1 NOV 2010 ➢ 1 – Objetivo ➢ 1 apresentar e descrever os componentes do diagrama de blocos da camada física dos diversos padrões de Televisão Digital e também o diagrama de blocos correspondente ao ISDBT, ambos disponíveis em [1] 2 – Camada física a figura abaixo representa o diagrama em blocos generalizado da camada física para todos os padrões de TV Digital Figura 2.1 – Camada física dos sistemas de TV Digital [1] 2.1 – Bloco de Dispersão de energia objetivo: distribuir a energia do sinal de entrada em toda a largura de faixa disponível 2.2 – Bloco de Codificação Externa finalidade: introduzir redundâncias que irão permitir ao decodificador, no receptor, corrigir erros introduzidos pelo canal de comunicação nos padrões de TV Digital, o código externo é um Reed Solomon que trabalha com pacotes de 188 ou 187 bytes Reed Solomon é um código corretor de erros em blocos que é aplicado coletivamente para o Transport Stream – TS total que irá formar o pacote de dados do canal. Em cada símbolo de 188 bytes são adicionados mais 16 bytes de paridade corrigindose assim, até 8 bytes errados 1 NOV 2010 2 2.3 – Entrelaçador Externo tem como função evitar que os erros em rajada introduzidos no canal sejam apresentados também em rajadas para o decodificador externo erros em rajada devem ser evitados porque a capacidade de correção do Reed Solomon é limitada a alguns bytes por palavra código a figura 2.2 ilustra de forma precisa o funcionamento do entrelaçador. Conforme podemos verificar nesta figura, os símbolos transmitidos (S0 a S9) foram entrelaçados em uma sequência aleatória. Devido a interferência do canal de transmissão, os símbolos S1, S6 e S9 foram corrompidos, chegando logo em seguida até o receptor onde foram desentrelaçados e a partir de então, a interferência ou os erros em rajada ora ocorridos não interferem de forma significativa durante a remontagem do sinal transmitido Figura 2.2 – Exemplo de funcionamento do entrelaçador [1] 2.4 – Codificação Interna função similar à função do bloco de codificação externa, ou seja, o objetivo é aumentar a robustez do sistema frente às interferências do canal através da inserção de redundâncias o código externo trabalha com bytes e o código interno opera com bits 1 NOV 2010 2.5 – Entrelaçador Interno o ISDBT e, consequentemente, o SBTVD, emprega um sistema com múltiplas portadoras e modulação MQAM, denominado de COFDM. Portanto, o bloco modulador será responsável pela modulação dos sinais para que possa ser possível a transmissão dos mesmos os sistemas COFDM apresentam alta robustez frente aos múltiplos percursos do canal, uma vez que o sinal a ser transmitido é distribuído em N subcanais de faixa estreita 2.7 – Transmissor ➢ a capacidade de correção do código interno também é limitada, assim, é necessário evitar erros de bit em rajada no receptor empregando um entrelaçador interno (entrelaçador de bit) na saída do codificador interno para garantir um desempenho satisfatório do sistema 2.6 – Modulador 3 o bloco transmissor é responsável por transladar o sinal de bandabase para a frequência de canal e também por fornecer o ganho de potência para que a cobertura desejada seja alcançada 3 – Sistema de Transmissão SBTVD o sistema brasileiro de televisão digital é derivado do sistema japonês ISDBT. No entanto os pesquisadores brasileiros introduziram modificações na camada de compressão e na camada de middleware tornando o SBTVD mais eficiente e, ao mesmo tempo, ajustado às diversas características do mercado brasileiro no capítulo 2 foi apresentada a camada física para os diversos sistemas de TV Digital, agora, serão tratadas as particularidades da camada física do sistema ISDBT voltado aos aspectos do sistema de transmissão desenvolvido para esse padrão o figura 3.1 traz o diagrama de blocos do sistema de transmissão do SBTVD 1 NOV 2010 4 Figura 3.1 – Sistema de transmissão ISDBT [1] Através do Anexo I, figura 3.1a, podemos ver outra forma de divisão do sistema de transmissão do SBTVD, o diagrama de blocos da figura 3.1 agora está dividido em três seções sendo elas: Módulo multiplexador; Seção de codificação de canal; Seção de Modulação. Figura 3.1a – Sistema de transmissão ISDBT 3.1 – Módulo multiplexador o módulo multiplexador irá reunir até três feixes de TS proveniente de distintos codificadores para formar um único feixe que será entrega à seção de codificação de canal 3.2 – Seção de Codificação de Canal a codificação de canal tem por objetivo introduzir algoritmos ao sinal, para auxiliar o receptor durante a fase de reconhecimento e correção de erros causados pelo canal de transmissão isto é feito através de estágios de processamento de bits conforme o diagrama de figura 3.1 1 NOV 2010 5 o código Reed Solomon é aplicado coletivamente para o TS total que irá formar o pacote de dados do canal para a transmissão hierárquica, o TS resultante é novamente dividido no conjunto de informações dos pacotes originais, em um máximo de três TS’s paralelos de processamento a seguir, aplicase o sinal ao dispositivo dispersor de energia, evitandose assim a repetição de grandes sequências de 0 ou 1, aplicado a cada seção de processamento paralelo o ajuste de atraso, juntamente com o bit interleaving, equaliza o tempo de transmissão e recepção de todas as camadas por fim, sinal é aplicado ao codificador interno convolucional puncionado, com código mãe de ½ e comprimento de compressão K igual a 7 3.3 – Seção de Modulação no processo de modulação das portadoras, os bits do sinal de entrada são entrelaçados e mapeados pelo esquema definido para cada camada hierárquica, conforme a tabela 3.1 Tabela 3.1 – Mapeamento de portadoras. por trabalhar com modulações de diferentes níveis, é necessário normalizar a máxima energia de símbolo das diferentes modulações • é utilizado um fator de normalização ao símbolo de cada camada uma vez que todos os parâmetros já foram configurados em cada camada, os dados das camadas do sistema são novamente combinados • nesta fase ocorre então a segmentação do canal (BSTOFDM) o entrelaçador no tempo irá inserir atrasos entre as portadoras do segmento de forma que uma sequência de dados não seja transmitida num mesmo instante, evitandose assim que desvanecimentos em rajada corrompam o sinal o entrelaçador na frequência executa um embaralhamento nas portadoras de um mesmo segmento, de forma a dar um aspecto aleatório ao espectro de frequências, efetuando uma proteção e reduzindo, assim, os efeitos destrutivos do canal no sinal transmitido para formação do quadro OFDM, são adicionados os sinais piloto, de controle e sinais auxiliares, a saber: • Sinais Piloto • CP (Continual Pilot): este sinal serve de referência nos segmentos que utilizam modulação diferencial 1 NOV 2010 • • • 6 SP (Scattered Pilot): garante o sincronismo para os segmentos que utilizam modulação síncrona Sinais de Controle • TMCC: o TMCC carrega informações de configurações de cada segmento, de modo que o receptor saiba como demodular e decodificar o sinal recebido Sinais Auxiliares • são sinais responsáveis por transportar qualquer tipo de informação adicional ao sistema finalmente, os quadros OFDM são formados com a organização dos símbolos que serão posteriormente transmitidos
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