Download - Palestra TV Digital
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PalestraPalestraPalestraPalestra de TV Digitalde TV Digitalde TV Digitalde TV Digital
Para ser Digital tem Para ser Digital tem Para ser Digital tem Para ser Digital tem quequequeque ser ser ser ser LINEARLINEARLINEARLINEAR
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PalestraPalestraPalestraPalestra de TV Digitalde TV Digitalde TV Digitalde TV Digital
Palestrante: Vanessa LimaPalestrante: Vanessa LimaPalestrante: Vanessa LimaPalestrante: Vanessa Lima
Belo Belo Belo Belo HorizonteHorizonteHorizonteHorizonte
21 de 21 de 21 de 21 de SetembroSetembroSetembroSetembro de 2007de 2007de 2007de 2007
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Sumário
1. Introdução a TV Digital: Conceitos Básicos2. Compressão de Vídeo: H.264 e Encoders3. Modulador ISDB-TB
4. Multiplexer ISDB-TB
5. Transmissor ISDB-TB
6. Sistema de Transmissão Completo, incluindo STL7. Dimensionamento de Cobertura8. Gap-fillers e Cancelador de Eco9. Medidas do sistema de transmissão10. Perguntas & Respostas
4
1. Introdução a TV Digital: Conceitos Básicos
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Vantagens da TV Digital
Melhor qualidadequalidadequalidadequalidadequalidadequalidadequalidadequalidade de imagem (1920 x 1080)
Melhor qualidadequalidadequalidadequalidadequalidadequalidadequalidadequalidade de som
Formato widescreen 16:9
Robustez
Imagem boa ou nenhuma imagem
Não há fantasmas ou chuviscos
Variedade de canais
Recursos interativos
6
Comparativo
Quatro por emissora
simultaneamente
7
Monitores4:3
16:9
8
TX
RX
Sistema de TX e RX
9
Sistema de RX – Opção 1Tuner Integrado na TV – TV Digital
10
Sistema de RX – Opção 2
Setop-box – TV comum
11
Monitores
Plasma
12
Monitores
LCD
13
Monitores
RPTV
14
Vídeo digital
O Básico
Entrelaçado e Progressivo
Resolução
15
Vídeo digital
HDTV720p: 1280x720 pixels
1080i: 1920x1080 pixels
EDTV 480p DVD
SDTV576i
480i
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Vídeo digital
Taxa de bitsFormato 4:2:2
10 bits
(Taxa de bits) = [[[[(4x3,3754x3,3754x3,3754x3,375 + 2x3,3752x3,3752x3,3752x3,375 + 2x3,3752x3,3752x3,3752x3,375) (Mega amostras)/s]]]] x 10Bit/amostra
ou
(Taxa de bits) = 270MBit/s = 270Mbps
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Digitalização dos sinais de HDTV
• SMPTE 260M–Formato 22:11:11
• Sistema de 10 bits, conclui-se:
(Taxa de bits) = [[[[(22x3,375 + 11x3,375 + 11x3,375) (Msps)/s]]]] x 10Bit/amostra
ou
(Taxa de bits) = 1,485Gbps
18
Conclusões
• SDTV 576i 16:9 360Mbps
• ATSC, DVB e ISDB
–BW máxima = 6MHz
–Taxa máxima = 20Mbps
Onde trafega um sinal HDTV de 1,485Gbps podem trafegar 4 sinais Onde trafega um sinal HDTV de 1,485Gbps podem trafegar 4 sinais SDTVSDTV
ÉÉ preciso comprimir o sinal de vpreciso comprimir o sinal de víídeo digital para 20Mbpsdeo digital para 20Mbps
19
Conclusões
20
21
2. Compressão de Vídeo: H.264 e Encoders
22
Compressão de Vídeo A banda disponível é 6MHz
Comprimir de 1Gbps para 20Mbps (50:1)
Comprimir Comprimir Comprimir Comprimir Comprimir Comprimir Comprimir Comprimir éééééééé reduzir taxa fazendo com que o sinal de vreduzir taxa fazendo com que o sinal de vreduzir taxa fazendo com que o sinal de vreduzir taxa fazendo com que o sinal de vreduzir taxa fazendo com que o sinal de vreduzir taxa fazendo com que o sinal de vreduzir taxa fazendo com que o sinal de vreduzir taxa fazendo com que o sinal de víííííííídeo deo deo deo deo deo deo deo digital ocupe uma menor quantidade de dados sem reduzir digital ocupe uma menor quantidade de dados sem reduzir digital ocupe uma menor quantidade de dados sem reduzir digital ocupe uma menor quantidade de dados sem reduzir digital ocupe uma menor quantidade de dados sem reduzir digital ocupe uma menor quantidade de dados sem reduzir digital ocupe uma menor quantidade de dados sem reduzir digital ocupe uma menor quantidade de dados sem reduzir notavelmente a qualidade da imagemnotavelmente a qualidade da imagemnotavelmente a qualidade da imagemnotavelmente a qualidade da imagemnotavelmente a qualidade da imagemnotavelmente a qualidade da imagemnotavelmente a qualidade da imagemnotavelmente a qualidade da imagem
Maior a taxa de dados, melhor a qualidade de imagem
Hardware poderoso e grande largura de faixa
Boa parte dos dados é redundante
Predição de imagem
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Moving Pictures Expert Group
MPEG-2Designa um grupo de padrões de compressão e
codificação de áudio e vídeo
Norma ISO/IEC 13818
Transmissão aberta, via satélite ou cabo
DVD
24
MPEG-2
Objetivo: Eliminar redundâncias do vídeo digital
Redundância TemporalRedundância Espacial
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Redundância Temporal
Compressão Multi-frame (Inter-frame)Semelhança entre quadros sucessivosQuadro completo + vetor de deslocamentoDiferença entre o quadro N e o N+1Não pode haver erro no NGOP: Group of Pictures
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Redundância Espacial
Compressão Intra-frameSemelhança entre pixels adjacentesDCT (Transformada Discreta de Cosseno)Realizada dentro de um mesmo quadro
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MPEG-2Áudio e Vídeo multiplexados
28
MPEG-2
MPEGMPEG--2 Transport Stream2 Transport StreamMPEG-2 TSTV DigitalEncapsulado188 bytes por pacoteTaxa fixa
MPEG-2 Program StreamMPEG-2 PSEdiçãoTamanho de pacote variávelTaxa variável
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MPEG-2 TS
Informações contidas no cabeçalho dos pacotes do TS tornam possível a sincronização do aparelho receptor
Mais adequados para detecção e correção de erros
Simplifica a implementação dos circuitos e algoritmos
Aumenta a velocidade de processamento
Seqüência de pacotes de TS resultante da multiplexação pode ser novamente multiplexada: Multi-programação
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MPEG-2 TS
PID – Packet Identification CodePCR – Program Clock Reference
31
MPEG-2 TS
PSI: Program Specific Information
Conjunto de tabelas que descrevem o conteúdo do TS
Program Association Table – PAT
TS Program Map Table – PMT
Network Information Table – NIT
Conditional Access Table - CAT
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MPEG-4
Padrão Multimídia voltado para Áudio e Vídeo Internet, Celular e TV Digital Grande variação na taxa de compressão Compressão muito maior Esforço computacional muito maior Interatividade: menus inseridos no próprio vídeo Parte 10: otimização Parte 2 AVC: Advanced Video Coding H.264
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H.264/ MPEG-4 AVC
Boa qualidade com metade do bit rateFlexibilidade
Bit rates altos e baixos (HD e SD)Resoluções altas e baixas
Precisão aumentada na estimação de movimento e predição intraquadros
Transmissão, armazenagem em DVD, redes IP e sistemas de telefonia
Diversos níveis de profilesBlu-ray e HD-DVDMantMantMantMantéééémmmm encapsulamentoencapsulamentoencapsulamentoencapsulamento MPEG2MPEG2MPEG2MPEG2
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Conteúdo
HD-SDI
Mesa de Edição HD
Captura em Formato HD
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Codificação de Fonte
Compressorde Vídeo
Compressorde Áudio
Codificadorde Dados
Empacotador
Empacotador
ES
ES
MultiplexadorTS
PES
PES
DADOS
Codificação de Fonte
Vídeo
Áudio
Dados
TS
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Encoders H.264
EntradaHD-SDI (SMPTE-292)SD-SDI (SMPTE-259)Vídeo AnalógicoÁudio Analógico
SaídaTransport Stream em interface ASIConector BNC 75Ω
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Encoders H.264
HDHigh DefinitionEntrada SMPTE-29216:9Típico 12Mbps12 segmentosÁudio HE-AAC / AAC-LCTípico 128kbps
38
Encoders H.264
SDStandard Definition4:32,5MbpsMultiplexado ao HDQualidade de DVD
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Encoders H.264
LDLow DefinitionBaseline Profile320 x 240QVGA1 segmento1-SEG~400kbps (A/V/D)
40
3. Modulador ISDB-TB
41
ISCHIO
PC0213 – Modulador ISDB-TB
42
Características do ISDB-TB
43
Modulador ISDB-TB
ASI
45
Modulador de 3 Camadas, 100% configurável pelo usuário;
Opera no Modo 1, Modo 2 e Modo 3;
Taxa do código convolucional: ½, 2/3, ¾, 5/6 e 7/8;
Utiliza 64QAM, 16QAM, QPSK ou DQPSK para modular as
portadoras de dados;
Tamanho do Entrelaçamento Temporal igual a 0, 2 ou 4;
Intervalo de Guarda de ¼, 1/8, 1/16 ou 1/32 do tempo de
símbolo OFDM;
Principais características
46
Taxa útil de transmissão de até 23,234Mbps;
Entrada de Dados no formato ASI;
Fluxo de entrada BTS ou TS (Simple Remux Interno);
Modo Contínuo (Byte) ou Rajada (Packet);
Pacotes com 188 ou 204 bytes;
Gera Alarme na ausência de stream na entrada ou quando
a taxa de entrada é superior à especificada.
Principais características
47
Referência Interna de 10MHz (OCXO);
Entrada de Referência de 10MHz externa (comutação
automática);
Conector de Saída da Referência utilizada pelo Modulador;
Clock principal do sistema com Ruído de Fase de -115dBc @
10kHz;
Fonte de Alimentação de alta eficiência e baixo ruído com
entrada de 90 a 240Vac.
Principais características
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Codificação de Canal
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Conexões
1. Entrada AC 90 ~ 240 Vac.
2. Fusível 0,5A.
3. Chave Liga / Desliga.
4. Saída de refrigeração.
5. RS232 -19,2kbps, acesso local.
6. RS485 – 19,2kbps, gerência.
7. Saída de Alarme, 5V/20mA.
8. Entrada ASI de TS/BTS.
9. Saída ASI reconstruída.
10. Saída de FI desfasada 90º, Q.
11. Saída de FI em fase, I.
12. Entrada de Referência Externa.
13. Saída de Referência de 10MHz.
50
Circuitos
1. Fonte de Alimentação Chaveada.
2. Processador.
3. Reguladores Lineares, filtros.
4. Entrada e saída ASI.
5. FPGA.
6. Conversor Digital – Analógico.
7. Filtro de reconstrução.
8. Referência Interna de 10MHz.
9. PLL do oscilador de 130MHz.
51
Interface elétrica ASI (EN 50083-9);
Entrada de Transport Stream (TS) ou Broadcast
Transport Stream (BTS);
Modo Contínuo ou em Rajada, com 188 ou 204 bytes;
Equalizador Adaptativo de entrada para
reconstrução do sinal.
Equaliza automaticamente qualquer tamanho de
cabo coaxial, de zero a 300 metros ( 40 dB de
atenuação em 200MHz, Belden 8281).
Entrada ASI
52
Desempenho Típico:
Entrada ASI
53
Saída ASI
Mesmo sinal de entrada, porém equalizado.
Pode ser utilizado para alimentar outros
equipamentos, como analisadores de transport
stream, ou pode ser retransmitido para outras
estações de transmissão.
54
Fonte de Alimentação
Fonte de Alimentação Chaveada de 50W.
Freqüência de Chaveamento de 25kHz.
Eficiência maior que 85%.
Possui proteções contra consumo excessivo,
temperatura elevada e curto-circuito.
55
Referência Interna de 10MHz
OCXO – Oven Controlled Crystal Oscillator.
Estabilidade de Freqüência de 0,3ppm com temperatura
ambiente de 0 a 55 ºC.
Nível de 6dBm de saída com impedância de 50 Ohms.
Ruído de fase menor que -120dBc @ 10kHz.
Desligamento e comutação automática na presença de
referência externa.
56
Saída de FI
Saída de FI em 16,25MHz e BW = 6MHz.
Saída em quadratura, I e Q e nível de -20dBm cada.
Impedância de saída de 50 Ohms.
Nível de IMD a 3,15MHz do centro do canal menor que -
58dB.
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Interface de Comunicação
RS485 Interface do modulador ISDB-TB com o Sistema de Gerência do Transmissor, que pode ser acessado remotamente usando os protocolos ModBus (canal telefônico) ou SNMP (ethernet).
Permite visualização de eventos.
Reconfiguração de parâmetros.
Leitura de medidas.
Taxa de comunicação de até 56 kbps para canal
telefônico e 10 Mbps para ethernet.
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RS232
Utilizada para comunicação local.
Interface com o usuário baseada em Hyperterminal.
Taxa de 19200 bps.
Permite visualização de eventos.
Leitura de medidas.
Configuração dos parâmetros de modulação e
análise básica do Stream de entrada na versão mais
completa do modulador.
Interface de Comunicação
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Exemplo da Interface de Parametrização da versão completa do modulador:
RS232Interface de Comunicação
Modulador ISDB-TB
HDTV + Recepção Móvel dentro de um canal de 6MHz
Transmissão hierárquica
Transmissão hierárquica
Codificação de Canal
Reed Solomon (204,188) Outer code
204 bytes: total de bytes por pacote
188 bytes: total de bytes sem redundância
Para cada 2 bytes adicionados, pode corrigir 1 e detectar 2
16 bytes de redundância ou paridade
Corrige até 8 bytes errados em rajada
Detecta até 16 bytes errados
Dispersão de Energia Randomizador
Objetivo
Fazer com que a probabilidade de ocorrência de “0” e “1” seja 0,5
Faz o sinal se parecer com o ruído branco
PRBS (Pseudo Random Bit Sequence)
Sinal modulado tem sempre a mesma “aparência”independente da informação de entrada
Codificador Convolucional Inner Code
ObjetivoCombater erros (complementa RS)
Adiciona redundância
Taxa-mãe ½ com ajuste de puncionamento para 2/3, ¾, 5/6 e 7/8
Codificador Convolucional – Desempenho
Interleaver
É uma das tecnologias mais importantes nos sistemas de transmissão
Os sistemas de correção de erro são mais efetivos quando a natureza do ruído é randômica
O objetivo do interleaver é embaralhar o erro em rajada que ocorre no caminho do sinal
Interleaver
Tipos de Interleaver e seus efeitos
Byte Interleaver: Fica entre o outer coder e o inner coder. Randomiza o erro em rajada na saída do Viterbi decoder.
Bit Interleaver: Fica entre o Convolucional e o mapeamento. Randomiza o erro emsímbolos antes de entrar no Viterbi decoder.
Time Interleaver: Fica na saída do Frequency Interleaver. Randomiza o erro em rajada no domínio do tempo que é causado principalmente por ruído impulsivo, fading em recepção móvel etc.
Frequency Interleaver: Fica na saída do Mapeamento. Randomiza o erro em rajada no domínio da frequência que é causado principalmente por multi-percursos, interferêcia nas portadoras etc.
Time Interleaver
Frequency Interleaver Multi-percursos causam uma região de menor potência onde a
onda do multi-percurso tem fase contrária à da onda principal
Mapeamento Depende da modulação
Comparação entre Modulações
Formação do Quadro OFDM
SP – Scattered Pilots Usadas para compensar as distorções em frequência
causadas pelos multi-percursos
Todas são transmitidas com amplitude iguais e de máximo valor
Permitem fazer a estimação do canal antes da demodulação
TMCC Transmission Management and Configuration Control signal
Parâmetros de transmissão, multiplexação, controle e configuração
Sinal que carrega as informações de como o receptor deve realizar a demodulação da informação, assim como configurações da transmissão hierárquica e da configuração dos parâmetros dos segmentos OFDM
BST: Band Segmented Transmission OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing
BST: Band Segmented Transmission
OFDM Múltiplos sinais são enviados em diferentes frequências
FDM: Rádio e TV (vários canais)
Divide uma única transmissão em múltiplos sinais com menor ocupação espectral (dezenas ou milhares)
O sinal OFDM é a soma de várias sub-portadoras ortogonais entre si
Cada sub-portadora é modulada individualmente e independentemente
QPSK ou QAM
Cada uma das milhares de portadoras carrega um pedaço da informação
Boa imunidade à mútiplos percursos
Fantasmas na TV analógica
Utiliza a transformada de Fourier para sua geração (IFFT)
Alto PAR: peak-to-average ratio
Sobrecarga nos amplificadores
OFDM
Transmissão com portadora única
Toda informação em uma portadora
Transmissão OFDM
A informação está espalhada em várias portadoras
OFDM
OFDM
Ortogonalidade: o segredo do OFDM
A área sob um período é zero
O OFDM só usa portadora senoidais e cossenoidais
Ortogonalidade: o segredo do OFDM
Suponha duas frequência inteiras de ωt
f(t) = sennωt x senmωt (Harmônicas)
f(t) = ½ cos(n-m)ωt – ½ cos(n+m)ωt
f(t) = ∫ ½ cos(n-m)ωt - ∫ ½ cos(n+m)ωt (dentro de 1 período)
f(t) = 0 – 0
Espectro OFDM
Suponha um espectro da seguinte forma:
Todas são harmônicas de c1
cn = n x c1c2 = 2 x c1c3 = 3 x c1c4 = 4 x c1
Espectro OFDM
Transmitir a sequência abaixo nas 4 portadoras
Espectro OFDM
Conversão de série para paralelo
Espectro OFDM Sub-Portadoras Moduladas
Sub-carrier 1
Sub-carrier 2
Espectro OFDM Sub-Portadoras Moduladas
Sub-carrier 3
Sub-carrier 4
Espectro OFDM Soma das Sub-Portadoras Moduladas
Espectro OFDM
IFFT: Inverse Fast Fourier Transform
t n
x(k) coeficientes inteiros para cada frequência Dados em cada sub-carrier
X(n) é Domínio do tempo
Espectro OFDM
IFFT e FFT
Modulação OFDM Modos de Transmissão
Modo 1: IFFT de 2048 pontos
Modo 2: IFFT de 4096 pontos
Modo 3: IFFT de 8192 pontos
Fading ou Desvanecimento
Fading ou Desvanecimento
Tempo de Guarda Prefixo Cíclico
Tempo de Guarda Prefixo Cíclico
Modulação em Quadratura
FI 16MHz
Taxa final de Transmissão
Taxa final de Transmissão
105
4. Multiplexer ISDB-TB
106
Multiplexador ISDB-TB
MultiplexadorISDB-TB
TS
TS
Aplicações
Parâmetros de
Modulação
BTS
188 bytes por pacote 204 bytes por pacote
32,5Mbps
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Multiplexer
PrincipaisPrincipais CaracterCaracteríísticassticas
Trabalha com H.264 e MPEG-2
Permite transmissão de Interatividade – GINGA
Permite implementação de Gerador de Carrossel
Segue as recomendações das normas brasileiras
Em andamento: Seamless Switching
108
Multiplexer
109
Multiplexer Deve ter uma interface com o usuário para dizer como a
transmissão será feita Modo, intervalo de guarda, taxa do convolucional, layers etc.
TS 1
TS 2
TS 3
BTS
Usuário (IIP)Interatividade
(Servidor)
MUX ISDB-TB
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MultiplexerFunções
Formar um feixe único contendo os 3 TS de entradaRearranjar a ordem dos pacotes segundo as tabelas de
multiplexaçãoInserir as informações de configuração da transmissãoInserir pacotes nulos para manter a taxa final de 32,5MbpsInserir dados da Interatividade
111
Configuração 13 segmentos: 1 HDTV
HD-SDI
ou
SD-SDI
Encoder HD ou SD
BTSMUX ISDB-TB
TS
112
Configuração 12+1: HDTV + Celular
HD-SDI
ou
SD-SDI
Encoder HD ou SD
Encoder Baseline Profile
BTSMUX ISDB-TB
113
114
115
116
117
118
119
120
5. Transmissor ISDB-TB
121
Visão Geral
Conteúdo: Vídeo, Áudio, Dados.
Codificação de Fonte: Reduz a redundância do conteúdo, diminuindo a taxa de
transmissão.
Codificação de Canal: Adequa as informações ao meio de transmissão.
Canalização, Amplificação: Aloca um determinado canal dentro do espectro
destinado a radiodifusão televisiva e aumenta a energia do sinal buscando a cobrir
uma determinada área.
ConteúdoCodificaçãode Fonte
Codificaçãode Canal
Canalização,Amplificação
AntenaTransmissãoEstúdio
122
Canalização e Amplificação
Up-Converter ExcitaçãoAmplificador
dePotência
Entradade FI
Saída de Canal
123
124
Principais características
Up-converter diferenciado
Gaveta de Potência de Alto ganho
Filtros Passa-Faixa para atendimento das Máscaras
Linearização dos Amplificadores
125
Up-converter Diferenciado
Referenciado a 10MHz: GPS + Rubídio
Ruído de Fase segundo máscara
Estabilidade e passos de 1Hz
Off-set de 1/7 MHz = 143kHz
Necessário para 1-SEG
126
Gaveta de Potência de Alto GanhoReduz número de amplificadores em cascata
Ajuste de Fase e Ganho, gaveta a gaveta
Redução das perdas no processo de soma
Alta linearidade
31 dB @ 3,15MHz, sem linearização
Linearização do tipo DPD – Estado da Arte
127
Filtros Passa-FaixaNão há mais filtro notch
Filtro passa-faixa para atendimento às máscaras
Deve possuir:
Baixa inserção
Baixo Group Delay
Atacar mínimo possível
128
6. Sistema de Transmissão Completo
129
130
131
132
STL: Studio Transmitter Link – Opção 1
BTS
Modem
BTS
Modem
Modulador ISDB já está aqui dentro
133
BTS
Modem
BTS
Modem
Up-link Down-link
STL: Studio Transmitter Link – Opção 2
Modulador ISDB já está aqui dentro
134
O que fazer para digitalizara emissora?
135
Em resumo
Possuir a geração em SDI, HD ou SD, e/ou receber o sinal do satélite
Se for transmitir HD, adquirir a mesa de edição HD
Se for SD, pode usar o Up-converter Digital e transmitir em HD
Adquirir Encoders H.264 compatíveis com a forma de transmissão desejada
Adquirir um Multiplexer ISDB-TB que atenda às suas necessidades de transmissão (há multiplexers mais complexos no mercado)
Conectar o estúdio com o transmissor
Adquirir um transmissor ISDB-TB
136
7. Dimensionamento de Cobertura
137
Cobertura13 dB na teoria
10 dB na prática
Teste de campo antes de definir potência exata do transmissor
138
Diferentes Layers = Diferentes Coberturas
Diferença de C/N do 64QAM para QPSK
12 dB
Diferentes modelos de recepção
Analisar cobertura para
Indoor Fixa
Indoor Portátil – Pior caso
Outdoor PortátilQPSK
64QAM
139
Analisar o Efeito Cliff para cada tipo de recepção
Escolher a potência que atenda o maiornúmero de casos
Não satura perto da torre
Não extrapola os limite do contorno protegido
Minimizar áreas de sombra
3 layers
Analisar cobertura paraas 3 modulações
QPSK
64QAM
16QAM
140
Cuidado!Não se deve alterar os parâmetros de
transmissão de acordo com o conteúdo!
Alteração na área de cobertura
Dimensionar para maior taxa
Completar com pacotes nulos
Folga para dados e interatividade
141
O dimensionamento de cobertura para TV Digital écomplicado se realizado de forma empírica
Não avaliamos os efeitos das interferências
Software de Predição de Cobertura
ITU-R 1546
LINK
142
8. Gap-fillers e Cancelador de Eco
143
Objetivo Cobrir uma área de sombra não
atendida pelo transmissor principal
144
Solução
Usar transmissores de baixa potência, na mesma mesma mesma mesma frequênciafrequênciafrequênciafrequência, transmitindo a mesma mesma mesma mesma informainformainformainformaççççãoãoãoão
De 100mW até 500W
Erro de frequência menor que 1Hz (GPS)
O atraso do sinal principal e do sinal do gap filler deve cair dentro da margem do intervalo de guarda Pulo do Gato
2 formas Recebe BTS Microondas Digital Recebe canal CanceladorCanceladorCanceladorCancelador de Ecode Ecode Ecode Eco
145
Cancelador de Eco
TX Principal
Gap Filler
Antena RX Antena TX
Cancelador de Eco
Área de Sombra
146
Cancelador de Eco
Área de Sombra
147
Sincronismo
148
SFN – Single Frequency Network
MUX
ISDB
149
9. Medidas do sistema de transmissão
150
Dois MundosDois MundosDois MundosDois Mundos
Mundo Analógico–Relação sinal-ruído de vídeo, DG (Differencial Gain), DP (Differencial Phase), group delay entre outras.
Mundo Digital–O que devo fazer para avaliar adequadamente o sistema de transmissão?
151
Critérios de Medidas para Transmissores Digitais
1. Potência de Saída
2. Emissões Espúrias
3. Modulation Error Ration (MER)
4. Ruído de Fase
5. Bit Error Rate (BER)
6. Máscara de Emissão
152
Potência de Saída
Valor da Potência Média (RMS)
Wattímetro de absorção ou analisador de espectro
Freqüência Central Sapam RBW VBW Modo de Detecção BW do Canal
Freqüência do Canal 10MHz 30 kHz 300kHz Sample 6MHz
153
Potência
ReferênciaSe um transmissor é capaz de fornecer 1kW1kW1kW1kW de sinal
analógico, se o seu excitador for trocado por um digital ISDB-TB, este transmissor agora deveráfornecer 250W 250W 250W 250W
Note porém que o 1kW foi medido no pico de sincronismo e o 250W foi medido no wattímetro de absorção (RMS)
Isto porque o PAR do sinal OFDM é muito maior
Exige maior linearidade do transistor
Sinal mais “pesado”
Esta relação é apenas de potência
Não está relacionada com cobertura
154
Emissões Espúrias
Emissões de harmônicas, emissões parasitas, produtos de intermodulação, produtos de conversão de freqüência entre outros.
Valores expressos em W/dBm ou dBc.
Banda de Freqüência Básica Potência Média Permitida para Emissão Espúria
De 70 MHz a 142 MHz
ou De 144 MHz a 146
MHz
Máximo 1 mW e, pelo menos, 60dB abaixo da potência média do canal
De 142 MHz a 144
MHz e de
146 MHz a 162,0375
MHz
Máximo 1 mW e pelo menos 80 dB abaixo da potencia média do canal,
quando a freqüência do canal está entre142 MHz e 144 MHz ou entre 146
MHz e 162,0375 MHz, e potência média 60 dB abaixo quando essa freqüência
está em qualquer outro valor.
De 162.0375 MHz a
335.4 MHz Máximo 1 mW e pelo menos 60dB abaixo da potência média do canal.
De 335.4 MHz a 470
MHz
Máximo 2.5 µW para equipamentos de transmissão com potencia média de 25 W ou menor.
Máximo de 1mW e pelo menos 70 dB abaixo da potencia média do canal, para
equipamentos de transmissão com potência de mais de 25 W.
De 470 MHz a 960
MHz
Máximo 25 µW para equipamentos de transmissão com potencia média de 25 W ou menor.
Máximo de 20mW e, pelo menos 60dB abaixo da potencia média do canal
para equipamentos de transmissão com mais de 25 W
155
Emissões Espúrias
Analisador de espectro
Faixa dinâmica de pelo menos 70dB
Resolução (RBW) entre 1kHz e 1MHz
Os parâmetros de transmissão
PRBS 2^23-1 8K 64QAM 7/8 IG = ¼ COFDM
156
Emissões Espúrias
157
Modulation Error Ratio
MER
Medida da degradação total no sinal transmitido devido a presença residual da portadora (a portadora não foi totalmente suprimida) e degradações nas respostas de amplitude/freqüência e fase/freqüência
Um valor de MER de pelo menos 31dB deve ser alcançado na saída do transmissor
( )
( )dB
QI
QI
MERN
j
JJ
N
j
JJ
+
+
=
∑
∑
=
=
1
22
1
22
log10
δδ
158
Bit Error Rate (BER)
Taxa de erro é a relação do número de bits recebidos incorretamente em relação ao número total de bits emitidos durante um determinado intervalo de tempo
Taxa de erro na saída do transmissor = Zero
Parâmetros de transmissão
PRBS 2^23-1 8K 64QAM 7/8 IG = ¼ COFDM
159
Medidas de MER e BERTAXA ÙTIL OFFSET LAYERS MODO IG FEC MODULAÇÃO I MER BER
21,298 31Hz 1 8k 1/8 7/8 64QAM 2 42 dB 0.00 E-10
19,329 31Hz 1 8k 1/16 ¾ 64QAM 2 43 dB 0.00 E-10
17,842 31Hz 2 8k 1/16 ¾ 64QAM 2 43 dB 0.00 E-10
0,330 31Hz 8k 1/16 ½ QPSK 4 43 dB 0.00 E-10
19,660 32Hz 2 8k 1/8 7/8 64QAM 2 44 dB 0.00 E-10
0,416 32Hz 8k 1/8 2/3 QPSK 4 44 dB 0.00 E-10
21,298 31Hz 1 4k 1/8 7/8 64QAM 4 44 dB 0.00 E-10
19,329 31Hz 1 4k 1/16 ¾ 64QAM 4 44 dB 0.00 E-10
17,842 31Hz 2 4k 1/16 ¾ 64QAM 2 44 dB 0.00 E-10
0,330 31Hz 4k 1/16 ½ QPSK 4 44 dB 0.00 E-10
19,660 32Hz 2 4k 1/8 7/8 64QAM 2 44 dB 0.00 E-10
0,416 32Hz 4k 1/8 2/3 QPSK 4 44 dB 0.00 E-10
21,298 32Hz 1 2k 1/8 7/8 64QAM 4 43 dB 0.00 E-10
19,329 31Hz 1 2k 1/16 ¾ 64QAM 4 42 dB 0.00 E-10
17,842 31Hz 2 2k 1/16 ¾ 64QAM 0 44 dB 0.00 E-10
0,330 31Hz 2k 1/16 ½ QPSK 4 44 dB 0.00 E-10
19,660 31Hz 2 2k 1/8 7/8 64QAM 0 44 dB 0.00 E-10
0,416 31Hz 2k 1/8 2/3 QPSK 4 44 dB 0.00 E-10
16,851 31Hz 2 8k 1/8 ¾ 64QAM 2 44 dB 0.00 E-10
0,416 31Hz 8k 1/8 2/3 QPSK 4 44 dB 0.00 E-10
160
BER
MER
161
Medida de MER
Estabilidade do LO melhor que 1HZ1HZ1HZ1HZ
Referenciado a GPS, Rubídio ou OCXO
162
Ruído de Fase
Pode ocorrer devido a instabilidade dos osciladores locais
Em processos de modulação COFDM, o ruído de fase pode causar um erro de fase generalizado que afeta todas as portadoras ao mesmo tempo
Giro intermitente de constelação
Offset de Freqüência Nível
10 Hz -65 dBc/Hz
100 Hz -85 dBc/Hz
1 kHz -85 dBc/Hz
10 kHz -95 dBc/Hz
100 kHz -113 dBc/Hz
1 MHz -130 dBc/Hz
163
Ruído de Fase
164
Máscara de EmissãoDiretamente relacionada com a intermodulação ou shoulders
A intermodulação é composta de energia espectral indesejável tanto dentro quanto fora da banda
Energia espectral dentro da banda: degradação do sinal transmitido
Energia espectral fora da banda: interferência em canais adjacentes
-120
-110
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Desvio em relação a frequência Central do Canal [em MHz]
Atenuação [em dBc/10kHz]
Máscara não-crítica
Máscara sub-crítica
Máscara crítica
36dB43dB50dB
165
Excitação
166
Máscara de Emissão
167
Máscara de Emissão
168
Máscara de Emissão
169
Transmissor 2,5kW
170
Transmissor 2,5kW
171
Transmissor 2,5kW
172
Transmissor 2,5kW
173
Transmissor 2,5kW
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Transmissor 2,5kW
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Transmissor 2,5kW
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Transmissor 2,5kW
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Transmissor 2,5kW
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Observações
Principais requisitos de um transmissor para TV Digital
Excelente ruExcelente ruExcelente ruExcelente ruíííído de fase dos osciladores;do de fase dos osciladores;do de fase dos osciladores;do de fase dos osciladores;
MMMMíííínima filtragem possnima filtragem possnima filtragem possnima filtragem possíííível;vel;vel;vel;
Uso de tUso de tUso de tUso de téééécnicas de cnicas de cnicas de cnicas de linearizalinearizalinearizalinearizaççççãoãoãoão....
A MER é o parâmetro que melhor sintetiza o efeito destes três parâmetros.
Sua observação constante levará a um bom monitoramento do sistema.
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10. Perguntas & Respostas
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