12 - capitulo 3 - elementos de um sistema de televisão digital

7/27/2019 12 - Capitulo 3 - Elementos de Um Sistema de Televiso Digital

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Capitulo 3

Elementos Bsicos de um Sistema deTV Digital

3.1 Introduo

Actualmente existem trs padres disponveis de televiso digital. Essespadres seguem um modelo de referncia apresentado pela Unio Internacionalde Telecomunicaes (ITU), que define as funcionalidades do sistema em trscamadas principais. A Figura 3.1 ilustra esse modelo:

TSMPEG-2

Video

Audio

Dado

.

.

Figura 3.1: Modelo dos padres de TV Digital [14]

As camadas estabelecidas nesse modelo podem ser definidas da seguinte maneira[14], [15]:

Camada de codificao do sinal-fonte - etapa em que ocorre a converso ecompresso dos sinais de udio e vdeo em feixes digitais (fluxos elementaresde informao).

Camada de middleware - uma camada de software que facilita odesenvolvimento e a execuo de aplicaes interativas. Dessa forma os

Codificao de

fonte

Codif. de vdeo

Codif. de udio

Codif. de dados Multiplexador

Codificao de canal

TS PROCESSAMENTOHIERARQUICO

- Correco de erros

- Modulao- Interleaving

- Gerao do sinal TMCC

- Estrutura do quadro

IFFT

RemultiplexaodoTS

TX


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Cap. 3: Elementos Bsicos de um Sistema de TV Digital

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desenvolvedores de aplicaes deixam de se preocupar com os protocolosexistentes entre a camada de hardware e a dos softwares aplicativos [16].

Camada de multiplexao - nesta etapa ocorre a combinao dos fluxoselementares (udio, vdeo e dados), formando um feixe digital nico. Tambm

so inseridas informaes que iro permitir a sincronizao de diferentes mdiase a recuperao da base de tempo dos programas no receptor pela inserode informaes de acesso condicional e pelo empacotamento dos dados empacotes de tamanho fixo [16].

Camada de codificao de canal e modulao - nessa etapa ocorre a conversodo feixe digital multiplexado em um sinal que pode ser transmitido por ummeio fsico. A codificao do canal responsvel pela correco de errosintroduzidos pelo canal [16].

Veremos agora em detalhes as referidas camadas.

3.2 Camada de codificao do sinal-fonte

Essa camada envolve mtodos de reduo da taxa de bits, ou seja compresso dossinais de vdeo, udio e dados. Est dividida em duas etapas diferentes: a codificaodo sinal de vdeo e a codificao do sinal de udio.

3.2.1 Codificao do sinal de vdeo

O sinal de vdeo digital de alta definio pode ter uma taxa de bits to elevada quepode superar 1 Gbps, taxa esta impossvel de ser transmitida na largura de banda de8MHz reservada para os canais de televiso do nosso pas. Os sistemas de TV digitalATSC, DVB-T e ISDB-T fazem uso de processos de modulao que permitemtransmitir taxas de aproximadamente 30 Mbps na banda de 8MHz. Assim sendo, demodo a resolver essa incompatibilidade, surgiu a necessidade de reduzir de algumamaneira a taxa de bits de um programa de TV. Assim surgiu o mtodo decompresso de vdeo MPEG-2 (Moving Picture Expert Group -2), utilizado pelos trssistemas de TV digital. Visto ser este o mtodo mais consagrado para uso em TVDigital, este ser descrito nesse trabalho.

MPEG-2

O princpio bsico do processo MPEG-2 mostrado na Figura 3.2, utilizar tcnicasque reduzem a qualidade da imagem de modo imperceptvel e que no afectam aqualidade da imagem, usando principalmente o processo de redundncia nainformao [17].


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Quantizao para limiar da DCP Ocupao do Buffer

270Mbps 124Mbps

Saida Const

Taxa de dados variavel

Figura 3.2: Diagrama em blocos da codificao de vdeo MEPEG-2 [17]

Um sistema de televiso digital em cores composto pela combinao das trscores primrias: vermelho (R), verde (G), e azul (B). Na cmera de TV, existem filtros

e espelhos que separam essas trs componentes de cores e as enviam para diferentestubos, onde ocorrem os processos de varredura para a converso da informaoluminosa em sinal elctrico (ER, EG e EB) [14].

Devido as distores introduzidas pelos tubos tanto na gerao do sinal quanto narecepo da imagem, essas componentes passam inicialmente por um processo decorreco chamado correco gama, que compensa as distores introduzidas pelostubos tanto na gerao do sinal quanto na reproduo da imagem, conforme a Figura3.3. Logo depois ocorre a filtragem dos sinais eltricos de maneira a limitar seus

espectros, evitando-se o efeito de aliasing (sobreposio das componentes espectrais)no processo de amostragem.

Figura 3.3: Etapa de amostragem e digitalizao do sinal [14]

Amostragem

de vdeo

analgico

Redundncia

Temporal Buffer

Redundncia

Espacial

VLC

RLC

Controle

FluxoDados


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O processo de amostragem, dado pelo bloco conversor A/D na figura 3.3, tem afinalidade de converter o sinal analgico para a forma digital. Para tal, tomam-seamostras do sinal a intervalos peridicos. Todavia para que o sinal original sejarecuperado, a partir do sinal amostrado, preciso que a frequncia de amostragem

obedea ao critrio de Nyquist, onde a frequncia de amostragem deve ser maior ouigual ao dobro da mxima frequncia do sinal amostrado. Caso a frequncia deamostragem seja inferior frequncia de Nyquist, isto menor que o dobro dafrequncia do sinal amostrado, o sinal no ser recuperado completamente, pois hsobreposio espectral, resultando em distores nas frequncias mais altas [5].

Depois do processo de amostragem, cada amostra quantizada e representada porum nmero fixo de bits que varia entre 8 e 10 bits/amostras. Desta forma, obtm-seos sinais discretos no tempo e na frequencia.

Em seguida, esses sinais passam por uma transformao linear que os converte emduas componentes de crominncia (tonalidade da cor) ECR e ECB e uma componentede luminncia EY (intensidade luminosa). Estas componentes contm as informaesdas trs diferentes cores que so reproduzidas na tela. Visto que a sensibilidade doolho humano para as cores inferior respectiva sensibilidade para o brilho, isto , oolho humano tem maior sensibilidade as variaes de luminncia do que decrominncia, algumas amostras de sinais de crominncia so desprezadas,aumentando assim a compresso, sem a perca da qualidade da imagem.

O padro MPEG-2 utiliza vrios formatos para digitalizao dos sinais de vdeo,dentre estes:

Formato 4:4:4 formato usado para teleprodues de altssima qualidade. Formato 4:2:2 formato mais utilizado, que fornece imagem de muito boa

qualidade.

Formato 4:2:0 formato em que o sinal de uma linha amostrado com 4:2:2 e oda linha seguinte amostrado com 4:0:0, ou seja sem as componentes de

crominncia. Isto possvel porque o nosso olho tem menor sensibilidade para ascores do que para a luminncia.

Logo depois, os quadros de imagens so submetidos a um tratamento deeliminao de redundncia temporal, para aumentar o ndice de compresso doprocesso, processo este que reduz a taxa de bits em at 174 Mb. A redundnciatemporal consiste no aproveitamento da similaridade existente entre os quadros que,em sequncia formam uma imagem dinmica. As imagens so separadas em quadrosde 1616 pixis e baseada na semelhana entre um quadro e os posteriores, para cada

um deles, um vector de movimento estimado, codificado e transmitido. Para que aqualidade da imagem no seja comprometida, o erro de estimao, definido como a


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diferena entre um quadro e sua estimao, tambm transmitido. A esse processo dado o nome de predio por compensao de movimento.

Para garantir uma correcta estimao e compensao de movimento, o MPEG-2

define sua sequncia com trs tipos de quadros:

Quadros I (Intra Frames) quadros completos, usados no incio da sequencia. Quadros P (Predicted Frames) quadros baseados no quadro anterior, podem

ser usados como referencia para os prximos quadros e possuem altacompresso.

Quadros B (Bidirectional Frames) - possuem a informao das diferenas entre oquadro actual e o quadro anterior e posterior.

A redundncia espacial refere-se a semelhana dos pixis adjacentes de umaimagem. Partes de uma imagem, por exemplo o chamado pano de fundo, podemsofrer perdas sem significncia para a qualidade da imagem.

Tendo como base o conceito de que a eliminao de altas frequncias no causadegradaes perceptveis na imagem, o MPEG-2 converte a amplitude espacial daimagem em frequncia espacial por meio da DCT (Transformada Discreta doCosseno). Esse processo tem por objectivo de concentrar e energia em poucoscoeficientes.

O processo de aplicao da DCT feito aps a diviso da imagem em blocos de 8 x8 pixis, resultando em coeficientes que representam a frequncia espacial.Dependendo do nmero de detalhes contidos no bloco original, boa parte doscoeficientes assumir valores prximos de zero, sendo esses valores passveis deserem descartados. Esse processo reduz consideravelmente a taxa de informao aser transmitida, sendo completamente reversvel e uma compresso sem perdas ato momento em que os coeficientes de baixo valor so descartados.

Os coeficientes da DCT so quantizados para reduzir sua amplitude e aumentar o

nmero de coeficientes iguais a zero, sendo possvel descartar mais informaes queso visualmente insignificantes. Durante todo o processo de codificao do MPEG2,esse o estgio em que ocorrem maiores perdas [16].

Aps o sinal de vdeo passar pela quantizao, ele codificado pelo processodenominado RLC (Run Lenght Code), que agrupa de forma eficiente as informaescom semelhanas repetidas, em conjunto com o processo VLC (Variable LenghtCode), que atribui smbolos de menor comprimento s informaes mais usuais.Dessa forma, quanto maior o nmero de elementos repetidos, maior a eficincia da

codificao.


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O buffer o dispositivo destinado a controlar o fluxo de dados, garantindo que ataxa de bits na sada do compressor seja sempre constante. O controle dessa taxa feito durante o processo de quantizao.

Aps todas essas etapas, a taxa de compresso obtida pode ser superior a 50:1 oque significa que um sinal de vdeo de HDTV digitalizado que possui uma taxasuperior a 1Gbps passa a ter uma taxa de 19,39 Mbps depois de comprimido.

3.2.2 Codificao do sinal de udio

Como apresentado no captulo anterior, os sistemas de televiso digital buscamum sistema sonoro igual ao apresentado no CD. O codificador de udio,aproveitando que o ouvido humano possui a caracterstica de no ser um aparelhoperfeito para captar sons, consegue reduzir os dados de um CD emaproximadamente doze vezes, sem perda significativa de qualidade.

O MPEG-2 udio foi desenvolvido com base no MPEG-1, proporcionando maiorqualidade e maior eficincia, oferecendo um padro de qualidade necessrios parasatisfazer os requisitos para as redes digitais. Alm do suporte para canaismonofnicos e estereofnicos, existentes no MPEG-1, o MPEG-2 possibilita aexistncia de seis canais que formam a configurao 5.1 (canais de udio esquerdo,direito, central, dois canais surround e um canal de graves, chamado sub-woofer).Esta configurao permite ter em casa o som com o mesmo desempenho de algumassalas de cinema, permitindo a reproduo de um som estereofnico mais realista.

O MPEG-2 udio possibilita a existncia de canais para a transmisso em outrosidiomas, aumentando o poder de escolha do telespectador.

Para efectuar a compresso de udio, existem duas alternativas: a primeiraconsiste em reduzir a frequncia de amostragem, e a segunda, em reduzir a resoluoda amostra para um valor inferior. Para se obter uma qualidade, no se pode fazergrandes alteraes na frequncia de amostragem, pois o ouvido humano escuta at

20 KHz.

Assim, obedecendo ao teorema de Nyquist, necessrio que a taxa de amostragemseja equivalente a duas vezes a frequncia que se deseja transmitir. Portanto, o sinalde udio precisa ser amostrado 44.000 vezes por segundo, j que a faixa defrequncia audvel pelo ouvido humano de 16 a 20 KHz. Fazendo uso de umcdigo de 16 bits tem-se uma taxa de 704 Kbps. J para a transmisso de msicaestreo, em que so produzidos duas vezes a taxa de bits do canal mono, tem-secomo resultado uma taxa de 1,4 Mbps, que precisa passar por um processo de

compresso para possibilita a sua transmisso.


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A razo de escolher um cdigo de 16 bits deve-se ao facto de obtermos umamelhor relao sinal-rudo. Para cada bit que se adiciona ao cdigo h uma melhoriade 6 db na relao sinal-rudo. Quando se utiliza um cdigo com um nmero menorde bits por amostra, como por exemplo o cdigo de 8 bits, pode-se ainda perceber o

rudo de fundo nos momentos de silncio de msica. Entretanto, para a codificaocom 16 bits, se o nvel do som elevado, o ruido no perceptvel, visto quequalquer aco acstica que acorra ao mesmo tempo, mas com intensidade menor,no ser ouvida pois este ser mascarado pelo som principal e de maior intensidade.Este efeito chamado efeito mscara.

3.3 Camada de middleware

A camada de middleware uma camada de software em que os cdigos das

aplicaes so compilados no formato adequado para sistema operacional,permitindo que tal cdigo funcione em varias plataformas de recepo e vice-versa,isto , informaes podem ser injectadas e tratadas no middleware. Ele permite queas aplicaes sejam transmitidas e executadas paralelamente a programas de TV,alm de facilitar a execuo de uma dada aplicao em diferentes dispositivos, comdistintos fabricantes e padronizaes [2].

A padronizao do middleware no mbito da TV Digital envolve umaproblemtica, j que os padres de TV Digital adoptaram diferentes middleware. A

Europa vincula seu sistema DVB ao MHP, os Estados Unidos responsveis peloATSC, incorporaram o DASE, e o Japo detentor do ISDB acoplou-o ao ARIB.

Multimedia Home Plataform (MHP) um middleware que possibilita a interacocom uma grande quantidade de servios, entre eles a rede mundial decomputadores, Internet. Nesse middleware destacam-se a interoperabilidade e asegurana no trnsito de informaes. Por ser um padro de natureza aberta, o MHPpossibilita alteraes por parte de projectistas.

O padro norte-americano DASE (Digital Television Application SoftwareEnvironment) consiste em uma camada de software que disponibiliza, em receptorcomum, o tratamento da programao e dos aplicativos.

No ARIB (Association of Radio Industries and Business) japons, os sinais devdeo, udio e dados so multiplexados e transmitidos em um fluxo empacotado (talcomo o transport streams, a cadeia de transporte do MPEG-2). So disponibilizadoscanais para que se estabelea a interactividade de comunicaes de modo que osreceptores tambm possuam como funo, alm de operarem como televisores, oacesso a servio de dados, possibilidade de interaco com aparelhos moveis detelefonia celular, suporte a comunicaes com dispositivos que acoplam Bluetooth,


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Wi-Fi, transmisso de dados por radiao infravermelha, entre outras tecnologias derede.

O principal elemento fsico do middleware o Set-Top-Box, conhecido como

Unidade Receptora-Decodificadora. um aparelho que dispe de hardware, bemcomo de software e cujas funes incluem:

Recepo de sinais provenientes de TV Digital; Reproduo de imagens digitalizadas transmitidas a partir de emissor analgico; Verificao dos direitos de acesso ao contedo; Analise dos nveis de segurana definidos; Interaco dos servios.

Com o Set-Top-Box, em uma comunicao bidireccional, estabelece-se aviabilidade do envio vdeos sob demanda (a gravao de vdeos, udios e dados nodisco rgido do Set-Top-Box por download), da operao de jogos, realizao detransaes bancarias e do comercio eletrnico (usando cartes de credito eletrnicosacoplados as Set-Top-Boxes), bem como a descompresso de sinais de udio e vdeo,o tratamento de programas criptografados, a gravao de programas e aarmazenagem de aplicativos, entre outras funes.

Atravs do Set-Top-Box e do seu middleware associado, pode-se consultar e

enviar e-mails, acessar a pginas na Internet, fazer cursos on-line, acessar a salas debate-papo, entre muitas facilidades.

Vale ressaltar que, as aplicaes so independentes do Set-Top-Box, pormdependem do padro de middleware adoptado, ou seja, uma aplicaodesenvolvida, por exemplo, para o middleware DASE no compatvel com o MHPe o ARIB [16].

3.4 Camada de transporte

A camada de transporte recebe as sequncias de bits geradas peloscodificadores de udio, vdeo e de dados auxiliares e realiza a multiplexao dosmesmos, produzindo, em sua sada, uma nica sequncia de pacotes, sendoutilizado o padro MPEG-2 TS (Transport Streams Fluxo de Transporte) pararealizar esta tarefa [18].

Existem duas maneiras para se realizar a codificao dos pacotes: o fluxo deprograma (programme stream) ou o fluxo de transporte (transporte stream). Nofluxo de programa os pacotes gerados possuem tamanho varivel e geralmente

grande. Este tipo de fluxo utilizado em sistemas de transmisso com baixaprobabilidade de ocorrncia de erros, o que no o caso de sistemas de televiso.


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No fluxo transporte os pacotes possuem tamanho fixo de 188 bytes, sendomais adequados para tratamento de erros. O tamanho reduzido de 188 bytes dopacote proposital, pois no caso de ocorrer perda devido a interferncias externas,a ressincronizaro do vdeo ou do udio no ser seriamente afetada [19] [20].

A sequncia de pacotes demultiplexada no receptor, onde as sequncias de bitsso reconstruidas e levadas at seus respectivos decodificadores.

A sincronizao do receptor e a deteco de erros s so possveis devido existncia de dados no cabealho de cada pacote de bits.

Antes de ocorrer a multiplexao e a organizao dos pacotes, as sequncias debits podem ser organizados em Packetized Elementary Streams (Pacotes deSequencias Elementares), que tm como objetivo possibilitar a sincronizao dassequncias elementares de bits de cada programa. As sequncias de bits de udioe vdeo so sempre organizados em segmentos PES. O processo pode se dar nosistema de multiplexao ou no prprio codificador de bits.

A multiplexao na camada de transporte realizada em duas etapas. Primeiro,as sequncias de bits geradas pelos codificadores so multiplexadas entre si

juntamente com uma sequncia de bits de controle, que recebe o nome deElementary Stream Map. O resultado dessa multiplexao de bits forma umprograma de televiso. A Figura 3.4 ilustra a multiplexao nesse nvel, supondoque as sequncias elementares j esto na forma de pacotes de transporte.

Figura 3.4: Multiplexao de fluxos elementares [16]

Na segunda etapa da multiplexao os programas so multiplexados entre si ecom uma sequncia de bits de controle de nvel hierrquico mais elevado,conhecida como Program Stream Map,formando, ento, a sequncia de transportedo sistema, como podemos ver na Figura 3.5 [21].

Figura 3.5: Multiplexao de programas [16]


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3.5 Camada de codificao de canal e modulao

O modulador em um sistema de TV Digital compe-se primordialmente de trsblocos fundamentais: o codificador, o estruturador de quadro e o modulador. O

codificador tem como principal objectivo tornar o sinal digitalizado robusto ainterferncias. O estruturador de quadro monta a estrutura de quadro do sinal digitale acrescenta informaes de sincronismo e controle. O modulador, que pode serCOFDM ou 8-VSB dependendo do padro de TV Digital, efectua a modulao daportadora e desloca o sinal modulado para uma frequncia intermediaria (FI). Aseguir, ocorre a converso de frequncia, em que o sinal transferido da FI para afrequncia do canal de TV desejado.

Uma das principais diferenas entre os padres de TV Digital o sistema de

modulao adoptado por cada um deles. Ao passo que o padro ATSC adpotou oesquema de modulao 8-VSB, semelhante ao utilizado nos sistemas de TVAnalgica, os padres DVB-T e ISDB-T adoptaram o COFDM [22].

3.5.1 Modulao 8-VSB

O uso de tcnicas de compresso como o MPEG-2 permite o empacotamento desinais (de vdeo, udio e dados) com uma taxa de dados na ordem de 19 Mbit/s. Oencaixe dessas informaes em uma largura de banda de 6 MHz no canal de

radiofrequncia envolve um processamento designado modulao 8-VSB. Amodulao 8-VSB um esquema de modulao de amplitude de 8 nveis que temcomo principal caracterstica ser um sistema de portadora nica (sistema usado pelopadro ATSC norte-americano). A Figura 3.6 ilustra o processo de modulao 8-VSB.

Figura 3.6: Processo de modulao 8-VSB [17]

O codificador constitudo pelos blocos sincronizador quadro, aleatorizador dedados, cdigo Reed Solomon, entrelaador de dados e o codificador de trelia [21].

Modulao 8-

VSB

Converso de

Frequncia

Codificador19,39 21,45 32,18Mbps Mbps Mbps

Estruturador de quadro

Insero de

Sincronismo

Insero de

Piloto

Aleatorizador

de Dados

Cdigo Reed

Solomon

Entrelaador

de DadosCodificador

de Trelia

Sincronizador

de Quadro


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O bloco de sincronismo de dados recebe o feixe digital de 19,39 Mbps, formadopelos pacotes sequenciais de 188 bytes, identifica os pontos de incio e trmino decada pacote e remove o primeiro byte de cada pacote, o byte de sincronismo.

O aleatorizador de dados tem como funo tornar aleatria a distribuio dosbytes dentro de cada pacote de dados. Esta etapa necessria para evitar aconcentrao de energia no espectro do sinal modulado, que ocorre devido arepetio de padres de dados. Se este bloco no existisse, o sinal modulado teria asua imunidade a interferncias comprometida e a existncia de interferncias entrecanais de TV tornar-se-ia evidente.

O codificador Reed Solomon um Forward Error Correction Code (FEC), cujafuno permitir que o receptor seja capaz de detectar e corrigir erros no sinal digital

modulado e regenerado. Este codificador acrescenta 20 bytes de redundncia paracada 187 bytes, formando um segmento de 207 bytes totais. O receptor pode detectare corrigir at 10 bytes errados em cada segmento. de realar que, com o acrscimodestes bytes, a taxa de bits do sinal aumenta de 19,39 Mbps para 21,45 Mbps.

O prximo bloco o entrelaador de dados (Data Interleaver), cuja funo a deembaralhar os dados vindos do codificador Reed Solomon, com o objectivo deespalhar os erros causados por interferncias, como o rudo impulsivo (burst). Esteembaralhamento distribui os erros provocados pelo ruido em bytes de vrios

segmentos, o que em conjunto com o FEC, garante uma imunidade do sistema arudos impulsivos.

No ltimo bloco do codificador inserido um segundo cdigo corretor de erros, ocodificador de trelia, que age de forma complementar ao codificador Reed Solomon,tendo como objectivo detectar e corrigir erros gerados por interferncias no canal deTV. O que o difere do Reed Solomon a maneira de corrigir os erros. Neste blocogera-se trs bits na sada a cada dois bits introduzidos na entrada, sendo que oprimeiro bit de entrada copiado na sada, de maneira a melhora a redundncia da

informao. O segundo bit de entrada d origem a dois bits na sada, utilizando-seum codificador de razo 1/2. Desta forma, quatro (22) possveis estados de entradado origem, ento, a oito (23) diferentes estados na sada. Neste caso, o codificador de razo 2/3. Cada um dos oito estados possveis representa um estado diferente daamplitude do sinal modulado. A taxa de bits na sada deste codificador passa deaproximadamente 21,45 Mbps para 32,18 Mbps.

No estruturador de quadro, ocorre a insero de bits adicionais de sincronismo e osinal digital convertido, smbolo a smbolo, em um dos oito diferentes nveis de

tenso. Um pequeno sinal DC inserido com o objectivo de gerar um sinal piloto demesma fase e frequncia da onda portadora, que suprimida no estgio seguinte


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Figura 3.7: Ortogonalidade de portadoras de um sinal OFDM [22]

Por causa disso a tcnica OFDM apresenta maior eficincia espectral que a FDM

convencional, obtendo-se uma economia de banda de aproximadamente 50%, comomostrado na Figura 3.8.

Figura 3.8: Anlise comparativa da ocupao espectral da modulao FDM eOFDM [22]

A tcnica COFDM se mostra bastante resistente s interferncias intersimblicascausadas por multipercurso, isto , informaes originadas por reflexes de naturezatopogrficas como montanhas, colinas, edifcios, veculos, etc. O sinal que enviadopelo transmissor percorre mltiplos caminhos at chegar ao receptor, que recebediversas verses do sinal enviado. O receptor para decodificar o sinal ira analisar

cada smbolo e se o atraso entre as verses recebidas do sinal for maior que a duraode cada smbolo ocorrer a interferncia intersimblica [24].

O esquema de modulao de mltiplas portadoras permite que a durao de cadasmbolo seja bastante superior aos sistemas de portadora nica. Isso torna a tcnicaCOFDM bastante robusta a interferncias multipercurso.

Assim para eliminar a interferncia e aumentar a robustez do sistema COFDM,introduz-se um intervalo de guarda a cada smbolo, fazendo com que a durao dosmesmos seja maior e reduzindo ainda mais as chances de ocorrer a interfernciaintersimblica.


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Outra interferncia que pode ocorrer a interferncia entre as portadoras. Maspara que isto no ocorra, o smbolo COFDM estendido ciclicamente no intervalo deguarda. Isto quer dizer que acrescentamos ao incio de cada smbolo uma certaquantidade de amostras da parte final do mesmo.

O COFDM um sistema verstil, visto que os seus parmetros podem serconfigurados de acordo com as necessidades do transmissor, como por exemplo, onmero de portadoras, a durao do intervalo de guarda e de cada smbolo, taxas decdigo de correo de erros, espaamento e tipos de modulao por portadora, tudodependendo do sistema a ser projectado. A escolha destes parmetros influenciadadirectamente pelos requisitos do sistema, como por exemplo, largura de banda e taxade bits desejada. A Figura 3.9 mostra um esquema simplificado do sistema COFDM.

Figura 3.9: Processo de codificao e modulao OFDM [17]

Os detalhes pormenorizados do modo de modulao e transmisso desta tcnica,sero vistos no prximo captulo.

3.5.3 Modulao de portadora nica versus mltiplas portadoras

As tcnicas de modulao por portadora nica (SCM) so muito sensveis s

interferncias causadas por rudos impulsivos e pelo multipercurso visto que, cadasmbolo tem curta durao. Para se eliminar os erros causados pelas interfernciasso utilizados complexos equalizadores nos receptores dos sistemas SCM, e mesmoassim estes no tm o mesmo desempenho que os sistemas de mltiplas portadoras[25].

Por outro lado a tcnica de mltiplas portadoras (MCM) promove umdesempenho muito melhor face ao rudo impulsivo e mltiplos percursos, visto quecada smbolo pode ter o seu perodo de transmisso aumentado, de tal maneira que

seja muito maior que a durao das interferncias.

Intervalo de

Guarda

Converso de

Frequncia

Codificador

Estruturador de quadro

Mapeamento

de bitsMontagem

dos quadros

Codificador

externo

Entrelaador

externo

Codificador

internoEntrelaador

interno

Aleatorizadorde Dados

Insero dePiloto

Modulador

OFDM


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Os sistemas MCM protegem o sinal antes da transmisso, enquanto os sistemasSCM tentam eliminar as degradaes do sinal provocadas pelo canal comequalizadores no receptor.

A desvantagem da tcnica MCM a elevada complexidade de implementao dosprocessos de modulao e demodulao, que crescem com o aumento do nmero deportadoras.

12 - capitulo 3 - elementos de um sistema de televisão digital

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