A palestra aborda os conceitos básicos da TV digital, incluindo vantagens como melhor qualidade de imagem e som, além de sistemas de compressão de vídeo como H.264. Detalha também aspectos técnicos dos moduladores ISDB-TB e a importância da compressão e transmissão eficiente de sinais digitais. A apresentação foi conduzida por Vanessa Lima em Belo Horizonte em setembro de 2007.

1. Palestra de TV Digital
♧ Para ser Digital tem que ser ♧
LINEAR
1

2. Palestra de TV Digital
Palestrante: Vanessa Lima
Belo Horizonte
21 de Setembro de 2007
2

3. Sumário
1. Introdução a TV Digital: Conceitos Básicos
2. Compressão de Vídeo: H.264 e Encoders
3. Modulador ISDB-TB
4. Multiplexer ISDB-TB
5. Transmissor ISDB-TB
6. Sistema de Transmissão Completo, incluindo STL
7. Dimensionamento de Cobertura
8. Gap-fillers e Cancelador de Eco
9. Medidas do sistema de transmissão
10. Perguntas & Respostas
3

4. 1. Introdução a TV Digital:
Conceitos Básicos
4

5. Vantagens da TV Digital
Melhor qualidade de imagem (1920 x 1080)
Melhor qualidade de som
Formato widescreen 16:9
Robustez
Imagem boa ou nenhuma imagem
Não há fantasmas ou chuviscos
Variedade de canais
Recursos interativos
5

6. Comparativo
Quatro por emissora
simultaneamente
6

7. Monitores
4:3
16:9
7

8. Sistema de TX e RX
TX
RX
8

9. Sistema de RX – Opção 1
Tuner Integrado na TV – TV Digital
9

10. Sistema de RX – Opção 2
Setop-box – TV comum
10

11. Monitores
Plasma
11

12. Monitores
LCD
12

13. Monitores
RPTV
13

14. Vídeo digital
O Básico
Entrelaçado e Progressivo
Resolução
14

15. Vídeo digital
HDTV
720p: 1280x720 pixels
1080i: 1920x1080 pixels
EDTV
480p  DVD
SDTV
576i
480i
15

16. Vídeo digital
Taxa de bits
Formato 4:2:2
10 bits
(Taxa de bits) = [(4x3,375 + 2x3,375 + 2x3,375 (Mega amostras)/s] x
4x3,375 2x3,375) ]
10Bit/amostra
ou
(Taxa de bits) = 270MBit/s = 270Mbps
16

17. 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
17

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
SDTV
É preciso comprimir o sinal de vídeo digital para 20Mbps
18

19. Conclusões
19

20. 20

21. 2. Compressão de Vídeo: H.264 e
Encoders
21

22. Compressão de Vídeo
A banda disponível é 6MHz
Comprimir de 1Gbps para 20Mbps (50:1)
Comprimir é reduzir taxa fazendo com que o sinal de vídeo
digital ocupe uma menor quantidade de dados sem reduzir
notavelmente 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
22

23. Moving Pictures Expert Group
MPEG-2
Designa um grupo de padrões de compressão e
codificação de áudio e vídeo
Norma ISO/IEC 13818
Transmissão aberta, via satélite ou cabo
DVD
23

24. MPEG-2
Objetivo: Eliminar redundâncias do vídeo
digital
Redundância Temporal
Redundância Espacial
24

25. Redundância Temporal
Compressão Multi-frame (Inter-frame)
Semelhança entre quadros sucessivos
Quadro completo + vetor de deslocamento
Diferença entre o quadro N e o N+1
Não pode haver erro no N
GOP: Group of Pictures
25

26. Redundância Espacial
Compressão Intra-frame
Semelhança entre pixels adjacentes
DCT (Transformada Discreta de Cosseno)
Realizada dentro de um mesmo quadro
26

27. MPEG-2
Áudio e Vídeo multiplexados
27

28. MPEG-2
MPEG-2 Transport Stream
MPEG-2 TS
TV Digital
Encapsulado
188 bytes por pacote
Taxa fixa
MPEG-2 Program Stream
MPEG-2 PS
Edição
Tamanho de pacote variável
Taxa variável
28

29. 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
29

30. MPEG-2 TS
PID – Packet Identification Code
PCR – Program Clock Reference
30

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
31

32. 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
32

33. H.264/ MPEG-4 AVC
Boa qualidade com metade do bit rate
Flexibilidade
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 profiles
Blu-ray e HD-DVD
Manté
Mantém encapsulamento MPEG2
33

34. Conteúdo
Captura em Formato HD
Mesa de Edição HD
HD-SDI
34

35. Codificação de Fonte
Codificação de Fonte
Compressor
Vídeo de Vídeo E Empacotador P
S E
S TS
Compressor Multiplexador
Áudio de Áudio E Empacotador P TS
S E
S
Codificador
Dados de Dados DADOS
35

36. Encoders H.264
Entrada
HD-SDI (SMPTE-292)
SD-SDI (SMPTE-259)
Vídeo Analógico
Áudio Analógico
Saída
Transport Stream em interface ASI
Conector BNC 75
36

37. Encoders H.264
HD
High Definition
Entrada SMPTE-292
16:9
Típico 12Mbps
12 segmentos
Áudio HE-AAC / AAC-LC
Típico 128kbps
37

38. Encoders H.264
SD
Standard Definition
4:3
2,5Mbps
Multiplexado ao HD
Qualidade de DVD
38

39. Encoders H.264
LD
Low Definition
Baseline Profile
320 x 240
QVGA
1 segmento
1-SEG
~400kbps (A/V/D)
39

40. 3. Modulador ISDB-TB
40

41. ISCHIO
PC0213 – Modulador ISDB-TB
41

42. Características do ISDB-TB
42

43. 43

44. Modulador ISDB-TB
ASI

45. Principais
características
✔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;
45

46. Principais
características
✔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.
46

47. Principais
características
✔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.
47

48. Codificação de Canal
48

49. Conexões
1. Entrada AC 90 ~ 240 Vac. 8. Entrada ASI de TS/BTS.
9. Saída ASI reconstruída.
2. Fusível 0,5A.
10. Saída de FI desfasada 90º, Q.
3. Chave Liga / Desliga. 11. Saída de FI em fase, I.
4. Saída de refrigeração. 12. Entrada de Referência Externa.
13. Saída de Referência de 10MHz.
5. RS232 -19,2kbps, acesso local.
6. RS485 – 19,2kbps, gerência.
49
7. Saída de Alarme, 5V/20mA.

50. Circuitos
6. Conversor Digital – Analógico.
1. Fonte de Alimentação Chaveada.
7. Filtro de reconstrução.
2. Processador.
8. Referência Interna de 10MHz.
3. Reguladores Lineares, filtros.
9. PLL do oscilador de 130MHz.
4. Entrada e saída ASI.
50
5. FPGA.

51. Entrada ASI
✔ 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). 51

52. Desempenho Entrada ASI
Típico:
52

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.
53

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.
54

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.
55

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.
56

57. 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.
57

58. Interface de Comunicação
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.
58

59. Interface de Comunicação
RS232
Exemplo da Interface de Parametrização da versão
completa do modulador:
59

60. Modulador ISDB-TB

61. HDTV + Recepção Móvel dentro de um canal de 6MHz

62. Transmissão hierárquica

63. Transmissão hierárquica

64. Codificação de Canal

65. 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

66. 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

67. Codificador Convolucional
Inner Code
Objetivo
Combater erros (complementa RS)
Adiciona redundância
Taxa-mãe ½ com ajuste de puncionamento para
2/3, ¾, 5/6 e 7/8

68. Codificador Convolucional – Desempenho

69. 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

70. Interleaver

71. 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 em
símbolos 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.

72. Time Interleaver

73. Frequency Interleaver
Multi-percursos causam uma região de menor potência onde a
onda do multi-percurso tem fase contrária à da onda principal

74. Mapeamento
Depende da modulação

75. Comparação entre Modulações

78. Formação do Quadro OFDM

79. 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

80. 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

81. BST: Band Segmented Transmission
OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing

82. BST: Band Segmented Transmission

83. 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

84. OFDM
Transmissão com portadora única Transmissão OFDM
Toda informação em uma portadora A informação está espalhada em
várias portadoras

85. OFDM

86. OFDM

87. Ortogonalidade: o segredo do OFDM
A área sob um período é zero
O OFDM só usa portadora senoidais e cossenoidais

88. 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

89. Espectro OFDM
Suponha um espectro da seguinte forma:
Todas são harmônicas de c1
cn = n x c1
c2 = 2 x c1
c3 = 3 x c1
c4 = 4 x c1

90. Espectro OFDM
Transmitir a sequência abaixo nas 4 portadoras

91. Espectro OFDM
Conversão de série para paralelo

92. Espectro OFDM
Sub-Portadoras Moduladas
Sub-carrier 1
Sub-carrier 2

93. Espectro OFDM
Sub-Portadoras Moduladas
Sub-carrier 3
Sub-carrier 4

94. Espectro OFDM
Soma das Sub-Portadoras Moduladas

95. Espectro OFDM
IFFT: Inverse Fast Fourier Transform
X(n) é Domínio do tempo
t n
x(k) coeficientes inteiros para cada frequência Dados em cada sub-carrier

96. Espectro OFDM
IFFT e FFT

97. Modulação OFDM
Modos de Transmissão
Modo 1: IFFT de 2048 pontos
Modo 2: IFFT de 4096 pontos
Modo 3: IFFT de 8192 pontos

98. Fading ou Desvanecimento

99. Fading ou Desvanecimento

100. Tempo de Guarda
Prefixo Cíclico

101. Tempo de Guarda
Prefixo Cíclico

102. Modulação em Quadratura
FI 16MHz

103. Taxa final de Transmissão

104. Taxa final de Transmissão

105. 4. Multiplexer ISDB-TB
105

106. Multiplexador ISDB-TB
TS
32,5Mbps
Multiplexador
ISDB-TB BTS
TS
Aplicações
Parâmetros
de
Modulação
106
188 bytes por pacote 204 bytes por pacote

107. Multiplexer
Principais Características
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
107

108. Multiplexer
108

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
BTS
TS 2
MUX ISDB-TB
TS 3
Interatividade Usuário (IIP)
109
(Servidor)

110. Multiplexer
Funções
Formar um feixe único contendo os 3 TS de entrada
Rearranjar a ordem dos pacotes segundo as tabelas de
multiplexação
Inserir as informações de configuração da transmissão
Inserir pacotes nulos para manter a taxa final de 32,5Mbps
Inserir dados da Interatividade
110

111. Configuração 13 segmentos: 1 HDTV
Encoder HD ou SD
HD-SDI BTS
ou MUX ISDB-TB
SD-SDI
TS
111

112. Configuração 12+1: HDTV + Celular
Encoder HD ou SD
HD-SDI BTS
ou MUX ISDB-TB
SD-SDI
Encoder Baseline Profile
112

113. 113

114. 114

115. 115

116. 116

117. 117

118. 118

119. 119

120. 5. Transmissor ISDB-TB
120

121. Visão Geral
Estúdio Transmissão Antena
Codificação Codificação Canalização,
Conteúdo
de Fonte de Canal Amplificação
✔ 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. 121

122. Canalização e Amplificação
Entrada Amplificador Saída de
de FI Up-Converter Excitação de Canal
Potência
122

123. 123

124. Principais
características
✔Up-converter diferenciado
✔Gaveta de Potência de Alto ganho
✔Filtros Passa-Faixa para atendimento das Máscaras
✔Linearização dos Amplificadores
124

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
125

126. Gaveta de Potência de Alto Ganho
✔Reduz 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
126

127. Filtros Passa-Faixa
✔Não há mais filtro notch
✔Filtro passa-faixa para atendimento às máscaras
✔Deve possuir:
✔Baixa inserção
✔Baixo Group Delay
✔Atacar mínimo possível
127

128. 6. Sistema de Transmissão
Completo
128

129. 129

130. 130

131. 131

132. STL: Studio Transmitter Link – Opção 1
BTS BTS
Modem Modem
Modulador ISDB já está aqui dentro
132

133. STL: Studio Transmitter Link – Opção 2
BTS BTS
Modem Modem
Up-link Down-link
Modulador ISDB já está aqui dentro
133

134. O que fazer para digitalizar
a emissora?
134

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
135

136. 7. Dimensionamento de
Cobertura
136

137. Cobertura
13 dB na teoria
10 dB na prática
Teste de campo antes de definir potência exata do
transmissor
137

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
QPSK
Outdoor Portátil
64QAM
138

139. Analisar o Efeito Cliff para cada tipo de
recepção
Escolher a potência que atenda o maior
número de casos
Não satura perto da torre
Não extrapola os limite do contorno protegido
Minimizar áreas de sombra
QPSK
3 layers 16QAM
Analisar cobertura para
64QAM
as 3 modulações
139

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
140

141. O dimensionamento de cobertura para TV Digital é
complicado se realizado de forma empírica
Não avaliamos os efeitos das interferências
Software de Predição de Cobertura
ITU-R 1546
LINK
141

142. 8. Gap-fillers e Cancelador de
Eco
142

143. Objetivo
Cobrir uma área de sombra não
atendida pelo transmissor principal
143

144. Solução
Usar transmissores de baixa potência, na
mesma frequência transmitindo a mesma
frequência,
informaç
informação
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 Cancelador de Eco 144

145. Cancelador de Eco
Gap Filler
Antena RX Antena TX
TX Principal
Área de Sombra
Cancelador de
Eco
145

146. Cancelador de Eco
Área de Sombra
146

147. Sincronismo
147

148. SFN – Single Frequency Network
MUX
ISDB
148

149. 9. Medidas do sistema de
transmissão
149

150. Dois 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?
150

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
151

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
152

153. Potência
Referência
Se um transmissor é capaz de fornecer 1kW de sinal
analógico, se o seu excitador for trocado por um
digital ISDB-TB, este transmissor agora deverá
fornecer 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
153

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
Máximo 1 mW e, pelo menos, 60dB abaixo da potência média do canal
De 144 MHz a 146
MHz
De 142 MHz a 144 Máximo 1 mW e pelo menos 80 dB abaixo da potencia média do canal,
MHz e de quando a freqüência do canal está entre142 MHz e 144 MHz ou entre 146
146 MHz a 162,0375 MHz e 162,0375 MHz, e potência média 60 dB abaixo quando essa freqüência
MHz 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.
Máximo 2.5 µW para equipamentos de transmissão com potencia média de 25
De 335.4 MHz a 470 W ou menor.
MHz 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.
Máximo 25 µW para equipamentos de transmissão com potencia média de 25
De 470 MHz a 960 W ou menor.
MHz Máximo de 20mW e, pelo menos 60dB abaixo da potencia média do canal
para equipamentos de transmissão com mais de 25 W 154

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
155

156. Emissões Espúrias
156

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
 N 2
 ∑ (I J + QJ2 ) 

 j =1 
MER = 10 log  N dB
 ∑ (δI J + δQ J )
2 2
 j =1
 
 157

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
158

159. Medidas de MER e BER
TAXA 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
159
0,416 31Hz 8k 1/8 2/3 QPSK 4 44 dB 0.00 E-10

160. BER
MER
160

161. Medida de MER
Estabilidade do LO melhor que 1HZ
Referenciado a GPS, Rubídio ou OCXO
161

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
162

163. Ruído de Fase
163

164. Máscara de Emissão
Diretamente 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
0
Máscara não-crítica
-10 Máscara sub-crítica
Máscara crítica
-20
-30
c/10kHz]
-40
-50
tenuação [emdB
-60
-70
36dB
-80
43dB
50dB
A
-90
-100
-110
-120
-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
164
Desvio em relação a frequência Central do Canal [em MHz]

165. Excitação
165

166. Máscara de Emissão
166

167. Máscara de Emissão
167

168. Máscara de Emissão
168

169. Transmissor 2,5kW
169

170. Transmissor 2,5kW
170

171. Transmissor 2,5kW
171

172. Transmissor 2,5kW
172

173. Transmissor 2,5kW
173

174. Transmissor 2,5kW
174

175. Transmissor 2,5kW
175

176. Transmissor 2,5kW
176

177. Transmissor 2,5kW
177

178. Observações
Principais requisitos de um transmissor
para TV Digital
ruí
Excelente ruído de fase dos osciladores;
possí
Mínima filtragem possível;
Uso de técnicas de linearização.
té linearização.
A MER é o parâmetro que melhor sintetiza o
efeito destes três parâmetros.
Sua observação constante levará a um bom
monitoramento do sistema.
178

179. 10. Perguntas & Respostas
179

180. Palestra de TV Digital
Obrigada pela sua
participação!
participaç
180