Curs 14

1

Cursul 14

TRANSMISIA DIGITALA TERESTRA CU MODULATIE OFDM

Cuprins 1. Transmisia TV terestr cu acoperire local 2. Standardul de televiziune DVB-T

2.1. Modulatorul DVB-T 2.2. Receptorul DVB-T

3. Particulariti ale modulaiei OFDM 3.1. Conditia de ortogonalitate a purtatoarelor de RF 3.2. Generarea simbolurilor OFDM 3.3. Semnale suplimentare n spectrul OFDM

4. Parametri sistemului DVB-T 5. Calitatea imaginilor TV n transmisiile digitale

Introducere

Transmisia semnalelor de televiziune in arii locale utilizand emisia de radiofrecventa este prezenta astazi si concureaza cu transmisia prin cablu TV.

Activitatea televiziunii terestre a fost standardizata. Procesele de modulare, de protectie la erori, de emisie prin salt in frecventa folosind un numar de ordinal miilor de subpurtatoare si toate procesele din receptorul TV asigura o noua calitate a imaginilor. Extinderea televiziunii de inalta definitie cunoaste o mare aploare.

Complexitatea proceselor din televiziunea digitala nu ingreuneaza evolutia acesteia deoarece se bazeaza pe noile tehnologii de intgrare la nivel sisteme si subsisiteme de procesare.

Obiective

Dupa parcurgerea acestui curs studentii vor fi in masura: Sa deseneze schema bloc a statiei de emisie cu acoperire

locala si sa explice procesele functionale din aceasta. Sa enunte funciunile blocurilor din modulatorul DVB-T

potrivit standardului EN 300 744 V1.5.1. Sa deseneze schema bloc a receptorului DVB-T si sa

explice rolul blocurilor functionale. Sa defineasca si sa explice conditia de ortogonalitate a

purtatoarelor OFDM


Page 2

Timpul mediu

de studiu

Timpul mediu de studiu individual este de 2 ore

1. Transmisia TV terestr cu acoperire local

Transmisia terestr a semnalelor digitale de televiziune se face n concordan cu standardul DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial) adoptat n anul 1995 ca standardul ETSI EN 300 744 V1.5.1 - [1, 2].

Principial procesul de prelucrare a semnalelor TV digitale transmise prin radioreleu i recepionate n vedererea unei emisii TV digitale cu acoperire local este prezentat n figura 1.1.

n cazul unei transmisii de semnale TV digitale ntr-o arie cu acoperire local fluxul digital TV este supus unei modulaii de tip OFDM, proces de modulaie care asigur i codificarea transmiei n vedrea asigurrii unei emisii de radiofrecven cu spectru mprtiat. n acest caz emisia se face pe un numr foarte mare de purttoare de radiofrecven aflate n cudratur i dispuse n banda de frecven a canalelor TV analogice.

Echipamentele instalaiei de emisie terestr cu acoperire local conin circuite cu sintez de frecven, modulatoare digitale specializate, emitoare de

RF (10-40)GHz

Flux digital TV

Anten TV terestr

Flux analogic TV

Flux digital TV

FI

36 MHz

FI

70 MHz

Receptor microunde

i Convertor de

frecven

Demodula- tor digital

QPSK; QAM

Modulator digital

OFDM

CDA

Emitor

TV terestru

n Banda III, IV, V

Sintetizator de frecven

Fig.1.1 Schema bloc a staiei TV de recepie i emisie cu acoperire local


Page 3

putere cu energie controlat i toate elementele aflate sub controlul unei uniti centrale de comand i control programabile software. Problematica multiplexrii semnalelor TV i a interfarii echipamentelor pentru transferul semnalelor este specific i instalaiilor din cadrul staiilor de emisie terestr cu acoperire local.

2. Standardul de televiziune DVB-T

n 1995, standardul de transmisie digital terestr a semnalelor de televiziune, n conexiune cu proiectul european DVB-T a fost definit n ETSI EN 300 744 V1.5.1. Acesta este compatibil cu standardul MPEG i definete canalul DVB-T cu lrgimea de banda de 8, 7 sau 6 MHz i dou moduri de operare, funcie de numrul punctelor de eantionare utilizate n IFFT: 2k cu 2048 de puncte i 8k cu 8192 de puncte IFFT. Fiecare dintre aceste moduri prezint avantaje i dezavantaje unul fa de cellalt. Spaierea mai larg a subpurttoarelor la modul 2k face c acesta s fie mai puin afectat de efectul Doppler i de ecourile multiple n cazul recepiei mobile, dar este mai afectat de ntrzierile mari date de unele ecouri.

Pentru rezolvarea celor mai multe probleme specifice canalului radio de transmisie terestr se folosete metoda de codare de canal de tip COFDM - Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing, codare bazat pe modulaia OFDM un proces de modulare coerent de tip QPSK, 16 QAM sau 64 QAM a unui numr foarte mare de frecvene purttoare selectate prin salt n frecven n baza unui algoritm standardizat. Frecvenele purttoare sunt toate stabilite ntr-o band de frecven a canalului de emisie TV analogic, modularea acestora i trecerea rapid de pe o frecven de emisie pe alta asigur o rat de modulare mai mic a fiecrei purttoare, purttoare care sunt ortogonale ntre ele.

n transmisia digital terestr se folosete modulaia OFDM deoarece are principalul avantaj c permite recepia simultan din mai multe direcii. n cazul unei recepii analogice odat cu semnalul (unda) direct() sunt recepionate i o serie de reflexii care duc la degradarea calitii semnalului i apariia unor dubluri ale imaginii TV. n cazul utilizrii modulaiei OFDM imunitatea la reflexii este maxim putndu-se face o recepie simultan din mai multe direcii pe aceeai frecven fr apariia de perturbaii ale imaginii. Acest tip de recepie se numete Single Frequency Network (SFN). OFDM este tipul de modulaie ales pentru transmisii terestre DVB-T deoarece este sistemul care este n cea mai mic msur influenat de reflexiile datorate reliefului sau cldirilor nalte.

Cu modularea OFDM semnalul digital este modulat nu doar ntr-o purttoare, ci n foarte multe purttoare avnd un spaiu foarte redus ntre ele,


Page 4

toate subpurttoarele fiind cuprinse ntr-un interval de 7 sau 8 MHz ct este alocat astzi pentru un canal analogic TV. Fiecare subpurttoare este modulat n concordan cu schema de modulaie: QPSK, 16 QAM, 64 QAM (sau 128 respectiv 256 QAM). Folosind att de multe subpurttoare ntr-un spaiu att de restrns, rata de transmisie a datelor va fi foarte sczut.

Exist dou moduri de operare funcie de numrul de purttoare folosite: modul 2K cu un numr de 1604 purttoare; modul 8K cu un numr de 6817 purttoare.

n transmisiile digitale pot aprea erori de transmisie (bit errors) fiind necesar aplicarea unor metode de corectare a informaiei (FEC Forward Error Corection). Pentru acest lucru se introduc n irurile de date coduri de corectare a erorilor (Reed Solomon, Inner Coder, etc). De la emitor spre receptor semnalul sufer erori de faz i amplitudine datorit reflexiilor. Receptorul trebuie s compenseze aceste erori i s demoduleze corect informaia transmis, fapt care poate fi atins datorit utilizrii n transmisiile DVB-T a codurilor de corecie a erorilor.

Alt parametru important al transmisiilor DVB-T este intervalul de gard. Simbolurile adiacente, obinute n procesul de modulare OFDM, sunt separate cu un spaiu de gard sau se introduce o pauz n transmiterea semnalului (transmission stream). Spaiul de gard nu este o parte activ TU a semnalului dar este foarte important pentru recepie multi-path. Modulaia OFDM rezolv problemele majore legate de recepia digital prin atmosfer, semnalul este att de robust nct permite i recepie portabil fr a fi necesare antene de recepie speciale. n procesul de implementare a serviciul de transmisie OFDM posturile de televiziune trebuie s configureze modul de transmisie funcie de mediul n care aceasta are loc i de tipul de aplicaie. OFDM ofer diferite moduri de transmisie 2K sau 8K, grade diferite de protecie a erorilor, diferite intervale de gard i diferite scheme de modulaie a purttoarelor.

Potrivit standartului ETSI EN 300 744 V1.5.1. putem delimita cele dou instalaii ale sistemului DVB-T, modulatorul (emitorul) i receptorul, reprezentate n fig. 1.2 i fig.1.4. 2.1. Modulatorul DVB-T

Potrivit standartului ETSI EN 300 744 V1.5.1. referitoare la structura cadrelor, codarea de canal i modulaia, n televiziunea terestr digital sunt definite funciunile blocurilor pentru prelucrarea semnalelor digitale TV n banda de baz, TS - semnale obinute la ieire multipelexorului de semnale codate MPEG (fig.1.2):


Page 5

1. Adaptarea i amestecarea (randomizarea) fluxului multiplex pentru dispersia de enrgie;

2. Codarea extern , prin utilizarea coreciei Reed Solomon; 3. Intercalarea extern a blocurilor digitale; 4. Codarea extern prin aplicarea codului de corecie Inner Coder; 5. Intercalarea intern; 6. Maparea i modulaia OFDM; 7. Codificarea de transmisie COFDM.

Standardul DVB-T prevedere utilizarea opional a modului ierarhic de

transmisie a informaiei, adic posibilitatea de a transmite informaiile pe dou ci n raport de condiiile reale de asigurarea a legturii de radiocomunicaie. Cele dou ci, HP High Priority i LP Low Priority, pot transporta acelai program. Pe calea HP de nalt prioritate, din cauza proteciei mai puternice la erori i compresiei mai ridicate, calitatea imaginii va fi mai sczut fa de imaginea transmis pe calea LP, de joas/sczut prioritate, care are o rat de transmisie a datelor mai mare n detrimentul proteciei la erori. Funcie de condiiile de recepie a semnalelor radio poate fi aleas una dintre cele dou ci HP sau LP de prelucrare la emisie a semnalelor TV.

Fig.1.2 Schema modulatorului DVB-T din staia de emisie TV terestr

TS-HP TS-HP

Anten de emisie

MPEG-2

Codarea sursei i multiple-

xarea

MUX adaptare

randomizare

Codarea intern

Inner coder

Codare estern

RS

Mapare i modulare

QPSK, QAM

Intreesere extern

MUX adaptare

randomizare

Codarea intern

Inner coder

Codare estern - RS -

Intercalare extern

Intree-

sere intern

Adaptarea cadrelor

Codare OFDM

nserare interval de

gard

Emitor RF

Sintetizator de frecven

Generare semnale

Pilot i TPS


Page 6

Primul etaj al modulatorului DVB-T este interfaa n banda de baz a semnalului (baseband input modul). n cadrul acestui etaj se realizeaz sincronizarea semnalului cu fluxul MPEG-2 (Transport Stream TS). Fluxul digital TS este compus din pachete de 188 bytes care au header-ul compus din 4 bytes, restul de 184 bytes reprezentndu-l informaia util. Primul byte al header-ului este de sincronizare SYNC care are aceeai valoare 47Hex pentru toate pachetele. La recepie sincronizarea are loc dup recepionarea a cinci pachete consecutive cu byte-ul 47Hex, dup care toate semnalele de ceas necesare n interiorul demodulatorului deriv din acest semnal de sincronizare.

Tot n n aceast prim etap se afl blocul de inversare a byte-lui de sincronizare i de dispersie a energiei. Prin inversarea byte-ului de sincronizare, acesta devine B8Hex n loc de 47Hex. Aceasta inversare are loc la fiecare 8 pachete (denumite i cadre) i se face cu scopul de resetare a proceselor de dispersare a energiei att la emisie ct i la recepie. n cadrul semnalului de date pot apare accidental secvene lungi de 0 sau de 1 ceea ce duce, din punct de vedere al spectrului, la apariia de linii spectrale nedorite. Pentru a le elimina, nainte de modulare se face o dispersie a energiei semnalului prin mixarea acestuia cu o secven pseudo-aleatoare PRBS - Pseudo Random Bit Sequence care are ca rezultat ruperea secvenelor lungi de 0 sau de 1. Circuitul de generare a secvenei pseudo-aleatoare (PRBS) este constituit dintr-un registru de deplasare cu 15 etaje cu reacie.

n cadrul DVB-T informaia transmis este protejat la erori prin utilizarea de coduri corectoare de erori. Aceste coduri asigura corecia erorilor n avans FEC - Forward Error Correction. Funcie de poziia fa de antena emitorului a etajului respectiv, referitor la lanul de prelucrare a semnalului, cele dou codoare sunt denumite outer coder (realizeaz FEC1) i inner coder (realizeaz FEC2).

Primului bloc din schem i urmez blocul de codare extern (outer coder) care realizeaz protecia la erori prin utilizarea unui cod Reed Solomon. n cadrul acestui etaj, celor 188 bytes ai pachetului TS le sunt adugai 16 bytes pentru protecia la erori, rezultnd un pachet cu lungimea de 204 bytes (fig. 1.3). Prin adugarea celor 16 bytes este posibil corectarea a 8 erori nesuccesive din cadrul pachetului de date. Pachetele de date astfel obinute sunt grupate i randomizate n structuri de 8 pachete a cte 8x204 bytes = 1832 bytes, fiecare astfel de structur, denumit superframe, fiind precedat de un byte de sincronizare SYNC care nlocuieste byte-ul de SYNC al primului pachet (frame) din irul celor 8 pachete TS randomizate.


Page 7

Fig.1.3 Structura unui TPS corectat RS

n timpul transmisiei, n mod frecvent erorile apar sub form de pachete de bii eronai ceea ce ar face imposibil corectarea lor. Avnd n vedere acest fapt putem s contracarm prin ntreeserea informaiei (interleaver) unui pachet cu informaia coninut n pachetele vecine. Acest lucru este realizat n urmtorul etaj al modulatorului. ntreeserea trebuie fcut ct mai puin sistematic posibil. La recepie se revine la aranjamentul iniial. ntreeserea este realizat cu ajutorul unui circuit de ntreesere convoluional Forney. ntreeserea se poate realiza asupra a maxim 11 pachete consecutive i const n ntreeserea a 12 bytes ai unui pachet printre biii pachetelor vecine.

Circuitul Forney const n dou comutatoare cu cte 12 poziii ce permit trecerea direct a informaiei de sincronizare n poziia 0, iar n celelalte 11 poziii informaia este trecut prin registre de deplasare (realizate cu memorii FIFO cu capaciti egale cu multipli de 17 bytes). Cele dou comutatoare sunt sincronizate cu MPEG-2 TS. Capacitatea M este direct legat de numrul de ci. Cunoscnd numrul de ci I = 12, capacitatea M este definit ca: M = 204/ I = 204/ 12 = 17 bytes.

Urmtorul etaj este cel de al doilea codor inner coder (realizeaz FEC2). Codarea este convoluional. La recepie este folosit decodorul Viterbi. Codorul este realizat din mai multe etaje cu ntrzieri diferite. n practic sunt utilizate registre de deplasare i pori SAU-Exclusiv (numrtoare modulo 2). Codorul convoluional prezint dou ci de semnal ceea ce face debitul informaiei la ieire s fie dublu fa de cel de la intrare.

Reducerea redundanei semnalului de la ieirea codorului convoluional se face prin perforarea (puncturing) irului de bii ceea ce duce la eliminarea selectiv a unei pri dintre acetia. Se pot alegere diferite rate de codare (code rate): 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 funcie de ct de puternic dorim s fie protecia la erori (rata de codare 1/2 reprezint cea mai putenic protecie iar 7/8 cea mai slab protecie). Funcie de condiiile de teren i tipul urban sau rural al zonei de serviciu se poate alege o rat de codare sau alta. La recepie, locurile ocupate de biii exclui prin operaia de perforare sunt umplute cu 0 sau 1, nu conteaz, deoarece sunt tratate ca erori de ctre decodorul Viterbi i este refcuta informaia iniial.


Page 8

Dup codorul convoluional urmeaz nc un etaj de ntreesere n scopul asigurrii mprtierii informaiei n spectrul OFDM. n acest etaj fluxul de date este mprit n pachete cu lungimea 126 bii care sunt ntreesute astfel nct s fie distribuite uniform n canalul DVB-T. Pentru modul de transmisie 8k, 48 de blocuri de 126 bii sunt prelucrate pe dou, patru sau ase ci de ntreesere utiliznd formule definite pentru fiecare cale (numrul de ci este funcie de tipul de modulaie folosit QPSK, 16QAM, 64QAM). n acest fel sunt definite toate perechile de valori I/Q pentru cele 6048 de subpurttoare. n cazul modului 2k sunt procesate cte 12 blocuri de 126 bii pe dou, patru sau ase ci de ntreesere.

Blocul de ntreesere intern mpreun cu etajul de mapare (mapping) i modulatorul OFDM formeaz structura sistemului COFDM. Este necesar s precizm c ntre circuitul de mapare i blocul IFFT exist nc un etaj de adaptare a cadrelor care realizeaz inserarea purttoarelor pilot i a purttoarelor speciale. 2.2. Receptorul DVB-T

Schema bloc a receptorului DVB-T (mai puin decodorul MPEG-2 i

partea de control) este prezentat n fig.1.4.

TS

fE =(4x32/7)MHz

fi2=fE/4=5MH

fi1 36MHz

Tuner TV

FTB SAW

Mixer

FTJ

Osc

CAD

Time Sync.

Delay

FIR

Demod QPSK

NCO

FFT

De- maper

Decodor Canal

Corector frecven

Decodor TPS

fE/2

Clock

Fig.1.4 Schema bloc a receptorului DVB-T


Page 9

Primul etaj n cadrul receptorului este tuner-ul care spre deosebire de tuner-ul din receptoarele TV analogice, din cauza modulaiei folosite n DVB-T, trebuie s prezinte o caracteristic de zgomot de faz mult mai bun.

Prima fecven intermediar fi1 frecven obinut n cadrul tuner-ului este de 36 MHz. n cazul televiziunii digitale fecvena de 36 MHz reprezint centrul benzii de frecven, referina n acest caz lundu-se centrul benzii, nu ca n cazul televiziunii analogice unde ca referin era purttoarea de imagine. Semnalul fi1 este filtrat cu un filtru trece-band cu und acustic de suprafa (SAW - Surface Acoustic Wawe). Lrgimea benzii este de 8, 7 sau 6 MHz funcie de standard. n urma filtrrii, semnalele corespunztoare canalelor adiacente sunt suprimate pn la un nivel acceptabil. Condiiile impuse acestui filtru se refer tot la caracteristica de faz, nefiind admise distorsiuni ale caracteristicii timpului de ntrziere de grup. Se admit doar ripluri ale caracteristicilor de amplitudine i de timp de ntrziere de grup.

n continuare semnalul sufer o nou schimbare de frecven, fi2 avnd valoarea de aproximativ 5 MHz. Valoarea exact este fi2 = 32/7 MHz = 4,571429 MHz. Avnd n vedere c semnalul fi2 trebuie convertit din semnal analogic n semnal digital iar frecvena de eantionare este fE = 4x32/7 MHz, dup cel de al doilea mixer toate componentele cu frecvena mai mare de 2x32/7 MHz sunt suprimate cu un filtru trece-jos. Dup filtrare semnalul fi2 este aplicat unui convertor A/D a crui frecven de eantionare este de 4x32/7 MHz. Aceast frecven s-a ales de patru ori mai mare dect frecvena semnalului fi2 pentru a putea fi folosit un demodulator I/Q dup metoda fE/4 [1]. Fluxul de date rezultat dup conversia analog-digital este aplicat mai nti etajului de sincronizare.

n cadrul acestui etaj prin utilizarea funciei de autocorelaie este obinut informaia de sincronizare prin detectarea componentelor semnalului care exist de mai multe ori i sunt de acelai fel. Astfel, datorit repetrii n intervalul de gard a unei poriuni din sfritul urmtorului simbol dup fiecare simbol curent, funcia de autocorelaie va furniza un semnal de identificare n aria intervalului de gard i n aria simbolului OFDM.

Semnalul dat de funcia de autocorelaie va fi utilizat de blocul FFT pentru poziionarea ferestrei de eantionare pe durata simbolului. Blocul FFT este utilizat pentru aducerea semnalelor din domeniul timp n domeniul fecven. Deoarece blocul FFT necesit la intrare un semnal n cuadratur, semnalul de la ieirea convertorului D/A este aplicat unui mixer complex prin intermediul unui comutator acionat cu frecvena fE/2 (2x32/7 MHz). De exemplu, eantioanele impare trec spre ramur superioar iar cele pare spre ramur inferioar. Cele dou fluxuri rezultante au debitul de informaie la jumtate i sunt decalate ntre ele cu jumtate din perioada ceasului semnalului


Page 10

de eantionare. Pentru a elimina acest offset valorile intermediare sunt interpolate cu ajutorul unui filtru digital FIR, introdus pe ramura inferioar (nu conteaz pe care dintre ramuri se introduce). ntrzierea introdus de acest filtru este compensat pe ramura superioar prin introducerea unui circuit de ntrziere realizat cu registre de deplasare.

Purttoarele furnizate mixerului provin de la un oscilator comandat digital NCO - Numerically Controlled Oscillator. Prin intermediul acestuia receptorul se caleaz pe frecvena emitorului. Aceast calare se face automat prin intermediul blocului de control al frecvenei AFC. Acordul automat al frecvenei se realizeaz cu ajutorul purttoarelor pilot cu poziie fix dup procesarea FFT.

Atunci cnd frecvena la recepie nu coincide perfect cu cea de la emisie, diagramele constelaiilor (corespunztoare tipului de modulaie folosit) se rotesc fa de axe mai mult sau mai puin repede funcie de ct de mare este decalajul de frecven, rotirea fcndu-se spre stnga sau dreapta dup cum deviaia de frecven este pozitiv sau negativ. Pentru a se realiza acordul fecvenei trebuie s se determine poziia purttoarelor pilot cu poziie fix pe diagrama constelaiei. Determinnd diferena de faz a purttoarelor pilot cu poziie fix de la un simbol la altul rezult o mrime vaiabil prin care se modific frecvena NCO pn cnd aceast diferen este zero, n acest moment rotirea constelaiilor ncetnd.

n cadrul blocului FFT semnalul OFDM este adus iar n domeniul frecven rezultnd, funcie de modul de transmisie 2k sau 8k, 1705 sau 6817 de pri reale i imaginare. Se poate ntmpla ca fereastra de eantionare s nu fie poziionat precis asupra simbolului actual ceea ce face ca diagramele constelaiilor s fie rotite datorit decalajului de faz ce apare la subpurttoarele OFDM. n acest caz poziiile purttoarelor pilot (fixe i variabile) pe diagramele constelaiilor nu se mai afl pe axa real, ci pe cercuri cu razele egale cu amplitudinile acestora.

n acelai timp pot apare distorsiuni ale canalului de transmisie datorate ecourilor, ntrzierilor de timp de grup i a rspunsului amplitudine-frecven, distorsiuni care se traduc, pe lng rotirea diagramelor, i prin expandarea sau comprimarea acestora. Poziionarea corect a diagramelor prin rotirea corespunztoare (corectarea erorilor de faz) i prin expandare sau comprimare (corectarea distorsiunilor de amplitudine) se face cu ajutorul purttoarelor pilot fixe i variabile n sensul efecturii coreciilor de canal pn la aducerea acestora cu amplitudinile nominale pe axa real a diagramelor constelaiilor.

n paralel cu efectuarea coreciilor de canal sunt decodate purttoarele TPS n canalul necorectat. Acest lucru se poate face deoarece aceste purttoare sunt modulate DBPSK. Informaia transportat de purttoarele TPS (un bit/ purttoare/simbol OFDM) este aceeai pentru toate purttoarele TPS ce fac parte


Page 11

din acelai simbol OFDM i poate fi decodat prin diferena de faz dintre purttoarele TPS din dou cadre succesive.

Informaia TPS este necesar circuitului de-mapping unde trebuie s se tie ce tabele trebuie folosite (funcie de tipul modulaiei utilizate QPSK,16QAM, 64QAM) i blocului de decodare a canalului (decodorul Viterbi trebuie s fie informat despre rata de codare utilizat la FEC2 n cadrul emitorului). n figura 1.5 este prezentat schema bloc a decodorului de canal.

Dup ieirea din cicuitul de-mapping fluxul de date sufer operaia

invers a ntreeserii, fiind restaurat ordinea iniial a simbolurilor i biilor. n cadrul decodorului Viterbi spaiile rerzultate n urma prelucrrii fluxului de date sunt umplute cu zero sau unu i sunt tratate drept erori. Decodorul Viterbi face o prim corecie a erorilor.

Decodorul Viterbi este urmat de un etaj care face de-ntreeserea convoluional, rupnd irurile de erori consecutive, ceea ce face mult mai uoar corectarea erorilor de ctre decodorul Reed Solomon (acesta nu poate corecta dect maxim 8 erori pe pachet cu ajutorul celor 16 bytes de control RS adugai pachetului TS). n cazul n care apar mai mult de 8 erori/pachet, bitul indicator de eroare (se afl n header-ul pachetului TS) corespunztor pachetului este setat la 1. n acest fel decodoul MPEG-2 va ignora pachetul respectiv. Dup corecia erorilor, se reface distribuia iniial a energiei. Sincronizarea acestui etaj se face cu ajutorul byte-ului de sincro inversat, dup care i acest byte este adus la valoarea iniial (47Hex).

Cu toate c teoretic receptorul DVB-T este foarte complex, n paractic, datorit gradului mare de integrare, acesta conine doar cteva componente discrete tuner-ul, filtrul SAW filtru cu und mecanic de suprafa, mixerul i oscilatorul pentru fi2 i filtrul trece-jos, ceea ce face ca demodulatorul DVB-T s fie nglobat ntr-un singur chip.

TS

De-mapper

De- ntreesere simboluri

Reducere distribuie

energie

Decodor Viterbi

Decodor Reed

Solomon

De- ntreesere

convol.

Reinver- sare

SYNC

Rata de cod ......... 7/8

Decodare purttoare TPS

Fig.1.5 Schema bloc a decodorului de canal


Page 12

3. Particulariti ale modulaiei OFDM 3.1. Conditia de ortogonalitate a purtatoarelor de RF

O caracteristic a recepiei TV n benzile VHF i UHF este propagarea semnalului pe ci multiple ntre emitor i receptor, o cale direct i multiple alte ci indirecte generate de reflexia semnalului pe diferite obstacole (forme de relief, cldiri, etc.). De asemenea, exist i cazul particular cnd nu este posibil realizarea cii directe de propagare a undelor radio. Acest fenomen de propagare duce la o scdere a calitii recepiei care poate fi mbuntit prin utilizarea de antene directive. Avnd n vedere c prin introducerea televiziunii digitale se dorete ca recepia s poat fi efectuat i cu siteme de recepie mobile, nu este posibil utilizarea de antene directive, iar propagarea pe ci multiple a semnalului duce i la fenomenul fading care este dependent i de frecven. Un alt fenomen care apare n cazul recepiei mobile este fenomenul Doppler caracterizat prin: componentele spectrale ale semnalului se deplaseaz spre frecvenele nalte cnd receptorul se apropie de surs/ emitor i se deplaseaz spre frecvene joase cnd receptorul se deprteaz de surs.

De asemenea, recepia terestr este influenat i de perturbaiile electrice create de alte transmisii radio, linii electrice de nalt tensiune, fenomene electrice naturale, automobile, etc.

n cazul transmisiilor digitale propagarea pe ci multiple duce la o dispersie a timpilor de ntrziere ceea ce st la originea unor perturbaii inter-simbol care pot fi reduse prin micorarea vitezei de transmisie, neconvenabil n multe cazuri.

Pornind de la observaia c dac transmitem datele (simbolurile) cu vitez mic ntr-o band ngust, fenomenul de fading nu este selectiv n frecven iar interferena inter-simbol este redus, putem s transmitem cu vitez mare de simbol dac modulam cu rat sczut un numr foarte mare de subpurttoare.

De exemplu, dac fluxul de date are rata de date de M bits/s iar numrul

de subpurttoare este n, atunci fiecare subpurttoare va fi modulata la o rat de M/n bits/s. Acest mod de transmisie se numete transmisie cu spectru mprtiat. Este necesar separarea acestor canale (purttoare) ntre ele pentru a nu se interfera, dar cu ct este mai mare aceast separare se reduce eficiena utilizrii spectrului de radiofrecven RF.

Dac fiecare dintre cele n frecvene corespunztoare canalelor de transmisie sunt liniar independente, adic ortogonale, spectrele acestora se pot ntreptrunde ceea ce duce la o utilizare a spectrului de RF mult mai bun


Page 13

(fig.1.6). Astfel s-a decis s se foloseasc metoda de modulaie OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing).

Condiia de ortogonalitate a subpurttoarelor poate fi neleas gndindu-

ne la Transformata Fourier - TF. Aplicnd Transformata Fourier unui semnal periodic din domeniul timp obinem reprezentarea acestuia n domeniul frecven. Pentru cazul particular a dou tipuri de semnale unul sinusoidal i altul dreptunghiular, reprezentarea n domeniul freceven are n vedere: pentru semnalul sinusoidal, deoarece subpurttoarele sunt semnale

sinusoidale, reprezentarea prezint dou linii spectrale, la fs i la +fs. pentru semnalul dreptunghiular cu durata t, n domeniul frecven acesta

prezint un spectru care are ca anvelopa o funcie sinx/ x, ce prezint nuluri la intervale f = 1/ t (fig.1.7).

Fig.1.7 Semnalul dreptunghiular i anvelopa spectrului de frecven a acestuia

prin transformare Fourier

f f

Economie de spectru

Fig.1.6 Modul de utilizare a mai multor frecvene de emisie pentru obinerea economiei de spectru


Page 14

Dac vom considera c n urma modulrii, purttoarele sinusoidale i schimb amplitudinea i faza la intervale de timp t, ne putem imagina c semnalul modulat poate fi mprit n intervale egale t care se numesc pachete burst. Din punct de vedere matematic acestea pot fi considerate produsul de convoluie dintre un semnal dreptunghiular i semnalele sinusoidale respective, n acest caz fiind subpurttoarele de radiofrecven (fig.1.8 i fig.1.9).

n domeniul frecven, n locul liniilor spectrale corespunztoare subpurttoarelor modulate vom avea spectre cu anvelope de forma sinx/x. Punctele de anulare ale spectrelor sunt distanate la intervale f = 1/t.

Condiia de ortogonalitate se obine cnd maximul unei subpurttoare coincide cu minimul subpurttoarelor adiacente i corespunde situaiei cnd acestea sunt distanate la intevale egale f.

Cnd informaia digital care trebuie transmis este protejat la erori (FEC) avem cazul codificrii pentru transmisia terest COFDM - Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing.

Fig.1.8 Formarea pachetului burst n codificarea COFDM

f

Fig.1.9 Inseria subpurttoarelor n cazul codificrii OFDM

t

f

Pachet Burst Purttoare RF


Page 15

Una dintre cele mai importante proprieti ale tehnicii de modulaie i ale codificrii COFDM este dat de faptul c permite difuzarea n acelai canal a mai multor programe (uzual 4 la 6). n plus, canalul n ntregime digital oferit de DVB-T, permite din punct de vedere tehnic depirea condiiilor dificile de propagare (interferene datorate reflexiilor i refraciilor, efectul Doppler, etc), ceea ce face ca transmisia digital s poat fi adaptat i recepiei portabile n interiorul sau exteriorul locuinelor, cazul televiziunii mobile DVB-H.

n funcie de numrul de subpurttoare stabilite n banda de transmisie TV de 7 sau 8 MHz, n DVB-T sunt utilizate dou moduri de transmisie OFDM, modul 2k i modul 8k caracterizate n principal prin numrul de subpurttoare din banda de transmisie TV (tab.1.1).

Tabeleul 1.1 Caracteristici principale ale modurilor de transmisie OFDM

Mod de transmisie Mod 2k Mod 8k Nr. subpurttoare 2048 8192 Spaierea subpurttoarelor f 4 kHz 1 kHz Durata unui simbol OFDM TS = 1/f 250 s 1 ms

3.2. Generarea simbolurilor OFDM

Fiecare subpurttoare OFDM trebuie modulat cu o parte din informaia

coninut n fluxul de date prezent la intrarea modulatorului. Ca i n cazul folosirii unei singure purttoare, fiecare dintre miile de subpurttoare OFDM necesit un circuit de mapare (mapping) corespunztor constelaiei utilizate QPSK (sau 4QAM), 16QAM, 64QAM, fiecare subpurttoare fiind modulat independent de celelalte. Rezult astfel un modulator OFDM compus din mii de modulatoare QAM, fiecare cu propriul circuit mapper. Fiecare modulator QAM are propria sa purttoare care trebuie s fie sincronizat cu celelalte astfel nct simbolul comun OFDM ce rezult din nsumarea acestora s aib exact durata t=1/f.

n realitate, simbolurile OFDM sunt generate folosind transformata Fourier rapid invers (IFFT - Inverse Fast Fourier Transform) al crei algoritm poate fi implementat numeric. Simbolurile OFDM rezult asfel ca urmare a efecturii, de ctre un computer de vitez, a unor calcule matematice. Schema bloc de implementare a unui modulator OFDM bazat pe IFFT, inversa transformatei rapide Fourier, este dat n figura 1.10.

Procesul de modulaie OFDM se desfoar astfel: fluxul de date, protejate la erori, este divizat i distribuit n mod aleator n mii de subfluxuri


Page 16

ntr-un proces ce se numete multiplexare i ntreesere. ntreeserea este necesar pentru c atunci cnd apar erori n procesul de transmitere a informaiei ctre receptor acestea nu afecteaz biii n mod singular ci apar sub form de salve (pachete), putnd afecta pn la sute de bii, iar numrul acestora poate fi mai mare dect numrul maxim de erori ce pot fi corectate de ctre codul corector de erori asociat.

Fiecare subflux de date este livrat pachet cu pachet unui circuit mapper divizat n dou pri, partea real i partea imaginar, fiecare cu tabelul su corespunztor. Rezult dou tabele, real i imaginar, cu mii de intrri corespunztoare subpurttoarelor, iar coninutul tabelelor este funcie de tipul de modulaie folosit. Semnalele de la ieirile circuitului mapper Re(f) i Im(f) (n domeniul frecven) sunt semnalele modulate QAM i constituie semnale de intrare ale urmtorului bloc de procesare, blocul IFFT.

n cadrul blocului IFFT semnale Re(f) i Im(f) sunt prelucrate matematic, la ieire rezultnd re(t) semnal cosinusoidal i im(t) semnal sinusoidal, amndou avnd aceeai amplitudine. Semnalele re(t) i im(t) corespund miilor de subpurttoare care formeaz un simbol OFDM i sunt modulate cu acelai numr de bii. Avnd n vedere c semnalele la ieirea blocului IFFT sunt tot timpul defazate cu 90, semnalul ce rezult la ieirea modulatorului I/Q este un semnal modulat n faz cu band lateral unic BLU (sau SSB - Single-SideBand).

La ieirea modulatorului OFDM sunt generate simbolurile OFDM care au

durata constant t=1/f. Trebuie inut cont c, datorit propagrii multical, semnalul ajunge la recepie cu ntrzieri variabile care poate s duc la interferene inter-simbol. O mare parte a acestui efect este redus prin utilizarea OFDM, dar se poate elimina aproape complet dac la sfritul fiecrui simbol OFDM se introduce un interval de gard cu durata .

Fig.1.10 Schema bloc de implementare a unui modulator OFDM bazat pe transformata IFFT


Page 17

Intervalul de gard poate consta n absena unui semnal sau n transmiterea unui semnal pe durata acestuia. Dac nu se transmite semnal n intervalul de gard, la recepie, n timpul demodulrii semnalului OFDM, poziionarea ferestrei de eantionare a IFFT nu se va mai face pe un numr ntreg de perioade (receptorul trebuie s se caleze pe simbolurile OFDM).

Dac n intervalul de gard se transmite sfritul simbolului urmtor, folosind funcia de autocorelaie (compararea formei semnalului perturbat cu forma cunoscut a semnalului neperturbat) se poate poziiona corect fereastra de eantionare asupra simbolului.

Durata intervalului de gard trabuie s fie mai mic dect durata simbolului OFDM, dar mai mare dect durata celui mai lung ecou ce poate apare. n practic intervalul de gard poate avea valorile: 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 din durata util TU a duratei de simbol TS . Astfel durata unui simbol este rezultatul expresiei:

US TT +D= (1.1) 3.3. Semnale suplimentare n spectrul OFDM

Pn acum am vzut cum n cadrul semnalului OFDM informaia util

plus protecia la erori este distribuit mai multor purtatoare DVB-T, fiecare dintre ele fiind modulat QPSK sau QAM.

S-ar putea crede astfel c fiecare subpurttoare transmite doar informaie util (payload). n realitate nu este aa, deoarece n cadrul transmisiei OFDM sunt standardizate urmtoarele categorii de purttoare DVB-T: purttoare de informaie util cu poziie fix; purttoare nemodulate (inactive) setate la zero; purttoare pilot cu poziie fix; purttoare pilot cu poziie schimbtoare (variabil); purttoare speciale modulate cu date suplimentare, ele sunt denumite

purttoare TPS - Transmission Parameter Signalling cu poziie fix. Purttoarele de informaie util au fost tratate pn acum. Acestea sunt

modulate coerent QPSK (4QAM), 16QAM, 64QAM. n cazul acestor modulaii, fiecrei subpurttoare i sunt alocai 2, 4 respectiv 6 bii. Se formeaz astfel simbolul OFDM care reprezint numrul de schimbri ale fazei sau amplitudinii i fazei pe durata unei secunde.

Purttoarele nemodulate setate la zero nu sunt transmise n eter. Ele se afl la marginea spectrului de RF OFDM (fig. 1.11) i au dou roluri:


Page 18

prevenirea interferenei cu canalele adiacente facilitnd filtrarea umerilor spectrului RF al semnalului OFDM (fig. 1.11);

adaptarea capacitii bit/simbol la structura fluxului de date prezent la intrarea modulatorului.

Umerii caracteristicii spectrale ai semnalului OFDM provin din forma anvelopei de tip sinx/x a subpurttoarelor de transmisie OFDM. Aceti umeri trebuie atenuai prin filtrare, lucru uor de fcut dac la marginile spectrului sunt purttoare ce nu transport informaie.

Fig.1.11 Forma mtii determinat de caracteristic spectral a emisiei OFDM Purttoarele pilot cu poziie fix sunt situate pe axa real, sunt semnale

cosinusoidale cu faza 0 sau 180 i au amplitudinea cu 3dB mai mare dect puterea medie a celorlalte purttoare. Purttoarele pilot cu poziie fix n spectru sunt utilizate pentru controlul automat al frecvenei n receptor (AFC - Automatic Frequency Control). Dac frecvena de recepie nu este calat cu frecvena de emisie toate diagramele constelaiilor vor fi rotite, ceea ce face ca demodularea s nu se mai produc sau s se fac cu erori. Corecia frecvenei de recepie se face urmrind diferena de faz dintre dou purttoare pilot fixe succesive pn cnd aceast diferen devine zero.

Purttoarele pilot cu poziie variabil (scattered pilots) sunt utilizate pentru corecia de canal i estimarea canalului de transmisie n cazul folosirii modulaiilor QPSK i QAM (dau informaie despre distorsiunile de amplitudine i de faz). Purttoarele pilot cu poziie variabil sunt mprtiate n tot spectrul canalului DVB-T i constituie semnalul de estimare a canalului la recepie. n cadrul unui simbol OFDM la fiecare a 12-a subpurttoare este inserat un semnal


Page 19

pilot cu poziie variabil. n urmtorul simbol, fiecare astfel de semnal pilot sare nainte cu trei purttoare ceea ce face c n cadrul spectrului fiecare a treia poziie este cnd subpurttoare de informaie util, cnd purttoare pilot cu poziie variabil. Sunt tot semnale cosinusoidale cu faza 0 sau 180 i au amplitudinea mai mare cu 3dB dect puterea medie a celorlalte purttoare.

Purttoarele speciale (purttoare TPS) sunt modulate cu date suplimentare referitoare la unele schimbri survenite la emitor (de exemplu trecerea de la QPSK la 16QAM) i de care receptorul trebuie informat prin acest canal rapid. n acest mod, periodic, sunt transmii toi parametrii transmisiei. Purttoarele TPS au poziii fixe n cadrul spectrului i reprezint un canal virtual de informare a receptorului de ctre emitor cu privire la parametri transmisiei curente:

constelaia utilizat; dac este transmisie ierarhic sau nu; rata de codare pentru HP i LP; intervalul de gard; modul de transmisie (2k sau 8k). Numrul de (sub)purttoare DVB-T pentru cele dou moduri de

transmisie i destinaia acestora sunt prezentate n figura 1.12 i tabelul 1.2.

Fig.1.12 Poziia subpurttoarelor n spectrul de transmisie DVB T n funcie de destinaia acestora


Page 20

Purttoarele TPS sunt modulate diferenial cu modulaie binar de faz DBPSK - Diferenial Binary Phase Shift Keying care are avantajul c orice eroare de faz este corectat automat. Codarea diferenial presupune c informaia este coninut n diferena de faz dintre dou purttoare TPS din dou simboluri succesive. Toate purtoarele TPS dintr-un simbol transmit aceeai informaie, adic au aceeai faz (0 sau 180). n cazul modulaiei DBPSK se transmite un 0 dac de la un simbol la altul purttoarele TPS schimb faza, iar dac nu o schimb se transmite un 1.

La recepie purttoarele TPS servesc n procesul de demodulare prin stabilirea corect a fazei (diagrama corespunztoare constelaiei nu este rotit). Informaia complet transmis de purttoarele TPS se ntinde pe parcursul a 68 de simboluri OFDM. Segmentul de 68 de simboluri OFDM se numete cadru, pe parcusul unui cadru semnalele pilot cu poziie variabil se deplaseaz n cadrul canalului DVB-T de la nceputul pn la sfritul acestuia.

Tabelul 1.2 Destinaia subpurttorelor din televiziunea terestr Mod de transmisie Mod 2k Mod 8k

Nr. total de subpurttoare 2048 8192 Nr. de subpurttoare folosite 1705 6817 Nr. de subpurttoare cu informaie util 1512 6048 Nr. de suburttoare pilot cu poziie variabil 131 524 Nr. de suburttoare pilot cu poziie fix 45 177 Nr. de suburttoare pentru transmisia TPS 17 68 Spaierea subpurttoarelor 4kHz 1kHz Durata unui simbol OFDM TS 250s 1ms

4. Parametri sistemului DVB-T

Parametri principali ai sistemului DVB-T sunt:

frecven de eantionare a IFFT; band a semnalului DVB-T; spectrul ocupat de un canal DVB-T de 8 MHz; debitul fluxului de informaie; nivelurile de semnal ale subpurttoarelor.

Un parametru de baz n DVB-T este frecvena de eantionare fE pentru

inversa transformatei Fourier rapid - IFFT. Pentru un canal TV cu limea de 8 MHz (este i cazul Romniei) frecvena de eantionare este definit prin relaia [2]:


Page 21

MHzf E 142857143,9764

== (1.4)

Pentru canale cu limea de 7, respectiv 6 MHz se nmulete frecvena de

eantionare corespunztoare canalului de 8 MHz cu 7/8, respectiv cu 6/8. Toate cele 2048 sau 8192 de subpurttoare corespunztoare celor dou moduri de transmisie OFDM trebuie s se regseasc n aceast band a transformatei IFFT.

Spaierea n frecvena a subpurttoarelor poate fi determinat:

maxKff E=D (1.5)

n care: Kmax numrul maxim de subpurttoare din modul de transmisie. Din condiia de ortogonalitate de transmisie a subpurttoarelor se

determina i durata util a unui simbol OFDM:

ft

D=D

1 (1.6)

Cunoscnd numrul de subpurttoare utile (folosite) pentru cele dou

moduri de transmisie (1705 pentru 2k i 6817 pentru 8k ) putem determina banda de transmisie a semnalului DVB-T:

fKB D= max (1.7)

Valorile parametrilor determinai potrivit relaiilor de mai sus pentru un

canal TV analogic cu limea de 8 MHz sunt date n tabelul 1.3. Spectrul de frecven al transmisie TV terestre i delimitrile acestuia potrivit standardului DVB-T sunt prezentate n figura 1.13.

Tabelul 1.3 Valorile parametrilor unui canal cu limea de 8 MHz

Parametrul Mod 2k Mod 8k Spauerea subpurttoarelor f 4,464285714 kHz 1,116071429 kHz Durata util a unui simblo OFDM t 224 s 1,024 ms Banda de transmisie DVB-T B 7,608 MHz 7,608 MHz

Debitul total de informaie (gross data rate) n cazul transmisie TV

terestre depinde de rata de simbol OFDM prin relaia:


Page 22

Gross data rate = Rata simbol OFDM x Nr. subpurttoare utiel x Nr. bii/simbol (1.8)

n care: Rata simbol OFDM =

UT+D1 (1.9)

intervalul de gard, ca fraciune din durata util a unui simbol n funcie de modul de transmisie;

TU durata util a unui simbol.

Fig.1.13 Spectrul semnalului DVB-T Potrivit standardului DVB-T [ETS04] durata total a unui simbol TS, ca

sum dintre intervalul de gard i durata util a simbolului TU, are valori standardizate i prezentate n tabelul 1.4.

Tabelul 1.4 Duratele de simbol OFDM pentruz modurile de transmisie OFDM

Mod de transmisie

Durata simbol util [s]

Durata simbol OFDM functie de intervalul de garda

Interval de garda [s]

2k 224

280 252 238 231

1/2 1/8 1/16 1/32

56 28 14 7

8k 896

1120 1008 952 924

1/8 1/16 1/32

224 112 56 28


Page 23

n tabelul 1.5 sunt prezentate valorile debitului de informaie transmis n funcie de tipul de modulaie, modul de transmisie i valorile standardizate ale intervalului de gard.

Valorile medii ale puterilor purttoarelor de informaie util sunt egale ntre ele. Dac se consider valoarea puterii medii a acestora ca fiind 1 (0 dB sau 100%) putem s apreciem valoarea pentru semnalele pilot.

Pentru a fi uor detectabile acestea au puterea mrit fa de celelalte purttoare cu 4/3 (2,5 dB n putere), sau nivelul mediu este mrit cu 16/9 (2,5 dB n tensiune).

Tabelul 1.5 Valorile debitul total de informaie pentru un canal de 8 MHz

Tip

modulatie Interval

de gard

Mod transmisie

2k 8k

QPSK (2bii/simbol)

1/4 10,8 Mbii/s 10,8 Mbii/s 1/8 12,0 Mbii/s 12,0 Mbii/s


16QAM (4bii/simbol)



64QAM (6bii/simbol)



n concluzie, metoda de codare a transmisie semnalelor digitale n

televiziune terestr COFDM, prezint urmtoarele caracteristici principale: utilizeaz un numr mare de subpurttoare ntr-un canal de transmisie; este destinat special tipului de canal terestru de transmise, caracterizat

prin ecouri multiple; informaia ce trebuie transmis este furnizat cu protecie la erori i

distribuit subpurttoarelor; subpurttoarele sunt modulate QAM i QPSK i fiecare dintre ele

transmite doar o mic parte din fluxul de date; OFDM produce simboluri mai lungi dect n cazul utilizrii unei singure

purttoare, avantaj care combinat cu introducerea intervalului de gard face ca interferena inter-simbol datorat ecourilor s fie eliminat;


Page 24

distribuirea informaiei mai multor subpurttoare i faptul c aceasta este protejat la erori face ca la recepie s se reconstituie fluxul de date fr erori chiar n condiii de fading i/sau recepie pe ci multiple (ecouri). 5. Calitatea imaginilor TV n transmisiile digitale

Transmisiile digitale sunt mult mai stabile, ele nu sunt afectate de

zgomote, interferene, fenomene de fading i de variaiile de nivel ale semnalului n punctul de recepie. n televiziunea analogic odat cu scderea nivelului semnalului n punctul de recepie scade calitatea imaginii TV ca urmare a creterii nivelului de zgomot.

n figura 1.14 sunt prezentate pentru comparaie caracteristicile de variaie ale calitii imaginii TV recepionate Q n funcie de nivelul semnalului de la intrarea receptorului Pint n cazul unei transmisii analogice i a unei transmisii digitale terestre. Se observ c n cazul legturii digitale calitatea imaginii TV se menine aceeai (foarte bun) pn ce nivelul semnalului de la intrarea receptorului scade la 90 dmW i se deterioreaz complet, moment n care recepia nu mai poate avea loc, cnd nivelul semnalului scade la un nivel de peste -90 dmW, nivel considerat prag de recepie (fig. 1.14).

n cazul recepiei analogice a semnalului de radiofrecven de televiziune,

calitate imaginii TV se nrutete progresiv cu scderea nivelului semnalului recepionat i atunci cnd nivelul scade sub -70 dmW calitatea imaginii este rea ca urmare a creterii nivelului de zgomot acesta fiind suprtor i imaginea devine neinteligibil.

Ca urmare, pragul minim datorat nivelului semnalului de RF de la intrarea receptorului TV pentru obinerea de imagini de calitate este mult mai sczut n

Fig.1.14 Variaia calitii imaginii TV n cazul transmisiilor analogice i digitale

0 -70 -80 -90 Pint[dmW]

Q 5

analogic

digital


Page 25

cazul transmisiei digitale ceea ce are ca rezultat n cazul transmisiilor terestre posibilitatea reducerii puterii de emisie urmat de o multitudine de avantaje de natur economic i de compatibilitate electromagnetic.

Implementarea sistemului de transmisie terestr n spectru mptiat asigur urmtoarele avantaje:

mai multe programe de televiziune ntr-un canal TV de 8 MHz; mai multe formate de vizionare ale programelor (se pot transmite

programe PAL, PAL Plus, High Definition TV); recepia programelor pe dispozitive portabile (laptop, PDA); servicii informaionale mai bogate n coninut (transmisii de date

asociate i/sau neasociate coninutului programelor transmise); posibiliti de interactivitate (TV interactiv); reducerea costurilor.

Pentru comparaie prezentm mai jos caracteristigile generale ale transmisiei digitale i ale transmisiei analogice terestre de televiziune:

Transmisii digitale DVB-T Transmisii analogice TV 1 canal 8 MHz = 1 multiplex DVB-T 4-6 programede TV 4-6 serviciide teletext +1 serviciu de date adiional Mai muli productori deprograme Unul sau mai muli broadcasteri

1 canal 8 MHz = 1 canal TV 1 program TV color 1 serviciu adiional (teletext) 1 productor de program 1 broadcaster

Rezumat

Transmsia de televiziune cu acoperire locala utilizata in diferite zone nationale foloseste modulatia QPSK sau QAM si codarea OFDM prin utilizarea unui numar mare de purtatoare de RF dispuse in banda de frecventa alocata canaleleor TV analogice.

Avantajele utilizarii transmisiei digitale prin numarul de 4-6 programe TV transmise in interiorul aceluiasi canal TV, calitatea mult mai buna a imaginii, stabilitatea in functionare si protectia la erori a impus generalizarea acestui mod de transmisie.

Bibliografie

[1] ETSI EN 300 744 V1.5.1.: Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television. ETSI 2004-06.

[2] ETSI TR 101 190 V 1.1.1.: Digital Video Broadcasting (DVB); Implementation guidelines for DVB terrestrial services; Transmission aspects. ETSI 1997-12

[3] George Nicolae, Televiziune. Analog si Digital. Editura Universitii Transilvania, Braov. 2009. ISBN 978-973-598-636-0.


Page 26

Test de autoevaluare Durata medie de rezolvare este de 10 minute.

Raspundeti cu Da sau Nu sau scrieti varianta / variantele de raspuns corecte !

Intrebari: Raspuns 1. Televiziunea DVB-T esteompatibil cu standardul MPEG i definete canalul DVB-T cu lrgimea de banda de 8, 7 sau 6 MHz i dou moduri de operare, 2k cu 2048 de puncte i 8k cu 8192 de puncte IFFT.? Da sau Nu?

2. In codificarea OFDM exist dou moduri de operare funcie de numrul de purttoare folosite ?

modul 2K cu un numr de 1604 purttoare; modul 8K cu un numr de 6817 purttoare.

3. Tehnologia TV 3D fara ochelari la utilizator impune: a) Receptor TV de inalta rezolutie; b) Dimensiune mare a ecranului; c) Ecran avand partea din fata formata din doua straturi

transparente cu prisme care permit vizualizarea a doua imagini in acelasi timp, cu ambii ochi dar fiecare avand alta imagine, corespunzatoare vederii stereoscopice;

d) Frecventa de cadre mai mare de 50Hz;

4, Care din parametri de mai jos vizeaza calitatea sistemelor digitale de receptie TV?

a) Sensibilitatea limitata de amplificare; b) Selectivitatea; c) Amplitudinea semnalului digital la intrarea receptorului d) BER Bit Error Rates; e) Timpul de tranzitie;

Rspuns corect: 1 Da; 2 Da; 3 a, c,d; 4 c, d, e;

Curs 14

Documents

Transcript of Curs 14