fUNCIONAMENTO

Para fornecer um broadcast robusto e de um sentido, o DVB-H utiliza C-OFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Esta tecnologia de multiplexagem envolve a divisão de um canal com uma grande largura de banda em vários canais com larguras de banda mais pequenas, chamados sub-carriers. Transmitindo em múltiplos canais aumenta a robustez do sistema contra distorções que ocorrem quando múltiplos caminhos de transmissão existem entre o transmissor e o receptor.

O DVB-H foi desenhado para suportar canais com larguras de banda de 5, 6 ,7 e 8 MHz e trabalha no espectro VHF ( Very High Frequency, 30 a 300 MHz) e UHF ( Ultra High Frequency, 300 MHz a 3GHz ).

O DVB-H oferece vários parâmetros operacionais, de modo a suportar os vários ambientes onde é utilizado. Alguns destes parâmetros são o tamanho FFT, esquemas de modulação, ritmo de codificação (code rate), intervalo de segurança (guard interval), time slicing, MPE-FEC e In-Depth Interleavers. Estes parâmetros serão agora explicados em mais pormenor. 

FFT – Este parâmetro especifica o número de sub-carriers usados para OFDM. O DVB-H suporta 2K, 4K e 8K (2000, 4000 e 8000 sub-carriers). Em modo 2K, o espaçamento entre carriers é 4 vezes maior que o espaçamento no modo 8K, logo o receptor consegue tolerar até 4 vezes o máximo de Doppler shift tolerável. Deste modo um receptor consegue receber e desmodular uma transmissão 2K a altas velocidades de recepção. Em contrapartida o modo 8K suporta uma maior área de cobertura, uma vez que o seu período de símbolo é 4 vezes maior que o do modo 2K, o que minimiza a probabilidade de interferência intersimbolos (ISI) e consequentemente permite uma maior área de cobertura. Finalmente o modo 4K permite um compromisso entre a grande rapidez do modo 2K e a maior área de serviço oferecida pelo modo 8K possibilitando uma maior flexibilidade no design da rede.

Esquema de modulação – O DVB-H suporta numerosos esquemas de modulação incluindo QPSK, 16-QAM e 64-QAM. Os esquemas de modulação de ordem mais baixa como o QPSK, fornecem services com um bit-rate mais baixo, mas com uma robustez de sinal maior. Os esquemas de ordem superior como o 64-QAM suportam um maior ritmo de transmissão com um custo de diminuta robustez de sinal.

Code Rate – Pode variar entre 1/2 e 7/8, e determina o rácio de bits de dados úteis contra o ritmo de dados geral incluindo bits de protecção. Com mais bits de protecção a consumir o ritmo de dados geral, um ritmo de código menor irá aumentar a correcção de erros, o que aumentará a robustez do fluxo de bits, mas diminuirá o fluxo de informação útil.

Do mesmo modo, se aumentarmos o ritmo de código aumenta também o ritmo de dados, o que leva a um fluxo de bits menos robusto.

Guard Interval – Para adicionar robustez adicional, o DVB-H define um intervalo de segurança (Guard Interval), que varia em comprimento de 1/4 a 1/32 vezes a duração do símbolo. Este parâmetro foca a ISI que resulta quando sinais multi-path incorrem em diferentes atrasos de tempo em rota para o receptor provocando “atropelamento” dos sinais seguintes. Inserir um intervalo de segurança envolve copiar uma pequena parte do fim do símbolo e concatená-la com o princípio do símbolo, provocando redundância. O comprimento do intervalo determina quanta informação irá ser repetida no princípio do símbolo. Um intervalo de segurança maior aumenta a tolerância dos sinais ao ISI, à custa de um maior overhead e um ritmo de dados mais baixo.

Tabela 3 - Ritmo de dados úteis (Mbit/s) para um canal  5MHz utilizando parâmetros de transmissão DVB-H específicos. (ampliar imagem)

Time-Slicing – Esta característica reduz o consumo de energia médio do receptor, o que implica uma grande poupança de bateria. Envolve a transmissão de dados em “rajadas” com alto ritmo de transmissão ao contrário de um fluxo constante com baixo ritmo de transmissão. Isto pode ser visto na Fig. 5. Services 1, 2 e 3 representam serviços DVB-H.

 O receptor liga-se quando as “rajadas” de dados do serviço pretendido são transmitidas e desliga-se quando as “rajadas” de outros serviços chegam. Cada “rajada” indica o tempo de começo da próxima, designado por delta-t, dentro do serviço pedido para que o receptor saiba quando precisa de ligar e receber a próxima transmissão. Delta-t não será afectado por atrasos de tempo constantes uma vez que é um valor de tempo relativo e não constante. Usando o delta-t em vez de um valor constante elimina-se a necessidade de sincronização entre o transmissor e o receptor. Aquando da chegada de uma “rajada”, os dados são guardados num buffer do receptor para serem vistos em tempo real ou guardados para serem usados mais tarde. Representado também na Fig. 3 está o serviço DVB-T, indicado pelo Service 4, e as tabelas PSI/SI ( Program Specific Information – Service Information). Estas tabelas, combinadas, permitem que o descodificador faça a desmultiplexagem e selecione o serviço pretendido.

Fig. 5 - Time Slicing para serviços DVB-H/T. (ampliar imagem)

MPE-FEC – O DVB-H especifica uma camada opcional FEC (Forward Error Correction) no MPE (Multi-Protocol Encapsulation) para melhorar a recepção em condições móveis difíceis. Isto permite recepção com pequenas antenas, construídas dentro do terminal, comuns em receptores DVB-H. Especificamente a codificação adicional melhora o desempenho C/N (carrier-to-noise) e o desempenho Doppler em canais móveis. A adição do MPE-FEC aumenta também a tolerância do receptor a interferências causadas por fontes tais como equipamento industrial, electrodomésticos, veículos e linhas de alta tensão.

In-Depth Interleavers – Esta opção permite aos modos 2K e 4K utilizarem interleaving, que tira partido da memória adicional necessária para efectuar o interleaving do 8K. Isto permitirá a utilização de toda a memória do 8K, enquanto se opera em 2K e 4K. A Figura (Fig. 6) seguinte ilustra como a memória do interleaver de 8K pode ser usada para aumentar a profundidade dos interleavers de 2K e 4K. Ao usar toda a memória do 8K o interleaving de 2K irá quadruplicar e dobrar a de 4K; o interleaver utiliza 4 símbolos OFDM consecutivos em modo 2K e 2 em modo 4K. Interleaving melhora a recepção em canais e fornece maior protecção contra interferência de impulses.

Fig. 6 - DVB-H In-Depth Symbol Interleaving. (ampliar imagem)