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Arquitectura Geral
DVB-S
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MHP
Conclusão
Referências

O DVB-T foi a designação adoptada pelo projecto DVB para a norma referente ao sistema de difusão digital terrestre. Os requisitos comerciais, especificados em 1994, e técnicos que levaram ao aparecimento e especificação desta norma definiam, como objectivo principal a criação de um sistema que permitisse uma recepção estacionária, recorrendo a antenas no telhado. Estes requisitos pretendiam também que o novo sistema permitisse:

  •  Similaridade ao DVB-S e ao DVB-C;
  •  Uso de redes facilmente configuráveis utilizando uma única frequência, que coexistisse com os sistemas analógicos em vigor sem interferir com estes;
  • Receptores de baixo custo;
  • Estudo da possibilidade de recepção móvel.

O estabelecimento de uma rede de difusão nacional de frequência única, single-frequency network (SFN), uma vez que todos os emissores da rede devem emitir exactamente o mesmo fluxo binário ao mesmo tempo, implica a sincronização de diversos transmissores que operam à mesma frequência e difundem o mesmo conteúdo

O projecto DVB-T apresenta, actualmente, um conjunto de técnicas que permitem realizar não a recepção em terminais fixos, como também portáteis ou móveis, como receptores em veículos automóveis de topo-de-gama.

A arquitectura de um sistema DVB-T está representada na figura seguinte. Para além dos blocos normais do DVB, estão também presentes um Interleaver adicional e os correspondentes à modulação específica deste sistema.

O conteúdo a transmitir codificado em MPEG-2 é multiplexado em transport stream (TS) do tipo MPEG-2 Sistema.

Esta norma foi definida procurando fornecer uma transmissão robusta do sinal desde os transmissores até aos receptores, algo que não é tarefa simples devido ao meio de propagação utilizado apresentar várias contrariedades à transmissão, como é o caso da propagação multi-percurso e desvanecimento. Nesse sentido, as especificações são muito exigentes quanto à utilização de mecanismos de codificação de canal e modulação.

Para além dos blocos comuns para codificação de canal utilizados nas normas anteriores, o DVB-T impõe também a utilização de um Interleaver para ultrapassar eventuais canais selectivos em frequência devido ao aparecimento de ecos. Este interleaver adicional realiza em frequência algo semelhante ao que um Interleaver normal realiza no tempo. Os símbolos resultantes modulam várias portadoras, podendo ser utilizados vários tipos de modulação (QPSK, 16-QAM ou 64-QAM), de um esquema OFDM (Ortogonal Frequente Division Multiplexer). O sistema DVB-T possibilita uma modulação hierárquica, ou seja, a transmissão de dois conteúdos multimédia independente no mesmo sinal através do uso de modulações distintas consoante a prioridade da informação enviada. Obviamente, a robustez face a erros de transmissão é diferente para os dois casos. Se as condições de recepção forem degradadas, uma constelação pode reduzir a sua dimensão de modo a receber os bits mais significativos.

A modulação que apresenta melhores performances num canal caracterizado por variações temporais devido à mobilidade de objectos e características do meio, é a COFDM, coded orthogonal frequency division multiplexing.. A modulação OFDM consiste na divisão do sinal por um número elevado de portadoras que são ortogonais entre si, ou seja, estão uniformemente espaçadas na frequência de modo a que, na posição central de uma portadora, as restantes sejam nulas, espaçamento equivalente ao inverso do tempo de simbolo por elas transmitido. Em cada tempo de símbolo é então enviado um símbolo OFDM, que é definido como o conjunto de simbolos elementares nas várias portadoras. Este esquema está representado na figura 3. A CODFM consiste na modulação OFDM aliada a um código de correcção de erros do tipo FEC.

Para conferir uma certa flexibilidade, a transmissão de dados pode ser realizada de dois modos: modo 2K e 8K. Utilizando uma banda de 6Mhz, a variante 2K tem 1705 subportadoras de sinal (1512 subportadoras de sinal e 193 de sinalização) espaçadas de 4464 Hz, enquanto que, a variante 8K tem 6817 subportadoras de sinal (6048 subportadoras de sinal e 769 de sinalização) espaçadas de 1116 Hz.

Cada símbolo COFDM é precedido por um intervalo de guarda, que consiste numa continuação cíclica do símbolo a transmitir com o objectivo de imunizar o sistema face aos efeitos indesejados dos sinais interferentes recebidos através de múltiplos percursos. Quanto maior for o intervalo de guarda, mais tolerável será o sistema às réplicas do sinal que chegam atrasadas, no entanto, menor será o aproveitamento da banda disponível devido ao aumento do tempo de símbolo. Tipicamente, o intervalo de guarda tem uma duração, relativamente à duração de símbolo, de 1/4, 1/8, 1/16 ou 1/32. O intervalo de guarda influencia o distanciamento entre os emissores, uma vez que o aumento da distância provoca um aumento no intervalo de tempo entre a recepção do sinal proveniente do transmissor primário e do eco proveniente de um secundário. Normalmente é imposto um tempo de guarda superior ao tempo de propagação de um sinal entre dois transmissores. Desta forma, o modo 2K, com maior espaçamento entre portadoras, é o mais aconselhado à cobertura de áreas pequenas sendo menos exigente em termos de ruído multipercurso, apresentando, no entanto, um melhor desempenho devido ao menor tempo de símbolo, enquanto que, o modo 8K, é o mais aconselhado para a cobertura de vastas áreas.

O conceito de mobilidade inerente ao DVB levanta diversos problemas adicionais. O sinal recebido pode deixar de ser composto por um directo e dominante e alguns secundários, mas por múltiplos sinais variáveis ao longo do tempo, o que perturbam a qualidade de serviço. Este tipo de canal pode ser descrito como um canal de Rayleigh e necessita de uma maior qualidade de sinal do que o necessário para uma recepção fixa, o que, aliado ao facto de a antena ser necessariamente mais pequena, menos directiva e com menos elevação, torna ainda mais complexo o funcionamento deste sistema. A representação do funcionamento desde sistema nestas condições está apresentada na figura abaixo.

  

Outro problema que a utilização do DVB-T, por terminais móveis, tem de enfrentar é o efeito de Doppler que se traduz numa alteração da frequência dos sinais recebidos derivada da velocidade relativa entre o emissor e receptor. Este efeito depende não só da frequência dos sinais em questão mas também da velocidade relativa entre o transmissor e o receptor, estabelecendo um limite na velocidade de um terminal para a recepção do sinal com boa qualidade.

Desta forma, para que seja possível a recepção de DVB em receptores móveis, devem ser tomadas medidas para garantir que estes efeitos indesejáveis sejam ultrapassados. Nesse sentido, o dimensionamento da rede deve ser realizado tendo em conta o nível de potência adicional requerida a recepção adequada nestes terminais, podem ser utilizadas técnicas de diversidade espacial nas antenas de recepção e a utilização de equalizadores, que estimam as variações no canal minimizando o seu efeito.

Outro dos problemas relacionados com a utilização do terminais móveis prende-se com o facto de não estar muito optimizado em relação a mecanismos de handover. Na recepção fixa de sinal de TV digital terrestre, num contexto FSN, é apenas necessário sintonizar uma frequência para avaliar o conjunto de canais disponíveis. No contexto móvel, a sintonia é um processo mais complexo pois é necessário alterar a frequência, de um modo automático, se a amplitude do sinal decair na fronteira duma dada área de cobertura, de preferência sem o utilizador se aperceber. Neste caso, o terminal precisa de procurar por outra rede disponível e, após encontrar uma rede, deve procurar na sua PAT se o serviço que estava a utilizar existe na nova rede. Este processo é notoriamente demorado e dificilmente passa despercebido ao utilizador, apesar de alguns dispositivos terem a capacidade de recorrerem a uma busca paralela utilizando um sintonizador secundário, nomeadamente aqueles que utilizam diversidade.

A qualidade do serviço prestado pelo DVB-T é avaliada através do débito de transmissão disponível, da relação portadora-ruído C/N necessária a uma recepção com probabilidades de erro muito baixas e a sensibilidade dos diversos modos de recepção.

A boa prestação DVB-T, um sistema que foi concebido principalmente para terminais fixos, em cenários de mobilidade do receptor serviu de motivação para o desenvolvimento de um sistema baseado no DVB-T, cuja operação optimizada tendo em vista os requisitos de terminais móveis. Nesse contexto surgiu o Digital Video Broadcasting – Handheld (DVB-H)


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Hugo Santos Varandas, nº 53602

Ricardo Figueiredo Preguiça, nº 53609

Carlos André Ramos Jacinto, nº 53618