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1 Abstract— The present paper completely discusses the ISDB-T B and the DVB-T2 systems. There are demonstrated the differences and similarities since BTS data entrance to ISDB-T B as well T2-MI to DVB-T2, up to base band generation. Tests for both broadcast television systems have been performed using 6 MHz of bandwidth. The tests procedure in laboratory used TOV (Threshold of Visibility) criteria under different transmission’s parameters to ISDB-T B and DVB-T2. It was analyzed the TV interferences as sensibility performance, C/N threshold, Impulsive Noise and Multipath. Keywords— DVB-T2, ISDB-T B , Laboratory Tests, Terrestrial Digital Broadcasting I. INTRODUÇÃO S SISTEMAS de televisão digital ISDB-T B (Integrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial version B) e DVB-T2 (Digital Video Broadcasting – Second Generation Terrestrial) entraram em operação comercial em 2007 e 2008 respectivamente [1], [2]. Apesar de ambos os sistemas estarem em operação desde a década passada, ainda existem países que não adotaram um sistema de televisão digital terrestre. No entanto, alguns países como França e Alemanha já optaram pela substituição do sistema DVB-T (primeira geração) para o DVB-T2. Por outro lado, países como Japão e Estados Unidos finalizaram o desligamento das transmissões analógicas e estudam um futuro sistema de televisão digital. Os Estados Unidos estão desenvolvendo um novo padrão chamado ATSC (Advanced Television System Committee) 3.0. Recentemente o grupo ATSC anunciou que grande parte das contribuições para a camada física virá do sistema DVB-T2 [3]-[5]. O grupo FOBTV (Future Of Broadcast Television), também visa o desenvolvimento de tecnologias para a próxima geração da televisão terrestre e recomendações para organizações a respeito de padronização dos sistemas. O FOBTV foi formado inicialmente por 13 emissoras de radiodifusão e atualmente a associação é composta por 71 membros da área de radiodifusão [6]. O sistema ISDB-T B apresenta diferentes blocos e técnicas de processamento quando comparado ao DVB-T2. No entanto, essas estruturas possuem o mesmo princípio podendo ser dividido em quatro estágios denominados de codificação da fonte, codificação de canal, modulação e transmissão que 1 P. G. Esperante, SBT, São Paulo, Brazil, [email protected] C. Akamine, Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, Brazil, [email protected] G. Bedicks, Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, Brazil, [email protected] são válidos para os dois sistemas. Ambos os sistemas de televisão utilizam eficientes códigos corretores de erros: RS (Reed Solomon) + CC (Codificador Convolucional) para o ISDB-T B , e o código de verificação de paridade de baixa densidade mais conhecido por LDPC (Low Density Parity Check) + BCH (Bose, Chaudhuri e Hocquenghem), para o DVB-T2. Segundo estudos a concatenação do LDPC+BCH apresenta melhor desempenho quando comparado ao RS+CC [3], [7]. Neste trabalho são apresentadas comparações de desempenho entre os sistemas ISDB-T B e DVB-T2 utilizando 6 MHz de largura de banda. Para cada um dos parâmetros pré- definidos foram analisadas a robustez dos sistemas, sobre a influência de diferentes tipos de interferência, como o ruído AWGN (Additive White Gaussian Noise), ruído impulsivo, multipercurso e a sensibilidade dos presentes sistemas estudados. O artigo está estruturado da seguinte maneira: as Seções II e III abordam os aspectos gerais e diferenças entre os sistemas ISDB-T B e DVB-T2; a Seção IV apresenta resumo comparativo de ambos os sistemas e os parâmetros de transmissão adotados nos testes de laboratório, seguido dos procedimentos e respectivos resultados; e finalmente na Seção V, a conclusão deste trabalho. II. ISDB-T B Em 2006, com a publicação do Decreto 5820, o Brasil adota o sistema SBTVD-T (Sistema Brasileiro de Televisão Digital - Terrestre) baseado no sistema japonês ISDB-T com inovações tecnológicas aprovadas pelo Comitê de Desenvolvimento criado em 2003 [8]. O Comitê de Desenvolvimento teve a responsabilidade de criar um sistema de televisão digital terrestre. Sob a coordenação técnica do CPqD (Centro de Pesquisa e Desenvolvimento) e FINEP (Financiadora de Estudos e Projetos) [9]. O SBTVD foi desenvolvido por 22 consórcios compostos de 72 universidades, 34 instituições de pesquisa e empresas privadas. O SBTVD-T, denominado ISDB-T B apresenta algumas inovações comparadas à versão japonesa como a codificação H.264/AVC, MPEG-4/AAC e interatividade, normas publicadas pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) [10]-[12]. O ISDB-T B foi adotado por vários países das Américas do sul e central, continente africano (8 MHz) e asiático [13]. A. Processamento dos dados de entrada A primeira etapa chamada de processamento dos dados de entrada representa a interface entre o estágio de codificação P. G. Esperante, C. Akamine, Member, IEEE, and G. Bedicks Jr., Member, IEEE Comparison of Terrestrial DTV Systems: ISDB-T B and DVB-T2 in 6 MHz O

Comparison of Terrestrial DTV Systems: ISDB-TB and … · Cada TSP é identificado por seu PID (Program Identifier) e através de um filtro, somente os pacotes selecionados são armazenados

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Page 1: Comparison of Terrestrial DTV Systems: ISDB-TB and … · Cada TSP é identificado por seu PID (Program Identifier) e através de um filtro, somente os pacotes selecionados são armazenados

1Abstract— The present paper completely discusses the ISDB-TB and the DVB-T2 systems. There are demonstrated the differences and similarities since BTS data entrance to ISDB-TB as well T2-MI to DVB-T2, up to base band generation. Tests for both broadcast television systems have been performed using 6 MHz of bandwidth. The tests procedure in laboratory used TOV (Threshold of Visibility) criteria under different transmission’s parameters to ISDB-TB and DVB-T2. It was analyzed the TV interferences as sensibility performance, C/N threshold, Impulsive Noise and Multipath. Keywords— DVB-T2, ISDB-TB, Laboratory Tests, Terrestrial

Digital Broadcasting

I. INTRODUÇÃO S SISTEMAS de televisão digital ISDB-TB (Integrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial version B) e

DVB-T2 (Digital Video Broadcasting – Second Generation Terrestrial) entraram em operação comercial em 2007 e 2008 respectivamente [1], [2].

Apesar de ambos os sistemas estarem em operação desde a década passada, ainda existem países que não adotaram um sistema de televisão digital terrestre.

No entanto, alguns países como França e Alemanha já optaram pela substituição do sistema DVB-T (primeira geração) para o DVB-T2. Por outro lado, países como Japão e Estados Unidos já finalizaram o desligamento das transmissões analógicas e estudam um futuro sistema de televisão digital.

Os Estados Unidos estão desenvolvendo um novo padrão chamado ATSC (Advanced Television System Committee) 3.0. Recentemente o grupo ATSC anunciou que grande parte das contribuições para a camada física virá do sistema DVB-T2 [3]-[5].

O grupo FOBTV (Future Of Broadcast Television), também visa o desenvolvimento de tecnologias para a próxima geração da televisão terrestre e recomendações para organizações a respeito de padronização dos sistemas. O FOBTV foi formado inicialmente por 13 emissoras de radiodifusão e atualmente a associação é composta por 71 membros da área de radiodifusão [6].

O sistema ISDB-TB apresenta diferentes blocos e técnicas de processamento quando comparado ao DVB-T2. No entanto, essas estruturas possuem o mesmo princípio podendo ser dividido em quatro estágios denominados de codificação da fonte, codificação de canal, modulação e transmissão que

1 P. G. Esperante, SBT, São Paulo, Brazil, [email protected]

C. Akamine, Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, Brazil, [email protected]

G. Bedicks, Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, Brazil, [email protected]

são válidos para os dois sistemas. Ambos os sistemas de televisão utilizam eficientes códigos

corretores de erros: RS (Reed Solomon) + CC (Codificador Convolucional) para o ISDB-TB, e o código de verificação de paridade de baixa densidade mais conhecido por LDPC (Low Density Parity Check) + BCH (Bose, Chaudhuri e Hocquenghem), para o DVB-T2. Segundo estudos a concatenação do LDPC+BCH apresenta melhor desempenho quando comparado ao RS+CC [3], [7].

Neste trabalho são apresentadas comparações de desempenho entre os sistemas ISDB-TB e DVB-T2 utilizando 6 MHz de largura de banda. Para cada um dos parâmetros pré-definidos foram analisadas a robustez dos sistemas, sobre a influência de diferentes tipos de interferência, como o ruído AWGN (Additive White Gaussian Noise), ruído impulsivo, multipercurso e a sensibilidade dos presentes sistemas estudados.

O artigo está estruturado da seguinte maneira: as Seções II e III abordam os aspectos gerais e diferenças entre os sistemas ISDB-TB e DVB-T2; a Seção IV apresenta resumo comparativo de ambos os sistemas e os parâmetros de transmissão adotados nos testes de laboratório, seguido dos procedimentos e respectivos resultados; e finalmente na Seção V, a conclusão deste trabalho.

II. ISDB-TB Em 2006, com a publicação do Decreto 5820, o Brasil

adota o sistema SBTVD-T (Sistema Brasileiro de Televisão Digital - Terrestre) baseado no sistema japonês ISDB-T com inovações tecnológicas aprovadas pelo Comitê de Desenvolvimento criado em 2003 [8].

O Comitê de Desenvolvimento teve a responsabilidade de criar um sistema de televisão digital terrestre. Sob a coordenação técnica do CPqD (Centro de Pesquisa e Desenvolvimento) e FINEP (Financiadora de Estudos e Projetos) [9]. O SBTVD foi desenvolvido por 22 consórcios compostos de 72 universidades, 34 instituições de pesquisa e empresas privadas.

O SBTVD-T, denominado ISDB-TB apresenta algumas inovações comparadas à versão japonesa como a codificação H.264/AVC, MPEG-4/AAC e interatividade, normas publicadas pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) [10]-[12]. O ISDB-TB foi adotado por vários países das Américas do sul e central, continente africano (8 MHz) e asiático [13].

A. Processamento dos dados de entrada A primeira etapa chamada de processamento dos dados de

entrada representa a interface entre o estágio de codificação

P. G. Esperante, C. Akamine, Member, IEEE, and G. Bedicks Jr., Member, IEEE

Comparison of Terrestrial DTV Systems: ISDB-TB and DVB-T2 in 6 MHz

O

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fonte e modulação. O sinal BTS (Broadcasting Transport Stream) é gerado

pelo multiplexador/re-multiplexador. No multiplexador são inseridos um ou mais TS (Transport Stream) com pacotes de áudio, vídeo e tabelas com tamanho de 188 bytes provenientes dos codificadores [10], [14], [15]. Também podem ser inseridos pacotes com informações de dados como o closed caption e interatividade (DTVi).

Durante o processo de multiplexação são geradas tabelas específicas de informação de programa chamada de PSI (Program Specific Information) [11].

Após a multiplexação de um ou mais TS ocorre o processo de re-multiplexação. Esta etapa é responsável por informar a qual camada pertence cada TSP (Transport Stream Packet).

Cada TSP é identificado por seu PID (Program Identifier) e através de um filtro, somente os pacotes selecionados são armazenados na FIFO (First In First Out) de sua respectiva camada. A ordem de transmissão de cada TSP é fixa dentro do quadro BTS e é gerada no bloco gerador de sequência BTS [15].

No re-multiplexador também é inserido o pacote IIP (ISDB-T Information Packet). O IIP é gerado uma vez por quadro e tem a função de configurar o modulador [14].

O descritor MCCI (Modulation Configuration Control Information) é responsável por configurar os parâmetros de modulação, codificação e do descritor NSI (Network Syncronization Information). O NSI por sua vez, transmite informações para sincronismo utilizado em redes de frequência única (SFN - Single Frequency Network), em que é necessário sincronismo em frequência e em tempo [16].

A maioria dos equipamentos de radiodifusão utilizam sinais de sincronismo através de um GPS (Global Positioning System) ou por oscilador de rubídio, os quais fornecem o clock de 10 MHz necessário para o sincronismo em frequência e 1 pps (um pulso por segundo) importante para o sincronismo no tempo.

Por fim são inseridos pacotes nulos para manter a taxa de bits constante. No último estágio do re-multiplexador são inseridos 8 bytes de controle e 8 bytes referentes ao corretor de erros RS encurtado (n=204, k=196, t=4) em que n representa o número de símbolos de saída, k o número de símbolos de entrada e t é a capacidade de correção. A Fig. 1 apresenta as etapas para construção do sinal BTS que é conectada ao modulador e a Fig. 2 apresenta a estrutura do quadro BTS.

Uma das características do BTS é a taxa constante de aproximadamente 32,5079 Mbps, considerando uma banda de 6 MHz e pacotes com comprimento de 204 bytes.

Figura 1. Estrutura do bloco re-multiplexador ISDB-TB.

Figura 2. Estrutura do quadro do BTS.

O modulador ISDB-TB é formado pelos estágios de

codificação de canal, construção do quadro e construção OFDM. A Fig. 3 apresenta as etapas citadas as quais serão abordadas nas próximas subseções.

Figura 3. Etapas de transmissão do ISDB-TB.

B. Codificação do Canal O processo de codificação de canal se inicia com a

detecção do IIP através do PID 0x1FF0 ou pela indicação de Layer 0x8 [15]. O IIP contém informações necessárias para configuração dos blocos de codificação de canal, construção do quadro e construção OFDM [16].

Em seguida todos os processos são realizados de acordo com a quantidade de camadas. O ISDB-TB possibilita a transmissão de até três camadas (serviços), estas chamadas de Layer A, Layer B e Layer C.

A primeira etapa de codificação é feita pelo codificador externo RS, o qual faz parte da família dos códigos de bloco

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BCH não binários. Neste estágio apenas os primeiros 188 bytes do BTS são codificados em uma versão encurtada do RS (n=204, k=188, t=8). O dummy byte (16 bytes restantes) é armazenado para ser utilizado no separador de camadas. Na saída do RS, o TSP possui tamanho fixo de 204 bytes e é realizado deslocamento de 1 byte, necessário para o sincronismo do quadro OFDM [10], [15], [16].

Após a codificação RS, o bloco separador de camadas direciona cada TSP a sua respectiva camada [10].

Em seguida o bloco dispersor de energia tem o objetivo de reduzir a interferência entre símbolos devido a repetição de zeros e uns provenientes do estágio da codificação fonte. O dispersor é composto por um gerador PRBS (Pseudo Random Binary Sequence), o qual dispersa a sequência repetitiva da informação [10], [17].

O processo de entrelaçamento de byte consiste em entrelaçar a sequência dos bytes gerados pelo dispersor de energia. O bloco realiza atrasos e deslocamentos dos bytes com tamanho fixo sem alterar a taxa de transmissão. O resultado na saída desse bloco são bytes entrelaçados, o que aumenta a eficiência do RS [10], [15]. Em seguida ocorre o ajuste de atraso, o qual é responsável por compensar a latência do entrelaçador de byte. O ajuste de atraso varia de acordo com o tipo de modulação e taxa do CC.

O codificador interno utilizado é o CC com puncionamento. Esse bloco é definido por (n=2, k=1, m=6), sendo k entradas, n saídas e m memórias; logo, a taxa desse codificador é de 1/2. O codificador convolucional é construído por um circuito combinacional sequencial sendo composto por flip-flops, somadores módulo 2 e multiplexadores [15].

No fim do processo deste codificador alguns bits são descartados, técnica chamada de puncionamento, a qual pode ser ajustada nas taxas de 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 e 7/8. Quanto menor a taxa do codificador maior é a distância livre do código o que proporciona um ganho assintótico durante a decodificação [15].

Em seguida é realizado o entrelaçamento de bit, processo que faz a conversão serie/paralelo dos bits que serão mapeados. Durante o mapeamento os dados são multiplexados em diferentes atrasos de tempo. O valor do atraso depende do método de modulação: QPSK, 16-QAM e 64-QAM. Durante esse processo é realizado o ajuste de atraso para compensar a latência do entrelaçador de bit e manter o sincronismo entre camadas dentro do quadro BTS [10], [15].

O ISDB-TB pode operar em três modos que equivalem ao tamanho da IFFT/Número de Portadoras. São eles: modo 1 (2048) com 1405 portadoras, modo 2 (4096) com 2809 portadoras e o modo 3 (8192) com 5617 portadoras [10].

A técnica de modulação utilizada no ISDB-TB é o BST-OFDM (Band Segmented Transmission - Orthogonal Frequency Division Multiplexing), onde o espectro do canal é dividido em 14 segmentos. Destes segmentos apenas 13 são utilizados para transmissão de dados e um segmento é destinado à banda de guarda do canal [15].

C. Construção do quadro Após o processo de codificação e mapeamento as camadas

são combinadas formando um único fluxo de dados. O processo de combinação das camadas concatena os símbolos das três camadas.

Na etapa seguinte é realizado o entrelaçamento temporal, técnica similar ao bloco de entrelaçamento de byte. O processo de entrelaçamento atua individualmente em cada camada sendo realizada uma combinação cíclica na saída [10], [15].

No modo 3 o entrelaçador temporal pode ser ajustado para os valores de espalhamento de 0, ≅100, ≅200 e ≅400 ms. O entrelaçamento temporal provê maior robustez contra desvanecimento do tipo fading, ruído impulsivo e melhora o desempenho da recepção móvel [10], [15].

Na etapa seguinte é realizado o entrelaçamento em frequência, em que apresenta estrutura similar ao entrelaçador de bloco.

A função do entrelaçador de bloco consiste na escrita dos dados em uma memória e leitura em ordem diferente. No entrelaçamento em frequência os dados também são entrelaçados entre segmentos. No entanto, quando transmitido o serviço de recepção móvel (one-seg) a informação contida no segmento central não é entrelaçada com os demais segmentos [10], [15].

Durante o entrelaçamento em frequência também é realizado o rotacionamento dos símbolos dentro dos segmentos e ao término ocorre aleatorização destes dentro dos segmentos. A aplicação dessa técnica apresenta robustez em relação ao desvanecimento de frequência seletivo [10], [15].

Na última etapa da construção do quadro é realizado o ajuste do espectro, função importante para ordenar os segmentos. O segmento central do espectro é considerado zero e os segmentos ímpares ficam dispostos a esquerda e os segmentos pares a direita de maneira crescente a partir do segmento central [10], [16], [18].

D. Construção OFDM Durante a etapa de construção do sinal OFDM é necessário

primeiramente realizar a adaptação do quadro OFDM. Nessa etapa são inseridas diversas portadoras, algumas têm o objetivo de auxiliar o sincronismo e estimação do canal. Essas portadoras são chamadas de SP (Scattered Pilots) e CP (Continual Pilots) e são moduladas em BPSK (Binary Phase Shift Keying).

As informações dos parâmetros de transmissão são sinalizadas pela TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) e as portadoras AC1 (Auxiliary Channel 1) e AC2 (Auxiliary Channel 2) carregam informações para operação do sistema. Tanto a TMCC quanto a AC são moduladas em DBPSK (Differential BPSK) [10], [15], [16].

O sinal ISDB-TB é composto por quadros OFDM e apresenta duração Tf. No modo 3, um símbolo OFDM é composto por 5617 portadoras, dessas 4992 portadoras são de dados, 468 SP, 52 TMCC, 104 AC1 e 1 CP [10], [15].

A modulação OFDM existe desde a década de 60,

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abordado primeiramente por Chang [19]. Essa técnica de transmissão visa a transmissão de várias portadoras limitadas em banda moduladas ortogonalmente, teoricamente não gerando interferências entre os símbolos e portadoras.

A técnica utilizada na modulação do ISDB-TB utiliza a transformada inversa rápida de Fourier (IFFT – Inverse Fast Fourier Transform). Para ajustar o tamanho da IFFT são inseridos zeros na saída do quadro OFDM a fim de obter a quantidade de amostras necessárias para o algoritmo da IFFT [10], [15], [20], [21].

No último estágio da construção do OFDM é inserido o IG (Intervalo de Guarda) - técnica desenvolvida por Peled e Ruiz [22] que consiste na inserção da extensão cíclica da informação útil, sendo adicionada antes de cada símbolo (Tu) OFDM, resolvendo problema de ortogonalidade. Um dos motivos da inserção dessa informação é evitar o chaveamento do sinal durante a transmissão o que gera intervalos no domínio do tempo e quando transformado no domínio da frequência gera espúrios. O IG também torna o sinal mais robusto minimizando a interferência intersimbólica [10], [15].

Considerando o modo 3 de transmissão, o período do símbolo Tu é de 1008 µs, para as razões do IG 1/4, 1/8, 1/16 e 1/32 o que resulta na duração do IG de 252µs, 126µs, 63µs e 32µs, respectivamente.

Após a inserção do IG o sinal OFDM gerado em BB (Banda Base) é convertido pelo up-converter para BP (Banda Passante). Esse sinal é transmitido via canal de comunicação [15].

III. DVB-T2 Em junho de 2006 foi formado o grupo chamado TM-T2

(Módulo Técnico em Next Generation DVB-T) pelo grupo DVB. A principal tarefa desse grupo era estudar e desenvolver um novo padrão DVB-T atualizado, o qual viria a ser nomeado DVB-T2 [23].

A norma do DVB-T2 foi publicada em 2009 pela ETSI (European Telecommunications Standards Institute) e desde então foram realizadas algumas atualizações [24], [25]. As principais diferenças em relação à primeira geração são os códigos corretores de erros, codificação H.264/AVC, MPEG-4/AAC e novas técnicas de transmissão e eficiência que serão abordadas nas próximas subseções.

O DVB-T2 com 8 MHz de largura de banda é amplamente difundindo na Europa e continente africano. Poucos países da América do sul e continente asiático utilizam o DVB-T2 com 6 MHz de largura de banda [2].

O DVB-T2 também pode ser dividido em quatro principais etapas como o ISDB-TB. A primeira etapa realiza o tratamento dos dados de entrada, de maneira a construir a informação que alimentará o transmissor chamado de T2-MI (Modulator Interface).

A. Processamento dos dados de entrada As informações de entrada no DVB-T2 são chamadas de

PLP (Physical Layer Pipes), esses dados não apresentam a necessidade de um formato específico, podendo ser um simples TS com pacotes de tamanho fixo ou mesmo um GSE

(Generic Stream Encapsulation) que apresentam pacotes de tamanho fixo ou variável [24], [26].

No caso da utilização do TS foram implementados mecanismos que visam a redução do cabeçalho. Técnicas como remoção de pacotes nulos do TS e a utilização do HEM (High Efficiency Mode), o qual remove o byte de sincronismo do TS ou do GSE, o que não interfere no processo de recepção.

O DVB-T2 suporta a transmissão de até 255 PLPs, podendo ser configurado cada um deles com diferentes parâmetros de transmissão como FEC, ordem da constelação e entrelaçador. Já as configurações de tamanho da IFFT e IG são fixos para todos PLPs [7], [24], [26].

O BB frame é composto pelo cabeçalho chamado BB Header seguido dos dados e nulos [24], [26]. A Fig. 4 apresenta as etapas para construção do sinal T2-MI transmitido pelo modulador, a qual apresenta estrutura similar ao ISDB-TB.

Figura 4. Construção do gateway do DVB-T2.

Para construção do BB frame é inserido o bloco ISSY

(Input Stream Synchronizer) sendo uma informação opcional. Quando habilitado, esse bloco acrescenta um contador que utiliza o mesmo clock do modulador. O mesmo clock é gerado no receptor para recuperar o fluxo dos dados. A configuração desse campo é ajustada de acordo com o formato do PLP [24].

Em seguida os pacotes nulos são detectados e descartados; na próxima etapa são inseridos o bloco detector de erro CRC 8 (Cyclic Redundancy Check) e outras informações, compondo o BB header [24]. A sinalização L1 é transmitida em células específicas a partir da contagem do bloco FEC Frame de cada um dos PLPs, essa sinalização será detalhada na seção III D.

Antes do multiplexador formar o T2-MI é necessário realizar a adaptação do stream, nesse bloco são inseridos nulos para ajustar o tamanho fixo do BB frame. Na sequência os BB frames são aleatorizados com base no polinômio PRBS [23].

Por fim, são inseridas informações AUX (Auxiliary Stream) em que dentro do quadro T2 são inseridas as células. Essas informações transportam dados compostos por componentes em fase (I) e quadratura (Q). O campo IA é utilizado para configuração individual dos transmissores quando operar em MISO (Multiple Input Single Output), técnica que será abordada na seção III D.

A Fig. 5 apresenta a segunda etapa do sistema DVB-T2, em que é realizada a codificação de canal entre outras funções, especificada no estágio BICM (Bit Intearleaving Coding Modulation), construção do quadro e por fim a construção OFDM [24].

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Figura 5. Etapas de transmissão do DVB-T2.

B. Codificação do canal BICM Após a construção do BB frame, os dados são enviados ao

bloco BICM, responsável pela codificação do canal. O codificador externo (BCH) e interno (LDPC) é o mesmo utilizado em outros sistemas de comunicação como DVB-S2 e DVB-C2, e apresenta elevada robustez quando comparado ao DVB-T [24], [26], [27].

Assim como outros códigos corretores de erros, o LDPC também apresenta uma saturação do BER (Bit Error Rate). Essa região também é conhecida por error floor ou patamar de erro. A concatenação com o BCH foi uma das soluções para corrigir este problema [7], [26], [27].

O tamanho dos quadros do DVB-T2 variam de acordo com tamanho do frame LDPC podendo ser ajustado em 64K (longo) e 16K (encurtado). Estudos indicam que o LDPC encurtado possui desempenho inferior quando comparado ao LDPC longo. Após a codificação de canal os dados são chamados de FEC frame [26].

Na sequência foram desenvolvidos quatro blocos responsáveis por realizar o entrelaçamento dos dados transmitidos. Três deles estão presentes no bloco BICM: o entrelaçador de bit, entrelaçador de células e o entrelaçador temporal. O entrelaçador em frequência está presente no bloco Construção do Quadro [28].

Primeiramente o entrelaçamento de bit tem a função de evitar sequências repetidas de 1s e 0s da informação transmitida num mesmo quadro. O processo é semelhante ao utilizado no padrão ISDB-TB, processo no qual os bits são intercalados.

O processo de entrelaçamento consiste na escrita dos bits nas colunas e leitura nas linhas. A quantidade de linhas variam de acordo com a ordem de modulação e tamanho do bloco FEC frame. Durante esse procedimento ocorre um deslocamento tc no início da escrita em cada uma das colunas. Os deslocamentos variam de acordo com a ordem de modulação, número de colunas e o tamanho do quadro transmitido, definido em [24].

Na etapa seguinte é realiza a leitura dos dados gerados. O

processo de leitura é feito a cada linha, desse modo é obtida uma nova série de dados entrelaçados como apresenta a Fig. 6. Outro benefício dessa técnica é o desvanecimento num canal de transmissão e erros em rajada (também conhecido como burst, técnica também presente no ISDB-TB).

Figura 6. Entrelaçador de bits (a) processo de escrita e (b) processo de leitura do FEC frame do DVB-T2.

A próxima etapa realiza a construção das células com

componentes I/Q. O processo de mapeamento do DVB-T2 é similar ao mapeamento do ISDB-TB. Após o recebimento do fluxo contínuo de informações o mapeamento é realizado através de uma conversão série/paralelo das camadas de acordo com a ordem de modulação [24], [26].

O sistema DVB-T2 permite o mapeamento até a ordem de 256-QAM com a possibilidade ou não de rotacionamento da constelação (Fig. 7). À medida que aumenta a ordem da modulação menor é o rotacionamento. Estudos indicam que o rotacionamento pode trazer melhorias no processo de recepção de até 3 dB para o sistema [24], [26], [27].

O rotacionamento gera novos valores das componentes I/Q. O processo consiste no deslocamento cíclico da componente Q e cada símbolo é transmitido em diferentes células, de maneira a gerar independência entre o conteúdo dos símbolos transmitidos [24], [26], [27].

Figura 7. Rotacionamento θº da constelação 16-QAM do DVB-T2.

Em seguida são realizadas duas técnicas de entrelaçamento, a primeira delas é o entrelaçamento das células, a qual tem o objetivo de garantir uma distribuição não correlacionada com as distorções do canal, minimizando

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interferências. O processo é realizado no nível da palavra código (FEC frame), a técnica utiliza polinômio PRBS em que as células são entrelaçadas diferentemente em cada FEC block, os quais compõe o bloco de entrelaçamento temporal [24], [27].

O entrelaçamento temporal executa a dispersão da informação no nível do PLP. Esse bloco pode ser ajustado a cada tipo de serviço, obtendo melhores resultados para diferentes técnicas de entrelaçamento. O entrelaçador temporal também aumenta robustez em canais com pouco Doppler. No entanto, essa técnica proporciona um maior tempo de sintonia de canal [26].

O entrelaçador temporal depende de três variáveis: TIME_IL_TYPE responsável por realizar o entrelaçamento dentro de um quadro ou distribuído ao longo de vários intervalos do quadro T2, TIME_IL_LENGTH especifica o número de blocos entrelaçados por tempo de quadros entrelaçados, FRAME_INTERVAL define o intervalo entre dois quadros carregando o tempo de entrelaçamento dos dados do PLP e o PLP_NUM_BLOCKS_MAX determina o número máximo de quadros de FEC que podem ser combinados para formar um bloco entrelaçado no tempo [28].

Conhecidas as variáveis do entrelaçador temporal, o T2 apresenta três configurações as quais proporcionam melhores resultados para baixas, médias ou altas taxas de transmissão. Os parâmetros e valores são detalhados em [24], [28].

C. Construção do Quadro O bloco de construção do quadro representa a transição

para última etapa na qual é realizada a transmissão OFDM. Antes dessa etapa as células de cada PLP são alocadas em símbolos OFDM, em seguida é formado o quadro T2. A cada quadro T2 são alocadas sinalizações P1, P2 e dados, as sinalizações serão abordadas na seção III D [7], [23].

O conjunto de quadros T2 são somados com blocos FEF (Future Extension Frame) que compõem o super-quadro T2, conforme apresenta a Fig. 8 [24], [26], [29].

O campo FEF pode conter qualquer tipo de informação. Em geral quando não transmitidos dados o receptor ignora as informações desse campo. Um dos objetivos desse bloco é permitir uma flexibilidade para o desenvolvimento de novos sistemas, como as transmissões de informações de alerta ou outros serviços [7], [27].

Figura 8. Estrutura do quadro do DVB-T2.

Em seguida é realizado o entrelaçamento em frequência, o

qual provoca aleatorização de células de dados adjacentes possivelmente danificados dentro de um símbolo OFDM,

desse modo é garantida a robustez contra um canal de frequência seletiva. A técnica utilizada é similar ao bloco de entrelaçamento de células.

D. Geração OFDM A última etapa do DVB-T2 realiza a modulação OFDM e

apresenta inovações quando comparado ao ISDB-TB. Técnicas adotadas com o intuito de tornar o sinal digital mais robusto e proporcionar um aumento na taxa de transmissão [30].

Os principais sistemas de televisão como ATSC, DVB-T, ISDB-TB e DVB-T2 produzem um único sinal, o qual alimenta um único transmissor e o sistema apresenta uma única antena na recepção. Essa técnica é nomeada SISO (Single Input Single Output).

Tanto o DVB-T2 como o ISDB-TB permitem transmissões em SFN em que todos os transmissores da rede transmitem conteúdos idênticos. Na recepção é utilizada apenas uma antena com uma polarização específica. O SFN é considerado como caso particular de transmissões MISO [7], [24], [26].

No entanto, o DVB-T2 permite a transmissão MISO utilizando técnicas de transmissões diferentes quando comparadas às transmissões SFN. Quando habilitada essa técnica o processo consiste na construção de diferentes informações, em que cada transmissor gera informação modificada em relação aos demais. Para essa operação o modulador realiza a codificação Alamouti modificada [24], que tem como base a transmissão do complexo conjugado dos símbolos em relação aos demais transmissores.

Estudos indicam que o MISO apresenta uma pequena melhora quando comparado a redes SFN [24], [26]. A Fig. 9 apresenta o diagrama de transmissão MISO e SFN.

Figura 9. Exemplo diagrama de transmissão (a) MISO e (b) SFN.

A próxima etapa realiza a inserção das portadoras. No

DVB-T2 são inseridas as do tipo Edge Pilots, CP, Frame Closing Pilots, P2 Pilots e SP. O principal objetivo das portadoras é manter o sincronismo e realizar a estimação do canal.

No DVB-T2 é possível realizar o ajuste do padrão das SP, de PP1 à PP8. Quanto mais próximo dos modos PP1 e PP2 maior é a quantidade de portadoras de sincronismo, o que reduz a taxa útil de transmissão [24], [31].

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Os modos de transmissão ímpar PP1, PP3, PP5 e PP7 apresentam menor robustez, por conta de apresentar maior distância entre as portadoras pilotos no domínio do tempo (Dy). O distanciamento para os modos ímpares é igual a 4 Dy , enquanto no modo par o espaçamento é igual a 2 Dy. A única exceção é o modo PP8 que apresenta espaçamento de 16 Dy [24], [31].

Segundo as considerações do EBU Technical Report 3348 [31] para cada modo podem ser realizadas diferentes combinações tanto no tamanho da FFT como no IG, o que resulta em diferentes comportamentos em caso de efeito Doppler, taxas de transmissão e relação C/N.

Para a recepção fixa com antena externa é recomendado o modo PP7. Ele possui baixa robustez ao efeito Doppler e sensibilidade. Entretanto, permite maior taxa de transmissão [31].

No entanto, para recepções móveis que apresentam grandes variações no canal de comunicação indica-se de maneira decrescente os modos PP2, PP4 e PP6, sendo que o modo PP2 apresenta mais portadoras permitindo melhor estimação do canal [31].

O DVB-T2 apresenta 9 possibilidades de FFT como 1K, 2K, 4K, 8K, 8K ext., 16K, 16K ext., 32K, 32K ext. Uma das características do DVB-T2 é a configuração do modo estendido. Esse recurso permite melhor uso do espectro possibilitando maior taxa de transmissão quando comparada transmissão normal [24], [26].

Outra inovação foi a implementação da técnica PAPR (Peak Avarege Power Ratio) que tem o objetivo aumentar a eficiência do transmissor. Existem duas técnicas para realizar esse procedimento o ACE (Active Constelation Extension) e o TR (Tone Reservation) [24], [26].

Basicamente o ACE reduz o fator de crista através da dispersão para fora dos pontos das extremidades da constelação. Essa técnica não pode ser utilizada quando a constelação estiver rotacionada [24].

Já a técnica TR tem como base a não transmissão de algumas portadoras, compensando de maneira a reduzir a potência de pico. No entanto, ocorre uma perda na taxa de transmissão em torno de 1% por conta de não usar as portadoras ao contrário do modo ACE [24], [26].

A técnica ACE é mais aplicada para constelações de menor ordem e o TR apresenta maior ganho para constelações de maior ordem. As duas técnicas podem ser aplicadas em conjunto [26].

O IG utiliza o mesmo critério adotado no ISDB-TB. O diferencial do padrão europeu está na maior quantidade de razões de IG: 1/4, 9/256, 1/8, 19/128, 1/16, 1/32, 1/128 [24].

Na última etapa é inserido o símbolo P1, referência utilizada para facilitar a detecção do quadro T2, sincronismo de tempo/frequência e sinalização dos parâmetros básicos de transmissão no receptor. O símbolo P1 apresenta elevada robustez possibilitando a decodificação dessa informação com valores negativos de C/N, o que contribui a recepção do sinal em situações críticas como na recepção móvel ou fixa sob interferências no canal de comunicação [7], [24], [26].

O símbolo P2 é dividido em duas partes chamadas de

sinal L1-pré e sinal L1-pós. A parte sinal L1-pré apresenta tamanho constante e contém informações de IG, portadoras piloto, cell id, network id, PAPR, quantidade de símbolos de dados e parâmetros de sinalização L1-pós como modulação e FEC.

A parte sinal L1-pós apresenta tamanho variável e transmite informações como quantidade de PLPs, frequências de RF, identificações dos PLPs e os parâmetros de modulação e FEC dos PLPs. A quantidade de símbolos P2 varia de acordo com o modo FFT [7], [26], [27], [32].

Outro recurso é a técnica TFS (Time Frequency Slicing), a qual permite um melhor aproveitamento do uso do espectro, sendo possível transmitir uma ou mais camadas PLPs sobre um único canal de transmissão.

O processo consiste na multiplexação dos serviços e na utilização de até 6 canais de RF em que a informação é alocada em frequências que estão disponíveis os chamados White Spaces. Logo, considerando uma transmissão de 33 Mbps utilizando TFS seria possível transmitir até 198 Mbps [31].

Para esse processo são necessários no mínimo 2 sintonizadores, o que torna custoso para comercialização. A Fig. 10 apresenta um exemplo de TFS em que ocorrem saltos em frequências disponíveis [31].

Figura 10. Exemplo de Fatiamento da Frequência no Tempo (TFS).

Após a construção do IG o sinal OFDM pode gerar apenas um sinal BB1 (Banda Base) na configuração SISO. No caso das transmissões do tipo MISO são gerados BB1 e BB2 e apenas um sinal é utilizado no transmissor. Esses sinais são convertidos pelo up-converter para BP (Banda Passante), os quais serão transmitidos num canal de comunicação.

IV. PROCEDIMENTO DE TESTE E RESULTADOS Conhecidas as características de ambos os sistemas a

Tabela I mostra um resumo comparativo dos principais aspectos do ISDB-TB e do DVB-T2 citados nas seções anteriores.

Os testes foram realizados com base no critério de limiar de visibilidade TOV (Treshold of Visibility), idêntico ao QMP2 (Indirect objective or subjective quality measurement procedure 2) estabelecido pela Nordig [33].

O procedimento TOV consiste na análise subjetiva do vídeo zone plate, imagem representada pela Fig. 11. O vídeo é analisado durante 30 segundos e deve apresentar ausência de qualquer tipo de interferência durante o período de análise.

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Os parâmetros de transmissão adotados nas análises tanto do ISDB-TB quanto do DVB-T2 são comumente utilizados por radiodifusores, recomendações da EBU [34] e grupos de pesquisa [35]-[37].

Figura 11. Imagem do vídeo Zone Plate analisado durante o procedimento de testes.

A Tabela II apresenta os parâmetros de modulação

utilizados para o ISDB-TB. A Tabela III e a Tabela IV refere-se aos parâmetros de modulação fixos e variáveis usadas no DVB-T2 respectivamente.

Os receptores utilizados nos testes são de uso comercial e utilizam sintonizadores do tipo Silicon Tuners, fabricados com componentes de silício (circuito integrado).

As próximas subseções abordam os testes realizados,

apontando a relevância de cada um deles, como a sensibilidade, relação C/N, presença de interferência de ruído impulsivo e multipercurso de cada um dos sistemas aqui abordados.

Os testes foram realizados em 6 MHz de largura de banda nos canais 14, 42 e 69 UHF na frequência central de 473, 641 e 803 MHz respectivamente. Para o ISDB-TB existe um deslocamento da frequência central chamado de decalagem no valor de + 1/7 MHz [10].

Os testes foram realizados no laboratório de TV digital com os equipamentos: Analisador de espectro VSB/QAM Signal Analyser HP89441-V marca HP, Modulador DVB-T2/ISDB-TB SFU-Broadcasting Test System marca Rohde & Schwarz, Gerador de ruído branco modelo Noise Generator marca Micronetics, Gerador de ruído Impulsivo TAS 420, Simulador de Sinal TAS modelo 4500 Flex RF Channel Emulator marca Spirent Communications e Receptores ISDB-TB/DVB-T2.

A. Sensibilidade O teste de sensibilidade tem como objetivo verificar o

limiar de desempenho, ou seja, a potência mínima de sinal no receptor na condição TOV.

A Fig. 12 apresenta o diagrama do teste de sensibilidade, onde a potência do modulador é ajustada até atingir o critério TOV.

TABELA I. PARÂMETROS DE TRANSMISSÃO.

SISTEMA ISDB-TB DVB-T2

TRANSPORTE TS TS ou GSE CAMADAS/PLPS 3 255

TAMANHO DO FRAME 1632 bits 16200 e 64800 bits

CODIFICADOR EXTERNO RS (204,188,8) BCH (Ajustado de acordo

com LDPC e Frame) CODIFICADOR

INTERNO CC: 1/2; 2/3; 3/4;

4/5; 5/6; 7/8 LDPC: 1/2; 3/5; 2/3; 3/4;

4/5; 5/6

CONSTELAÇÃO DQPSK; QPSK;

16-QAM; 64-QAM

QPSK; 16-QAM; 64-QAM; 256-QAM

ROTACIONAMENTO DA CONSTELAÇÃO - Sim; opcional

TAMANHO DA IFFT 2K;4K;8K 1K;2K;4K;8K;

8K ext.; 16K; 16K ext.;32K; 32K ext.

ENTRELAÇADOR TEMPORAL

0; 100; 200 e 400 ms 3 Tipos1

ENTRELAÇADOR FREQUÊNCIA

Entrelaçador bloco2 Entrelaçamento de bit

MODO PORTADORAS PILOTO Único PP1 à PP8

SINALIZAÇÃO - P1

IG 1/4; 1/8; 1/16; 1/32

1/4; 9/256; 1/8; 19/128; 1/16; 1/32; 1/128

TÉCNICAS DE TRANSMISSÃO BST-OFDM OFDM

DIVERSIDADE SISO SISO, MISO

PAPR - Sim, opcional ACE e TR

TFS - Sim, opcional

BANDA (MHZ) 6; 7; 8 1,7; 5; 6; 7; 8, 10 1 Ajustado de acordo com FEC, TI, entrelaçamento dos quadros e tamanho do quadro 2 Entrelaçamento entre segmentos + Entrelaçamento dentro do segmento + Aleatorização portadoras

TABELA II. PARÂMETROS ISDB-TB. Parâmetros ISDB-T RX 1 ISDB-T RX 2 ISDB-T RX 3 FFT 8K 8K 8K MOD. 64-QAM 64-QAM 16-QAM FEC 3/4 3/4 3/4 I.G. 1/8 (126µs) 1/16 (63µs) 1/16 (63µs) T.I. 200 ms 200 ms 200 ms Rb (Mbps) 18,2 19,3 12,8

TABELA III. PARÂMETROS FIXOS DO DVB-T2.

FEF TFS T.I. T. Length OFF OFF 1 3

L1-POS PLP Group PLP Type BB Header 16-QAM 01 1 1

TABELA IV. PARÂMETROS VARIÁVEIS DO DVB-T2.

Parâmetros DVB-T2 RX 1 DVB-T2 RX 2 DVB-T2 RX 3 FFT 8K ext. 32K ext. 8K ext. MOD. 256-QAM 64-QAM 64-QAM ROT. ON ON ON FEC 3/4 3/5 3/4 I.G. 1/32 (37µs) 1/16 (298,7µ) 1/32 (37µs) PPT PP4 PP4 PP7 PAPR OFF OFF OFF Rb (Mbps) 31,2 18,6 24,0

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Figura 12. Diagrama do teste de sensibilidade.

Os resultados deste teste são apresentados na Fig. 13.

Verifica-se que a configuração DVB-T2 RX2 apresentou sensibilidade de aproximadamente -83 dBm, isto é, em torno de 6 dB superior ao limiar de -77 dBm da norma ABNT [38] e 8 dB para DVB-T2 RX3. Por outro lado, a configuração DVB-T2 RX1 apresentou sensibilidade inferior uma vez que utiliza menor FEC comparado a RX2 e maior ordem de modulação em relação ao RX3.

O sistema ISDB-TB apresentou sensibilidade em torno de 3,5 dB superior do que a norma determina para RX1 e RX2. Já o teste ISDB-TB RX3 apresentou resultados próximos aos dos DVB-T2 RX3 citados anteriormente. No entanto, para essa configuração o padrão brasileiro apresenta menor ordem de modulação o que torna o sinal mais robusto, porém, reduz significativamente a taxa de transmissão.

Figura 13. Resultado dos testes de Sensibilidade.

B. Relação C/N A relação C/N está em conformidade com a tolerância do

sistema à presença de ruído AWGN. O procedimento consiste em fixar a potência do sinal (C) em –30 dBm no modulador e variar a potência do ruído (N) no gerador AWGN até que seja estabelecida a situação TOV. A Fig. 14 apresenta o diagrama do teste C/N.

Figura 14. Diagrama do teste de relação C/N.

Além dos resultados de laboratório realizados no canal 69, a Tabela V mostra o valor simulado dos testes de C/N. As simulações foram realizadas com o software PROGIRA® [39]. O resultado prático quando comparado ao valor simulado apresentam diferenças médias em torno de 1 dB para o DVB-T2 e 3,8 dB para o ISDB-TB.

C. Ruído Impulsivo

O ruído impulsivo é um fenômeno que ocorre em um curto período de tempo ou rajada. Ele é caracterizado por um trem de impulsos de alta potência [17], [35], [40], [41].

Os eletrodomésticos como liquidificadores, furadeiras, secadores de cabelo, entre outros, são possíveis fontes geradoras de ruído impulsivo. Esse fenômeno pode ocorrer tanto por meios sem fio como por linhas de transmissão de energia [17], [42].

A Fig. 15 apresenta o diagrama usado para verificar a robustez dos sistemas em relação ao ruído impulsivo. O procedimento consiste em fixar a potência do sinal (C) no modulador em –60 dBm e no gerador de ruído impulsivo ajustar o período (T) em 10 ms (100 Hz) e variar a largura do pulso (PW) de 10 a 500 µs. Para cada valor de PW a potência do ruído equivalente (Neq) gerada foi ajustada com passo de 1 dB até estabelecer o critério TOV [17], [43].

O valor de Neq é obtida realizando a medida da potência do ruído AWGN em 6 MHz de largura de banda antes do chaveamento do ruído. Na Fig. 16, o eixo x representa largura do pulso e o eixo y a relação entre a potência do sinal C e Neq.

14 42 69-90

-88

-86

-84

-82

-80

-78

-76

Canal

Mín

ima

Pot

ênci

a de

Sin

al [d

Bm

]

DVB-T2 RX1DVB-T2 RX2DVB-T2 RX3ISDB-TB RX1

ISDB-TB RX2

ISDB-TB RX3

Limiar

TABELA V. TESTE DE C/N. Parâmetros C/N (Teste) C/N (Simulação) DVB-T2 – RX1 21,8 22,5 DVB-T2 – RX2 13,3 14,5 DVB-T2 – RX3 16,2 17,3 ISDB-TB – RX1 16,3 20,1 ISDB-TB – RX2 16,3 20,1 ISDB-TB – RX3 10,9 14,6

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Figura 15. Diagrama do teste de ruído impulsivo.

O DVB-T2 contém parâmetros fixos como TI (Time

Interleaving = 1) e TL (Time Length = 3). Essas características são indicadas para altas taxas, conforme apontam as referências [24], [28].

A configuração DVB-T2 RX1 apresentou menor robustez quando comparado aos demais testes do DVB, pois utiliza um menor FEC comparado ao DVB-T2 RX2 e maior ordem de modulação comparada ao DVB-T2 RX3.

Analisando o teste DVB-T2 RX2 ocorreu um ganho aproximado de 3 dB em relação ao DVB-T2 RX3, o qual apresenta maior relação do FEC (3/4) e menor quantidade de portadoras piloto (PP7). A resposta do DVB mais próxima do ISDB-TB foi o teste DVB-T2 RX2.

O resultado obtido para a configuração ISDB-TB RX1 apresentou um ganho médio de 2 dB quando comparada a ISDB-TB RX2.

A configuração ISDB-TB RX3 apresentou maior robustez devido ao uso da modulação 16-QAM. Para os valores de Pw inferiores a 150 µs não foi detectada interferência do ruído impulsivo devido a limitação de potência dos equipamentos utilizados nos testes.

Figura 16. Resultado dos testes de Ruído Impulsivo.

D. Multipercurso Outro fator que interfere na recepção do sinal é o

multipercurso. Tal fenômeno está presente no canal de transmissão e é formado por um conjunto de fatores que atuam na propagação do sinal. Os objetos ou obstáculos

presentes durante o percurso do sinal obstruem a Linha de Visada entre o transmissor e o receptor [44], [45].

O multipercurso ocorre devido a quatro fenômenos: difração, espalhamento, reflexão e refração. A previsão de tais fenômenos pode auxiliar o melhor dimensionamento dos transmissores em diferentes tipos de ambiente [44], [45].

Os múltiplos caminhos também são chamados de ecos. Na maioria das situações os ecos estão atrasados em relação ao sinal principal conhecido por pós-eco. Existe também a possibilidade de ocorrência de pré-eco, em que o eco chega adiantado em relação ao sinal principal [46].

O emulador de canal TAS permite o uso de diversos modelos de propagação como Rician, Nakagami, Rayleigh e Log Normal. Também é possível realizar a combinação com o efeito Doppler.

A Fig. 17 apresenta os equipamentos utilizados para emular o multipercurso. Durante o procedimento foi ajustado o canal de comunicação para o tipo Rayleigh. Em seguida o pré-eco e pós-eco foi ajustado em até 125µs (limite do equipamento). Os valores negativos do atraso representam o pré-eco, enquanto os valores positivos simbolizam o pós-eco, representados pelo eixo x da Fig. 18.

Figura 17. Diagrama do teste de relação Multipercurso.

Para configuração do simulador TAS primeiramente foi

ajustada a potência D, path 1 na entrada do receptor em –42 dBm considerando apenas o sinal principal.

Após o ajuste do canal principal, o procedimento para medição da interferência do pré-eco consistiu em manter as características do path 1, enquanto a potência do eco (E) path 2 foi atrasada e atenuada até estabelecer o critério TOV.

Na segunda etapa para medição do pós-eco o sinal principal (D), path 1 foi atrasado enquanto a potência do path 2 foi atenuada até obter-se o critério TOV.

Desse modo a diferença de potência do sinal principal em relação ao pré-eco e pós-eco (D/E) é representada pelo eixo y da Fig. 18.

Verifica-se que os parâmetros do DVB-T2 RX1 e RX3 apresenta menor robustez na presença de multipercurso, necessitando maior atenuação da potência do pré-eco e pós-eco. Quando comparado ao ISDB-TB para RX2 a potência pré-eco foi atenuada em torno de 2,5 dB e 0,5 dB para o pós-eco em relação ao sinal principal, já o teste RX3 não apresentou interferência de multipercurso quando modulado em 16-QAM.

Quando comparado a influência dos diferentes modos a DVB-T2 RX1 com PP4 apresentou ganho em torno de 14 dB

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

Largura do pulso Pw [μs]

Rel

ação

C/N

eq [d

B]

DVB-T2 RX1DVB-T2 RX2DVB-T2 RX3ISDB-TB RX1

ISDB-TB RX2

ISDB-TB RX3

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até 80 µs em relação ao DVB-T2 RX3 com PP7. Esse fator se deve a maior quantidade de portadores pilotos.

Já os resultados para as configurações DVB-T2 RX2 e ISDB-TB RX1 não houve interferência até 125µs por conta do IG ser de 298,7µs e 126µs, respectivamente.

Figura 18. Resultado dos testes de Multipercurso.

V. CONCLUSÕES O presente artigo apresenta uma contribuição importante,

haja vista que muitos países que utilizam 6 MHz de largura de banda ainda não adotaram um sistema de TV digital em substituição ao analógico existente.

Em relação à segunda geração do padrão europeu até o momento não existem estudos para o DVB-T2 utilizando 6 MHz de largura de banda.

Os recursos adicionados no DVB-T2 como tamanho da IFFT até 32K estendido, modos das portadoras (PP1-PP8), modulação 256-QAM entre outros recursos, proporcionam robustez e elevadas taxas de transmissão e robustez, características necessárias para o UHD (Ultra High Definition) (4K) e SHV (Super Hi-Vision) (8K) [47].

De modo geral os resultados de ambos os sistemas de televisão digital apresentaram grande robustez nos testes realizados.

O ISDB-TB apresenta uma menor possibilidade de configurações quando comparado ao DVB-T2. Com isso o DVB-T2 permite uma maior flexibilidade de transmissão. Como consequência cada um dos ajustes apresenta um melhor desempenho dependendo do tipo de canal de comunicação, para diferentes taxas de transmissão e métodos de recepção.

AGRADECIMENTOS Os autores agradecem à Rohde & Schwarz do Brasil,

Zinwell/Ivision e o Engenheiro Yuri Pontes Maciel. Este trabalho foi suportado pelo acordo de cooperação

cientifica e tecnológica entre o SBT e o Laboratório de TV Digital da Escola de Engenharia Mackenzie.

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[8] BRASIL. Decreto 5820, 29 de Junho de 2006. Dispõe sobre a implantação do SBTVD-T, estabelece diretrizes para a transição do sistema de transmissão analógica para o sistema de transmissão digital do serviço de radiodifusão de sons e imagens e do serviço de retransmissão de televisão, e dá outras providências.

[9] BRASIL. Decreto 4901, 26 de Novembro de 2003. Institui o Sistema Brasileiro de Televisão Digital - SBTVD, e dá outras providências. Brasil.

[10] Associação Brasileira De Normas Técnicas. NBR15601: Televisão digital terrestre — Sistema de transmissão. Rio de Janeiro, Novembro 2007.

[11] Associação Brasileira De Normas Técnicas. NBR15602-1: Televisão digital terrestre — Codificação de vídeo, áudio e multiplexação Parte 1: Codificação de vídeo. Rio de Janeiro, Novembro 2007.

[12] Associação Brasileira De Normas Técnicas. NBR15606-2: Televisão digital terrestre – Codificação de dados e especificações de transmissão para radiodifusão digital Parte 2: Ginga-NCL para receptores fixos e móveis – Linguagem de aplicação XML para codificação de aplicações. Rio de Janeiro, Novembro 2007.

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[23] DVB. DVB TM-T2. Suíça, Set 2014. Disponível em: < https://www.dvb.org/groups/TM-T2 >.

-125 -100 -75 -50 -25 0 25 50 75 100 125-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

Atraso [μs]

Rel

ação

D/E

[dB

]

DVB-T2 RX1DVB-T2 RX2DVB-T2 RX3ISDB-TB RX1

ISDB-TB RX2

ISDB-TB RX3

I.G.=63μsI.G.=37μs

Pré-eco Pós-eco

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[24] ETSI (European Telecommunications Standards Institute), T. 302 755 v1.3.1 (2012-04): Digital Video Broadcasting (DVB). Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2), Abril 2012.

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Paulo Guedes Esperante was born in São Paulo, on October 1988. received his B.Sc. degree in Electrical Engineering from Mackenzie Presbyterian University, São Paulo, Brazil, in 2012. He is currently finalizing his M.Sc. degree in Electrical Engineering in Mackenzie Presbyterian University. Since October 2012 he is Project Engineer at SBT Broadcaster, focused on project developments project,

deployment and installation of ISDB-TB system. His current research involves broadcasting areas, digital television transmission systems studies, microwave and satellite communications.

Cristiano AKAMINE received his B.Sc. degree in Electrical Engineering from Mackenzie Presbyterian University, São Paulo, Brazil, in 1999. He received his M.Sc. and Ph.D. degree in Electrical Engineering from the State University of Campinas (UNICAMP), São Paulo, Brazil, in 2004 and 2011 respectively. He is a professor of Embedded Systems, Software Defined Radio and Advanced Communication

Systems at Mackenzie Presbyterian University. He has been a researcher in the Digital TV Research Laboratory at Mackenzie Presbyterian University since 1998, where he had the opportunity to work with many digital TV systems. His research interests are in system on chip for broadcast TV and Software Defined Radio.

Gunnar BEDICKS JR. received his Ph.D. in Electrical Engineering in 2008, from Escola Politecnica at the University of São Paulo, Brazil. He completed M.Sc. in Electrical Engineering in 2000, from Mackenzie Presbyterian University, Brazil, MBA in 1993, from FEA at the University of São Paulo, Brazil, and B.Sc. degree in Electrical

Engineering in 1986, from INATEL, Brazil. He is a professor of Digital Communications, Communications Systems and TV Systems at Mackenzie Presbyterian University. He is the Chief Researcher at the Digital TV Research Laboratory at Mackenzie Presbyterian University, a member of the board of the Brazilian Digital TV Forum, and a consultant in Broadcasting and Telecommunications.