Televisión Digital: Estándares, Link Budget y Situación en el Perú

Televisión Digital
1
TELEVISION DIGITAL
21 y 22 de julio de 2012
Ing. Marco Mayorga Montoya
F A C U L T A D D E
EC I E N C I A S
I N G E N I E R I A
ESPECIALIDAD DE INGENIERIA DE
LASTELECOMUNICACIONES

Televisión Digital
2
Temario
1. Introducción
2. Estándar ISDB-T
3. Link Budget en televisión digital terrestre
4. La televisión digital en el Perú

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3
Temario
1. Introducción
a. Conceptos de televisión analógica
b. La señal digital
c. Una introducción a la televisión digital
2. Estándar ISDB-T
3. Link budget para televisión digital terrestre

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Conceptos de televisión (1)
La televisión es la transmisión y recepción de imágenes en movimiento. Se
basa en fenómenos fotoeléctricos que permiten transformar las radiaciones
luminosas en corriente eléctrica.
A partir de esta transformación
se hace posible la modulación,
la conversión en señales
electromagnéticas y el
transporte de la señal hasta un
receptor donde se produce la
demodulación y la nueva
transformación de la corriente
eléctrica en imagen visible.

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En la década del 40 solo existía televisión monocromática o blanco y negro, es
decir, que la señal de video transmitida por las estaciones existentes, solo
incluían la información de brillo de la imagen, la cual era representada en la
pantalla del receptor como una sucesión de puntos con mayor o menor
intensidad (tonos de grises).
Cuando la tecnología pudo agregarle color a la imagen, hubo que analizar la
forma de incluir dentro del canal de televisión, la información de color
(crominancia), sin detrimento de la información de brillo (luminancia), ya
existente.

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La señal de televisión analógica en blanco y negro está compuesta por 2
señales:
Señal de audio: La portadora de audio se encuentra en el extremo superior del
espectro. Se emplea modulación en frecuencia (FM) para fijar la señal de
sonido en la portadora.
Señal de video: La información de la imagen se transmite en una portadora
separada que se localiza en una frecuencia 4.5MHz debajo de la portadora de
audio. Se emplea modulación en amplitud AM

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Modulador de
video
Amplificadores
de potencia
Amplificador
final de
potencia
Modulador de
audio
(+ 4.5 MHz)
Amplificadores
de potencia
Amplificador
final de
potencia
Combinador
A la
antena
Video
Audio
Equipo de
entrada
Modulador
Conversor
ascendente
Excitador
Amplificadores
de potencia
Señal de entrada
(video + audio)
A la línea de
transmisión y
antena

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El sistema de televisión a color es el mismo que para la televisión
monocromática excepto que también se utiliza la información de color. Estos
se realiza considerando la información de las imágenes en términos de rojo
verde y azul, que son los colores primarios en los que pueden ser
descompuestas las imágenes.
Para esto se colocan tres filtros en la cámara, uno para cada color, y cuando
es explorada la imagen se obtienen tres señales de video independiente. Las
señales se denominan RGB (red, green, blue).
escena
Rojo
Verde
Azul
R
G
B
Ensamble de
separadores de
haz y espejos
Filtros
Dispositivos de
formación de imagen
fotosensible

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Para el estándar NTSC, las señales RGB son combinadas de modo que se
forman dos señales equivalentes, una correspondiente al brillo y otra al color.
Estas señales son las siguientes:
a) Señal de luminancia (Y)
La luminancia contiene toda la información relacionada con la mayor o menor
luminosidad de la imagen y no contiene ninguna información sobre el color de
la misma. La señal de luminancia se usa para reproducir la imagen en blanco y
negro y todas las tonalidades de grises intermedios.
La señal de luminancia es:
Y=0.30R+0.59G+0.11B
Los porcentajes que se muestran en la ecuación corresponden a la brillantez
relativa de los tres colores primarios. La señal Y tiene una máxima amplitud
relativa de unidad, la cual es 100% blanca. Para los máximos valores de R, G y
B el valor de brillantez es:
Y=0.30(1)+0.59(1)+0.11(1) = 1 lumen

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a) Señal de crominancia (C)
La señal de crominancia es un vector que contiene todo lo relacionado con el
color de los objetos. Para poder transmitir información de las características
del color se utiliza la señal diferencial de color. Las señales diferencia de color
son las siguientes:
R-Y= 0.70R-0.59G-0.11B
G-Y= -0.30R+0.41G-0.11B
B-Y= -0.30R-0.59G+0.89B

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• Ciclo de exploración: Procedimiento de exploración de las imágenes.
• Cuadro: Es la exploración completa de todos los elementos de imagen que
componen el mosaico fotosensible. Es la imagen completa de la exploración
de todas las líneas.
• Campo: Cada una de las dos exploraciones parciales que forman un cuadro.
El haz de electrones lee primero las líneas impares, después las líneas
pares. A este barrido se llama entrelazado.
1
3
5
A
B
Línea impares de la primera
traza vertical
B
C
2
4
C
6
D D
A
Líneas inactivas de la
primera traza vertical
Primer campo = 262 ½ líneas
Línea pares de la segunda
traza vertical
Líneas inactivas de la
segunda traza vertical
Segundo campo = 262 ½
líneas
Cuadro = 525 líneas

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Sincronismos:
• Impulsos de sincronismo horizontal: Marca el comienzo de cada línea.
• Impulsos de sincronismo vertical: Marca el comienzo de cada campo.
• Impulsos de borrado horizontal: Extinguen el haz en su retorno de final de línea hasta
el comienzo de una nueva línea.
• Impulsos de borrado vertical: Extinguen el haz en su retorno de final de campo hasta
el comienzo de un nuevo campo.
• Impulsos de ecualización: Homogenizan las condiciones que preceden y siguen a la
generación de impulsos de sincronismo vertical.

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13Red de Frecuencia Única en Televisión Digital - ISDB 13Red de Frecuencia Única en Televisión Digital - ISDB 13Red de Frecuencia Única en Televisión Digital - ISDB 13
Transmisor de televisión (1)
Modulador
de AM
Cámara
de TV
imagen
Procesamiento
de color
R, G, B
Y+C
Circuitos de barrido
horizontal y vertical
H V
Generadores de
pulsos de sincronía
H, VRáfaga
de color
audio
Amplificadores
de audio
Modulador
de FM
Amplificadores
de potencia
Clase C
Duplexor

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En el Perú se usa el sistema americano NTSC (National Television Standards
Comité) que usa un ancho de banda de 6MHz.
Cabe resaltar que el tiempo necesario para la exploración de una línea es
1/15750 (63.5us), pero se necesitan 10us para los sincronismos, por lo que se
tienen sólo 53.5us para la exploración de la señal de video.
Sistemas de codificación a color (1)

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Sistemas de codificación a color (2)

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Banda VHF (Canal 2 hasta el Canal 13)
Bandas de Operación: Operan en la banda de 54 MHz a 88 MHz y 174 MHz
a 216 MHz (Canales del 2 al 13.
• Banda I: 54 - 88 MHz Canales : 2 – 6
• Banda III: 174 - 216 MHz Canales : 7 – 13
Banda UHF (Canal 14 hasta el Canal 59)
Bandas de Operación:
• Banda IV: 470 - 584 MHz Canales 14 - 32
• Banda V: 584 - 746 MHz Canales 33 - 59
Espectro de frecuencias (1)

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Canal Frecuencia, MHz Canal Frecuencia, MHz
2 54-60 14 470-476
3 60-66 15 476-482
4 66-72 16 482-488
5 76-82 17 488-494
6 82-88 18 494-500
Radio FM 88-108 19 500-506
Aviacion 118-135
Radioaficionados 144-148
Comunicaciones
móviles o navales
150-173
7 174-180
8 180-186
9 186-192
10 192-198 67 788-794
11 198-204 68 794-800
12 204-210 69 800-806
13 210-216
Telefonía
celular
806-902
Banda Inferior VHF
Banda Superior VHF
UHF
Espectro de frecuencias (2)

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Problemática de la televisión
analógica (1)
TV 1 TV 2 (señal débil)
TV 1
TV 2

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Solución: Instalar otro transmisor.
analógica (2)
TV 1 TV 2 (señales fantasmas)
Aparece el efecto co-canal
TV 1
TV 2
Frec. A Frec. A

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MFN Multi Frequency Network
Con la MFN, cada canal necesitaría 9 frecuencias para cubrir un área
determinada. Es decir, cada canal estaría prohibido en aproximadamente el
89% de un área.
Esto trae una INEFICIENCIA EN EL USO DEL ESPECTRO.

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Planificación de frecuencias
FRECUENCIA LATINA

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analógica (3)
Frec 2 Frec 3
TV 1 TV 2
d1d2
Aparece el efecto del canal vecino o canal adyacente

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Efecto del canal adyacente
Esto trae como consecuencia un mal uso del espectro radioeléctrico
2 3 5 64 7 8 9 10 11 12 13
N° canal
frecuencia
(Mhz)
54 8872 76 174 216
Banda VHF

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Efecto multitrayecto (distorsión)
En aplicaciones en que exista más de un camino de propagación, la interacción
de las señales desde estas trayectorias múltiples en el receptor ocasionará una
distorsión significativa de la información recibida.
La misma señal original, que llega por una ruta diferente, experimentará una
longitud de la trayectoria diferente, y por tanto, un retardo de propagación
distinto. (variación de fase)

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Efecto multitrayecto (desvanecimiento)
Si el receptor está en movimiento en un entorno multitrayectoria, las longitudes
de los caminos variarán con el tiempo y de igual manera las fases relativas
entre las señales. El resultado es que el receptor experimenta una señal
combinada con amplitud y fase fluctuantes en función del tiempo.

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Señal digital de TV (1)
Digitalización de la señal de video
La digitalización consiste en representar una señal analógica por medio del
sistema de numeración binario de unos y ceros. La digitalización de la señal
de video no sólo permite eliminar los problemas que se tienen con la señal
analógica, sino que permite sofisticadas técnicas de compresión y edición de
video.

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Muestreo:
El muestreo consiste en medir el voltaje de la señal
a intervalos regulares, capturando una muestra
instantánea de la amplitud de la señal a diferentes
puntos en el tiempo.
Cuantificación:
Se denomina cuantificación al proceso mediante el
cual se atribuye a cada muestra un valor de amplitud
dentro de un margen previamente fijado. Este valor
se representa por un número que será convertido a
un código de ceros y unos en el proceso de
codificación.

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La norma ITU-R 601 (CCIR 601)
Esta norma define los parámetros básicos del sistema de televisión digital
que aseguran la mayor compatibilidad mundial.
Se basa en una señal Y, R – Y (CR) y B – Y (CB) con una digitalización de 8
bits, con posibilidad de ampliarla a 10 bits para aplicaciones más exigentes.

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La norma ITU-R 601 (CCIR 601)
INT [A] representa la parte entera de un número real A
Y es el valor numérico de la señal digital de luminancia
CR y CB son los valores numéricos de las señales digitales de complemento de
color, con relación al rojo y al azul, respectivamente.
E’Y, E’CR y E’CB son los valores numéricos de las señales analógicas de la
luminancia y de los complementos de color
D es el valor numérico sustituido en las ecuaciones por “1” ó “4”, de acuerdo
con la cantidad de bits que se utilizan en la cuantización, 8 ó 10 bits,
respectivamente

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Análisis de formatos
La norma ITU-R 601 define la toma de 858 muestras por línea en la norma
NTSC y 720 muestras de líneas activas (la diferencia son muestras de
sincronismo).
Asimismo define la frecuencia de muestro como 13.5 MHz.
Los 13.5 MHz se define por el sistema PAL
15625 (Frecuencia de línea) * 864 = 13.5 MHz
En el sistema NTCS: 13.5 MHz / 858 / 525 = 50.94 MHz
Los formatos de muestreo pueden ser 4:4:4, 4:1:1, 2:1:1 y 4:2:2
Formato 4:4:4
Se digitalizan los 3 componentes Y, CR y CB a 13.5 MHz.El caudal binario
resultante es 40.5 MByte/s o 324 Mbit/s.
Formato 4:1:1
Se digitaliza el componente Y a 13.5 MHz y los componentes CR y CB a 3.375
MHz. El caudal binario resultante es 20.25 MByte/s o 162 Mbit/s

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Formato 2:1:1
Se digitaliza el componente Y a 6.25 MHz y los componentes CR y CB a 3.375
MHz.
El caudal binario resultante es 13.5 MByte/s o 108 Mbit/s
1 2 3 4 5 720
Línea n
Línea n-1
Línea 480
480 líneas
activas
Muestra Y + Cb + Cr
Muestra Y
Formato 4:2:2
Se digitaliza el componente Y a 13.5
MHz y los componentes CR y CB a
6.25 MHz.
El caudal binario resultante es 27
MByte/s o 216 Mbit/s

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Formato 4:2:2 (1)

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Correspondencia entre la señal de
vídeo y los niveles de cuantificación
– Escala: 0 a 255
– Luminancia
220 niveles de cuantificación
Nivel de Negro:16
Nivel de Blanco: 235
– Crominancia
225 niveles de cuantificación
Cero 128
Los niveles van de 16 a 240
Formato 4:2:2 (2)

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Formato 4:2:2 (3)

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Señal SDI (1)
Recomendación ITU-R 656
• Interfaces para las señales de vídeo con componentes digitales en sistemas
de televisión de 525 líneas y 625 líneas que funcionan en el nivel 4:2:2 de la
recomendación UIT-R BT.601 (parte A - 13.5 MHz)
• Define interfaces tanto en serie como en paralelo
• Nos centramos en la interfaz en paralelo, conocida normalmente como SDI

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Señal SDI (2)

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Señal SDI (3)
El tren de datos digital lleva aparte de la información, los datos de
sincronización. Estos datos nos indican diferentes parámetros, como:
- En que momento comienza la línea activa digital,
- En que momento termina la línea activa digital,
- El número de campo que se está barriendo,
- Si estamos en el video activo o en el intervalo del campo.
Los datos de sincronización agrupados en 4 bytes, se envían al comienzo y al
final de cada línea activa digital.
Bit Valor “0 “ Valor “1”
F Corresponde al campo 1 Corresponde al campo 2
V Durante el video activo Durante el intervalo de tiempo
H Está en SAV (Start Active Video) Está en EAV (End Active Video)

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Señal HDTV (1)
HDTV (High Definition TV)
La pantalla HDTV utiliza una proporción del aspecto 16:9. La alta resolución
de las imágenes (1920 píxeles × 1080 líneas o 1280 píxeles × 720 líneas)
permite mostrar mucho más detalle comparado con la televisión analógica o
de Standard Definition.

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Alta definición 1920 x 1080 “Common Image Format” (HD-CIF)
Líneas totales = 1125 / Líneas activas = 1080
Muestras por línea = 2200 / Muestras activas = 1920
Frecuencia de línea = 59.94/2 * 1125 = 33716.25 líneas por segundo
Frecuencia de muestreo (luminancia) = 33716.25 * 2200 = 74.175750 MHz
Frecuencia de muestreo (crominancia) = 37.087875 MHz
Caudal = 148.351500 Mbytes/s = 1.483515000 Gbits/s (a 10 bits)
Señal HDTV (2)

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40
Televisión Digital – Antecedentes (1)
En el Perú usamos el estándar NTSC (National Television System Committee)

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41
El sistema de actual de televisión abierta utiliza un ancho de banda de 6
Mhz, principalmente en la frecuencia de VHF, desde el canal 2 hasta el
canal 13.
Banda VHF
72 76 88 216174
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Nº Canal
Frecuencia
(MHz)
54
Banda UHF
512 608 614 806
14 21 36 38 52 60 69
470
Canal
MHz

Televisión Digital
42
Estamos viviendo la era de la “Convergencia Digital”

Televisión Digital
43
La Televisión Digital (1)
La televisión no
queda fuera de la era
digital

Televisión Digital
44
La Televisión Digital (2)
La televisión digital es una nueva técnica de radiodifusión de señales que
aprovecha los beneficios del procesamiento, multiplexaje, codificación y
modulación digital de señales de audio, vídeo y datos, con el objetivo de
optimizar la transmisión de las señales de televisión (TV).
Codificación y transmisión de las señales de televisión en formato digital.
Contempla diferentes niveles de calidad y formato de señal :
• SDTV (Standard Digital Television)
• EDTV (Enhanced Definition Television)
• HDTV (High Definition Television).

Televisión Digital
45
La Televisión Digital: ventajas (1)
• Mejor calidad de
imagen y sonido
• Alta definición HDTV
• Sonido multicanal
• Imagen panorámica
(16:9)
• Posibilita la
transmisión de varios
programas SDTV

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• Posibilita la recepción
móvil y en movimiento.
• Interactividad
• Servicios multimedia,
ej. Canal de clima,
canal de juegos, canal
de ventas, etc.

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• Mejor uso del espectro radioeléctrico
• Menor Potencia de transmisión
• Acceso a la Sociedad de la Información
• Todas las ventajas comerciales que involucran la reactivación
de la televisión abierta
• Posibilidad de transmitir la señal de televisión a través de redes
SFN (Single Frequency Networks).
Banda VHF
72 76 88 216174
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Nº Canal
Frecuencia
(MHz)
54

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48
Televisión analógica
Televisión digital
Ancho de banda analógico: 6 MHz
Ancho de banda digital: 19.6 Mbps

Televisión Digital
49
f (Hz)
f (Hz)
f (Hz)
1 programa analógico NTSC
6 MHz
1 programa HDTV
19.6 Mbps
SDTV
4Mbps
1prog
SDTV
4Mbps
1prog
SDTV
4Mbps
1prog
SDTV
4Mbps
1prog
Espectro de radiofrecuencia – MPEG2
f (Hz)
f (Hz)
f (Hz)
1 programa analógico NTSC
6 MHz
1 programa
HDTV
19.6 Mbps
S
D
T
V
Espectro de radiofrecuencia – MPEG4
1 programa
HDTV
19.6 Mbps
S
D
T
V
S
D
T
V
S
D
T
V
S
D
T
V
S
D
T
V
S
D
T
V
S
D
T
V

Televisión Digital
50

Televisión Digital
51
Broadcasting
station
C L I
Co-channel
interference
Main
transmitter
SFN relay station
MFN relay station
Large area MFN relay station
Large area SFN relay station
Multipath
fading
Desired wave
Desired wave
Sea / Lake
reflection
Co-channel
interference
Desired wave
Multipath
Multipath
T T L
S T L

Televisión Digital
52
La Televisión Digital: desventajas (1)

Televisión Digital
53
La Televisión Digital: desventajas (2)
La relación entre la potencia máxima o de pico y la potencia efectiva es del
orden de 2 dB en el caso analógico y de unos 10 dB en el digital, por lo que
se necesitan condiciones más severas de funcionamiento a los
amplificadores de potencia de los transmisores digitales.

Televisión Digital
54
Estándares de TDT
ATSC (Advanced Televisión System Committee)
ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-
Terrestrial)
DVB-T (Digital Video Broadcasting – Terrestrial)
DTMB (Digital Terrestrial Multimedia Broadcast)
SBTVD (Sistema Brasileiro de Televisão Digital )

Televisión Digital
55
La TDT en el mundo - 2010

Televisión Digital
56
La TDT en el mundo - 2012

Televisión Digital
57
Temario
1. Introducción
2. Estándar ISDB-T
a. Procesamiento de la señal ISDB-T
b. El transmisor ISDB-T
c. La modulación OFDM
d. Redes de Frecuencia Única
e. La interactividad en la TDT

Televisión Digital
58
La transmisión digital
Codificación de
Fuente
Codificación de
Canal
Modulación
Digital
Modulación de
RF
Amplificación de
potencia
Conversión analógica
digital y compresión
MPEG-2, MPEG-4,
H.264, etc
Codificación para
detección de errores
(FEC): Reed
Solomon,
dispersores de
energía, etc.
QAM o QPSK
Modulación de la
portadora en RF:
TDMA, FDMA,
CDMA, OFDM
Flujo de transporte

Televisión Digital
59
CODIFICADORCODIFICADOR
DE VÍDEODE VÍDEO
DE AUDIODE AUDIO
MULTIPLEXAJEMULTIPLEXAJE
Datos de Control
TRANSPORTETRANSPORTE
TRANSPORTE Y MULTIPLEXAJE
DE CANALDE CANAL
MODULADORMODULADOR
AMPLIFICADORAMPLIFICADOR
DE POTENCIADE POTENCIA
TRANSMISOR
ANTENA TRANSMISORAANTENA TRANSMISORA
ANTENA RECEPTORA
DATOS DE VÍDEO
DATOS DE AUDIO
SISTEMA DE RECEPCIÓNSISTEMA DE RECEPCIÓN
Datos para Administración
de Contenidos
La transmisión digital te la TDT

Televisión Digital
60
El estándar ISDB-T (1)
Estándares oficiales
Codificación
de audio y
video
ABNT NBR 15602
Codificación
de datos
(middleware)
ABNT NBR 15606
Codificación
de audio y
video
ABNT NBR 15609
Multiplexación
Seguridad
ABNT NBR
15603
ABNT NBR 15605
Transmisión
ABNT NBR 15601
Receptores
GuíadeOperación
ABNT NBR 15604
Certificación
de receptores
ABNT NBR 15610
ABNT NBR
15608
Canal de
Interactividad
ABNT NBR 15607
ITU-R Rec. BT 1306-1

Televisión Digital
61
La señal ISDB-T
Visión general
Todas las entradas deben multiplexarse obligatoriamente para crear un solo
TS. Este TS es introducido a la etapa de codificación de canal múltiple
(OFDM).
El espectro de la radiodifusión digital consta de 13 segmentos OFDM y 1
segmento para abastecer un ancho de transmisión que atienda la necesidad
de la transmisión
Un segmento OFDM debe obligatoriamente tener una configuración que
permita la conexión de múltiples segmentos para abastecer un ancho de
transmisión que atienda a la necesidad del medio.

Televisión Digital
62
Codificación de audio y video
Japón Brasil
Codificación de
video
MPEG-2 H.264
H.264 (one seg)
Codificación de
audio
MPEG-2 MPEG-4

Televisión Digital
63
Codificación de video (1)
El estándar H.264
Principios comunes a los otros estándares de codificación
• División de imágenes en macrobloques
• Estimativa de movimiento usando cuadros anteriores y posteriores
• Transformada basada en DTC
• Codificación por entropía a través de códigos de longitud variable

Televisión Digital
64
División de imágenes en macrobloques
variables:
Estándares anteriores: bloques de 16 x 16
MPEG-2: bloques de 8 x 8
H.264: bloques variables
Mejor adaptación a los movimientos de las
diferentes texturas que componen la imagen
El estándar H.264

Televisión Digital
65
El estándar H.264
Predicción espacial para codificación Intra:
La codifcación intra a nivel de cuadro o de macrobloque es utilizada
cuando la similitud del contenido del bloque es más presente dentro de
la propia imagen que entre varios cuadros.
Al codificar un cuadro Intra, primero el encoder genera una estimativa
de los pixels (predicción) para que posteriormente el residuo de esa
predicción sea codificado.
Múltiples cuadros de referencia:
En el H.264 la selección del cuadro que será base para la estimativa de
movimiento de un macrobloque es mucho más flexible, ya que el
codificador puede escoger entre
múltiplos cuadros de referencia.

Televisión Digital
66
Codificación de audio (1)
El estándar MPEG-2
Un buen codificador debe considerar las características del aparato auditivo
humano para tornar la degradación lo menos perceptible posible:
• Eliminación de propiedades consideradas irrelevantes
• Interrupción de datos ocurrido durante el proceso
• Métodos de compresión sin pérdidas en el flujo resultante de bits.
La Estructura de un codificador debe tener los siguientes bloques
principales:
1. Modelo psicoacústico
2. Banco de filtros
3. Procesamiento spectral
4. Codificación y cuantización
5. Formateo del flujo de bits

Televisión Digital
67
Multiplexación (1)
El multiplexor es el encargado de juntar las informaciones sobre los
parámetros de modulación y recibir las diversas señales provenientes de los
codificadores de audio y video (HD, SD, one seg) y de los servidores de
datos EPG (Electronic Program Guide), Closed Caption, interactividad o
actualización de los receptores vía aire (OAD – On Air Demand), para
después encapsularlos en un BTS (Broadcast Transport Stream).

Televisión Digital
68
Multiplexación (2)
El BTS es un paquete de datos de tasa fija de 32,507936 Mbps con
paquetes de tamaño de 204 bytes, en que 188 bytes son de información útil
y los 16 bytes restantes son para configurar el modulador y la paridad.
En este paquete, las señales referentes a las transmisiones full-seg y one-
seg son cargadas juntas y señalizadas de forma que el modulador consiga
separar los diferentes layers y modularlos de acuerdo a lo especificado por
los parámetros de transmisión.

Televisión Digital
69
Dentro de los 188 bytes de información útil, el multiplexador combina los
diversos contenidos de entrada y los señaliza de forma a permitir que el
receptor pueda auto-configurarse y decodificar los streams de audio, vídeo y
datos. Para esta identificación son enviadas las tablas PSI (Program Specific
Information) y SI (Service Information)
Video Audio Datos PSI Video Video PSI
Multiplexación (3)
Las tablas PSI:
Compuesta por las tablas:
- PAT (Program Association Table)
- PMT (Program Map Table)
- CAT (Conditional Access Table)
- NIT (Network Information Table)
Permiten que las señales
de audio, video y datos
sean identificados por el
receptor.

Televisión Digital
70
Multiplexación (4)
PID nPID npayloadpayloadPID 1payload PID =PMTpayload: PMT.....
Program 1
PID npayloadPID 1payload PID =PMTpayload: PMT.....
Program 2
PID npayloadPID 1payload PID =PMTpayload: PMT.....
Program 3
:
:
PID=0payload : PAT .....
Program Association Table
PID=0payload : PAT PID=0payload : PAT
MUX
PID 2PID 2payloadpayload
Secuencia de
Programas para
Transmitir
payloadpayload PID 2PID 2
PID 2payload

Televisión Digital
71
Actualización del receptor vía AIRE
La actualización de receptores vía aire es un mecanismo que permite el
envío de actualizaciones para corregir errores o actualizar el software de los
set-top boxes sin que sea necesaria la intervención del usuario.
El modelo definido para el SBTVD es un modelo descentralizado, en que
cada emisora puede entrar en acuerdo con uno o más fabricantes de
manera que sea enviada tanto la información de configuración como el
contenido que actualizará los receptores.
La radiodifusora envía la información. El fabricante debe elegir por que
radiodifusora envía la actualización vía aire y definir que método de envíos
de datos será utilizado. Hay dos métodos.
Multiplexación (5)

Televisión Digital
72
El Radiodifusor es responsable por
generar las tablas: En este modelo el
radiodifusor define con el fabricante
el momento en que la actualización
será enviada, genera todas las tablas
necesarias y las envía según muestra
la Figura, bastando que el fabricante
suministre el archivo a ser enviado
conteniendo las informaciones sobre
el download.
Multiplexación (6)

Televisión Digital
73
Multiplexación (7)
El fabricante genera las tablas:
El horario para envío del download es
estipulado entre el radiodifusor y el
fabricante, pero las tablas son
generadas por el fabricante.
Concierne al radiodifusor chequear y
transmitir.

Televisión Digital
74
Transmisor ISDB-T

Televisión Digital
75
Diagrama de bloques de la
codificación (1)

Televisión Digital
76
Codificación de canal (1)
Código externo (Reed-Solomon (204,188))
El código se aplica por bloques a grupos de 188 bytes, resultando palabras de
204 bytes. Este código es capaz de corregir hasta 8 bytes erróneos ocurridos
en cada grupo de 188.
La codificación RS es realizada en forma tal que cada bloque original de 188
bytes contiene datos de sólo uno de los tres servicios posibles. Ello permite
demultiplexar los servicios en la salida del codificador RS tomando bloques de
204 bytes, y realizar el resto de la codificación por separado para cada servicio
o capa jerárquica (la transmisión no necesariamente debe consistir de tres
capas, pueden ser dos o una también).

Televisión Digital
77
Dispersión de Energía:
El dispositivo dispersor de energía, cuyo objetivo es evitar la repetición de
secuencias grandes de 1 ó 0, es aplicado en cada sección del procesador
paralelo usando un circuito PRBS (un multiplicador por una secuencia binaria
seudo aleatoria de orden 15).
El ajuste de atraso:
La desventaja principal de la transmisión jerárquica basada en segmentos es
que las diferencias entre parámetros de codificación de las tres capas
jerárquicas causan desalineamientos entre los flujos de transporte de las tres
capas. Ello obliga a re-sincronizar los flujos con ligeros ajustes de retardo en
cada capa en la entrada del entrelazador externo.
La suma de todos los atrasos, incluyendo el de transmisión y recepción
causados por el bit interleaving, es siempre equivalente a la longitud de un
cuadro.

Televisión Digital
78
Entrelazador Externo:
Se usa un entrelazador convolucional de bytes de largo 12, el que entrelaza
internamente cada byte de cada grupo de 204 bytes.
El codificador interno:
Es un convolucional activado con código madre de ½ y tiene la longitud de
compresión k de 7. En seguida, es efectuada la activación para la tasa de 1/2,
2/3, 3/4, 5/6 y 7/8. Ejemplificando: tasa ¾ significa que para cada 3 bits de
entrada salen 4 bits del codificador. Los grados de robustez y flexibilidad
pueden ser conseguidos especificando diferentes conjuntos de parámetros de
transmisión, tales como el número de segmentos, la tasa de codificación
interna y el esquema de modulación para diferentes camadas jerárquicas
conforme el tipo de servicio que se propone a proveer.

Televisión Digital
79
Entrelazador Interno:
La secuencia de bits del flujo de transporte de cada capa jerárquica es
multiplexada en 2, 4 o 6 líneas paralelas según el tamaño de la constelación
QAM usada para modular las sub-portadoras OFDM de aquella capa (4-QAM,
16-QAM o 64-QAM, ver bloque Modulación M-QAM a continuación). El
entrelazado consiste en retardar cada una de las 2, 4 o 6 líneas en forma
individual entre 0 y 120 tiempos de bit. Un ajuste de retardo es además
necesario en cada capa según el número M-ario (4, 16 o 64) tal que las salidas
de todas las líneas sean alimentadas sincronizadamente al modulador M-QAM
que corresponda.

Televisión Digital
80
Modulación (1)
QPSK
Desplazamiento de fase de 4 símbolos, desplazados entre sí 90º.
Normalmente se usan como valores de salto de fase 45º, 135º, 225º, y 315º.
Cada símbolo aporta 2 bits. Suele dividirse el flujo de cada bit que forman los
símbolos como I y Q.
El diagrama de constelación muestra 4 símbolos equiespaciados. La
asignación de bits a cada símbolo suele hacerse mediante el código Gray, que
consiste en que entre dos símbolos adyacentes los símbolos solo se
diferencian en 1 bit. Esto se escoge así para minimizar la tasa de bits erróneos.

Televisión Digital
81
Modulación (2)
QAM
Se basa en la definición de puntos en base a un espacio bidimensional,
empleando como coordenadas el módulo y la fase, es decir, la distancia del
punto al origen de coordenadas y el ángulo desde el eje de abscisas a la recta
que une el punto con el origen de coordenadas.

Televisión Digital
82
Técnicas de Acceso Múltiple (1)
Introducción
En un medio no compartido, existe sólo una comunicación en curso, la cual ocupa todos
los recursos disponibles de ese medio de comunicación.
Tx
Rx Tx
Rx
f t
•En el dominio de la frecuencia se tiene todo el ancho de banda del canal para la
comunicación.
•En el dominio del tiempo se puede transmitir durante cualquier intervalo de tiempo sin
interrupciones.

Televisión Digital
83
Introducción
Tx
Rx
Tx
Rx
Tx
Rx
Tx
Rx
f t
•Las técnicas de acceso múltiple define la forma como los distintos usuarios acceden al
medio compartido.
•Los recursos del medio pueden ser compartidos en el dominio de la frecuencia, del
tiempo o en algún dominio definido matemáticamente a partir de las dos primeras.
En un medio compartido, existen más de una comunicación en curso, cada una de las cuales ocupa
sólo un porcentaje de los recursos disponibles del medio de comunicación.

Televisión Digital
84
Duplexaje
El sistema puede transmitir y recibir usando la misma banda de frecuencias a través de
la utilización alternada del canal en el tiempo, es decir un intervalo de tiempo para
transmitir y otro para recibir.
Ejemplo: walkie talkies, radios de sistemas privados, radio troncalizados. Los
radioaficionados conocen el comando TDD como Push To Talk (PTT).
La técnica de duplexaje define la forma de compartir el medio de transmisión para transmitir y recibir
información de un solo usuario.
TDD: Time Division Duplexing
Tx
Rx
Comando
TDD
Tx
Rx
f
Comando
TDD

Televisión Digital
85
Duplexaje
FDD: Frequency Division Duplexing
Tx
Rx
BTX
BRX
Tx
Rx
BTX
BRX
Estación Base
fTx
fRx fTx
fRx

Televisión Digital
86
FDMA
• La banda disponible es particionada en varios canales, cada uno de los
cuales es asignada a un único usuario.
• Puede ser asignación fija o dinámica. Radiodifusión de TV y radio AM/FM son
ejemplos del primer caso. Telefonía móvil es el ejemplo típico del segundo
caso, esto es, cuando el usuario termina la llamada el canal de radio asignado
se libera.
• Los primeros sistemas celulares se basaron en FDMA,
• Su capacidad es limitada.
f
t

Televisión Digital
87
TDMA
• La banda está disponible para todos los usuarios pero en distintos intervalos
de tiempo.
• En TDMA periódicamente se habilita cada transceiver durante un periodo de
tiempo TS. El intervalo total comprendido por todos los periodos de tiempo TS es
el periodo de cuadro TF. En otras palabras, cada TF segundos, un usuario
puede tener acceso al canal durante TS segundos.
• Para evitar la pérdida de información, los datos son almacenados durante un
tiempo correspondiente a TF-TS segundos y transmitidos en ráfagas durante un
intervalo de tiempo TS.
f
t

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88
CDMA
• En TDMA y FDMA se evita la interferencia a través de señales ortogonales en
el dominio del tiempo y frecuencia.
• En CDMA se consigue la ortogonalidad usando códigos distintos para cada
usuario. Las señales ocupan todo el ancho de banda y se están transmitiendo
simultáneamente.

Televisión Digital
89
CDMA
• Un código diferente es asignado a cada transceiver, cada bit es multiplicado por este
código, incrementando la velocidad de los bits, lo cual ensancha el espectro original.
Luego, esta nueva secuencia es modulada y trasladada en frecuencia.
s(t) = A.x(t).c(t).cosωot

Televisión Digital
90
El problema de transmitir altas velocidades de información en canales de radio
radica en la respuesta impulsiva del canal, pulsos muy angostos se ven
afectados por la respuesta impulsiva del canal, mientras que pulsos de mayor
duración no son afectados. Todo esto limita la capacidad con la cual se puede
transmitir la información.
OFDM

Televisión Digital
91
OFDM es una técnica de comunicación que divide un canal, de frecuencia, en un
número determinado de bandas de frecuencias equiespaciadas, en cada banda se
transmite un subportadora que transporta una porción de la información del usuario.
Cada subportadora es ortogonal al resto, dándole el nombre a esta técnica de
multiplexación por división de frecuencia.
Donde y son las frecuencias
de las subportadoras, que se suponen
ortogonales durante el tiempo T. En la
FDM convencional la separación entre
subportadoras adyacentes es de 2/T,
mientras que en OFDM la separación
es de 1/T, que es el mínimo para que
las subportadoras adyacentes sean
ortogonales
OFDM

Televisión Digital
92
Los datos se dividen en varios flujos o canales en paralelo, uno para cada
subportadora. Y cada subportadora se modula con una técnica convencional
como QAM o PSK a velocidades bajas.
OFDM

Televisión Digital
93
Una de las principales ventajas de la modulación OFDM con respecto a emplear una sola
portadora es la robustez frente a las diferencias de retardo. La distribución del retardo de
canal provoca interferencias entre símbolos que, a su vez, limitan la velocidad de los
datos, al elevar el suelo de error. Pero en OFDM la duración de símbolo en cada
subportadora es N veces mayor que en los sistemas monoportadora. De ahí procede la
robustez del OFDM frente a las diferencias de retardo. Si bien la modulación OFDM tiene
menos interferencia entre símbolos que los sistemas monoportadora, sigue teniendo algo
de interferencia. Esta se puede evitar usando un prefijo cíclico de longitud igual o mayor
que el máximo rango de retardo de canal (en un canal que tenga K tomas entre
muestras, en número muestras de guarda del prefijo cíclico ha de ser Ng = K - 1) como
se muestra en la Figura 3. El prefijo cíclico hace que la convolución lineal de la respuesta
de impulso del canal y la señal, se transforme en una convolución cíclica.
OFDM

Televisión Digital
94
OFDMA divide las subportadoras en NG grupos, cada uno de los cuales tiene NE
subportadoras, por lo tanto se forman NE subcanales, cada uno con una subportadora
por grupo. Por ejemplo para 2048 subportadoras, se podría tener NE=32 y NG=48 en el
canal de bajada y NE=32 y NG=53 en el canal de subida. La codificación, modulación, y
amplitud se define para cada subcanal basado en las condiciones de propagación del
canal.
OFDM

Televisión Digital
95
OFDM

Televisión Digital
96
La señal ISDB-T (1)
Modos de transmisión
Dependiendo del servicio, la señal puede ser transmitida en diferentes modos.
Modo 1  Separación de portadoras: 4 KHz
El número de portadoras varía dependiendo del modo, pero la tasa útil de cada
modo debe obligatoriamente ser exactamente la misma en todos los modos

Televisión Digital
97
Transmisión jerárquica y parcial
La codificación de canal debe permitir la transmisión jerárquica en la cual
múltiples capas jerárquicas, cada cual con su parámetro de transmisión, puede
ser transmitida simultáneamente.

Televisión Digital
98
Modos de transmisión

Televisión Digital
99
Características de los modos de transmisión (1)
Parámetros Valores
1 Número de segmentos 13
2 Ancho del segmento 6000/14 = 428,57 kHz
3 Banda UHF
(definido por norma)
5,575 MHz (modo 1)
5,573 MHz (modo 2)
5,572 MHz (modo 3)
4 Número de portadoras
(definido por norma)
1 405 (modo 1)
2.809 (modo 2)
5.617 (modo 3)
5 Método de modulación DQPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM
6 Duración de símbolos activos 252 μs (modo 1)
504 μs (modo 2)
1.008 μs (modo 3)

Televisión Digital
100
Parámetros Valores
7 Separación de portadoras Bws/108 = 3,968 kHz (modo 1)
Bws/216 = 1,984 kHz (modo 2)
Bws/432 = 0,992 kHz (modo 3)
8 Duración del intervalo de
guarda
1/4, 1/8, 1/16, 1/32 de la duración del símbolo
activo
63; 31,5; 15,75; 7,875 μs (modo 1)
126; 63; 31,5; 15,75 μs (modo 2)
252; 126; 63; 31,5 μs (modo 3)
9 Duración total de los símbolos 315; 283,5; 267,75; 259,875 μs (modo 1)
628; 565; 533,5; 51 7,75 μs (modo 2)
1 260; 1 134; 1 071; 1 039,5 μs (modo 3)
10 Duración del cuadro de
transmisión
204 símbolos OFDM
Los segmentos de datos pasan obligatoriamente por la codificación de canal requerida.
Posteriormente, se agregan señales pilotos al segmento de datos en la sección de
cuadro OFDM para formar un segmento OFDM (con ancho de 6/14 MHz).
Características de los modos de transmisión (2)

Televisión Digital
101
Parámetros del segmento OFDM (1)
Modo Modo 1 Modo 2 Modo 3
Ancho de Banda 6000/14 = 428,57 kHz
Separación entre frecuencia
de portadoras
5575/1405 5,573/2.809 5,572/5617
Número de
portadoras
Total 108 108 216 216 432 432
Datos 96 96 192 192 384 384
SP 9 0 18 0 36 0
CP 0 1 0 1 0 1
TMCC 1 5 2 10 4 10
AC1 2 2 4 4 8 8
AC2 0 4 0 9 0 19
SP: Scattered Pilot (Sincronización)
CP: Continuos Pilot (Demodulación)
MCC: Multiplex Configuration Control
AC1 y AC2: Transmite información adicional

Televisión Digital
102
Parámetros del segmento OFDM (2)
Modo Modo 1 Modo 2 Modo 3
Esquema de modulación de
las portadoras
QPSK
16QAM
64QAM
DQPSK QPSK
16QAM
64QAM
DQPSK QPSK
16QAM
64QAM
DQPSK
Símbolos por cuadro 204
Tamaño del símbolo efectivo 252 μs 504 μs 1008 μs
Intervalo de guarda 63 μs (1/4),
31,5 μs (1/8),
15,75 μs (1/16),
126 μs (1/4),
63 μs (1/8),
31,5 μs (1/16),
252 μs (1/4),
126 μs (1/8),
63 μs (1/16),
Longitud del cuadro 64,26 ms (1/4),
57,834 ms (1/8),
54,621 ms (1/16),
128,52 ms (1/4),
115,668 ms (1/8),
109,242 ms (1/16),
257,04 ms (1/4),
231,336 ms (1/8),
218,484 ms (1/16),
Frecuencia de muestreo de la
IFFT
512/63 = 8,12698 MHz

Televisión Digital
103
Tasa de datos de segmento único

Televisión Digital
104
Tasa de datos de los 13 segmentos

Televisión Digital
105
Transmisión jerárquica y parcial
Cuando se selecciona 64 QAM y 7/8 es posible alcanzar una capacidad de transmisión
de 20 Mbps o más para 6 MHz de banda.
Sin embargo para proveer servicio para receptores portátiles es más ventajoso emplear
el esquema de modulación QPSK ó 16 QAM usando una parte del ancho de banda.

Televisión Digital
106
Configuraciones posibles
Composición Parámetros
Configuración Versión Modo Número
Segmento
FEC IG Modulación Tasa
Mbps
HDTV Full 3 13 ¾ 1/16 64 QAM 19,32
HDTV Robusto 3 13 2/3 1/16 64 QAM 17,18
HDTV+
Portátil
Jerárquica 3 12 ¾ 1/16 64 QAM 17,74
3 1 2/3 1/16 QPSK 0,74
HDTV +
Vehicular
Jerárquica 3 11 ¾ 1/16 64 QAM 16,38
3 2 2/3 1/16 16 QAM 1,76
HDTV +
SDTV
Jerárquica 3 11 ¾ 1/16 64 QAM 16,35
3 2 ¾ 1/16 64 QAM 3,3
4x
SDTV
Jerárquica 3 4x3 ¾ 1/8 64 QAM 4x4,56

Televisión Digital
107
Ejemplo de configuración

Televisión Digital
108
Ejercicios
Calculo de la velocidad de transmisión

Televisión Digital
109
Atribución de frecuencias

Televisión Digital
110
La máscara del espectro de transmisión (1)
Características del espectro de la máscara de transmisión

Televisión Digital
111
La máscara del espectro de transmisión (2)
Características del espectro de la máscara de transmisión

Televisión Digital
112
Sección RF (1)
A la salida de la sección de modulación, la señal de FI de 44MHz es convertida
para la frecuencia del canal de transmisión y sometida al amplifcador de
potencia.
El desvío de frecuencia de la portadora, causado por el error de frecuencia de
muestra IFFT a cada fn de anchura de banda, debe ser de 1Hz o menos.
Las frecuencias centrales de los canales digitales deben ser dislocadas de 1/
7MHz o 142,857kHz en relación al centro del canal, proceso denominado
decalaje de frecuencia.

Televisión Digital
113
Sección RF (2)
Clases de Estaciones
Clase Máxima Potencia ERP (hsnm = 150)
VHF alto UHF
Especial 16 kW 80 kW
A 1,6 kW 8,0 kW
B 0,16 kW 0,8 kW
C 0,016 kW 0,08 kW

Televisión Digital
114Red de Frecuencia Única en Televisión Digital - ISDB
Conceptos de MFN (1)
Transmisores con frecuencias de emisión diferentes.
Planificación del área de cobertura similar a la de la TV analógica (pero con
diferentes valores de campo y mayor margen de seguridad).
Los programas emitidos pueden ser iguales o no.
Cuando varios transmisores compartan el mismo TS se puede re-multiplexar
este TS en alguno de ellos para incorporar programas locales.
Pueden solaparse las emisiones procedentes de distintos transmisores
(emitiendo en canales diferentes) sin que haya interferencias entre ellos.
Podría centralizarse la generación de la señal COFDM para distribuirla hacia
los transmisores que radien la misma programación (ahorro de moduladores).
En la zona de influencia de cada transmisor pueden instalarse “Gap-Fillers”
(reemisores con frecuencia de emisión igual a la de recepción) para cubrir
áreas de sombra.

Televisión Digital
115
Conceptos de MFN (2)
TX 1
TX 3
Reemisor 2
Reemisor 3
Reemisor 1
Reemisor 5
Reemisor 4
TX 2
Los Transmisores emiten canales diferentes
Los reemisores pueden emitir la misma frecuencia que su transmisor asociado

Televisión Digital
116
Conceptos de SFN
Una de las grandes ventajas que posee la implantación del sistema digital
frente al analógico es la posibilidad de crear redes de una sola frecuencia (SFN
: Single Frecuency Networks) consiguiendo por tanto una mejor
aprovechamiento del espectro. Entre las ventajas de una red de frecuencia
única podemos encontrar aparte de la citada anteriormente:
 Menor potencia de transmisión debido a la ganancia interna
 Alta probabilidad de localización
 Facilidad de rellenar zonas vacías con reusos de frecuencias.
Y las desventajas:
 La red no puede dividirse
 Es necesaria una sincronización entre los emisores.

Televisión Digital
117
Redes MFN y SFN
Frecuencia f1
Frecuencia f2
Frecuencia f3
Frecuencia f4

Televisión Digital
118
Características técnicas de SFN (1)
Las Redes de Frecuencia Única exigen que todos sus transmisores:
a) Radien la misma frecuencia (Diferencia máxima de 1 Hz)
b) Emitan la misma información y al mismo tiempo (retardo máximo de
±1us)
Necesitan implantar un “Adaptador SFN” a la salida de la cabecera, y tanto éste como
todos los transmisores deben estar referenciados a las señales de 1pps y de 10MHz
obtenidas de receptores GPS.
La separación máxima entre transmisores está relacionada con el intervalo de guarda
usado (67Km para ¼ en modo 8k).
En general, el alcance de cada transmisor no debe rebasar los emplazamientos de los
demás para no agotar el intervalo de guarda en algunas zonas de solape, no favorecer la
aparición de preecos, etc.
No se pueden efectuar desconexiones, al ser común la programación.
La potencia total instalada puede ser menor que en redes MFN para coberturas
equivalentes.
Pueden emplearse Gap-Fillers para cubrir zonas de sombra.

Televisión Digital
119

Televisión Digital
120
La elección del intervalo de guarda es una situación critica a la hora de diseñar
nuestro sistema. Por un lado un mayor tiempo de guarda se traduce en una
disminución de la tasa binaria disponible con lo que los servicios disponibles en
la TDT se verían afectados, por otro lado un mayor tiempo de guarda redunda
en la mejora de la ganancia de nuestra red SFN dando así una alta
probabilidad de cobertura.
Dentro de una red SFN de amplia cobertura, cuanto mayor es el intervalo de
guarda, mayor es la probabilidad de cobertura.
Ejemplo: Modo 3 (1/4)  Intervalo de guarda (Ig): 252 us
Traducido a distancia: c . Ig = 75.6 Km

Televisión Digital
121
Guía para sincronización SFN (1)
Requerimientos
Estabilidad de frecuencia y desvío de frecuencia de transmisión admisible
La estabilidad de frecuencia de las portadoras, cuando la temperatura varíe entre + 10
°C y + 50 °C y la tensión de alimentación varíe entre ± 15 % de la tensión nominal, debe
ser obligatoriamente mejor que ± 1 Hz.
El desvío de frecuencia de las portadoras debe ser obligatoriamente menor que ± 1 Hz.
Señales OFDM
Cuando se utilizan múltiples moduladores OFDM, conviene que la salida de la forma de
onda de la señal OFDM sea la misma en todas las estaciones SFN. Se recomienda
adoptar un tiempo de transmisión tal que la diferencia del tiempo de atraso dentro del
área de servicio sea menor que el intervalo de guarda.

Televisión Digital
122
Esquema de la señal de transmisión para STL/TTL
Operación SFN:
2. Static Delay en I/F(3)
SFN Flag: OFF
Static Delay: ON
Operación SFN:
1. Static Delay en I/F(2)
SFN Flag: ON
Static Delay: OFF

Televisión Digital
123
Tipos de esquema de sincronización
1. Sincronización en los puntos de interfaz
Para las opciones para los puntos de interfaz I/F (1) e I/F (2) conviene que la frecuencia
de muestreo IFFT se sincronice entre el estudio y la estación de radiodifusión o entre las
estaciones de radiodifusión.

Televisión Digital
124
2. Sincronización completa
Cualquiera de los clocks del modulador de cualquier estación de radiodifusión se puede
usar como clock de referencia de red y los clocks de otras estaciones de radiodifusión o
clock del estudio pueden ser sincronizados por el clock de referencia. Sin embargo,
conviene que se establezca un enlace específico para transmitir el clock, en adición al
enlace de transmisión del TS, para transmitir la señal de radiodifusión de televisión
digital terrestre.
3. Sincronización esclava
El clock del modulador, en cada estación transmisora se sincroniza con el clock del
multiplexador o remultiplexador en el estudio de la emisora. Como método de
transmisión del clock de estudio, existe un método para sincronizar con el bit del clock
del STL/TTL etc.
4. Sincronización de referencia
Este método sincroniza el estudio y todas las estaciones radiodifusoras a través de una
señal de sincronización diferente de la red de radiodifusión terrestre de televisión digital.
Para la señal de sincronización digital existe el GPS.

Televisión Digital
125
5. Conversión de sincronización (casi sincronización)
Este método de conversión de sincronización consiste en grabar, en la entrada del buffer
temporal, la señal de TS recibida que fue transmitida por la estación anterior o desde el
estudio y esa señal TS es leída por la estación siguiente, que es asíncrona con relación
a la estación anterior o al estudio. La señal de TS de la estación anterior se transmite
insertando más que un TSP nulo específico, y, esa señal TSP puede ser insertada y
borrada en la estación siguiente para obtener la conversión de sincronización.
Sin embargo, como en el sistema de televisión digital terrestre se pueden transmitir
hasta tres capas jerárquicas,como una única capa de radiodifusión, en el caso de
transmisión de capas, es necesario un dispositivo de conversión de sincronización en
cada capa.

Televisión Digital
126
Condiciones de la operación en SFN y MFN
Conviene que para operación SFN se cumplan las siguientes condiciones:
– la precisión de la frecuencia de RF esté en la banda de 1 Hz;
– el clock de muestreo IFFT coincida, en la media, y con la diferencia de
frecuencia entre cada límite de la banda de transmisión de la portadora, debido a
la deriva de muestra de clock. Conviene que la deriva del clock esté dentro de ±
0,3 ppm;
– los cuadros multiplex sean los mismos, es decir, el TS(2) coincida;
– la diferencia del tiempo de atraso de la fase de la señal de sincronización de
cuadro OFDM, incluyendo número par (W0), número impar (W1) de la fase de la
señal de sincronización, se sitúe dentro del período de intervalo de guarda, en el
área de interferencia SFN.

Televisión Digital
127
De otra forma, cuando la frecuencia difiere de otras estaciones de radiodifusión, o
cuando la frecuencia sea la misma, pero el área de cobertura no se superpone
geográficamente, MFN, conviene que:
– la precisión de la frecuencia de RF esté dentro de la banda de 500 Hz;
– la diferencia entre el límite de la banda de transmisión de la portadora debido a
la variación de la muestra del clock IFFT esté dentro de ± 0,3 ppm;
– no sea necesario que los cuadros multiplex sean idénticos. Esto significa que
TS(2) no tiene que ser necesariamente idéntico, con tal que la unidad receptora
pueda decodificar las señales sin contradicción;
– el tiempo de envío del cuadro OFDM de sincronización de fase, incluyendo la
fase de sincronización del cuadro TMCC, no necesite ser especificado.

Televisión Digital
128
Construcciones de redes sin considerar la condición de SFN

Televisión Digital
129
Construcción de una red de radiodifusión y combinación para SFN

Televisión Digital
130
Construcción de una red de radiodifusión y combinación para SFN

Televisión Digital
131
Construcción de redes combinando SFN y MFN

Televisión Digital
132
Métodos de sincronización para SFN (1)
Interfaz RF:
No se tiene ningún método de sincronización, pues el tiempo de atraso en el área de la
red SFN no puede ser controlado.
Interfaz I/F(3):
Sincronización solamente de RF
Para permitir el control de atraso en el área de SFN, el tiempo de atraso de la estación
de transmisión anterior es controlado por la adición de un atraso fijo para compensar las
diferencias de tiempo de atraso entre la estación anterior y la siguiente causadas por el
enlace TTL para la estación siguiente.

Televisión Digital
133
Interfaz I/F(2):
Sincronización esclava
La sincronización esclava en la señal enviada por la estación anterior.
Conversión de sincronización
El proceso de conversión de sincronización puede cambiar el proceso de construcción
del cuadro multiplex.
Sincronización por referencia
Toda la red es sincronizada por GPS

Televisión Digital
134
Interfaz I/F(1):
Sincronización esclava
Conversión de sincronización
Sincronización por referencia
Conviene que el remultiplexador sea equipado en la estación transmisora, por lo tanto, la
construcción del cuadro multiplex puede ser alterada. Adicionalmente, es requerido
separadamente un método para la verificación de la salida final TS.

Televisión Digital
135
Las redes SFN pueden construirse combinando múltiples métodos de
sincronización de acuerdo a las condiciones de cada red.
Por ejemplo para redes sencillas:
Interfaz I/F (3): el método de radiodifusión de RF por microondas
Interfaz I/F (2): sincronización esclava y sincronización de referencia.

Televisión Digital
136
MUX
STL-TX
64QAM
STL-RX
64QAM
TS
OFDM
MOD
IF EXCITER
TX
50 µs 4.0 ms
No incluye la propagación en el aire
1 ms
Operación SFN
Static Delay en I/F(3) (OFDM)
SFN Flag: OFF
Static Delay: ON
Static Delay en I/F(2) (MUX)
SFN Flag: ON
Static Delay: OFF
DELAY 60 µs 6.3 µs
DELAY: delay range of MOD is 0 to 1 sec (0.1 µs step)

Televisión Digital
137
Sincronización esclava (static delay)
MCT
MUX
TS STL
TX
a1
STL
RX
MOD
TS/10 MHz
Main Station
DTX 1
TTL
TX
TS/10 MHz
a2
TTL
RX
MOD
TS/10 MHz
2nd Station
DTX 2
TTL
TX
TS/10 MHz
a3
TTL
RX
MOD
TS/10 MHz
3rd Station
DTX 3
DELAY ES AJUSTADO EN
CADA MODULADOR OFDM
a1 to a3: Air Propagation
5ms : STL (4ms) + TS (1ms)
0.00636ms: IF SW + EX/PA + Coax Equipment

Televisión Digital
138
MUX
STL
TX
STL
TX
OFDM
MOD
DTX
Studio Station
Frame #n-1 Frame #n Frame #n+1TX Signal
RX Signal Frame #n-1 Frame #n Frame #n+1
Transmission
signal
Frame #n-1 Frame #nFrame #n-2
Time offset

Televisión Digital
139
Usando IF(2)
Frecuencia de referencia desde el Multiplexor

Televisión Digital
140
Usando IF(2)
Frecuencia de referencia desde el Multiplexor
MCT
MUX
TS STL
TX
a1
STL
RX
MOD
TS/10 MHz
Main Station
DTX 1
TTL
TX
TS/10 MHz
a2
TTL
RX
MOD
TS/10 MHz
2nd Station
DTX 2
TTL
TX
TS/10 MHz
a3
TTL
RX
MOD
TS/10 MHz
3rd Station
DTX 3
Input Time offset for
three modulators

Televisión Digital
141
Usando IF(2)
Frecuencia de referencia desde el MCT
Aplicación para la condición de SFN
Frecuencia RF Conviene que la diferencia de tiempo entre cada
estación sea del orden de 1Hz
Clock de muestreo de
la
IFFT
Reproducción de la sincronización de la señal
STL/TTL del estudio o de estación próxima.
Conviene tener cuidado al usar link TM en vez de
radio STL o TTL. En el caso de colocar links en
cascada, conviene tener cuidado con el jitter
generado en la señal de sincronismo.
Cuadro multiplex Se añade la descripción de la señal del
encabezamiento del cuadro OFDM
Tiempo de
transmisión
Ajuste del tiempo de transmisión para agregar un
atraso fijo en caso que el atraso del sistema sea
constante

Televisión Digital
142
Usando IF(3)
Frecuencia de referencia desde el modulador

Televisión Digital
143
MCT
MUX
TS STL
TX
a1
STL
RX
MOD
TS/10 MHz
Main Station
DTX 1
TTL
TX
TS/10 MHz
a2
TTL
RX
MOD
TS/10 MHz
2nd Station
DTX 2
TTL
TX
TS/10 MHz
a3
TTL
RX
MOD
TS/10 MHz
3rd Station
DTX 3
Imput the static delay
time at the front panel

Televisión Digital
144
Frecuencia RF Conviene que la diferencia de tiempo entre cada
estación sea del orden de 1 Hz
Clock de muestreo de
la
IFFT
No aplica
Cuadro multiplex No aplica
Tiempo de
transmisión
Ajuste del tiempo de transmisión para agregar un
atraso fijo en caso que el atraso del sistema sea
constante.

Televisión Digital
145
Usando IF(2)
Sincronización de referencia (reference delay)
MCT
MUX
TS STL
TX
a1
STL
RX
MOD
Main Station
DTX 1
TTL
TX
TS/10 MHz
a2
TTL
RX
MOD
2nd Station
DTX 2
TTL
TX
TS/10 MHz
a3
TTL
RX
MOD
3rd Station
DTX 3
DELAY ES AJUSTADO EN
CADA MODULADOR OFDM
GPS
10 MHz/1pps
GPS
10 MHz/1pps
GPS
10 MHz/1pps
GPS
10 MHz/1pps

Televisión Digital
146
Referencia desde el Multiplexor
MCT
MUX
TS STL
TX
a1
STL
RX
MOD
Main Station
DTX 1
TTL
TX
TS/10 MHz
a2
TTL
RX
MOD
2nd Station
DTX 2
TTL
TX
TS/10 MHz
a3
TTL
RX
MOD
3rd Station
DTX 3
GPS
10 MHz/1pps
GPS
10 MHz/1pps
GPS
10 MHz/1pps
GPS
10 MHz/1pps
Input the maximum delay time and
time offset for three modulators

Televisión Digital
147
Referencia desde el Multiplexor
Frecuencia RF 1 Hz en cada estación de radiodifusión
Clock de muestreo
de la IFFT
Conviene que la sincronización del clock con
el GPS se utilice en el estudio y en cada
estación de multiplexación
Cuadro multiplex Se agrega la descripción del cuadro OFDM
Tiempo de
transmisión
El atraso relativo del segundo pulso
suministrado por el GPS se usa para ajuste de
tiempo de transmisión

Televisión Digital
148
Interactividad
Tecnologías para la interactividad
•ADSL
•FTTH
•DOCSIS
•ISDN
•GSM-GPRS
•GSM-EDGE
•CDMA
•CDMA-HDSPA
•WiMAX
•Wi-Fi

Televisión Digital
149
Productores
de Contenido
Anunciantes
Redes de
Televisión
Abierta
Industria de
equipos de recepción
Industria de
Transmisión
Televidentes
Pasivos
Cadena de Valor: TV Analógica

Televisión Digital
150
Proveedores de software
embarcado
Softwares para equipos
de transmisión
Proveedores
de Chipsets para Set Top Box
Productores
de Contenido
Anunciantes
Redes de
Televisión
Abierta
Industria de
Industria de
Transmisión
Televidentes
Pasivos
Cadena de Valor: TV Digital

Televisión Digital
151
Proveedores
de middleware
Desarroll. de
aplicaciones
interactivas
Proveedores
herramientas
para desarroll.
de aplicativos
Ginga
Proveedores de software
embarcado
Softwares para equipos
de transmisión
Proveedores
de Chipsets para Set Top Box
Productores
de Contenido
Anunciantes
Redes de
Televisión
Abierta
Industria de
Industria de
Transmisión
TELEVIDENTES
ACTIVOS
Cadena de Valor:
TV Digital + Interactividad

Televisión Digital
152
Especificación del middleware Ginga conforme Asociación Brasileña de Normas Técnicas - ABNT
MW Ginga
Ginga-J Ginga-NCL
BRIDGE
Ginga COMMON CORE
JVM
CDC 1.1 / FP 1.1 / PBP 1.1
APIsbr.org.sbtvd
NCLFormatter
LUAScript
XHTML+CSS+ECMAScript
SMILTransitions
Mono-mediaPlayers
JavaTV 1.1
JMF
JavaDTV
LWUIT
Middleware Ginga

Televisión Digital
153
Información
Guía de programación (EPG - Electronic Program Guide)
Ejemplos (1)

Televisión Digital
154
Información
Guía de programación (EPG - Electronic Program Guide)
Ejemplos (2)

Televisión Digital
155
Información
Divulgación, T - Commerce
Ejemplos (3)

Televisión Digital
156
Información
Divulgación, T - Government
Ejemplos (4)

Televisión Digital
157
Servicios:
Consulta del saldo bancario
Préstamos bancarios
Impuesto a las Ganancias
Ejemplos (5)

Televisión Digital
158
Entretención
Juegos
Ejemplos (6)

Televisión Digital
159
Entretención
Conciertos musicales, eventos etc.
Ejemplos (7)

Televisión Digital
160
Novelas
Quizz, sinopsis, ficha técnicas etc.
Ejemplos (8)

Televisión Digital
161
Temario
1. Introducción
2. Estándar ISDB-T
3. Link budget en televisión digital terrestre
a. El receptor ISDB-T
b. Análisis de cobertura para la TDT
c. Análisis de link budget para la TDT

Televisión Digital
162
Receptores (1)
Configuración básica del receptor:
a) Antena de recepción terrestre
b) IRD: Integrated Receiver Decoder
c) Cable de conexión

Televisión Digital
163
Receptores (2)
Configuración del Set top box

Televisión Digital
164
Receptores (3)
Configuración del Receptor Integrado

Televisión Digital
165
Receptores (4)
Arquitectura básica de un receptor

Televisión Digital
166
Receptores (5)
Antena de recepción
Debe atender los siguientes requerimientos:
– Recepción de los canales 2 al 13 en VHF, 14 al 69 en UHF para los
fijos y lo canales 14 al 69 UHF para los portátiles
– La polarización puede ser vertical como horizontal
– Para instalaciones externas se recomienda una ganancia de antena de
7dB
– La directividad debe cumplir las recomendaciones BT. 419-3:
“Directividad y discriminación por polarización de las antenaspara
recepción en la radiodifusión de televisión”

Televisión Digital
167
Receptor del tipo integrado (IRD)
La unidad receptora del tipo integrado con monitor
debe colocar a disposición por lo menos un terminal
para entrada de antena con impedancia de entrada 75
Ω, tipo F.
Convertidor digital (STB)
El convertidor digital debe colocar a disposición por lo
menos un terminal para entrada y otro para salida de
antena (pass through), ambos con impedancia de 75
Ω, tipo F.
Receptor portátil
Queda a criterio del fabricante la instalación de
conectores externos.
Receptores (5)
Conectores

Televisión Digital
168
Dispositivos fijos o móviles (full-seg): 5,7 MHz
Dispositivos portátiles (one seg): 0,43 MHz
Sensibilidad
Receptores (5)
Ancho de banda

Televisión Digital
169
Receptores (6)
Selectividad
Los parámetros de transmisión empleados para la obtención de las medidas
presentadas deben ser: modo 3 intervalo de guarda de 1/8, sin time interleaving,
modulación de 64 QAM y codificación interna de 3/4.

Televisión Digital
170
Primera Frecuencia Intermedia (FI):
La frecuencia central de la FI debe ser de 44 MHz, siendo facultada la
conversión directa en banda base. La frecuencia del oscilador local debe
estar asignada en la banda superior a la frecuencia recibida.
Sincronización de la frecuencia recibida:
El oscilador local debe ser capaz de sincronizar desvíos de frecuencias
iguales o superiores a 30 kHz.
Receptores (7)

Televisión Digital
171
Receptores (8)
Procesamiento de señal
Full seg

Televisión Digital
172
Receptores (9)
Procesamiento de señal
One seg

Televisión Digital
173
Receptores (10)
Otros parámetros
•Medidor de intensidad de señal
•Medidor de calidad de señal
•Medidor de BER
•Recepción de aviso de emergencia
•Recepción de señales de televisión analógica
•Presentación de contenidos one-seg en receptores full-seg
•Memorias (middleware)
•Función EPG
•Interfaces externas
•Mando a distancia

Televisión Digital
174
Link Budget para ISDB-Tb
Para crear una red de radiodifusión para ISDB-Tb, es necesario definir un link
budget (disponibilidad de enlace) entre la salida de estudio y el receptor de
acuerdo con el nivel de ruido (degradación admisible) asignado en el estudio
de transmisión.
Es conveniente:
– determinar el desempeño de cada elemento del equipo de
radiodifusión.
– especificar la calidad de recepción en la etapa previa y también a
través del área de servicio, cuando se completa la onda de
radiodifusión.
En una red de radiodifusión la onda
irradiada será recibida por múltiples
receptores. Por lo tanto es necesario
crear una red capaz de superar las más
severas condiciones dentro del área de
servicio.
Las condiciones asociadas con la
propagación de señal, como el multitrayecto y
la perturbación de las señales interferentes,
varían dependiendo no solamente de las
estaciones repetidoras de radio, sino también
de la localización en la que se instalan las
antenas de recepción, dentro del área de
servicio.

Televisión Digital
175
Factores técnicos en la planificación de
canales de televisión digital (1)
Análisis de viabilidad
La viabilidad técnica de canales de televisión digital se basa en los siguientes
aspectos:
• intensidades de campo a ser utilizadas para la definición de
contornos o áreas de servicio;
• relaciones de protección a ser adoptadas para los cálculos de
intensidad de campo y contornos interferentes;
• relaciones entre las potencias de las estaciones, para el caso de
estaciones co-localizadas;
• porcentaje de locales atendidos y porcentaje de tiempo con señal de
cobertura apropiado, a ser garantizados.

Televisión Digital
176
Intensidad de campo mínima para recepción con antena externa
(outdoor)
Factor Símbolo VHF
bajo
VHF
alto
UHF Informaciones adicionales
Ancho de banda (MHz) B 6
Constante de Boltzmann
(Ws/K)
K 1,38 x 10-23
Temperatura absoluta (K) T 290
Ruido térmico (dBm) Nt -106,20 Nt = kTB
Figura de ruido en el
receptor (dB)
Nr 10
Umbral de C/N del
sistema digital (dB)
C/N 19
Mínima potencia de señal
(dBm)
Ps -77,2 Ps (dBm) = Nt(dBm) + Nr(dBm) +C/N(dB)

Televisión Digital
177
(outdoor)
Factor Símbolo VHF
bajo
VHF
alto
Frecuencia central (MHz) fb 69 194 592 Media geométrica entre las
frecuencias extremas de la
banda
Longitud de onda (m) λ 4,35 1,55 0,51 λ = 300 / fb
Área efectiva de la antena
isotrópica (dBm2
)
Ai 1,77 -7,21 -16,90 Ai = λ2
/ (4π)
Ganancia del dipolo de
mediaonda con relación a la
antena isotrópica (dBi)
Gi 2,15
Ganancia de la antena con
relación al dipolo de media
onda (dBd)
G 4,5 6,5 10 Antena comercial típica
Impedancia intrínseca (Ω) η 120π

Televisión Digital
178
(outdoor)
Factor Símbolo VHF
bajo
VHF
alto
UHF Informaciones
adicionales
Factor de dipolo (dBm -
dBμV/m)
Kd -111,84 -120,82 -130,51 Kd = ( Ai Gi )/η
Pérdidas en cables (dB) Lf 1 2 4
Margen frente al ruido
producido por el hombre
(dB)
Mm 6 1 0
Intensidad de campo
mínima
(dBμV/m)
Emin 37,14 40,12 47,31 Emin(dBμV/m) = Ps(dBm) +
Lf(dB) + Mm(dB) -G(dBd) -
Kd(dBm -dBμV/m)

Televisión Digital
179
Intensidad de campo mínima para recepción con antena interna (indoor)
Factor Símbolo VHF
bajo
VHF
alto
Ancho de banda (MHz) B 6
Constante de Boltzmann
(Ws/K)
K 1,38 x 10-23
Temperatura absoluta (K) T 290
Ruido térmico (dBm) Nt -106,20 Nt = kTB
Figura de ruido en el
receptor (dB)
Nr 10 Basada en los resultados de los
test de laboratorio realizados en
Brasil
Umbral de C/N del sistema
digital (dB)
C/N 19
Mínima potencia de señal
(dBm)
Ps -77,2 Ps (dBm) = Nt(dBm) + Nr(dBm) +C/N(dB)

Televisión Digital
180
Factor Símbolo VHF
bajo
VHF
alto
Frecuencia central (MHz) fb 69 194 592 Media geométrica entre las
frecuencias extremas de la
banda
Longitud de onda (m) λ 4,35 1,55 0,51 λ = 300 / fb
Área efectiva de la antena
isotrópica (dBm2
)
Ai 1,77 -7,21 -16,90 Ai = λ2
/ (4π)
Ganancia del dipolo de
mediaonda con relación a la
antena isotrópica (dBi)
Gi 2,15
Ganancia de la antena con
relación al dipolo de media
onda (dBd)
G -2,2 -2,2 0 Antena comercial típica
Impedancia intrínseca (Ω) η 120π

Televisión Digital
181
Factor Símbolo VHF
bajo
VHF
alto
Factor de dipolo (dBm -
dBμV/m)
Kd -111,84 -120,82 -130,51 Kd = ( Ai Gi )/η
Pérdidas en cables (dB) Lf 0 0 0
Altura de la antena con
relación al suelo (m)
Ha 1,5
Margen por reducción de la
altura de la antena de
recepción (dB)
Mh 5 5 6
Margen por pérdida de
penetración (dB)
Mp 8 8 7
Margen frente al ruido
producido por el hombre(dB)
Mm 6 1 0
Intensidad de campo mínima
(dBμV/m)
Emin 55,84 59,82 66,31 Emin(dBμV/m) = Ps(dBm) +
Lf(dB)+M(dB)-G(dBd) -Kd(dBm-
dBμV/m)+ ΔL(dB

Televisión Digital
182
Planificación de canales
En los trabajos de planificación de canales de televisión digital, el criterio
especificado se basa en el servicio de por lo menos el 90 % del tiempo y por lo
menos el 70 % de los locales con recepción utilizando antena externa, en el
contorno protegido de las estaciones.

Televisión Digital
183

Televisión Digital
184
Factor VHF bajo VHF alto UHF
Intensidad de campo
mínima (dBμV/m)
37 40 48
Corrección para el 70
% de los locales (dB)
2,5 2,5 3
Intensidad de campo
E(70,90) en el
contorno protegido
(dBμV/m)
40 43 51
Intensidad de campo mínima en el entorno protegido para recepción con antena
externa (outdoor)
El significado de este valor es que con 40dBμ nos aseguramos que el 70% de los emplazamientos
tenga 37dBμ de campo.

Televisión Digital
185
Contorno protegido (1)
Todo canal es protegido contra interferencias perjudiciales dentro del área
delimitada por su contorno protegido, que corresponde al lugar geométrico de
dos puntos.
Para fines de planeamiento, los valores de intensidad de campo deben ser
excedidos en 50% de los emplazamientos y 90% del tiempo.
Resolución 398/2005 ANATEL

Televisión Digital
186
Contorno protegido
Tabla 1: 100 MHz, trayecto terrestre, 50% del tiempo, 50% de las ubicaciones
E(Tabla I) = 2 x E(Tabla 1) – E(Tabla 2)
90% del tiempo, 50% de las ubicaciones
E(Tabla II) = 2 x E(Tabla 3) – E(Tabla 4)
E(Tabla III) = 2 x E(Tabla 5) – E(Tabla 6)

Televisión Digital
188
Clasificación de Estaciones de
Televisión Digital para VHF
Clase Máxima Potencia
(ERP)
Altura de
referencia (m)
Distancia máxima
Contorno protegido (km)
Especial 16 kW (12 dBk) 150 65
A 1,6 kW (2 dBk) 48
B 0,16 kW (-8 dBk) 32
C 0,016 kW (-18 dBk) 20

Televisión Digital
189
Clasificación de Estaciones de
Televisión Digital para UHF
Clase Canales Máxima Potencia
(ERP)
Altura de
referencia (m)
Distancia máxima
Contorno protegido (km)
Especial 14 a 25
26 a 46
47 a 59
70 kW (18,5 dBk)
80 kW (19 dBk)
100 kW (20 dBk)
150 57
A 14 a 59 8 kW (9 dBk) 42
B 14 a 59 0,8 kW (-1 dBk) 29
C 14 a 59 0,08 kW (-11 dBk) 18

Televisión Digital
190
canales de televisión digital
Relaciones de protección para canales VHF y UHF
Canal interferente Relación D/U (dB) (Canal deseado = N)
Digital sobre
analógico
Analógico sobre
digital
Digital sobre digital
N-1 (adyacente inferior) -11 -26 -24
N (co-canal) +34 +7 +19
N+1 (adyacente superior) -11 -26 -24
N-8 y N+8 (FI) -25 - -
N-7 y N+7 (oscilador local) -24 - -
N+14 (imagen de audio) -24 - -
N+15 (imagen de video) -22 - -

Televisión Digital
191
Modelos de propagación adoptados
para estimar las áreas de servicio (1)
Punto-área, utilizando base de datos de relieve digitalizado con resolución de 30 s
(900 m):
— señal deseada: curvas de propagación para el 50 % de las localidades y el 50 % del
tiempo de acuerdo con la ITU Recommendation P.1546;
— señal interferente: curvas de propagación para el 50 % de las localidades y el 10 %
del tiempo de acuerdo con la ITU Recommendation P.1546;
— factores de atenuación: rugosidad y TCA (“Terrain Clearance Angle”).

Televisión Digital
192
Punto a punto con obstáculos modelados como filo de navaja, utilizando base de
datos de relieve digitalizado con resolución de 30 s (900 m):
— difracción por obstáculos (tres, a lo sumo) modelados como filo de navaja;
— ITU Recommendation P.526;
— señal deseada: coeficiente k de la curvatura de la Tierra = 4/3;
— señal interferente: coeficiente k de la curvatura de la Tierra = 2.

Televisión Digital
193
Punto a punto considerando la curvatura del obstáculo principal, utilizando base
de datos de relieve digitalizado con resolución de 1 s (30 m):
— difracción por múltiples obstrucciones;
— método punto a punto considerando la curvatura de los obstáculos;
— señal deseada: coeficiente k de la curvatura de la Tierra = 4/3;
— señal interferente: coeficiente k de la curvatura de la Tierra = 2.

Televisión Digital
194
)dB(btrttrttr LLLGGPP −−−++=
)dB(btrrr LLGPIREP −−+=
Lb = Lbf + Lex (dB)
Parte determinista
Parte aleatoria:
desvanecimiento
Modelos
Caracterización
estadística
bL
(Pérdida básica en espacio libre
+ pérdida en exceso por
efectos de terreno y entorno cercano)
Modelo de Okomura – Hata (1)
Atenuación

Televisión Digital
195
ReceptorTransmisor
Radio de la enésima zona de Fresnel:
Determinan diferentes contribuciones al campo total
La más importante es la primera:
)()·(
)()(
548)( 21
1
kmdMHzf
kmdkmd
mR =
d
ddn
Rn
21λ
=
1ª zona
2ª zona
3ª zona
...
d2d1
d
Zona de Fresnel

Televisión Digital
196
T R
d d1 2h>0
T R
d d
1 2
h<0
Difracción por obstáculo agudo aislado
Rec. P.526 - ITU

Televisión Digital
197
Despejamiento normalizado
Pérdida por difracción (atenuación en exceso): para v > -0,78:
v = 2
h
R1
= 2,58×10−3 f ×d
d1 d2
×h
( )1,01)1,0(log209,6)( 2
−++−+= vvvLD
Difracción por obstáculo agudo aislado
R1 :Radio de la primera zona de Fresnel
Rec. P.526 - ITU

Televisión Digital
198
Pérdida básica de referencia (medio urbano)
Lb = 69.55 + 26.16 log f - 13.82 log ht
- a(hm) + (44.9-6.55 log ht) log d
Variables, unidades y validez:
Frecuencia f (MHz): 150 ≤ f ≤ 1500 MHz.
Altura de la base ht (m): 30 ≤ ht ≤ 200 m.
Altura del móvil hm (m): 1 ≤ hm ≤ 10 m.
Distancia d (km): 1 ≤ d ≤ 20 km.
No tiene en cuenta el entorno cercano al móvil
“Valor mediano de la pérdida básica”
Rec. P.526 - ITU

Televisión Digital
199
Altura Efectiva de Antena
ht = h0 + c0 – hmedia
d1 = d/4 d2 = d para 1 < d ≤ 8 km.
d1 = 3 d2 = d para 8 < d ≤ 15 km.
d1 = 3 d2 = 15 para d > 15 km.
hmedia
Rec. P.526 - ITU

Televisión Digital
200
Corrección por altura del móvil
a(hm) = 0 para hm = 1,5 m
Ciudad media-pequeña
a(hm) = (1,1 log f - 0,7) hm - (1,56 log f -0,8)
Ciudad grande
a(hm) = 8,29 (log 1,54 hm)2
-1,1 f ≤ 200 MHz
a(hm) = 3,2 (log 11,75 hm)2
- 4,97 f ≥ 400 MHz
Corrección por zona de recepción
Zona Suburbana
Zona Rural
Lbs
= Lb − 2 ×[log (f /28)]2
− 5,4
Lbr
= Lb − 4,78(log f )2
+18,33log f − 40,94
Rec. P.526 - ITU

Televisión Digital
201
Extensión a 1500 ≤ f ≤ 2000 MHz (Hata-COST 231)
Lb = 46,3 + 33,9 log f - 13,82 log ht - a (hm) +
+ (44,9 - 6,55 log ht) log d + cm



=
anosmetropolitcentrosgrandesparadB3
mediotipociudadparadB0
mc
Rec. P.526 - ITU

Televisión Digital
202
Disponibilidad del enlace (1)
Modelo de red – Atenuación de desvanecimiento
La atenuación de desvanecimiento para cada distancia, etapa por etapa, presupone un
margen de desvanecimiento para disponibilidad del 99,9% del tiempo.
Estación
repetidora
A la 1ª
etapa
A la 2ª
etapa
A la 3ª
etapa
A la 4ª
etapa
A la 5ª
etapa
A la 6ª
etapa
A la 7ª
etapa
Distancia
etapa por
etapa
52,5 km 25,1 km 23,1
km
16,3 km 23,7 km 9,5 km 5,8 km
Atenuación
de desva-
necimeinto
13,1 dB 8,7 dB 8,4 dB 7,3 dB 8,5 dB 6,7 dB 4,1 dB

Televisión Digital
203
Disponibilidad de enlace (2)
Arquitectura de red – Modelo de transmisión

Televisión Digital
204
Arquitectura de red – Canal de transmisión
El canal de transmisión determina los efectos del ruido urbano, ganancia de la
antena de recepción sobre la conversión de la intensidad de campo en la
tensión del terminal.
En los canales de frecuencias más altas los ruidos urbanos son más bajos y
también la ganancia de la antena de recepción es más elevada.
En contraste, en los canales de frecuencia más baja, es mayor el tamaño
efectivo de la antena y la tensión convertida en el terminal.

Televisión Digital
205
Arquitectura de red – Enlace estudio - transmisor
Conviene que el equipo de radiodifusión de la estación principal esté
compuesto por un transmisor-receptor STL, modulador OFDM y un transmisor
principal.
Si el modulador OFDM está en la estación principal, el transmisor – receptor
STL envía la señal digital (señal TS) para la estación transmisora, donde el TS
es reproducido y, entonces, modulado por el modulador OFDM (sistema de
transmisión TS).
Por otro lado, si el modulador OFDM está en el estudio, el transmisor-receptor
STL envía la onda modulada por el modulador OFDM para la estación principal
sin alteraciones (sistema de transmisión FI).

Televisión Digital
206
Arquitectura de red – Enlace estudio – transmisor (TS)
Cuando se usa el “sistema de transmisión TS”, el TS es reproducido en la
estación transmisora. Por lo tanto, no es necesario considerar cualquier
degradación causada por el circuito STL en el proceso de cálculo de
disponibilidad de enlace. Como resultado, serían calculadas solamente las
posibles degradaciones del modulador OFDM en adelante. El valor provisional
de C/N fue estimado en 45 dB. Los dos principales factores de degradación del
C/N de la estación transmisora son IM (intermodulación) y ruido de fase.
Como degradación causada por el ruido de fase, se estimó el valor de 50 dB
para el C/N equivalente.
Es conocido que el valor de IM varía dependiendo de si se usa un sistema PD
(pre distorsión) o FF (post distorsión). La pre o post distorsión son métodos
utilizados en el amplificador de potencia para compensar la degradación
introducida por el circuito. En general, un sistema PD provee alta eficacia, pero
no garantiza una completa linealidad, mientras que un sistema FF garantiza
mejor linealidad, pero no tiene gran eficacia.

Televisión Digital
207
Arquitectura de red – Enlace estudio – transmisor (TS)
Debido a la alta potencia de salida de la estación principal, se adoptó 40 dB
como C/N de IM suponiendo que se usa un sistema PD. El estudio con el
transmisor actual, muestra que la tasa de C/N es 2 dB más baja que el
valor obtenido invirtiendo la señal de la IM. Por lo tanto, ha sido adoptado
37,7 dB como valor de C/N de la estación principal causada por el IM.
( ) ( ) 1111
)/()/()/(/
−−−−
++= PNIMOFDMtotal NCNCNCNC

Televisión Digital
208
Arquitectura de red – Enlace estudio – transmisor (FI)
Esta configuración se utiliza cuando una señal OFDM es enviada del estudio a
la estación principal. Por lo tanto, es necesario calcular el nivel de degradación
causado por el circuito STL. Se ha adoptado 37,7 dB como tasa equivalente de
C/N (suma de la tasa de C/N del transmisor-receptor STL y el transmisor
principal) para permitir la
tasa C/N para que la salida de la estación principal del caso anterior sea
segura.
( ) ( ) 111
)/()/(/
−−−
+= STLOFDMtotal NCNCNC

Televisión Digital
209
Arquitectura de red – Equipo de repetidora de radiodifusión
Cuando se asume que la onda de radiodifusión es repetida, los posibles factores
causadores de degradación de la tasa C/N durante la recepción de la señal por parte de
los equipos repetidores de radiodifusión son el ruido térmico asociado con la intensidad
de campo, multi-recorrido, interferencia y deterioro de multi-recorrido de SFN.
Se ha calculado la intensidad de campo en cada etapa para todas las estaciones
analógicas en UHF, y se ha adoptado un valor 10 dB por debajo del nivel de intensidad
de campo aceptable para el 80 % de las estaciones, en virtud de que la potencia de
transmisión de radiodifusión digital es 10 dB inferior a la adoptada para las transmisiones
analógicas en UHF.
Ha sido adoptada la figura de ruido de 3 dB como valor estimado, considerando la figura
de ruido del equipo repetidor de radiodifusión analógica actual.
En ese link budget, se utilizaron varios valores provisionales necesarios para
implementar las repetidoras de radiodifusión de 4 etapas, y se adoptaron 38,2 dB como
tasa de C/N equivalente para la suma de todos los tipos de distorsiones.

Televisión Digital
210
Arquitectura de red – Equipo de repetidora de radiodifusión

Televisión Digital
211
Arquitectura de red – Modelo de recepción en el área de servicio
Antena de recepción
De acuerdo con la Resolución 398/2005 de ANATEL fue establecido que
será utilizada una antena Yagi de 14 elementos de 7 dB de ganancia.
Intensidad de campo
La intensidad de campo mínima es de 60 dBμV/m.
Para el margen de desvanecimiento, primero se realizó el cálculo para
determinar la dimensión del área para cada etapa en la cual la intensidad
de campo establecido es 70 dBμV/m, que es el nivel requerido para la
actual radiodifusión analógica.
Ruido térmico del receptor
Se asumió usar un booster de baja figura de ruido (NF = 3,3 dB) para
prevenir contra la congelación de imagen en el área. También fue adoptada
la pérdida de 1 dB del cable de la antena al booster.

Televisión Digital
212
Disturbio de multi-recorrido e interferencias
El disturbio de multi-recorrido dentro del área de servicio varía
substancialmente dependiendo, no solamente del estatus de la red
(afectado por el SFN utilizado), sino también por la localización de la
antena receptora y los edificios de la vecindad y su estructura. El disturbio
de interferencia causado por otras ondas digitales y ondas de canales
broadcast analógicos también varían drásticamente dependiendo de las
condiciones específicas de la estación estacionaria, condiciones de la
instalación de la antena receptora y del desvanecimiento entre ondas
deseables e indeseables.

Televisión Digital
213
Disturbio de multi-recorrido e interferencias
De acuerdo con la disponibilidad de enlace, se necesita un C/N de 22 dB
cuando se adopta el esquema de modulación 64QAM) y codificación
interna (inner code de 7/8), por lo que se agrega 1 dB por la degradación
de SFN dentro del área de servicio y 2 dB debido al disturbio de
interferencia causado por la radiodifusión analógica y otros radiodifusores
digitales.
Sin embargo, es necesario realizar un estudio específico y detallado dentro
del área de servicio. Como un modelo de caso, se adoptó una relación
equivalente de C/N de 25 dB para ambos, multi-recorrido y disturbio de
interferencia, relación que corresponde a 3 dB de degradación con relación
a los 22 dB requeridos.

Televisión Digital
214
Ruido urbano
Se ha adoptado 700 K como nivel de ruido urbano.
Deterioro del receptor
Conviene seleccionar la tasa C/N equivalente del receptor teniendo en
cuenta la disponibilidad de los receptores comerciales. Sin embargo, se
adoptó el valor de 28 dB como tasa de C/N equivalente temporal.

Televisión Digital
215
Parámetros de transmisión y tasa de C/N requerida
Los parámetros de transmisión para la robustez son seleccionados para la
protección contra interferencias más un margen para que la tasa de C/N en
el demodulador sea segura.

Televisión Digital
216
Análisis de desvanecimiento
Por tratarse de una red de radiodifusión, el factor clave en el proyecto es proteger lo
mejor posible el ambiente de recepción dentro del área de servicio.
•Cuando el área de servicio es grande y requiere un margen de
desvanecimiento de aproximadamente 9 dB, conviene que la tasa equivalente
de C/N para la salida de la estación principal o de la estación repetidora sea de
37 dB.
•Cuando el área de servicio es relativamente pequeña con margen de
desvanecimiento de 5 dB o menos, conviene que el C/N equivalente para la
salida de la estación principal o de la estación repetidora sea de 30 dB.
•Con un área muy pequeña como en el caso de una estación repetidora al
final de una línea o en un gap filler, el ambiente de recepción dentro de ese
área es relativamente estable. En tal caso, la tasa equivalente de C/N de 30 dB
es excesiva y puede resultar en costo elevado del equipo de transmisión. Por lo
tanto, conviene tener extremo cuidado en el uso de los valores mencionados.

Televisión Digital
217
Análisis de desvanecimiento
Margen de desvanecimiento: Diferencia en dB entre el nivel de potencia recibida y el
nivel de potencia para asegurar el C/N adecuado en el demodulador

Televisión Digital
218
Impacto del cambio en la tasa C/N del transmisor principal

Televisión Digital
219
Estudio de la antena Yagi multi-elemento
Una antena Yagi de 14 elementos fue adoptada como antena receptora y como
ganancia fue utilizado 7 dB. La Figura 36 muestra la extensión a la que la tasa C/N de
recepción puede ser mejorada cuando una antena de alta ganancia con
aproximadamente 10 dB de ganancia se utiliza para prevenir problema como área de
borde.
Un aumento de ganancia de 3 dB puede mejorar la tasa C/N de la entrada del
demodulador de solamente 0,5 dB.

Televisión Digital
220
Ejemplo de Link Budget
Ejemplo de Link Budget

Televisión Digital
221
Acciones correctoras (1)
Acción correctora si la distancia etapa por etapa es mayor que el caso modelo
El mayor problema en ese caso es una posible reducción en la intensidad de
campo en el receptor de la estación repetidora debido al desvanecimiento. De
esa forma, las acciones correctoras para los casos en que la distancia
etapa por etapa es mayor de lo que la empleada en el modelo son:
a) usar una antena receptora mayor que (1,8 m en diámetro) en el caso
modelo para aumentar la tensión recibida;
d) conectar múltiples TTL para asegurar un ambiente de recepción más
estable que cuando la señal de radiodifusión es repetida;
e) proveer un circuito a la fibra óptica o cable.
Si se implementa el SFN, conviene tener mucho cuidado al establecer
sincronización con la estación mejor situada
suministrando un circuito digital.

Televisión Digital
222
Acción correctora en caso de distrubio de multi-recorrido, SFN y nivel de
interferencia de co-canal
Si los niveles de multi-recorrido, la presencia de SFN e interferencia co-canal son
mayores que el caso del modelo, el principal problema es la degradación de la tasa
C/N equivalente de la salida debido a varios tipos de
interferencia en el receptor de la estación repetidora. En esos casos, las acciones
correctoras posibles son:
a) usar cancelador y seleccionar correctamente la posición de repetición para reducir el
multi-recorrido y camino furtivo SFN;
b) del mismo modo, usar el cancelador y seleccionar correctamente la posición de
repetición para reducir la interferencia co-canal. Tener presente que el cancelador
puede no proporcionar una mejora substancial. Usar TTLS para proveer un ambiente
de recepción estable;
c) cuando el camino furtivo del SFN es un problema clave a ser encaminado, debe
haber un cambio en la frecuencia para proveer MFN, en caso de ser posible. Esta
opción no es prontamente factible en términos del actual plan de uso de canal. Sin
embargo, se puede tener en cuenta si las frecuencias se reorganizan, cuando las
frecuencias analógicas se desactivan.

Televisión Digital
223
Acción correctora cuando existen muchas etapas
Si existen muchas estaciones, conviene que la degradación de la tasa C/N en
cada etapa sea reducida para una mayor extensión que la del caso modelo.
Para obtener esa reducción las acciones correctoras sugeridas son:
a) usar TTL particularmente en las estaciones repetidoras con alto número de
multi-recorrido, camino furtivo SFN e interferencia co-canal para proveer
mejor tasa C/N;
b) usar TS TTL . Eso elimina la necesidad de agregar ruido de la etapa
anterior reduciendo de una manera equivalente el número de etapas;
c) demodulación digital y, en caso de ser necesario, corrección de error y
otras etapas que eliminan la necesidad de totalización de ruido que se ha
acumulado hasta la estación repetidora MFN, por la demodulación OFDM y
modulación. Sin embargo, no solo el proceso de demodulación y modulación,
pero el proceso de corrector de errores produce atrasos. Por lo tanto,
conviene tener extremo cuidado en el uso de esos procesos.

Televisión Digital
224
Acciones correctoras
Acción correctora cuando las condiciones de multirecorrido y radio-interferencia dentro del área son
más severas que el caso modelo.
Si las ubicaciones bajo condiciones de recepción más complicada se
concentran dentro de una banda, puede proveerse una estación de radio
repetidora suplementaria.
Si las ubicaciones bajo condiciones de recepción más complicada están
diseminados, dependiendo del estatus de multirecorrido, puede proveerse
una antena de recepción con desempeño más alto, se puede usar una altura
de antena más alta, o la ubicación de la antena puede ser alterada. Sin
embargo, el aumento de la ganancia de la antena no ofrecerá ninguna
importante ventaja. Por lo tanto, el foco primario será mejorar la tasa D/U con
relación a la onda indeseable a través de direccionalidad mejorada.

Televisión Digital
225
Acciones correctoras
Efecto del cambio de parámetros de transmisión y problemas
Se realizó un estudio basado en la adopción de los parámetros del transmisor
para transmisión terrestre (64QAM y codificación interna (inner code) y tasa
de codificación de 7/8) que prevé que sería utilizada para la máxima
capacidad de transmisión.
Sustituyendo esos parámetros por aquellos que ofrecen mejor resistencia a la
degradación podría ser altamente efectivo. Sin embargo, eso resulta en
menor capacidad de transmisión. Por lo tanto, conviene revisar esa
alternativa bajo la perspectiva de calidad final de vídeo.

Televisión Digital
226
Temario
1. Introducción
2. Estándar ISDB-T
a. Selección del estándar de TDT
b. El Plan Maestro para la implementación de la TDT
c. Recomendaciones de políticas públicas

Televisión Digital: Estándares, Link Budget y Situación en el Perú

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