Camada de Ligação

Time Slicing

Trata-se de um elemento obrigatório na norma DVB-H, que procura optimizar o processo de recepção do sinal em termos de consumo de potência. Tem por base o facto de, no DVB-T, o fluxo de transporte ter de ser descodificado na totalidade para ter acesso a um serviço. Isto significa que se desperdiça energia na descodificação de informação irrelevante para o terminal.

O que o Time Slicing propõe é que a multiplexagem do fluxo de transporte seja alterada, de modo a que o receptor apenas descodifique o serviço pretendido. Assim, recorre-se a uma multiplexagem no tempo dos serviços, fazendo com que a transmissão de dados de cada serviço ocorra em rajadas periódicas no tempo. Deste modo, o receptor necessita apenas de estar activo nos momentos em que se dá a rajada correspondente ao serviço pretendido, tal como é ilustrado na figura 3.

Fig. 3 – Método utilizado pelo Time Slicing para poupança de potência.

Apesar dos serviços estarem separados no tempo, continua-se a ter um fluxo de transporte constante, tal como se apresenta na figura 4. Ilustra-se igualmente o fluxo de dados sem recorrer à técnica de Time Slicing, para assim evidenciar as diferenças entre as técnicas.

Fig. 4 – Exemplo de partilha do fluxo entre o serviço DVB-T e os serviços DVB-H com Time Slicing.

A introdução desta técnica acarreta a necessidade do receptor se sincronizar com o serviço pretendido, de modo a que seja possível determinar os instantes em que o receptor comuta entre o estado activo e o estado de repouso. O facto de se receber os dados em rajada obriga a que exista um buffer à entrada para armazenar os dados enviados, para assim garantir a entrega dos dados durante o tempo de repouso do receptor. Isto significa que a duração de cada rajada deve ser tal que o volume de dados transmitido garanta a continuidade do serviço, fazendo com que não seja perceptível ao utilizador.

A poupança de potência depende da duração do período de repouso, que por sua vez, depende do número de serviços multiplexados. Ao multiplexar mais serviços, as rajadas de dados correspondente a um serviço ocorrem entre intervalos de tempo maiores, levando a que o receptor esteja menos tempo activo, conduzindo a uma poupança de bateria. Contudo, o ritmo de transmissão deve ser compensado pelas razões referidas. Assim, o dimensionamento deste método deve ser tal que exista um equilíbrio entre o nível de poupança de bateria, o número de serviços multiplexados e o respectivo ritmo de transmissão da rajada.

Apesar da intenção de usar de forma eficiente a potência disponível, o Time Slicing resolve um dos desafios presentes num sistema de comunicações móveis, o handover. O facto de o receptor estar activo em instantes específicos no tempo, permite que durante o restante tempo seja possível realizar a transição para uma nova frequência de uma forma imperceptível ao utilizador. O tempo de repouso do receptor é igualmente utilizado para realizar a procura de frequências alternativas [7].

MPE-FEC

O sistema DVB-T encontra-se limitado à norma MPEG-2 Service para a definição das camadas de protocolo acima da camada de ligação. Consequentemente, para que um serviço assente nas camadas inferiores do DVB-T, o fluxo de dados têm de ser compatível com o fluxo de transporte definido pelo MPEG-2 Service. No entanto, o serviço do DVB-H baseia-se em datagramas IP pelo que a conversão dos dados têm de ser efectuada. O MPE (Multiprotocol Encapsulation) é a técnica introduzida na camada de ligação que converte os pacotes de dados para os pacotes de fluxo de transporte. No entanto, no desenvolvimento do DVB-H, é necessário ter sempre em conta as dificuldades de transmissão resultantes de um pior canal de transmissão e das limitações dos terminais móveis. Assim, ao MPE adicionou-se as ferramentas de codificação de canal usadas na camada física do DVB-T, o FEC. De facto, as técnicas de codificação de canal já definidas para o DVB-T são utilizadas novamente, aquando do encapsulamento. Isto significa que é utilizado o código de bloco Reed-Solomon e o Interleaver ao nível da camada de ligação.

A introdução da capacidade de correcção de erros ao nível da camada de ligação resultou numa mais valia em termos de robustez na recepção. De facto, testes realizados obtiveram melhorias na relação sinal-ruído entre 5 e 8 dB.

Na figura 5 ilustra-se a ligação entre as várias camadas do sistema DVB-H, enquanto que na figura 6 apresenta-se de forma mais detalhada os passos realizados por um pacote de dados antes de ser transmitido.

Fig. 5 – Diagrama de blocos do sistema DVB-H.

Fig. 6 – Funcionamento do encapsulador IP e do transmissor do DVB-H.

Na transmissão de pacotes IP sobre DVB-H, estes começam por ser armazenados num buffer, consequência do Time Slicing. De seguida, os pacotes são encapsulados numa trama a que lhe é adicionado os bits de codificação resultantes do código de bloco Reed-Solomon. Neste processo, o fluxo de dados de entrada IP foram convertidos para o fluxo de transporte, e de seguida é realizada a codificação de canal, ignorando-se que os dados a serem transmitidos provêm de um protocolo de rede diferente. Isto significa que as camadas de ligação e física tornam-se transparentes e independentes do tipo de dados transportados.

Tab. 1 – Parâmetros para os diferentes modos de modelação.