Sistemas de Transmisso para TV Digital PTC 2547

Sistemas de Transmissão para TV Digital PTC 2547 Princípios de Televisão Digital Guido Stolfi – EPUSP - 2014 PTC 2547 1 / 144

Limitações da Transmissão Analógica Degradações causadas pelo Canal de Comunicação: -Distorção (Não-linearidade) -Ruído (Aditivo; aleatório e impulsivo) -Perdas (Atenuação, Limitação de Banda Passante, "Fading") -Interferências (Aditivas, de origem humana) PTC 2547 2 / 144

Taxa de Erros x Relação Sinal/Ruído • QPSK: PTC 2547 3 / 144

Espectro de um sinal QPSK filtrado PTC 2547 4 / 144

Taxa de Erros para Sistemas M-PSK PTC 2547 5 / 144

Qualidade de Imagem x Relação S/R Qualidade Aparente S/N (d. B) PTC 2547 6 / 144

Benefícios da Correção de Erros Qualidade Aparente S/R (d. B) PTC 2547 7 / 144

Transmissão Digital: Benefícios • Compatibilidade de Meios de Transmissão PTC 2547 8 / 144

Transmissão Digital: Benefícios • Compatibilidade de Serviços PTC 2547 9 / 144

Transmissão Digital: Benefícios • Melhor aproveitamento do espectro Canais Analógicos + Digitais PTC 2547 10 / 144

Espectro de Radiodifusão (Analógica + Digital) (UHF – Londres) PTC 2547 11 / 144

Transmissão Digital: Benefícios • Melhor aproveitamento geográfico Área de Cobertura Área de Interferência Potencial Transmissão Analógica PTC 2547 Transmissão Digital 12 / 144

Sistema ATSC – Advanced Television System Committee PTC 2547 13 / 144

Sistema ATSC – Advanced Television System Commitee • Aprovado em 1995 para Radiodifusão de HDTV nos EUA • Compressão de Vídeo: MPEG-2 • Compressão de Áudio: Dolby AC-3 • Transporte: Pacotes MPEG-2 • Modulação: 8 -VSB com piloto • Ocupação de Banda: Canal de 6 MHz PTC 2547 14 / 144

Sistema ATSC – Codificação de Fonte e Transporte PTC 2547 15 / 144

Sistema ATSC – Codificação de Canal e Modulação PTC 2547 16 / 144

Randomizador PTC 2547 17 / 144

Codificador Reed-Solomon t= 10, PTC 2547 18 / 144

Entrelaçamento (“Interleaving”) PTC 2547 19 / 144

Entrelaçador Convolucional ATSC PTC 2547 20 / 144

Codificador Convolucional e Mapeador 8 -VSB PTC 2547 21 / 144

Codificador Convolucional Entrelaçado PTC 2547 22 / 144

Segmento Multinível com Piloto e Sincronismo PTC 2547 23 / 144

Estrutura de Quadros de Dados ATSC PTC 2547 24 / 144

Sincronismo de Quadro ATSC PTC 2547 25 / 144

Filtro Vestigial ATSC No Transmissor: No Receptor: PTC 2547 26 / 144

Envoltória e Espectro do 8 -VSB PTC 2547 27 / 144

Espectro 8 -VSB após Limitação de Picos em +6 d. B PTC 2547 28 / 144

Desempenho do Sistema ATSC PTC 2547 29 / 144

Diagrama de Blocos de um Receptor ATSC PTC 2547 30 / 144

Sintonizador com Conversão Para Cima FILTRO 50 -800 MHz AMP 10 d. B 1 a. F. I. MIXER OSC. LOCAL 1270~2020 MHz PLL AMP F. I. 1220 MHz FILTRO AMP F. I. 1220 MHz 44 MHz G. A. G. MIXER OSC. LOCAL 1184+/- 0, 3 MHz C. A. F. C. A. G. SINTONIA PTC 2547 31 / 144

Filtro de FI e Controle Automático de Freqüência PTC 2547 32 / 144

Filtro contra Interferência de Sinal de TV Analógica MUX SÍMBOLOS RECEBIDOS DADOS + D=12 PADRÃO DE REFERÊNCIA (SINCRONISMO DE QUADRO) + + + - - D=12 ( )2 DETETOR DE ( )2 PTC 2547 MÍNIMO 33 / 144

Filtro contra Interferência de Sinal de TV Analógica PTC 2547 34 / 144

Diagrama de Olho com Filtro contra Interferências PTC 2547 35 / 144

Equalizador Adaptativo de Canal PTC 2547 36 / 144

Distorção por Multi-Percurso PTC 2547 37 / 144

Multi-percurso e Equalização SINAL PROCESSADO SINAL RECEBIDO SINAL TRANSMITIDO t 1 k 1 t 1 -k 1 t 2 k 2 t 2 -k 2 tn kn Modelo da Distorção por Multi-percurso PTC 2547 tn -kn Equalizador Adaptativo no Receptor 38 / 144

Cancelamento de Eco pelo Equalizador SINAL TRANSMITIDO PTC 2547 SINAL RECEBIDO COM ECOS SINAL PROCESSADO 39 / 144

Multiplicação do Ruído Impulsivo pelo Equalizador RUÍDO IMPULSIVO RECEBIDO PTC 2547 RUÍDO PROCESSADO 40 / 144

Sistema DVB-T – Digital Video Broadcasting - Terrestrial PTC 2547 41 / 144

Sistema DVB-T (Digital Video Broadcasting – Terrestrial) • Aprovado para radiodifusão terrestre de TV Digital na Europa em 1997 • Compressão de Vídeo e Áudio: MPEG-2 • Transporte: Pacotes MPEG-2 • Modulação: COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex) • Ocupação de Banda: Canal de 8 MHz PTC 2547 42 / 144

Modulação COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex) Intercalamento, Pilotos Codificação, Randomização, Correção de Erros Modulação 4 16 -QAM C 1 Síntese C 2 C 3 C 4 Saída 892 Símbolos / s C 6817 19508 bits x 892 símbolos = 17. 4 Mb / s 24192 bits PTC 2547 FFT -1 27268 bits 6817 Coeficientes 43 / 144

Espectro do Sinal OFDM K Portadoras Independentes Banda de cada Portadora f f Banda Total Ocupada Espaçamento 1 / TU TU TS PTC 2547 Modulação de cada Portadora 44 / 144

Espectro do OFDM Após Supressão do Intervalo de Guarda no Receptor f Espaçamento 1 / TU TU TS PTC 2547 45 / 144

Diagrama Tempo / Freqüência a f. . Símbolo t Banda ocupada PTC 2547 46 / 144

Efeito de Multi-percurso no OFDM p 1 p 3 a 1, 1 p 3 TX 1 p 1 a 2, 2 p 2 a 3, 3 RX ax, x p 2 tx TU TX 2 f PTC 2547 47 / 144

Modos DVB-T PTC 2547 Parâmetro Modo 2 K Modo 8 K Número de Portadoras (K) 1705 6817 Portadoras Úteis 1512 6048 Portadoras Piloto Contínuas 45 177 Portadoras de Controle (TPS) 17 68 Duração Útil do Símbolo (TU) 224 s (2048 T) 896 s (8192 T) Espaçamento entre Portadoras(1/ TU) 4464 Hz 1116 Hz Ocupação de Banda (K x 1/ TU) 7. 611 MHz 7. 608 MHz Intervalo de Guarda ( ) (8 MHz) 56, 28, 14, 7 s 224, 112, 56, 28 s Duração do Símbolo ( + TU) 280 – 231 s 1120 – 924 s Largura do Canal 8 MHz 7 MHz 6 MHz T ( s ) 7/64=0. 109375 1/8=0. 1250 7/48=0. 14583 48 / 144

Codificador DVB-T Randomizador Mapeador PTC 2547 Correção de Erros (R. S. 204, 188, t=8) Intercalamento Temporal Correção de Erros (Convolucional ½ a 7/8) 49 / 144

Randomizador DVB-T 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 + Habilitação Entrada Serial + Saída Polinômio Gerador: X 15 + X 14 + 1 Habilitação: = 0 durante Byte SINC MPEG Inicialização: cada 8 pacotes MPEG (1504 bits) PTC 2547 50 / 144

Codificador Reed-Solomon SYNC 187 Bytes de Dados Randomizados RS (204, 188, t = 8) SYNC 187 Bytes de Dados Randomizados 16 Bytes Prot. OBS: SYNC é invertido (47 h para B 8 h) cada 8 pacotes. PTC 2547 51 / 144

Intercalador Temporal 1 M= 17 Bytes 2 2 x. M 3 4 12 3 x. M 11 x M . . . . 12 x 17 = 204 bytes PTC 2547 52 / 144

Codificador Convolucional + Entrada Serial D + + D D + Saída X D = 1 bit Saída Serial Saída Y Puncionamento e Serialização PTC 2547 53 / 144

Padrões de Puncionamento dos Códigos Convolucionais Taxa PTC 2547 Padrão de Puncionamento Seqüência de Bits Transmitidos 1/2 X: 1 Y: 1 X 1 Y 1 X 2 Y 2 2/3 X: 1 0 Y: 1 1 X 1 Y 2 X 3 Y 4. . . 3/4 X: 1 0 1 Y: 1 1 0 X 1 Y 2 X 3 X 4 Y 5 X 6. . . 5/6 X: 1 0 1 Y: 1 1 0 X 1 Y 2 X 3 Y 4 X 5. . . 7/8 X: 1 0 0 0 1 Y: 1 1 0 1 0 X 1 Y 2 Y 3 Y 4 X 5 Y 6 X 7. . . X 3 Y 3. . . 54 / 144

Intercalador de Bits / Símbolos (QPSK) Re(n, x) Entrada Serial Demux Interc. Bit I 0 Interc. Bit I 1 L = 126 bits PTC 2547 Interc. Símbolos Mapeador Im(n, x) QPSK 55 / 144

Intercalador (64 -QAM Hierárquico) Entrada Serial 1 Demux Interc. Bit I 0 Interc. Bit I 1 Interc. Bit I 2 Entrada Serial 2 Demux Interc. Bit I 3 Interc. Bit I 4 Re(n, x) Interc. Símbolos Mapeador Im(n, x) 64 -QAM Não-uniforme Interc. Bit I 5 PTC 2547 56 / 144

Constelações DVB-T QAM-16 PTC 2547 QAM-16 Não Uniforme ( =2) 57 / 144

Constelações DVB-T QAM-16 Não Uniforme ( =4) PTC 2547 58 / 144

Constelações DVB-T QAM-64 Não Uniforme ( =4) PTC 2547 59 / 144

Portadoras Piloto Portadora 0 Portadora 48 . . Portadora K-1 . . . Símbolo 66 67 0 1 2 . . = Portadora Útil (dados) 3 4 . . . t = Portadora Piloto, modulada em BPSK com Seqüência Pseudo-Aleatória PTC 2547 60 / 144

Portadoras de Controle (TPS - Transmission Parameter Signalling) • Mesma Informação em cada símbolo para todas as portadoras TPS • 1 bit por símbolo, codificação diferencial • 68 símbolos consecutivos (1 Frame) • 17 portadoras (Modo 2 k) ou 68 portadoras (8 k) PTC 2547 61 / 144

Alocação de Bits nas Portadoras TPS Bit Formato Finalidade 0 - Inicialização da modulação diferencial 1 a 16 00110101110 ou compl. Sincronismo 17 a 22 010111 ou 011111 Comprimento 23, 24 00, 01, 10, 11 Número do Frame 25, 26 00, 01, 10 Constelação (QPSK, QAM-16, QAM-64) 27 a 29 000 a 011 Hierarquia (sem, =1, =2, =4) 30 a 32 000 a 100 Taxa Cód Convolucional, Fluxo de Alta Prioridade 33 a 35 000 a 100 Idem, Baixa Prioridade (1/2, 2/3, 3/4 5/6, 7/8) 36, 37 00, 01, 10, 11 Intervalo de Guarda (1/32, 1/16, 1/8, 1/4) 38, 39 00, 01 Modo de Tansmissão (2 k, 8 k) 40 a 47 n Identificador de Célula (Opcional) 40 a 53 0000000 Reservados 54 a 67 Código BCH Correção de Erros PTC 2547 62 / 144

Desempenho do Sistema DVB-T PTC 2547 63 / 144

Envoltória de um Sinal OFDM (6000 Portadoras) PTC 2547 64 / 144

Espectro de um Sinal OFDM (6000 Portadoras) PTC 2547 65 / 144

Espectro OFDM com Limitação de Amplitude de Pico em +6 d. B PTC 2547 66 / 144

Algumas Comparações entre ATSC e COFDM • ATSC: otimizado para taxa de bits x relação S/R do canal, para maximizar cobertura para uma dada potência • DVB-T: otimizado para operar em condições severas de multi-percurso e permitir SFN (Single Frequency Network) PTC 2547 67 / 144

Características do ATSC: • A Favor: – – Maior taxa de bits / MHz Robustez a ruído de fase Maior alcance para dada potência de transmissão Bom desempenho com ruído impulsivo • Contra: – – PTC 2547 Não permite recepção móvel Equalização piora desempenho por S/R Equalização aumenta necessidade de processamento Baixo desempenho com antenas internas 68 / 144

Características do DVB-T: • A Favor: – Tolerância a multi-percurso – Robustez para interferências em freqüências fixas – Facilidade para uso de retransmissores em zonas de sombra (“gap filler”) – Bom desempenho com antenas internas – Permite recepção móvel • Contra: – Baixa tolerância a ruído impulsivo – Baixa tolerância a ruído de fase em misturadores PTC 2547 69 / 144

Demandas de Processamento Digital (ordem de grandeza) • ATSC: ~10 M símbolos/seg. – ~10 MIPS (processamento básico) – ~10 MIPS adicionais para cada “tap” do EQ • COFDM: ~1 k símbolos/seg. – ~100 MIPS (FFT de 8196 pontos) – Independe de equalização PTC 2547 70 / 144

Sistema ISDB-T – Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial PTC 2547 71 / 144

Sistema ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial) • Aprovado para radiodifusão terrestre de TV Digital no Japão (No ar desde 2004) • Compressão de Vídeo e Áudio: MPEG-2 • Transporte: Pacotes MPEG-2 • Modulação: OFDM Segmentada • Entrelaçamento temporal até 380 ms • Ocupação de Banda: Canal de 6 MHz PTC 2547 72 / 144

Sistema ISDB-T EXEMPLO 2 EXEMPLO 1 SDTV 1 móvel ou estacionária HDTV Áudio estéreo INTERCALAMENTO EXEMPLO 3 SDTV 2 móvel ou estacionária Áudio estéreo INTERCALAMENTO 5, 6 MHz 432 k. Hz RECEPTOR INTEGRADO PTC 2547 RECEPTOR MÓVEL RECEPTOR ÁUDIO PORTÁTIL 73 / 144

Parâmetros do ISDB-T (6 MHz) PTC 2547 74 / 144

Exemplos de Alocação de Segmentos 11 9 7 5 3 1 0 2 4 6 8 10 12 A 13 segmentos para Modulação QAM (Camada A) 11 9 7 5 3 1 0 2 4 6 8 10 12 A B 12 segmentos QAM (Camada B) e 1 recepção parcial (Camada A) 11 9 7 5 3 1 0 2 4 6 8 10 12 A B C 9 segmentos QAM (Camada C), 1 recepção parcial (Camada A) e 3 com DQPSK (Camada B) PTC 2547 75 / 144

Processamento na Modulação ISDB-T Código Reed-Solomon RS(204, 108, t=8) (= DVB-T) Randomização g(x) = x 15 + x 14 + 1 Ajuste de Atraso entre Camadas (A, B, C) Intercalamento de Bytes (M = 11 x 17 Bytes) Código Convolucional Puncionado (1/2 a 7/8) Intercalamento de Bits Mapeador (DQPSK, 16 - / 32 -QAM) Síntese do Fluxo de Símbolos Intercalamento Temporal Longo Intercalamento de Segmentos Rotação de Portadoras Randomização de Portadoras Inserção de Pilotos, AC e TMCC Modulação OFDM (2 k, 4 k ou 8 k) Inserção de Intervalo de Guarda (1/32 a ¼) PTC 2547 76 / 144

Intercalamento de Bits e Mapeamento DQPSK 64 -QAM PTC 2547 77 / 144

Síntese do Fluxo de Símbolos Segmento de Dados A-1 Símbolos da Camada A Segmento de Dados A-2 Segmento de Dados A-MA Camada B 1 Símbolo por Portadora Segmento de Dados B-1 Segmento de Dados B-MC Camada C Segmento de Dados C-1 n. C = 96 (Modo 1) = 192 (Modo 2) = 384 (Modo 3) Segmento de Dados C-MC MA + MB + MC = 13 Memória PTC 2547 78 / 144

Intercalamento Temporal Longo Intercalador Temporal Segmento 0 1 Símbolo por Portadora Intercalador Temporal Segmento 1 1 Símbolo por Portadora Intercalador Temporal Segmento 2 Intercalador Temporal Segmento 12 PTC 2547 n. C = 96 (Modo 1) = 192 (Modo 2) = 384 (Modo 3) 79 / 144

Intercalador Temporal de Segmento Buffer de I x m 0 símbolos Buffer de I x m 1 símbolos Buffer de I x m 2 símbolos Buffer de I x mnc-1 símbolos I = Fator Multiplicativo (Parâmetro de cada Camada) PTC 2547 mk = (k x 5) mod 96 n. C = 96 (Modo 1) = 192 (Modo 2) = 384 (Modo 3) 80 / 144

Intercalamento de Segmentos N x n. C Símbolos 0 1 2 0 N 2 N N 3 N n. C Símbolos n. C-1 N(n. C-1) n. C+1 n. C+2 1 N+1 Nn. C-1 N = Número de Segmentos Alocados para a Camada PTC 2547 Nn. C-1 n. C = 96 (Modo 1) = 192 (Modo 2) = 384 (Modo 3) 81 / 144

Rotação de Portadoras dentro de um Segmento n. C Portadoras 4 5 Segmento OFDM No. 0 1 2 3 4 n. C-1 0 Segmento OFDM No. 1 2 3 4 5 0 1 Segmento OFDM No. 2 12 13 14 15 Segmento OFDM No. 12 16 Mapeamento estático, igual para todos os símbolos (depende do Modo) PTC 2547 n. C-1 0 n. C = 96 (Modo 1) = 192 (Modo 2) = 384 (Modo 3) 82 / 144

Randomização de Portadoras no Segmento 384 Portadoras 0 1 2 3 62 13 371 11 4 151 152 153 154 155 382 383 321 217 27 30 334 161 51 Mapeamento estático, pseudo-aleatório, igual para todos os segmentos (depende do Modo) PTC 2547 83 / 144

Portadoras Auxiliares e Pilotos Móveis Número do Símbolo dentro de um Frame Portadora dentro de um Segmento PTC 2547 Nc = 108 (Modo 1) 216 (Modo 2) 432 (Modo 3) 84 / 144

Modulação das Portadoras Piloto (DBPSK) Segmento Modo 1 Modo 2 Modo 3 Inicialização do gerador de seqüência máxima PTC 2547 85 / 144

Potadoras AC (Auxiliary Carrier) e TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) Segmento 11 Segmento 0 AC TMCC (Modo 3, Modulação QAM) Segmento 12 PTC 2547 86 / 144

Portadoras TMCC Bit Formato Finalidade 0 - Inicialização da modulação diferencial 1 a 16 00110101110 ou compl. Sincronismo 17 a 19 111 ou 000 Descritor do Segmento (Diferencial ou Coerente) 20, 21 00, 01, 10, 11 Descritor do Sistema (11 = ISDB-T) 22 a 25 1111; 1110 a 0000 Contagem Regressiva p/ Próx. Configuração 26 0, 1 Flag para Emergência 27 0, 1 Flag de Recepção Parcial 28 a 40 xxx yyy zzz wwww Parâmetros para a Camada A (Tabela) 41 a 53 xxx yyy zzz wwww Parâmetros para a Camada B 54 a 66 xxx yyy zzz wwww Parâmetros para a Camada C 67 a 106 Idem 27 a 66, para Próxima Configuração 107 a 121 11111111 Reservados p/ Uso Futuro 122 a 203 Código CDSC(184, 102) Bits de Paridade PTC 2547 87 / 144

Parâmetros das Camadas A, B e C Bit Formato 28 a 30 000 DQPSK 001 QPSK 010 16 QAM 011 64 QAM 100 - 110 Reservada 111 Tipo de Modulação da Camada não utilizada Bit Formato 31 a 33 000 = 1/2 001 = 2/3 010 = 3/4 011 = 5/6 100 = 7/8 101 - 110 Reservada 111 PTC 2547 Taxa de Codificação Convolucional da Camada não utilizada 88 / 144

Parâmetros das Camadas A, B e C Bit Formato 34 a 36 000 0 001 1 010 2 011 4 100 8 101 Reservado 110 - 111 Comprimento do Intercalamento Temporal Camada não utilizada Bit Formato 37 a 40 0000 Reservado 0001 a 1101 1 a 13 Segmentos 1110 Reservado 1111 Camada não utilizada PTC 2547 Número de Segmentos Utilizados na Camada 89 / 144

Mapeamento dos Segmentos (Modo 3) 433 11 9 1 7 5 3 1 432 0 2 4 6 2809 8 10 12 5616 5617 Mapeamento das Portadoras na IFFT (8192 pontos) 2809 portadoras 0 PTC 2547 2808 Banda de Guarda (Piloto Adicional) 2808 portadoras 5384 8191 90 / 144

Taxas de Bits ISDB-T (13 Segmentos) Modulação Código Convolucional Portadoras Auxiliares (AC) PTC 2547 Pacotes MPEG-2 por Frame Segmentos Portadoras (Modo 1/2/3) Taxa de Bits x Intervalo de Guarda (Mb/s) 1/4 1/8 1 / 16 1 / 32 Taxa de Bits x Intervalo de Guarda (kb/s) 1/4 1/8 1 / 16 1 / 32 91 / 144

Desempenho do Sistema ISDB-T Taxa x SNR - ISDB-T (AWGN) 25 Taxa Líquida (Mb/s) 20 15 10 15 Relação S/R (d. B) QPSK PTC 2547 16 -QAM 20 25 64 -QAM 92 / 144

Limiar de Operação do Receptor 1 - Potência do Ruído Térmico no Receptor: N = k TS B (watts) onde: k = Constante de Boltzmann (1. 38 x 10 -23 J/K) TS = temperatura do receptor (K) B = largura de banda do receptor. Para B = 6 MHz e TS = 290 K: NT = 1. 38 10 -23 290 6 106 = 24 10 -15 W = -106. 2 d. Bm PTC 2547 93 / 144

Limiar de Operação do Receptor 2 - Potência Mínima Necessária na Entrada: PMR = NT + C/N + NF (d. Bm) onde: NT = Ruído térmico na entrada C/N = Limiar de recepção característico da modulação NF = Figura de Ruído do receptor Para ISDB-T, 64 -QAM, 7/8, NF = 7 d. B: PMR = -106. 2 d. Bm + 22 d. B + 7 d. B = -77, 2 d. Bm (38 µV em 75 ) PTC 2547 94 / 144

Limiar de Operação do Receptor 3 - Potência Mínima na Antena: PMA = PMR + D + L – GR ruído PTC 2547 (d. Bm) onde: PMR = Potência mínima na entrada do receptor D = Degradação por interferências e outras fontes de L = Atenuação da linha de transmissão GR = Ganho relativo da antena 95 / 144

Limiar de Operação do Receptor Parâmetro VHF baixo VHF alto UHF Ganho da Antena de recepção (GR , d. B) 4 6 10 Perda no Cabo de Antena (L, d. B) 1 2 4 Figura de Ruído do receptor (NF, d. B) 10 10 7 Sistema ATSC (C/N = 15. 2 d. B) 84. 0 85. 0 90. 0 Sistema DVB-T (6 MHz, C/N = 18. 0 d. B) 81. 2 82. 2 87. 2 Sistema ISDB-T (6 MHz, C/N = 18. 7 d. B) 80. 5 81. 5 86. 5 Potência Limiar na Antena (PMA , d. Bm) : PTC 2547 96 / 144

Hipóteses para o SB-TVD • Codificação “Turbo” • Intercalamento temporal baseado em Transformada de Fourier • ISDB-T com Compressão H. 264 PTC 2547 97 / 144

Aperfeiçoamentos Possíveis: Codificação “Turbo” 98 / 144

Intercalamento Temporal por Transformada de Fourier Q(n, k) C(n, k) b(m) MOD IFFT (N) S(m, n) C(k, n) Memória RAM IFFT (M) P/S S(t) Inserção de Pilotos 99 / 144

Constelação 256 -QAM (Experimental) PTC 2547 100 / 144

Espectro e Máscara de Transmissão ISDB-T PTC 2547 101 / 144

Constelação 64 -QAM PTC 2547 (MER = 27 d. B) 102 / 144

Constelação 64 -QAM PTC 2547 (MER = 47 d. B) 103 / 144

Constelação 64 -QAM com Piloto Móvel PTC 2547 104 / 144

Constelação com Equalização Incompleta PTC 2547 105 / 144

Formas de Onda (I / Q, 1 Portadora, Símbolos Consecutivos) PTC 2547 106 / 144

Formas de Onda (I / Q, Portadora TMCC) PTC 2547 107 / 144

Formas de Onda (I / Q, Intervalo de Guarda 1/4 Suprimido) PTC 2547 108 / 144

Formas de Onda (I / Q, Intervalo de Guarda 1/4) PTC 2547 109 / 144

Representação Vetorial (I / Q) PTC 2547 110 / 144

Espectro e Formas de Onda (Escala Expandida) PTC 2547 111 / 144

Transmissão Digital (TVGlobo, Canal 18, 29/05/07) PTC 2547 112 / 144

Constelação 64 -QAM + Piloto (12 Seg. , Layer B) PTC 2547 113 / 144

Constelação QPSK + Piloto (1 Seg. , Layer A) PTC 2547 114 / 144

Recepção “Indoor” de TV Digital PTC 2547 115 / 144

Equalização do Canal “Indoor” PTC 2547 116 / 144

Comparação entre 8 -VSB e COFDM Communications Lab PTC 2547 117 / 144

Comparação entre DVB, ATSC e ISDB-T SET- ABERT 2000 PTC 2547 118 / 144

Robustez a Ruído Impulsivo SET- ABERT 2000 PTC 2547 119 / 144

Comparação na Presença de Efeito Doppler SET- ABERT 2000 PTC 2547 120 / 144

De Onde Vem o Eco de 0 d. B PTC 2547 121 / 144

De Onde Vem o Eco de 0 d. B P 1 h 1 P 2 h 2 d PTC 2547 122 / 144

Exemplo de Reflexo no Solo h 1 = 150 m h 2 = 50 m d = 1000 m P 1 = 1005 m P 2 = 1020 m P 2 -P 1 = 15 m T 2 – T 1 = 50 ns 10 30 50 70 MHz Resposta em Frequência do Canal PTC 2547 123 / 144

Outros Sistemas de Transmissão Digital PTC 2547 124 / 144

Sistema DMB-T (TDS-OFDM) • “Time Domain Synchronous Orthogonal Frequency Division Multiplexing” • Em desenvolvimento na China (Tsinghua University) • Modulação OFDM com possível sincronização de símbolos via GPS • Até 32 Mb/s em um canal de 8 MHz PTC 2547 125 / 144

Sistema DVB-S 2 (Satélite) Modulações 16 -APSK e 32 -APSK Até 58 Mb/s (7, 8 d. B SNR) PTC 2547 126 / 144

DVB-S 2: Eficiência Espectral para vários Modos PTC 2547 127 / 144

DVB-S 2: Desempenho PTC 2547 128 / 144

Sistema DVB-T 2 DVB-T Entrada de Dados Modos Correção de Erros Modulação Portadoras Totais Constelações Intervalo de Guarda Ordem da IFFT Portadoras Pilotos Redução de Fator de Crista Taxa de Bits (canal de 8 MHz) PTC 2547 DVB-T 2 TS’s múltiplos ou Encapsulamento TS único (MPEG-2) Genérico de Fluxos (GSE) Modulações e Codificações Modulação e Codificação fixas variáveis Reed-Solomon e Convolucional BCH + LDPC 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 e 7/8 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5 e 5/6 OFDM 1705 ou 6817 853 a 27841 QPSK, 16 -QAM, 64 -QAM QPSK, 16 -, 64 - e 256 -QAM 1/4, 19/128, 1/8, 19/256, 1/16, 1/4, 1/8, 1/16 e 1/32 e 1/128 2 k e 8 k 1 k, 2 k, 4 k, 8 k, 16 k e 32 k Padrão único, Padrões variáveis, 2, 6% fixas e 8% móveis 0, 35% fixas e 1, 2, 4 ou 8% móveis Expansão de Constelações ou Não especificado Portadoras Reservadas: 10, 18, 36, 72, 144 ou 288 4, 98 a 31, 67 Mb/s 7, 44 a 50, 32 Mb/s 129 / 144

DVB-T 2: Entrada e Adaptação de Modos PTC 2547 130 / 144

DVB-T 2: Adaptação de Fluxos PTC 2547 131 / 144

DVB-T 2: BICM (Baseband Interleaved Coding and Modulation) PTC 2547 132 / 144

DVB-T 2: Montagem de Quadro e Geração OFDM PTC 2547 133 / 144

DVB-T 2: Códigos de Correção de Erros PTC 2547 134 / 144

DVB-T 2: Constelações Rotacionadas PTC 2547 135 / 144

DVB-T 2: Sincronismo de Quadro PTC 2547 136 / 144

DVB-T 2: Espectro PTC 2547 137 / 144

Considerações Finais PTC 2547 138 / 144

Processos Envolvidos na Sintonia de um Sinal de TV Digital • Etapa de Rádio-frequência: - Programação do PLL do Oscilador Local para o canal escolhido - C. A. G. não-coerente ajusta nível aproximado do sinal - Circuito de Auto-correlação detecta o Intervalo de Guarda - PLL ajusta frequência de amostragem PTC 2547 139 / 144

Processos Envolvidos na Sintonia de um Sinal de TV Digital • Sincronização: - Detecta o Modo de transmissão - Posiciona janela da FFT - Ajuste grosso do CAF da portadora - Ajuste grosso do CAF da taxa de amostragem - Ajustes finos dos CAF’s - Demodulador BPSK extrai informação da TMCC - Inicia a decodoficação do Código Convolucioal - Inicia a decodificação do Código Reed-Solomon - Pacotes de Transporte são extraídos PTC 2547 140 / 144

Processos Envolvidos na Sintonia de um Sinal de TV Digital • Transporte MPEG: - Aguarda Pacote com PID = 0, e obtém PID do pacote que contém o Mapa de Programa (MAP_PID) - Aguarda Pacote com PID = MAP_PID e obtém os PID's dos fluxos elementares do programa (Vídeo, Áudio, etc. ) - Identifica Pacotes com PID's especificados e encaminhaos Decodificadores correspondentes (Áudio, Vídeo, Dados) PTC 2547 141 / 144

Processos Envolvidos na Sintonia de um Sinal de TV Digital • Decodificação de Vídeo MPEG: - Aguarda Cabeça de Seqüência e configura parâmetros de exibição - Aguarda Cabeça de Grupo (GOP) - Aguarda imagens tipo I e P de referência - Inicia decodificação e apresentação da imagem. PTC 2547 142 / 144

Tendência Futura: Receptor Multi-padrão • Processamento Digital de Sinais pode implementar qualquer sistema de modulação, transporte e codificação • Diversidade Espacial melhora recepção com multipercurso e permite recepção em banda larga Tuner A/D Vídeo Processador Digital Áudio A/D Memória PTC 2547 143 / 144

Transmissão Experimental “ 8 k” (UHDV) • Modulação OFDM com constelação 4096 -QAM (12 bits/símbolo) • Diversidade de Polarização (H / V) em canal de 6 MHz • Compressão H. 265 PTC 2547 144 / 144