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Televisión Digital Terrestre - DVB-T (Modulación COFDM )

 sistemas digitales en el mundo

Ya conocemos las ventajas de la TDT, donde cada país optó en su momento por aplicar el sistema de codificación que más le interesaba. En nuestro caso, como en el resto de la mayoría ( Incluido el Reino Unido , jejej ) se posicionó por el DVB-T. Las ventajas del usuario son claras

OFDM_echosdoble imagen

La mayoría de las veces, nuestra antena "mira" al repetidor y "sólo " tenemos un camino entre emisor y receptor. Otras veces, sobre todo en ciudades, la antena está orientada correctamente pero la señal le puede llegar de dos sitios ( uno directo y otro, por ejemplo, por rebote en un edificio ). En éste caso se producía una "doble imagen", dado que el receptor trataba las dos señales con una ligera diferencia de tiempo ( la señal rebotada llegaba algo mas tarde ).

 Ver imagen del jugador En el sistema que emplea la DVB-T ( COFDM ) éste problema se soluciona con el denominado

Intervalo de Guarda.

Si en la transmisión COFDM nos centramos en dos símbolos vecinos, por ejemplo el símbolo n y símbolo n+1 y dentro del dominio del tiempo, primero transmitimos el símbolo n y cuando hemos acabado, empezamos a transmitir el símbolo n+1. Por la circunstancia anteriormente expuesta y reflejada en la imagen , el receptor recibe los símbolos tantas veces como trayectorias lleguen. La primera en llegar, será evidentemente la directa entre emisor y receptor. Mientras el receptor coge el símbolo y lo demodula, llega el mismo símbolo ( que venía por otro camino ) dando lugar a interferencias. Con el fin de evitar este tipo de interferencias, en el emisor se inserta un intervalo de tiempo después de la transmisión de cada símbolo, denominado intervalo de guarda. Durante este En ese tiempo, el receptor ignora las señales que reciba , porque las considera ecos. Las características técnicas de DVB-T vienen definidas por el sistema que emplea: COFDM son:

Portadoras 6817, de las cuales 6048 son de información útil
Sistema de Modulación 64 QAM ( modulación en cuadratura y amplitud de 64 símbolos
Valor de FEC 2/3: Significa que de tres bits , 2 bits son útiles y 1 bit es de redundancia para corregir los errores en el sistema de recepción. Esos errores tienen lugar durante la transmisión.
Intervalo de guarda Cada grupo de portadoras está separada una de otra en 1116 ciclos (Hz). Luego tenemos una duración de símbolo útil de 896 microsegundos y un intervalo de guarda de 224 microsegundos, dando lugar a 1120 microsegundos.

Si dividimos los 896 μS entre los 224 μS de guarda, tenemos 1/4. De ahí que el sistema COFDM tiene un intervalo de guarda de 1/4 En esta situación, tenemos una velocidad de símbolo de 19,91 Mbps. Para poder deducir este valor, necesitamos hablar de

Corrector Reed-Solomon

El corrector R-S es un algoritmo que se utiliza para codificar una señal que posteriormente en el receptor puede corregir los errores en las transmisiones digitales DVB.

En DVB-T, la manera de funcionar es añadir 16 Bytes a cada "paquete elemental del flujo de transporte".

Tenemos , por tanto un PES = 188Bytes + 16Bytes =204 Bytes, que permite corregir en el Decodificador un máximo de 8 Bytes de error por PES, utilizando el algoritmo corrector Reed-Solomon.

Cálculo de la capacidad del canal

 Este valor se puede obtener de manera aproximada de la siguiente forma.

Tenemos 6048 portadoras con información útil ( la que nos interesa ). Tenemos que el tiempo para mandar esa información es 1120 microsegundos. De ello, tenemos que:

 1120/6048 = 0.1851 μS

Como en ese tiempo, tenemos que pasar los 6 bits ( tenemos un 64 QAM ), obtenemos un valor de 0.1851 μS / 6 = 0.0308641 μS

Esto nos da una velocidad de 1/0.0308641 μS = 32.4 Mbps Como tenemos un FEC de 2/3, significa que 1 de cada tres se pierde 32.4 Mz * 2/3 = 21.6 Mbps

La capacidad del Canal útil viene condicionada por el Corrector Reed-Solomon , de forma que

FU = 21.6 Mbps *188/204 = 19,91 Mbps


ancho banda en cofdm

En la imagen superior tenemos las variaciones en diversos países del entorno, donde la tasa de transferencia varia según cambiamos los parámetros del sistema.

 

Calcular el ancho de banda efectivo en Mbps de la DVB-T en Italia y Escandinavia.


No Confundamos los términos.

 COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) es la técnica muy compleja de modulación de banda ancha que transmite información digital, con sistemas de corrección de errores en el receptor, modulación de la información en múltiples frecuencias portadoras ortogonales , donde cada una de ellas está modulada en Amplitud y Fase (Modulación QAM), junto a un sistema para combatir los efectos multitrayectoria ( intervalo de guardia ).

QAM (Quadrature amplitude modulation es la técnica usada para modular en la portadora, tanto en amplitud como en fase.
 

La incorporación del 4G supuso comerse parte de la banda del UHF, como vemos en la siguiente imagen

dividendo digital

 

Los canales comprendidos entre el 61 y 69 pasaron a uso de la telefonía 4G

 

El sistema completo de transmisión y recepción de la DVB-T ,de forma simplificada, queda como en la siguiente imagen

 transmision recepcion cofdm

En la imagen inferior, se muestra cómo se envían las portadoras , dentro de su ancho de banda con los intervalos de guarda necesarios. Tenemos que tener en cuenta que, el sistema permite mandar varias señales multiplexadas, por lo tanto, en cada instante de tiempo, las portadoras corresponden a un programa de tv específico tramsmision y guarda cofdm

 

 multiplexion Multiplexión

 Sabemos que tenemos dos tipos de multiplexores. En este caso, nos centramos en el multiplexor de tiempo para explicar cómo pasar varios canales por un canal. En la imagen gif vemos cómo cada cierto tiempo, sólo una señal ( en este caso conversación ) pasa por un sólo cable. ¿Y cómo interpretamos eso en la DVB-T? El conjunto de las 6817 portadoras con su ancho de banda de 8 MHZ, cambian en el tiempo, según las necesidades de cada programa, generándose cada poco tiempo , 6817 portadoras para cada programa.

Ejemplo . Suponemos que en el canal 49 tenemos 4 programas (Canal1, Canal2, Canal3 y Canal4). Supongamos que cada segundo de tiempo ( se ha exagerado para entenderlo mejor) enviamos un programa:

En el 5º , se vuelve a mandar las 6817 del Canal 1

   Vamos a ver este vídeo de los salesianos de Cartagena sobre las diferencias entre tv analógica y digital

       

 

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Ciclo de Grado Medio Instalaciones de Telecomunicaciones. Ies Mare Nostrum. Málaga