de uso de canal. Sin embargo, se puede tener en cuenta si las frecuencias se reorganizan, cuando las frecuencias analógicas se desactivan.
Televisión Digital223
Acciones correctoras (3)
Acción correctora cuando existen muchas etapas
Si existen muchas estaciones, conviene que la degradación de la tasa C/N en cada etapa sea reducida para una mayor extensión que la del caso modelo. Para obtener esa reducción las acciones correctoras sugeridas son:a) usar TTL particularmente en las estaciones repetidoras con alto número de multi-recorrido, camino furtivo SFN e interferencia co-canal para proveer mejor tasa C/N;b) usar TS TTL . Eso elimina la necesidad de agregar ruido de la etapa anterior reduciendo de una manera equivalente el número de etapas;c) demodulación digital y, en caso de ser necesario, corrección de error y otras etapas que eliminan la necesidad de totalización de ruido que se ha acumulado hasta la estación repetidora MFN, por la demodulación OFDM ymodulación. Sin embargo, no solo el proceso de demodulación y modulación, pero el proceso de corrector de errores produce atrasos. Por lo tanto, conviene tener extremo cuidado en el uso de esos procesos.
Televisión Digital224
Acciones correctoras
Acción correctora cuando las condiciones de multirecorrido y radio-interferencia dentro del área son más severas que el caso modelo.
Si las ubicaciones bajo condiciones de recepción más complicada se concentran dentro de una banda, puede proveerse una estación de radio repetidora suplementaria.Si las ubicaciones bajo condiciones de recepción más complicada están diseminados, dependiendo del estatus de multirecorrido, puede proveerse una antena de recepción con desempeño más alto, se puede usar una altura de antena más alta, o la ubicación de la antena puede ser alterada. Sin embargo, el aumento de la ganancia de la antena no ofrecerá ninguna importante ventaja. Por lo tanto, el foco primario será mejorar la tasa D/U con relación a la onda indeseable a través de direccionalidad mejorada.
Televisión Digital225
Acciones correctoras
Efecto del cambio de parámetros de transmisión y problemas
Se realizó un estudio basado en la adopción de los parámetros del transmisor para transmisión terrestre (64QAM y codificación interna (inner code) y tasa de codificación de 7/8) que prevé que sería utilizada para la máxima capacidad de transmisión.Sustituyendo esos parámetros por aquellos que ofrecen mejor resistencia a la degradación podría ser altamente efectivo. Sin embargo, eso resulta en menor capacidad de transmisión. Por lo tanto, conviene revisar esa alternativa bajo la perspectiva de calidad final de vídeo.
Televisión Digital226
Temario
1. Introducción
2. Estándar ISDB-T
3. Link Budget en televisión digital terrestre
4. La televisión digital en el Perúa. Selección del estándar de TDT
b. El Plan Maestro para la implementación de la TDT
c. Recomendaciones de políticas públicas
Televisión Digital227
Estandarización e innovación tecnológica
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Selección deestándar a color
NTSCPAL
SECAM
Televisión analógicablanco y negro
Transmisión analógicacolores
Transmisión digital
Selección deestándar digital
ATSCDVB-T
ISDB-TDMBT
Esfuerzo
Desempeño
En la televisión se tienen dos grandes saltos tecnológicos: el paso del blanco y negro al color y el paso de la televisión analógica a digital.Estos cambios pueden ser explicados como la aparición de una innovación que supera el “estado del arte” de la industria, y se pueden explicar con el concepto de discontinuidades tecnológicas que marcan el inicio de cada cambio.
Estándar
Conjunto de especificaciones técnicas a las que se adhiere un productor, ya sea tácitamente o como resultado de un acuerdo formal.
Televisión Digital228
Page 228
Características de los estándares
Estándares
De facto
De jure
Patrocinados
No patrocinados
Voluntarios
Por mandato
Televisión a color en el Perú
Televisión digital en el Perú
Política Reglamentación Servicios de Red
Norma única mundial
Armonización Interoperabilidad e itinerancia; compatibilidad
Economías de escala
Varios estándares
Competencia, innovación, pluralismo
No intervención, la norma más adecuada gana
Mercado libre; distribución de riesgos
Ventajas de la existencia de uno o varios estándares
Clasificación de los estándares
Televisión Digital229
Page 229
Estandarización
Política y regulación
Política y regulación
Tec
nolo
gía
Nec
esid
ades
so
cioe
conó
mic
as y
po
lític
as
ATSC
DVB
ISDB
Mercado
Mercado
Mercado
La transición puede ser compleja y costosa y no puede ser hecho espontáneamente por el capital privado por lo que se requiere un soporte importante del sector público. Además para que la transferencia tecnológica tenga más efectos positivos el país receptor debería ser capaz de asimilarla eficientemente y operar la tecnología adaptándola a sus particularidades. Para esto es importante tener cierto nivel de I + D en el país receptor.
Market pull & technological push
Televisión Digital230
La Televisión Digital en el Perú (1)
Televisión Digital231
La Televisión Digital en el Perú (2)
Televisión Digital232
La Televisión Digital en el Perú (3)
Televisión Digital233
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Prórroga Fecha final Justificación
Primera 20/01/2008 Carencia de equipos para realizar pruebas de campo.
Segunda 29/02/2008 Solicitud de los grupos de los estándares y empresas radiodifusoras para evaluación comparativa.
Tercera 29/03/2008 Elaboración del informe final.
Cuarta 30/09/2008 El MTC encarga se evalúe la recomendación del estándar considerando el desarrollo del servicio de radiodifusión en terminales de servicios móviles.
Quinta 29/12/2008 Evaluación de estándares DTMB (chino) y el ISDB-T con innovaciones brasileras (SBTVD)
Sexta 28/02/2009 Falta de información económica y de cooperación técnica y económica de algunos estándares
La Televisión Digital en el Perú (4)
Televisión Digital234
La selección del estándar (1)Aspectos técnicos
Se hicieron pruebas de recepción fija en ubicaciones interiores y exteriores.
La recepción móvil y portable se hizo en rutas previamente diseñadas
Se probaron señales en SD y HD.
Las pruebas fueron efectuadas en Lima, Iquitos, Cuzco.
Se siguieron las recomendaciones de la UIT para la evaluación de señales de video.
Se recomienda un análisis subjetivo donde cada persona valora entre 0 y 5 donde 0 es ausencia de imagen y 5 es una calidad superior de la imagen.
Televisión Digital235
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% ATSC DVB-T ISDB-T DTMB
1. Alta Definición (Recepción fija) 40 3.22 3.32 3.67 4.67
Lima 2.46 3.38 3.70 4.27
Cusco 3.82 3.87 4.61 5
Iquitos 3.38 2.73 2.80 4.73
2. Definición Standard (Recepción fija) 30 2.38 4.23 4.49 5.00
Cusco 4.75 4.48 5.00 5.00
Iquitos 0.00 3.98 3.98 5.00
3. Movilidad (Lima) 10 1.03 1.43 2.23 4.18
4. Portabilidad 20 0.00 4.07 3.70 0.00
Lima 0.00 2.81 4.29 0.00
Cusco 0.00 5.00 3.33 0.00
Iquitos 0.00 4.40 3.46 0.00
ATSC DVB-T ISDB-T DTMB
1. Alta Definición (Recepción fija) 2.10 3.56 3.78 3.78
La selección del estándar (2)Aspectos técnicos
Televisión Digital236
La selección del estándar (2)Aspectos económicos
Se enfocó en el impacto que tendría la introducción de la tecnología en el consumidor, segregando la población por nivel de ingreso.
Se diseñaron escenarios considerando que cada grupo socio-económico podría adquirir un STB o STB y TV con sintonizador incorporado con y sin antena
Estándar Escenario Total (S/.)
ATSCSTB HD + TV con STB 169,301,088
STB SD + TV con STB 120,745,704
DVBSTB HD + TV con STB 117,257,208
STB SD + TV con STB 88,094,815
ISDB-TSTB HD + TV con STB 86,799,490
STB SD + TV con STB 85,827,410
DTMBSTB HD + TV con STB 187,518,845
STB SD + TV con STB 68,925,113
Estándar STB HD STB estándar
ATSC 89.95 40.00
DVB 55.00 25.00
ISDB-T 28.00 27.00
DTMB 150.00 28.00
Estándar Precio en US$ - estándar
ATSC 40.00
DVB 19.00
ISDB-T 93.00
Televisión Digital237
La selección del estándar (3)Cooperación técnica
A criterio de la Comisión Multisectorial, la adopción de la TDT contribuirá al fomento de la Sociedad de la Información, a la reducción de la brecha digital y al fortalecimiento del principio de la universalidad del acceso al conocimiento.
RubrosISDB-TSBTVD
DVB ATSC DTBM
Proceso de Implementación del Espectro 3 2 1 4
- Gestión del Espectro Radioeléctrico 3 2 1 4
- Asistencia en aspecto normativo - 1 2 -
Desarrollo de capacidades 2 1 3 4
Oportunidades de negocio 2 1 4 3
- Investigación y desarrollo 2 3 4 1
- Transferencia tecnológica 2 1 - 3
- Ensamblaje / Fabricación de Productos y Desarrollo de Contenidos
3 1 2 4
- Estandarización de TV Digital 1 1 - -
Financiamiento 1 2 3 4
Foro Internacional 2 1 - -
Otros 1 2 3 -
BALANCE GENERAL 2 1 3 4
Televisión Digital238
La selección del estándar (4)Resultados finales
Por lo que concluye en la recomendación del estándar ISDB-T, “con las mejoras tecnológicas que hubiera al momento de su implementación”.
Televisión Digital239
La selección del estándar (5)Decisión final
Televisión Digital240
Situación actual de la TDT en el Perú (1)
http://mediaperu.info/2009/04/peru-adopta-sistema-japones-brasilero.html
Televisión Digital241
Situación actual de la TDT en el Perú (2)
Televisión Digital242
Canal 16 UHF30 de marzo de 2010
Canal 18 UHF31 de marzo de 2010
Canal 24 UHF23 de abril de 2010
Canal 22 UHF01 de setiembre de 2010
Canal 20 UHF01 de setiembre de 2010
Situación actual de la TDT en el Perú (3)
Televisión Digital243
Resolución Directoral
Fecha EmpresaCanal
asignado4384-2010-MTC/28 28 de diciembre de 2010 Red Bicolor de
Comunicaciones (RBC)38 UHF
1459-2010-MTC/28 26 de abril de 2010 Panamericana Televisión S.A.
26 UHF
1194-2010-MTC/28 12 de abril de 2010 Compañía Peruana de Radiodifusión S.A. (América Televisión)
24 UHF
1195-2010-MTC/28 12 de abril de 2010 Compañía Latinoamericana de Radiodifusión S.A. (Frecuencia Latina)
20 UHF
1094-2010-MTC/28 31 de marzo de 2010 Andina de Radiodifusión S.A.C. (ATV)
18 UHF
1053-2010-MTC/28 30 de marzo de 2010 Instituto Nacional de Radio y Televisión del Perú – IRTP
16 UHF
Red Global 22 UHF
Situación actual de la TDT en el Perú (4)
Resoluciones Directorales de las solicitudes de las empresas para canales digitales en Lima
Televisión Digital244
Page 244
La UIT (UIT, 2009) define tres conceptos para la introducción de la TDT:a. Concepto 1: La administración solo facilita la introducción de los nuevos servicios y aplicaciones y concede las licencias. Es una solución orientada a las fuerzas del mercado.b. Concepto 2: Se establece un plan de transición forzada/controlada para introducir la tecnología de TDT en plazos respectivos. Según la UIT esta opción puede acelerar la transición pero se basa en los supuestos que se necesitan los subsidios de los terminales receptores, así como los costos de migración de las empresas públicas.c. Concepto 3: Establecer un plan de transición inicialmente a las ciudades grandes y planificar su extensión al resto del país. Se puede usar tecnología satelital para extender el servicio.
El Plan Maestro (1)
Televisión Digital245
Page 245
Comisión Multisectorial para elaborar el Plan Maestro de la TDT
El Plan Maestro (2)
Por Resolución Suprema N° 082-2009-PCM se crea la Comisión Multisectorial Temporal encargada de formular recomendaciones al MTC para la elaboración del Plan Maestro de Implementación de TDT. Parte de las recomendaciones deberían ser sobre:•Cronograma, etapas y planes de financiamiento para el proceso de implementación de la TDT. •Metodologías para la difusión de las ventajas y beneficios de la TDT.
Según el artículo 1, el Plan Maestro “…tiene por objeto establecer las medidas y acciones necesarias para la transición de los servicios de radiodifusión por televisión con tecnología analógica, hacia la prestación de estos servicios utilizando tecnología digital”.
Televisión Digital246
Page 246
El Plan Maestro (3)Objetivos
•Procurar a los televidentes, el acceso a una mayor variedad y calidad de contenidos en los campos de la información, el conocimiento, la cultura, la educación y el entretenimiento, elevando la calidad de vida de la población.•Posibilitar la provisión de nuevos servicios que aporte el máximo beneficio para el país, en concordancia con las normas y recomendaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones – UIT, y de pautas que fijen las instancias internacionales para el aprovechamiento de las tecnologías digitales.•Optimizar la eficiencia en la gestión y el uso del espectro radioeléctrico mediante la utilización de las tecnologías disponibles, a fin de asegurar la mayor disponibilidad de frecuencias y su uso más eficiente.•Fomentar el desarrollo en el territorio nacional de las industrias vinculadas a la cadena de valor de la televisión.
Televisión Digital247
Page 247
La gratuidad de la señal y la posibilidad del PPV
Implementación por territorios
Territorios Localidades
Plazo máximo para el fin de las
transmisiones con tecnología analógica
Plazo máximo para el Inicio de las
transmisiones con tecnología digital
% de población
Territorio 01
Lima y Callao IV trimestre del 2020I trimestre del 2014
30.02
Territorio 02
Arequipa, Cusco, Trujillo, Chiclayo, Piura y Huancayo
IV trimestre del 2022II trimestre del 2016
10.65
Territorio 03
Ayacucho, Chimbote, Ica, Iquitos, Juliaca, Pucallpa, Puno, Tacna
IV trimestre del 2024IV trimestre del 2018
6.59
Territorio 04
Localidades no incluidas en los Territorios 01, 02 y 03
IndefinidoI trimestre del 2024
52.73
El Plan Maestro (4)
Televisión Digital248
Resolución Viceministerial LocalidadNúmero de
canalese.r.p. (KW)
1037-2010-MTC/03 Cusco 18 10
051-2011-MTC/03 Chiclayo 23 40
189-2011-MTC/03 Huancayo 36 10
270-2011-MTC/03 Piura 36 40
271-2011-MTC/30 Trujillo 36 20
285-2011-MTC/30 Arequipa 22 20
El Plan Maestro (5)
Resoluciones Viceministeriales sobre la canalización en las localidades del Territorio 01
Televisión Digital249
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Transmisión analógica VHF
Inicio de la transmisión simultáneaP. e. Lima y Callao, 2010
Transmisión analógicaVHF
Transmisión digitalUHF
Apagón analógicoP. e. Lima y Callao, 2020
Transmisión digitalUHF
Transmisión simultáneaAnalógica - digital
Empresa Canal Analógico VHF
Canal Digital UHF Empresa Canal Analógico VHF
Canal Digital UHF
TVPerú 7 16 Alliance (La Tele) 15 28
Andina de Televisión 9 18 Perú TV 23 32
Frecuencia Latina 2 20 Enlace 57 34
Red Global 13 22 Bethel 25 36
América Televisión 4 24 RBC 11 38
Panamericana Televisión 5 26
Transmisión simultánea
Modalidad de gestión exclusiva
El Plan Maestro (6)
Televisión Digital250
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Modalidad de gestión compartida
Televisión analógicaVHF
Inicio de la transmisión simultáneaP. e. Lima y Callao, 2010
Transmisión analógicaVHF
Transmisión digital UHF3 contenidos
Apagón analógicoP. e. Lima y Callao, 2020
Televisión analógicaVHF
Televisión analógicaVHF
Transmisión analógicaVHF
Transmisión analógicaVHF
Transmisión digital UHF3 contenidos
Inicio de la transmisión simultáneaP. e. Lima y Callao, 2010
Apagón analógicoP. e. Lima y Callao, 2020
Televisión analógicaUHF
Televisión analógicaVHF
Transmisión analógicaVHF
Transmisión digital UHF2 contenidos
Transmisión simultánea
El Plan Maestro (7)
Televisión Digital251
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Empresa Canal asignado
Asociación Cultural Ondas del Perú S.A.C
41 UHF
Universal de Televisión S.A.C 27 UHF
Misión Pax TV 17 UHF
Oscar Carretero Raza 39 UHF
Centro de Comunicación Popular y Promoción del Desarrollo de Villa El Salvador - CECOPRODE VES
45 UHF
Alliance S.A.C. 19 UHF
Televisión analógicaUHF
Inicio de la transmisión digitalP. e. Lima y Callao, 2014
Transmisión digitalUHF
Transmisión directa digital
El Plan Maestro (8)
Televisión Digital252
a. Cooperación y coordinación entre los actores de la cadena de valor.
b. Fuerte liderazgo.
c. Estrategia de comunicación efectiva.
d. Recursos financieros suficientes para el proceso.
Recomendaciones para la implementación de la TDT (1)
Televisión Digital253
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Cadena de valor en la televisión
FABRICANTES DE EQUIPOS
Cobertura
TELEVIDENTES / USUARIOS
Rating
AGENCIAS Y EMPRESAS
Publicidad
EMPRESAS RADIODIFUSORAS
Transmisión digital
ESTADO
Políticas PúblicasFALLA DE MERCADO
Televisión Digital254
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Reino Unido
Televisión por pago
Multiplex
Interactividad
Italia
Subsidios a los decodificadores
Interactividad
Argentina
Subsidios a los decodificadores
Interactividad
México
Subsidios a los decodificadores
Interactividad
Experiencias internacionales
Televisión Digital255
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Promoción de la interactividad
Proveedores de chipsets para set top boxes
Proveedores de software
Software para equiposde transmisión
Proveedores de middleware
Proveedores de
herramientas GINGA
Desarrollo de aplicaciones interactivas
Industria de equipos de recepción
Anunciantes
Productores de contenido
Industria de transmisión
Redes deTelevisión
Abierta
Televidentes pasivos
Televisión Digital256
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Estrategias de comunicación efectiva (CONCORTV)
La Ley de Radio y Televisión Televisión Digital Terrestre
Fecha
Cajamarca 14 de agosto de 2008
Tarapoto 28 de agosto de 2008
Piura 10 de septiembre de 2009
Huánuco 03 de diciembre de 2009
Tumbes 25 de febrero de 2010
Chimbote 15 de abril de 2010
Abancay 27 de mayo de 2010
Pucallpa 10 de junio de 2010
Ayacucho 11 de agosto de 2010
Puno 11 de noviembre de 2010
Tacna 17 de febrero de 2011
Moquegua 14 de abril de 2011
Foro regional de Televisión Digital Terrestre
Arequipa 28 de abril de 2011
Chiclayo 26 de mayo de 2011
Cusco 30 de junio de 2011
Trujillo 14 de julio de 2011
Huancayo 01 de septiembre de 2011
Televisión Digital257
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La UIT (UIT,2009) recomienda tres medidas que se pueden adoptar para masificar la compra de los receptores por parte de la población:
a. Solicitar la concesión de créditos sin interés para la adquisición de receptores de TDT.b. Dar garantías a los bancos e instituciones financieras para la concesión de créditos para la adquisición de receptores de TDT.c. Subvenciones o subsidios para la adquisición de receptores o decodificadores para la TDT.
Medidas para la compra de los decodificadores