tv digital terrestre

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TELEVISION DIGITAL TERRESTRE Constantino Pérez Vega Dpto. de Ingeniería de Comunicaciones Universidad de Cantabria Santander, España

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TV DIGITAL

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Page 1: TV Digital Terrestre

TELEVISION DIGITAL TERRESTRE

Constantino Pérez VegaDpto. de Ingeniería de Comunicaciones

Universidad de CantabriaSantander, España

Page 2: TV Digital Terrestre

SUMARIO

• Antecedentes y conceptos generales

• Principales diferencias entre los sistemas analógicos y digitales

• Codificación de fuente

• Codificación de canal

• Sistemas actuales• Modulación en televisión digital

• Criterios de planificación

• Tecnologías actuales de transmisión

Page 3: TV Digital Terrestre

Antecedentes

Conversión de normas o estándares (aprox. 1965)

Efectos especiales en producción de programas.

Grabación y postproducción

Un paso importante fue la Recomendación BT.601 de UIT-R que establece las normas para digitalizar la señal de televisión en el entorno del estudio.

Las primeras videograbadoras digitales de TV empiezan a usarse a finales de la década de los ochenta.

En esa época no se considera factible la transmisión digital de TV por canales terrestres.

Page 4: TV Digital Terrestre

Otro motor para la televisión digital fue la HDTV

Antecedentes...2

En Japón, desde mediados de los años 80 se transmitió HDTV vía satélite con una técnica híbrida analógica-digital.

En Europa se desarrollaron algunos proyectos y sistemas en relación con HDTV, hoy extinguidos. Principalmente:

MAC (Multiplexed Analog Componentes)

Eureka

En 1987, la FCC de Estados Unidos forma en 1987 un comitéasesor para estudiar y definir las características de la televisión del futuro, bajo la presión de los radiodifusores para poder transmitir HDTV.

Page 5: TV Digital Terrestre

Antecedentes...3

ACATS (Advisory Committee on Advanced Television Services)

En 1990 se contó con más de veinte propuestas, la mayor parte de sistemas analógicos, una híbrida y cuatro totalmente digitales.

En 1993 se presentaron resultados por los cuatro proponentes sobrevivientes. La FCC no los considera satisfactorios y les da un año para mejorarlos.

Se forma la Gran Alianza (Grand Alliance)

El sistema probado se presenta en 1994

Nace propiamente la televisión digital

Page 6: TV Digital Terrestre

Antecedentes...4

En Europa y Japón se abandonan los proyectos y se enfocan al desarrollo de nuevos sistemas de acuerdo al nuevo enfoque, basado en técnicas puramente digitales y a la viabilidad de nuevos de nuevos y potentes esquemas de compresión de imágenes.

En Europa se inicia el proyecto DVB (Digital Video Broadcasting) en que participan más de 200 empresas e instituciones de todo el mundo.

En Japón se inicia el proyecto ISDB (Integrated Serivices Digital Broadcasting

China inicia su propio proyecto de TV digital alrededor de 1995

Page 7: TV Digital Terrestre

PRINCIPALES DIFERENCIAS ENTRE LOS SISTEMAS ANALOGICOS Y LOS DIGITALES DE TV

Page 8: TV Digital Terrestre

Sistemas Analógicos

Estándares básicos

Número de líneas por cuadro (525 o 625)

Número de cuadros por segundo (25 o 30)

Tipo de barrido (secuencial o entrelazado)

Relación de aspecto (4/3)

Codificación de color (NTSC, PAL o SECAM)

A B C D

E

F

(a ) (b )

F

Page 9: TV Digital Terrestre

Ancho de banda de la señal en banda base

Vídeo: 4.5 MHz (NTSC y PAL-M)

5.5 MHz (PAL y SECAM)

Ancho de banda de RF

Vídeo + audio asociado: 6 MHz (NTSC y PAL-M)

7 u 8 MHz (PAL y SECAM)

TV terrestre y cable

TV vía satélite

Vídeo + audio asociado: 24 a 36 MHz

Page 10: TV Digital Terrestre

Televisión de Alta Definición (HDTV)

Se define, un tanto ambiguamente, como la que tiene el doble del número de líneas por cuadro y una relación de aspecto de 16:9

Ninguno de los sistemas analógicos de HDTV tuvo aceptación general.

Page 11: TV Digital Terrestre

Digitalización de la señal de televisión

Esta definida en la Recomendación BT.601 de UIT-R

Muestreo a 8 bits/píxel

Video en componentes:

Luminancia: 13.5 MHz

Crominancia: 6.75 MHz cada componente

RGB

Cada una de las componentes a 13.5 MHz

Page 12: TV Digital Terrestre

Y

I

Q

Señal compuesta de color

Video en componentes Y/C

Flujo binario:

13.5 x 8 + 2 x 6.75 x 8 = 216 Mbit/s

Page 13: TV Digital Terrestre

R

G

B

Video en componentes RGB

Flujo binario: 

13.5 x 3 x 8 = 324 Mbit/s

Page 14: TV Digital Terrestre

Formatos de digitalización (Rec. BT.601 de UIT-R)

El número de muestras por línea para definición estándard (SDTV) es el mismo para PAL y NTSC

Luminancia: 720 muestras/línea

Crominancia 360 muestras/línea

Page 15: TV Digital Terrestre

720

360

480

480

480

Y

Cr

Cb

NTSC

480 líneas activas por cuadro

720 muestras/línea

El número de elementos de imagen (píxels) por cuadro resulta:

480(720 + 360 + 360) = 691,200

Codificando cada muestra a 8 bits:

691200 x 8 = 5'529,600 bits ≅ 5.3 MBytes

El flujo binario resultante será:

5.3 MB/cuadro x 30 cuadros/seg = 159 MB/s

Formato 4:2:2

Page 16: TV Digital Terrestre

La Rec. BT.601 de UIT-R contempla también otros formatos de muestreo

4:4:4 Para aplicaciones en estudios de producción de TV

4:2:0 Para transmisión en menor ancho de banda que 4:2:2

Page 17: TV Digital Terrestre

720

480

240

240

360

Formato 4:2:0

Luminancia: 480 líneas activas

Crominancia: 240 líneas activas

Píxels por cuadro:

720 x 480 + 2 x 240 x 360 = 518,400 píxels

Flujo de datos:

518,400 x 8 x 30 = 124.416 Mbyte/s

Page 18: TV Digital Terrestre

Formato 4:4:4

720

480

Luminancia y crominancia a plena resolución.

Píxels/cuadro:

3x720x480 = 1'036,800

Flujo de datos:

8 x 30 x 1'036,800 =

= 248.832 MByte/seg.

Page 19: TV Digital Terrestre

Ancho de Banda requerido por la señal digital:

Radiodifusión Terrestre de TV y Cable: 6 MHz (NTSC) y 7 u 8 MHz (PAL)

Señal digital en el entorno del estudio, sin modulación digital:

216 MHz (4:2:2)

324 MHz (4:4:4)

27 canales PAL de 8 MHz

40 canales PAL de 8 MHz

PARA UNA SOLA SEÑAL DE VÍDEO

Satélite:

Suponiendo transpondedoresde 36 MHz :

6 canales de satélite (4:2:2)

9 canales de satélite (4:4:4)

Page 20: TV Digital Terrestre

Jerarquía de codificación

4:4:4

4:2:2

4:2:0

Tipos de imagen posibles

HDTV

Relación de aspecto 16:9. Aprox. 1200 líneas/cuadro. Barrido entrelazado o progresivo

EDTV

Relación de aspecto 4:3. 750 líneas. Barrido progresivo

SDTV

Relación de aspecto 4:3. 525/625 líneas. Barrido entrelazado.

Page 21: TV Digital Terrestre

Generación y CAD Producción/Postproducción

4:4:4 4:2:2 4:2:0

CompresiónFlujo de transporte

Audio digital

Otros datos

MUX

Flujo MPEG-2

Page 22: TV Digital Terrestre

Modulador

Video

Audio

Amplificadores de potencia

Al medio de transmisión

Flujo progr. 1

Flujo progr. 2

Flujo progr. 3

Flujo progr. 4

Codificación de Canal

Amplificadores de potencia

Un programa por canal de RF

4+ programas por canal de RF

MUX

Sistema Analógico

Sistema Digital

Page 23: TV Digital Terrestre

CODIFICACION DE FUENTE

COMPRESION DE VIDEO

Page 24: TV Digital Terrestre

Redundancia espacial

y

x

Page 25: TV Digital Terrestre

Redundancia temporal

t

Page 26: TV Digital Terrestre

Imagen Original

Dominio espacial

8x8 pixels

DCT

Dominio de la transformada

8x8 coeficientes

Procesado en el Estudio

Calidad de contribuciónCuantificación perceptual

Algoritmos de compresión

Señal comprimida

1 pixel = 1 muestra Y

+ Cr + Cb

Page 27: TV Digital Terrestre

F u v C u C v f x y x u y vyx

( , ) ( ) ( ) ( , ) cos ( ) cos ( )=

+⎡⎣⎢

⎤⎦⎥

+⎡⎣⎢

⎤⎦⎥==

∑∑14

2 116

2 1160

7

0

7 π π

C w para w

para w

( )

, ,...,

= =

= =

12

0

1 1 2 7

f x y C u C v F u v x u y vvu

( , ) ( ) ( ) ( , ) cos ( ) cos ( )=

+⎡⎣⎢

⎤⎦⎥

+⎡⎣⎢

⎤⎦⎥==

∑∑14

2 116

2 1160

7

0

7 π π

Transformada del Coseno Discreto (DCT)

Page 28: TV Digital Terrestre

Imagen original

DCT

Hadamard

Fourier

Seno discreto

Karhunen-Loeve

Propiedades de compactación de coeficientes

Page 29: TV Digital Terrestre

Cuantificación perceptual

Matriz transformada

:

Matriz de coeficientes perceptuales

=

Matriz cuantificada perceptualmente

Page 30: TV Digital Terrestre

DCT

Cuantificación

Codificación de recorrido

Page 31: TV Digital Terrestre

Efecto del número de coeficientes de la DCT

Page 32: TV Digital Terrestre

8x8

Bloque

Macrobloque

Segmento Cuadro

Grupo de Imágenes (GOP)

Secuencia de vídeo

Jerarquía de los datos de vídeo para compresión

Page 33: TV Digital Terrestre
Page 34: TV Digital Terrestre
Page 35: TV Digital Terrestre
Page 36: TV Digital Terrestre

Segmentación (slicing)MacrobloqueSegmento (slice): secuencia de macrobloques

contiguos en orden del barrido

Page 37: TV Digital Terrestre

Tipo de imágenes en MPEG

I: Intracuadro. Se codifican independientementede las demás, sin otra referencia que la del propio cuadro

P: Predictivas. Resultado de predicciones deimágenes I o P previas en la secuencia

B: Bidireccionales. Resultado de predicciones de lasimágenes más cercanas I o P, previas o posterioresen la secuencia

Page 38: TV Digital Terrestre

Compensación de movimiento

Imagen de referencia Predicción hacia adelante

Imagen de referencia Predicción hacia atrás

Imagen actual

tiempo

Page 39: TV Digital Terrestre

Reducción de redundancia temporal

Page 40: TV Digital Terrestre

Secuencia de codificación

I P B B B P B B P B B I

Grupo de imágenes (GOP)

Page 41: TV Digital Terrestre

CODIFICACION DE CANAL EN TRANSMISION

TERRESTRE DE TV

Page 42: TV Digital Terrestre

La función del codificador de canal es agregar la redundancia necesaria al flujo de transporte a fin de que el decodificador pueda detectar y corregir errores.

El entorno de transmisión terrestre es el más hostil y requiere de mayor protección contra errores que los sistemas de satélite o de cable.

Principales factores que contribuyen a los errores:

• Reflexiones múltiples, especulares y difusas

• Difracción

• Atenuación por obstáculos

• Ruido

Page 43: TV Digital Terrestre

Codificación de canal 2

FEC (Forward Error Correction): En transmisión terrestre se utilizan dos códigos concatenados: uno de bloque y otro convolucional, combinados con aleatorización y barajado.

Codigo de bloque: Reed-Solomon R-S(187,203)

Código convolucional: Trellis 2/3 u otra variante

Código de bloque: Agrega redundancia a la información, expande el alfabeto, aumenta el flujo binario y el ancho de banda.

Código convolucional: Agrega redundancia expandiendo el alfabeto, pero no el ancho de banda.

Page 44: TV Digital Terrestre

Estructura general de un codificador de canal

Paquetes de transporte MPEG-2 (187 bytes) de hasta 4 programas multiplexados

187 bytes de datos + 16 bytes de protección*

* Las cifras se refieren al sistema DVB

Flujo de transporte al modulador

Codificador de bloqueCodificador

convolucional

Page 45: TV Digital Terrestre

Evita secuencias largas de ceros o unos o repeticiones periódicas de combinaciones de éstos.

Se utiliza un generados de secuencia pseudoaleatoria PRBS (Pseudo Random Binary Sequence).

La sincronía del paquete no se aleatoriza.

Aleatorización (Scrambling)

Page 46: TV Digital Terrestre

Codificación de bloque

A cada paquete se le agregan 16 bits de redundancia (DVB) 20 en ATSC.

Puede corregir hasta 8 errores en bytes no contiguos (DVB) o 10 (ATSC)

También protege a la sincronía.

No puede corregir errores en ráfaga

Page 47: TV Digital Terrestre

Entrelazado (Interleaving)

Dispersa los errores en ráfaga a fin de que sea posible corregirlos por el decodificador de bloque

Aproximación simple a la idea del entrelazado

Supóngase la siguiente secuencia a la salida del codificador de bloque:

ABCDEFGHIJKLMNOP

El “entrelazador” lo escribe en forma de matriz, fila a fila:

A B C D

E F G H

I J K L

M N O P

Page 48: TV Digital Terrestre

Entrelazado...2

La salida se obtiene leyendo la matriz anterior columna a columna:

AEIMBFJNCGKODHLP

Supóngase ahora que en el trayecto de propagación ocurre un error en ráfaga que afecta cuatro símbolos consecutivos, por ejemplo, si la secuencia recibida es:

AEIXXXXNCGKODHLP

Que el decodificador de bloque no puede corregir

El “desentrelazador” escribe la secuencia recibida como:

A E I X

X X X N

C G K O

D H L P

Page 49: TV Digital Terrestre

Entrelazado...3

Y su salida se obtiene leyendo columna a columna:

AXCDEXGHIXKLXNOP

Los errores en recepción están dispersados en símbolos no contiguos y pueden corregirse por el decodificador de bloque.

Page 50: TV Digital Terrestre

U1 U0 U-1

U1

V1

V2

V3

(V1,V2,V3)

v1 = (u1 ⊕ u0 ⊕ u-1)

v2 = (u0 ⊕ u-1)

v3 = (u1 ⊕ u-1)⊕

⊕ Suma en módulo 2

Codificación convolucional

Page 51: TV Digital Terrestre

U1 U0 U-1

U1U-2

V1

V2

00(000)

11(100)

00(110)

01(101)

10(111)

00(100)

11(110)

10(101)

01(111)

11(010)

10(001)

01(011)

11(000)

00(010)

01(001)

10(011)

1 bit

0 bit

00(000)

11(100)

00(110)

01(101)

10(111)

00(100)

11(110)

10(101)

01(111)

11(010)

10(001)

01(011)

11(000)

00(010)

01(001)

10(011)

00(000)00(000)

00(000)

11(100)

11(100)

11(010)

00(110)

10(001)

01(101)

01(011)

10(111)

01(100)

10(000)

11(110)

00(010)

01(111)

10(011)

10(111)

00(110)

01(011)

10(101)

01(001)

11(011)

11(100)

11(010)

00(110)

01(010)

01(101)

00(000)

11(100)

Diagrama de árbol

Page 52: TV Digital Terrestre

000

001

010

011

100

101

110

111

0(00) 0(00) 0(00) 0(00) 0(00)

1(11)

1(11)

1(11)

1(11)

1(11)

0(11

) 0(11

)

0(11

)

0(11

)

0(10)0(10)

0(10)

0(11)0(11)

1(00) 1(00)

0(01

)

0(01

)

0(01

)

1(10)

1(10)1(10)

0(10)0(10)

1(00) 1(00)

1(01)

1(01)

1(01)

1(10)

1(00)

1(00)

1(10)

El diagrama se repite

t0 t1 t2 t3 t5t4

Diagrama trellis

Page 53: TV Digital Terrestre

MODULACION EN TELEVISION DIGITAL

Page 54: TV Digital Terrestre

Sistemas o estándares actuales de TV Digital

ATSC (Advanced Television Standards Committee), también designado como DTV (Digital Television). Adoptado en Estados Unidos, Canadá, México y Corea del Sur.

Es un estándard desarrollado en los Estados Unidos y enfocado principalmente a transmisión terrestre.

Históricamente fue el primer sistema de televisión totalmente digital.

Page 55: TV Digital Terrestre

DVB (Digital Video Broadcasting). Desarrollado en Europa y adoptado en Europa, Australia y algunos países asiáticos.

Se trata, en realidad, de un conjunto de estándares con diversas variantes:

DVB-T para transmisión terrestre

DVB-C para transmisión por cable

DVB-S para transmisión por satélite

Estos estándares difieren principalmente en los esquemas de modulación utilizados, a causa de diversas limitaciones técnicas. DVB-S (SHF) utiliza QPSK, 8PSK o 16-QAM. DVB-S2 uses QPSK, 8PSK, 16APSK o 32APSK, a decisión del operador. QPSK y 8PSK son las únivas versiones utilizadas regularmente. DVB-C (VHF/UHF) utiliza QAM: 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM, 128-QAM o 256-QAM. Finalmente, DVB-T (VHF/UHF) uses 16-QAM or 64-QAM (or QPSK) en combinación con COFDM y modulación jerárquica.

Page 56: TV Digital Terrestre

ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting). Desarrollado en Japón, orientado a las necesidades de ese país. Es, en muchos aspectos semejante al DVB, pero no compatible.

Su empleo fue considerado por Brasil, aunque aparentemente aún no se ha tomado una decisión final sobre el sistema a utilizar.

DTMB (Digital Terrestrial/Television Multimedia Broadcasting). Desarrollado en China y adoptado muy recientemente como el estándard en ese país.

Tiene algunos aspectos similares a DVB e ISDB, pero difiere considerablemente en los parámetros y aplicaciones.

Aparentemente, parece superior a los demás estándares.

Page 57: TV Digital Terrestre

Los sistemas actuales emplean uno de dos tipos de modulación:

8-VSB en el sistema ATSC

Modulación de portadora única, con banda lateral vestigial y piloto de portadora

COFDM en los sistemas DVB e ISDB

Modulación COFDM de portadoras múltiples

Page 58: TV Digital Terrestre

Sistema ATSC o DVB

Ancho de banda de RF 6 MHz

Flujo binario. aprox. 20 Mbit/s

Tipo de modulación: 8-VSB y portadora reducida

Estándares de barrido, además de SDTV

Page 59: TV Digital Terrestre

Sistema ATSC o DVB: Codificación de canal y modulación

G.W. Collins. Fundamentals of Digital TelevisionTransmission. John Wiley & Sons. 2001

Page 60: TV Digital Terrestre

ATSC: cobertura comparativa

• Un aspecto fundamental es la necesidad de ecualización adaptativa.

• La tecnología existente se ha desarrollado casi al límite.

• Dificultades de recepción en condiciones multicamino y con antenas en interiores

Page 61: TV Digital Terrestre

Ventana de muestreopara detección delsímbolo

t

t

Símbolos transmitidos

Símbolos recibidos

Page 62: TV Digital Terrestre

3 Bits/Símbolo

Antes del ecualizador Después del ecualizador

Señal 8-VSB en el sintonizador de un receptor

Page 63: TV Digital Terrestre

ATSC: Espectro de RF

Page 64: TV Digital Terrestre

COFDM - EuropaCOFDM - Europa

• Utiliza multiplexado por división ortogonal de frecuencia(COFDM) con 1705 o 6817 portadoras.

• El tipo de modulación puede ser variable y permite flujosbinarios de 5 a 27 Mbit/s.

• Desarrollado para canales de 8 MHz

• Permite la implementación de redes de frecuencia única (SFN)

• La tecnología empleada permite mejoras y desarrollocontinuado.

Page 65: TV Digital Terrestre

ISDB - Japón

• El sistema integra todas las formas de servicios de radiodifusión en un canal de datos común que puede emplearse para distribución porsatélite, cable o terrestre, e incluye:

» Servicios de Televisión» Servicios de sonido» Servicios de datos» Servicios interactivos

Page 66: TV Digital Terrestre

ISDB - COFDM

Emplea una variante de COFDM que permite la segmentación del espectro en bloques de 100 kHz.

Se proponen des anchos de banda para los receptores:

500 kHz para receptores portátiles o móviles de sonido y datos

5.6 MHz para receptores de TV fijos o móviles (STDV-LDTV)

5.6 MHz para HDTV

Los segmentos individuales pueden asignarse a servicios separados que pueden emplear diferentes tipos de modulación.

Page 67: TV Digital Terrestre

Dispersar los datos de manera uniforme en el canal de RF.

Distribuír los datos en el tiempo.

Mantener la sincronía por debajo del umbral de datos.

Proporcionar protección robusta contra errores.

Proporcionar medios para la ecualización del canal.

Funciones de la Modulación Digital

Page 68: TV Digital Terrestre
Page 69: TV Digital Terrestre
Page 70: TV Digital Terrestre

Frecuencia

1/Tu

Page 71: TV Digital Terrestre

Portadoras piloto en COFDM

FrecuenciaTiempo

Page 72: TV Digital Terrestre

1705 o 6817 Portadoras

Separación entre portadorasModo 2k 3.91 kHzModo 8k 0.98 kHz

Espectro PAL analógico

Espectro COFDM

Page 73: TV Digital Terrestre

COFDM8-VSB

Page 74: TV Digital Terrestre

Espectro real de una señal de TV digital

Page 75: TV Digital Terrestre

Señal COFDM en el dominio del tiempo

La señal tiene características de ruido blanco

La relación entre la potencia pico y la potencia promedio es del orden de 7 dB (8VSB) y 10 dB (DVB)

Page 76: TV Digital Terrestre

4QAM

16QAM 64QAM

00

0010000010

Constelaciones básicas

Page 77: TV Digital Terrestre

Mapeo yconversión

serie aparalelo

Buffer

Transformadainversa de

Fourier(IFFT)

Conversorparalelo a

serie

Del codificador de canal

Al modulador de RFInserción del

intervalo deguarda

Modulador COFDM

Page 78: TV Digital Terrestre

Conversorserie aparalelo

Transformadadirecta de

Fourier(FFT)

Conversorparalelo a

serie

Flujo binariorecibido

Al decodificador de canal

Mapeo inverso

Demodulador COFDM

Page 79: TV Digital Terrestre

Ch 7 Ch 8 Ch 9Ch 6 Ch 10

Grado de utilización del espectro en TV analógica

No se pueden usar canales adyacentes porque producen interferencia

El espectro sólo puede aprovecharse en un 50%

Page 80: TV Digital Terrestre

Ch 7 Ch 8 Ch 9Ch 6

8-VSB COFDM 8-VSBCOFDM

Grado de utilización del espectro en TV digital

• De 4 a 6 programas por canal

• Pueden utilizarse los canales adyacentes

• Aprovechamiento espectral prácticamente de 100%

Page 81: TV Digital Terrestre

Ch 7 Ch 8 Ch 9Ch 6 Ch 10

8-VSB COFDM

Los canales analógicos pueden coexistir con canales digitales adyacentes sin interferencia

Page 82: TV Digital Terrestre
Page 83: TV Digital Terrestre

• Interferencia multicamino

• Ruido

• Atenuación variable en la trayectoria de propagación

• Interferencia sobre otros servicios preexistentes

• Interferencia de otros servicios

Principales problemas en transmisión terrestre

Page 84: TV Digital Terrestre

• La televisión digital terrestre debe coexistircon los servicios analógicos existentes

– DTV funciona con menor potencia– DTV soporta mayores niveles de interferencia– Puede compartir infraestructura de transmisión– DTV requiere de diferentes medios de

planificación

Page 85: TV Digital Terrestre

• La calidad de la señal analógica decaesuavemente con la distancia– Los servicios analógicos están planificados para

50 % disponibilidad en 50 % de localidades

• La calidad de la TV digital decae abruptamentecon la distancia ("se ve o no se ve")– La TV digital debe planificarse para

90-99 % disponibilidad en 90-99 % de localidades

Planificación

Page 86: TV Digital Terrestre

Cal

idad

Distancia al Transmisor

Digital

Analógico

Borde del áreade servicio

Cobertura analógica y digital

Page 87: TV Digital Terrestre

Modulación Jerárquica

Cal

idad

Page 88: TV Digital Terrestre

Bits de altaprioridad (QPSK)

Bits de baja prioridad (64QAM)

Constelaciones en modulación jerárquica

Page 89: TV Digital Terrestre

Codificador devídeo

Codificador deaudio

Codificador de datos

Codificador devídeo

Codificador deaudio

Codificador de datos

Dispersiónde

energía

Codificadorexterno(R-S)

Intercaladoexterno

Codificadorinterno(trellis)

Dispersiónde

energía

Codificadorexterno(R-S)

Intercaladoexterno

Codificadorinterno(trellis)

Intercaladointerno Mapeo

Adaptaciónde

cuadrosOFDM

Inserción deintervalosde guarda

ConversiónD/A

Amplificaciónde

potencia

Inserciónde

pilotos

A la antena

Múltiplex de programaMúltiplex de transporte

Codificación de Fuente

Modulación jerárquica: arquitectura básica

Page 90: TV Digital Terrestre

ATSC

DVB-T

Parámetros de Planificación

Page 91: TV Digital Terrestre
Page 92: TV Digital Terrestre
Page 93: TV Digital Terrestre
Page 94: TV Digital Terrestre
Page 95: TV Digital Terrestre
Page 96: TV Digital Terrestre
Page 97: TV Digital Terrestre
Page 98: TV Digital Terrestre

Desde el punto de vista del usuario...

Page 99: TV Digital Terrestre

Robustez de los estándares de TV

RECEPTOR + DECODIFICADOR

Receptor DuMontde los años 50’s

¡ESTO FUNCIONA!

Page 100: TV Digital Terrestre

Y ESTO...

¡También funciona!

DECODIFICADOR

Receptor Garammont 1951

Transmisión digital

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¿Cuál puede ser la mayor preocupación para el teleespectador

común?

¡El costo del decodificador!

Actualmente, el costo es del orden de Actualmente, el costo es del orden de 4040€€ (120,000 (120,000 BvsBvs) e ir) e iráá reducireduciééndosendose

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Tecnologías actuales de transmisión

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Consideraciones respecto a la potencia

Relación S/N requerida en sistemas analógicos: 45 dB

Relación S/N requerida en sistemas digitales: 15 dB

La potencia necesaria en sistemas digitales para un mismo grado de servicio es menor que en el caso analógico.

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Sin embargo...

Relación entre la potencia pico y la potencia promedio:

Transmisión analógica: aprox. 2 dB

Transmisión digital: aprox. 10 dB

Condiciones más severas de diseño de los amplificadores de potencia en

transmisión digital

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Tecnología: ¿Estado sólido o tubos de vacío?

•Es necesario combinar la salida de múltiples módulos amplificadores en paralelo. Esto permite el funcionamiento ininterrumpido en caso de falla de algún módulo. Los circuitos son más complejos que los de los tubos de vacío.

•No requieren altos voltajes (del orden de 65 V o menos), a diferencia de los tubos de vacío.

•En la actualidad se emplean en transmisores hasta de 25 kw, funcionando en clase AB.

•Los principales componentes son MOSFET-LDMOS y transistores bipolares. Los dispositivos de carburo de silicio (SiC) pueden ofrecer una alternativa interesante.

•Un aspecto importante a considerar es el costo de mantenimiento.

•La temperatura es un factor crítico.

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Combinador2 x 1

Combinador2 x 1

Combinador2 x 1

Divisor1 x 4

20 W

5 W 100 W

200 W

400 W

5 W

5 W

5 W

100 W

100 W

100 W200 W

Amp.

Amp.

Amp.

Amp.

Combinación de potencia con arquitectura de estado sólido

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Tecnología según la potencia de salida en kw

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Tetrodos usados en transmisores de TV

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Tetrodo montado en cavidadTetrodo montado en cavidad

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Estructura interna de un Estructura interna de un diacrododiacrodo

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DiacrodoDiacrodo enfriado por aireenfriado por aire DiacrodoDiacrodo enfriado por aguaenfriado por agua

Principales tipos de Principales tipos de diacrodosdiacrodos

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DiacrodoDiacrodo enfriado por aireenfriado por aire DiacrodoDiacrodo enfriado por aguaenfriado por agua

Principales tipos de Principales tipos de diacrodosdiacrodos

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Klystron de cavidades externas utilizado en transmisión de TV.

Cortesía de English Electric Valve Co.

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Manivela paraajuste de sintoníade la cavidadde salida

Cavidad primaria de salida

Acoplamientode banda ancha

Cavidad secundaria de salida

Stub de ajuste parala señal de entrada

Carro desoporte

Excitador deestado sólido

Cavidad de entrada

Parte de la cavidadde entrada de pequeñodiámetro

Circuito de enfriamientopara la cavidad de saliday el cañón electrónico

Bobina de enfoque

Lazo de acoplamiento de salida

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MSDC MSDC ‐‐ IOTIOT

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TELEVISION DIGITAL TERRESTRE

Constantino Pérez VegaDpto. de Ingeniería de Comunicaciones

Universidad de CantabriaSantander, España