Sistemas de Modulação para Transmissão de Televisão Digital de Alta Definição

13 Pages·2000·0.42 MB·Portuguese

Revista Científica Periódica – Telecomunicações ISSN 1516-2338
(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:3)(cid:8)(cid:9)(cid:5)(cid:8)(cid:10)(cid:11)(cid:9)(cid:12)(cid:13)(cid:7)(cid:14)(cid:15)(cid:11)(cid:8)(cid:16)(cid:7)(cid:17)(cid:7)(cid:8)(cid:18)(cid:17)(cid:7)(cid:19)(cid:3)(cid:6)(cid:2)(cid:3)(cid:3)(cid:15)(cid:11)(cid:8)(cid:9)(cid:5)(cid:8)(cid:18)(cid:5)(cid:13)(cid:5)(cid:20)(cid:2)(cid:3)(cid:15)(cid:11)(cid:8)(cid:21)(cid:2)(cid:22)(cid:2)(cid:4)(cid:7)(cid:13)
(cid:9)(cid:5)(cid:8)(cid:23)(cid:13)(cid:4)(cid:7)(cid:8)(cid:21)(cid:5)(cid:24)(cid:2)(cid:19)(cid:2)(cid:14)(cid:15)(cid:11)
Sandro Adriano Fasolo, Yuzo Iano, Luiz Rômulo Mendes, José Geraldo Chiquito
Universidade Estadual de Campinas - Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Departamento de Comunicações - DECOM-FEEC-UNICAMP
(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:25)(cid:8) (cid:26)(cid:8) (cid:11)(cid:27)(cid:28)(cid:5)(cid:4)(cid:2)(cid:20)(cid:11)(cid:8) (cid:9)(cid:5)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:8) (cid:7)(cid:17)(cid:4)(cid:2)(cid:22)(cid:11)(cid:8) (cid:29)(cid:8) (cid:9)(cid:5)(cid:3)(cid:30)(cid:17)(cid:5)(cid:20)(cid:5)(cid:17)(cid:8) (cid:7)(cid:3) mas os receptores de televisão podiam ser construídos
(cid:4)(cid:29)(cid:30)(cid:19)(cid:2)(cid:30)(cid:7)(cid:3)(cid:8) (cid:9)(cid:5)(cid:8) (cid:6)(cid:11)(cid:9)(cid:12)(cid:13)(cid:7)(cid:14)(cid:15)(cid:11)(cid:8) (cid:16)(cid:7)(cid:17)(cid:7)(cid:8) (cid:7)(cid:8) (cid:4)(cid:17)(cid:7)(cid:19)(cid:3)(cid:6)(cid:2)(cid:3)(cid:3)(cid:15)(cid:11)(cid:8) (cid:9)(cid:5) com não mais que 20 válvulas. A introdução da
(cid:4)(cid:5)(cid:13)(cid:5)(cid:20)(cid:2)(cid:3)(cid:15)(cid:11)(cid:8)(cid:9)(cid:2)(cid:22)(cid:2)(cid:4)(cid:7)(cid:13)(cid:8)(cid:31)(cid:12)(cid:5)(cid:8)(cid:5)(cid:3)(cid:4)(cid:15)(cid:11)(cid:8)(cid:3)(cid:5)(cid:19)(cid:9)(cid:11)(cid:8)(cid:16)(cid:17)(cid:11)(cid:16)(cid:11)(cid:3)(cid:4)(cid:7)(cid:3)(cid:8)(cid:16)(cid:5)(cid:13)(cid:11)(cid:3) televisão em cores nos EUA, em 1954,(cid:8)exigiu uma
(cid:16)(cid:7) (cid:3)(cid:5)(cid:3)(cid:8)(cid:9)(cid:5)(cid:3)(cid:5)(cid:19)(cid:20)(cid:11)(cid:13)(cid:20)(cid:2)(cid:9)(cid:11)(cid:3)!(cid:8)(cid:7)(cid:8)(cid:24)(cid:2)(cid:6)(cid:8)(cid:9)(cid:5)(cid:8)(cid:3)(cid:12)(cid:27)(cid:3)(cid:4)(cid:2)(cid:4)(cid:12)(cid:2)(cid:17)(cid:8)(cid:11)(cid:3)(cid:8)(cid:7)(cid:4)(cid:12)(cid:7)(cid:2)(cid:3) adaptação do sistema de televisão em preto e branco,
(cid:3)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:3)(cid:8) (cid:9)(cid:5)(cid:8) (cid:4)(cid:5)(cid:13)(cid:5)(cid:20)(cid:2)(cid:3)(cid:15)(cid:11)(cid:8) (cid:7)(cid:19)(cid:7)(cid:13)"(cid:22)(cid:2)(cid:30)(cid:7)(cid:25)(cid:8) #(cid:19)(cid:2)(cid:30)(cid:2)(cid:7)(cid:13)(cid:6)(cid:5)(cid:19)(cid:4)(cid:5)! de forma a garantir uma dupla compatibilidade,
(cid:7)(cid:16)(cid:17)(cid:5)(cid:3)(cid:5)(cid:19)(cid:4)(cid:7)(cid:6)(cid:11)(cid:3)(cid:8) (cid:12)(cid:6)(cid:8) (cid:17)(cid:5)(cid:3)(cid:12)(cid:6)(cid:11)(cid:8) $(cid:2)(cid:3)(cid:4)"(cid:17)(cid:2)(cid:30)(cid:11)(cid:8) (cid:3)(cid:11)(cid:27)(cid:17)(cid:5)(cid:8) (cid:7) permitindo a convivência de: a) transmissão em cores
(cid:4)(cid:5)(cid:13)(cid:5)(cid:20)(cid:2)(cid:3)(cid:15)(cid:11)(cid:8)(cid:7)(cid:19)(cid:7)(cid:13)"(cid:22)(cid:2)(cid:30)(cid:7)(cid:8)(cid:16)(cid:7)(cid:17)(cid:7)(cid:8)(cid:16)(cid:11)(cid:9)(cid:5)(cid:17)(cid:6)(cid:11)(cid:3)(cid:8)(cid:5)(cid:19)(cid:4)(cid:5)(cid:19)(cid:9)(cid:5)(cid:17)(cid:8)(cid:11)(cid:8)(cid:3)(cid:5)(cid:12) com os antigos receptores preto e branco;
(cid:22)(cid:17)(cid:7)(cid:19)(cid:9)(cid:5)(cid:8) (cid:3)(cid:12)(cid:30)(cid:5)(cid:3)(cid:3)(cid:11)(cid:8) (cid:5)(cid:8) (cid:11)(cid:8) (cid:31)(cid:12)(cid:5)(cid:8) (cid:16)(cid:11)(cid:9)(cid:5)(cid:6)(cid:11)(cid:3)(cid:8) (cid:5)(cid:3)(cid:16)(cid:5)(cid:17)(cid:7)(cid:17)(cid:8) (cid:9)(cid:7) b) transmissão em preto e branco com os novos
(cid:4)(cid:5)(cid:13)(cid:5)(cid:20)(cid:2)(cid:3)(cid:15)(cid:11)(cid:8) (cid:9)(cid:2)(cid:22)(cid:2)(cid:4)(cid:7)(cid:13)(cid:25)(cid:8) %(cid:11)(cid:19)(cid:24)(cid:17)(cid:11)(cid:19)(cid:4)(cid:7)(cid:6)(cid:11)(cid:3)(cid:8) (cid:7)(cid:8) (cid:4)(cid:17)(cid:7)(cid:19)(cid:3)(cid:6)(cid:2)(cid:3)(cid:3)(cid:15)(cid:11) receptores em cores. Na época, os receptores em cores
(cid:9)(cid:2)(cid:22)(cid:2)(cid:4)(cid:7)(cid:13)(cid:8)(cid:5)(cid:8)(cid:7)(cid:8)(cid:7)(cid:19)(cid:7)(cid:13)"(cid:22)(cid:2)(cid:30)(cid:7)!(cid:8)(cid:9)(cid:2)(cid:3)(cid:30)(cid:12)(cid:4)(cid:2)(cid:19)(cid:9)(cid:11)(cid:8)(cid:7)(cid:3)(cid:8)(cid:20)(cid:7)(cid:19)(cid:4)(cid:7)(cid:22)(cid:5)(cid:19)(cid:3)(cid:8)(cid:5)(cid:8)(cid:7)(cid:3) podiam ser construídos com apenas 30 válvulas. Essa
(cid:9)(cid:5)(cid:3)(cid:20)(cid:7)(cid:19)(cid:4)(cid:7)(cid:22)(cid:5)(cid:19)(cid:3)(cid:8)(cid:9)(cid:5)(cid:8)(cid:30)(cid:7)(cid:9)(cid:7)(cid:8)(cid:3)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:25)(cid:8)(cid:23)(cid:16)"(cid:3)!(cid:8)(cid:7)(cid:27)(cid:11)(cid:17)(cid:9)(cid:7)(cid:17)(cid:5)(cid:6)(cid:11)(cid:3) compatibilidade não será possível de obter-se
(cid:11)(cid:3)(cid:8) (cid:16)(cid:17)(cid:2)(cid:19)(cid:30)(cid:2)(cid:16)(cid:7)(cid:2)(cid:3)(cid:8) (cid:16)(cid:7)(cid:9)(cid:17)&(cid:5)(cid:3)(cid:8) (cid:9)(cid:5)(cid:8) (cid:4)(cid:5)(cid:13)(cid:5)(cid:20)(cid:2)(cid:3)(cid:15)(cid:11)(cid:8) (cid:9)(cid:2)(cid:22)(cid:2)(cid:4)(cid:7)(cid:13)(cid:8) (cid:5)(cid:6) atualmente, face ao desenvolvimento de um sistema
(cid:9)(cid:5)(cid:3)(cid:5)(cid:19)(cid:20)(cid:11)(cid:13)(cid:20)(cid:2)(cid:6)(cid:5)(cid:19)(cid:4)(cid:11)’(cid:8)(cid:11)(cid:8)(cid:3)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:7)(cid:6)(cid:5)(cid:17)(cid:2)(cid:30)(cid:7)(cid:19)(cid:11)(cid:8)(cid:9)(cid:7)(cid:8)((cid:17)(cid:7)(cid:19)(cid:9)(cid:5) com concepção totalmente diferente do atual sistema
(cid:23)(cid:13)(cid:2)(cid:7)(cid:19)(cid:14)(cid:7)!(cid:8) (cid:16)(cid:7)(cid:9)(cid:17)(cid:11)(cid:19)(cid:2))(cid:7)(cid:9)(cid:11)(cid:8) (cid:16)(cid:5)(cid:13)(cid:11)(cid:8) (cid:23)(cid:9)(cid:20)(cid:7)(cid:19)(cid:30)(cid:5)(cid:9)(cid:8) (cid:18)(cid:5)(cid:13)(cid:5)(cid:20)(cid:2)(cid:3)(cid:2)(cid:11)(cid:19) de televisão analógica.
(cid:1)*(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:8) %(cid:11)(cid:6)(cid:6)(cid:2)(cid:4)(cid:4)(cid:5)(cid:8) +(cid:23)(cid:18)(cid:1)%,!(cid:8) (cid:5)(cid:8) (cid:11)(cid:8) (cid:3)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8) (cid:5)(cid:12)(cid:17)(cid:11)(cid:16)(cid:5)(cid:12) Foi fantástica a longevidade técnica da televisão
(cid:30)(cid:11)(cid:19)$(cid:5)(cid:30)(cid:2)(cid:9)(cid:11)(cid:8)(cid:16)(cid:11)(cid:17)(cid:8)(cid:21)(cid:2)(cid:22)(cid:2)(cid:4)(cid:7)(cid:13)(cid:8)-(cid:2)(cid:9)(cid:5)(cid:11)(cid:8).(cid:17)(cid:11)(cid:7)(cid:9)(cid:30)(cid:7)(cid:3)(cid:4)(cid:2)(cid:19)(cid:22)(cid:8)+(cid:21)-.,(cid:25) analógica (nos vários sistemas CCIR: A, B, C, D, E, F,
(cid:26)(cid:3)(cid:8) (cid:3)(cid:12)(cid:27)/(cid:3)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:3)(cid:8) (cid:7)(cid:6)(cid:5)(cid:17)(cid:2)(cid:30)(cid:7)(cid:19)(cid:11)(cid:8) (cid:5)(cid:8) (cid:5)(cid:12)(cid:17)(cid:11)(cid:16)(cid:5)(cid:12)(cid:8) (cid:9)(cid:5) G, H, I, K, K1, L, L1, M e N, e nos padrões em cores
(cid:4)(cid:17)(cid:7)(cid:19)(cid:3)(cid:6)(cid:2)(cid:3)(cid:3)(cid:15)(cid:11)(cid:8) (cid:7)(cid:9)(cid:11)(cid:4)(cid:7)(cid:6)(cid:8) (cid:4)(cid:29)(cid:30)(cid:19)(cid:2)(cid:30)(cid:7)(cid:3)(cid:8) (cid:30)(cid:11)(cid:6)(cid:16)(cid:13)(cid:5)(cid:4)(cid:7)(cid:6)(cid:5)(cid:19)(cid:4)(cid:5) NTSC, PAL (Phase Alternation (by) Line) e SECAM
(cid:9)(cid:2)(cid:24)(cid:5)(cid:17)(cid:5)(cid:19)(cid:4)(cid:5)(cid:3)(cid:8) (cid:9)(cid:5)(cid:8) (cid:6)(cid:11)(cid:9)(cid:12)(cid:13)(cid:7)(cid:14)(cid:15)(cid:11)(cid:25)(cid:8) 0(cid:19)(cid:31)(cid:12)(cid:7)(cid:19)(cid:4)(cid:11)(cid:8) (cid:7)(cid:8) ((cid:17)(cid:7)(cid:19)(cid:9)(cid:5) (Sequentiel (couleur/crominance) à Mémoire), pois
(cid:23)(cid:13)(cid:2)(cid:7)(cid:19)(cid:14)(cid:7)(cid:8) (cid:12)(cid:3)(cid:7)(cid:8) (cid:7)(cid:8) (cid:6)(cid:11)(cid:9)(cid:12)(cid:13)(cid:7)(cid:14)(cid:15)(cid:11)(cid:8) 1/-(cid:1).(cid:8) +-(cid:5)(cid:3)(cid:4)(cid:2)(cid:22)(cid:2)(cid:7)(cid:13)(cid:8) (cid:1)(cid:2)(cid:9)(cid:5) durante sua existência nos últimos 50 anos, o mundo
.(cid:7)(cid:19)(cid:9)(cid:8) (cid:30)(cid:11)(cid:6)(cid:8) 1(cid:8) (cid:19) (cid:20)(cid:5)(cid:2)(cid:3),!(cid:8) (cid:11)(cid:8) (cid:3)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8) (cid:21)-.(cid:8) (cid:12)(cid:4)(cid:2)(cid:13)(cid:2))(cid:7)(cid:8) (cid:7) conheceu avanços tecnológicos gigantescos, como as
(cid:6)(cid:11)(cid:9)(cid:12)(cid:13)(cid:7)(cid:14)(cid:15)(cid:11)(cid:8) (cid:26)2(cid:21)(cid:10)(cid:8) +(cid:26)(cid:17)(cid:4)$(cid:11)(cid:22)(cid:11)(cid:19)(cid:7)(cid:13)(cid:8) 2(cid:17)(cid:5)(cid:31)(cid:12)(cid:5)(cid:19)(cid:30)* invenções do transistor e do circuito integrado, a
(cid:21)(cid:2)(cid:20)(cid:2)(cid:3)(cid:2)(cid:11)(cid:19)(cid:8) (cid:10)(cid:12)(cid:13)(cid:4)(cid:2)(cid:16)(cid:13)(cid:5)3,(cid:25)(cid:8) (cid:26)(cid:8) (cid:12)(cid:3)(cid:11)(cid:8) (cid:9)(cid:5)(cid:8) (cid:3)(cid:11)(cid:13)(cid:12)(cid:14)&(cid:5)(cid:3)(cid:8) (cid:4)(cid:15)(cid:11) eletrônica digital e os computadores, a modulação e a
(cid:9)(cid:2)(cid:24)(cid:5)(cid:17)(cid:5)(cid:19)(cid:4)(cid:5)(cid:3)(cid:8)(cid:30)(cid:17)(cid:2)(cid:7)(cid:8)(cid:12)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:30)(cid:11)(cid:19)(cid:30)(cid:11)(cid:17)(cid:17)4(cid:19)(cid:30)(cid:2)(cid:7)(cid:8)(cid:19)(cid:7)(cid:4)(cid:12)(cid:17)(cid:7)(cid:13)(cid:8)(cid:5)(cid:19)(cid:4)(cid:17)(cid:5)(cid:8)(cid:11)(cid:3) transmissão digital, a transmissão em microondas e
(cid:9)(cid:11)(cid:2)(cid:3)(cid:8) (cid:3)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:3)!(cid:8) (cid:5)(cid:8) (cid:7)(cid:4)(cid:29)(cid:8) (cid:6)(cid:5)(cid:3)(cid:6)(cid:11)(cid:8) (cid:5)(cid:3)(cid:4)(cid:2)(cid:6)(cid:12)(cid:13)(cid:7)(cid:8) (cid:12)(cid:6)(cid:7) via satélite, a fibra ótica, a gravação magnética de
(cid:30)(cid:11)(cid:6)(cid:16)(cid:7)(cid:17)(cid:7)(cid:14)(cid:15)(cid:11)(cid:8)(cid:9)(cid:5)(cid:8)(cid:3)(cid:12)(cid:7)(cid:3)(cid:8)(cid:31)(cid:12)(cid:7)(cid:13)(cid:2)(cid:9)(cid:7)(cid:9)(cid:5)(cid:3)(cid:8)(cid:5)(cid:8)(cid:9)(cid:5)(cid:24)(cid:2)(cid:30)(cid:2)4(cid:19)(cid:30)(cid:2)(cid:7)(cid:3)(cid:25) vídeo, a codificação e compressão de imagens, etc.
Essas novas tecnologias abriram a possibilidade de
#(cid:25)(cid:8)(cid:8)#1752’8d›2 uma revolução técnica da televisão, porém, ao
contrário do que aconteceu por exemplo com a
Neste momento, os Estados Unidos da América indústria de computação, a indústria de televisão (em
estão realizando testes de transmissão e recepção do sentido amplo: emissoras de radiodifusão, fabricantes
sistema de televisão digital por eles desenvolvido, de equipamentos e órgãos de regulamentação) adotou
enquanto outros países discutem a melhor opção entre uma atitude técnica bastante conservadora,
os sistemas de televisão digital disponíveis. A principalmente em relação à manutenção dos padrões
finalidade é substituir o sistema de televisão analógica de transmissão. Por isso, um receptor de televisão
convencional, que foi sob todos os aspectos e sem construído há 50 anos pode receber perfeitamente os
sombra de dúvida, um enorme sucesso, com influência sinais transmitidos hoje!
decisiva sobre a cultura, a economia e a política do Pretende-se discutir aqui algumas razões técnicas
século XX. que explicam a longevidade extraordinária da
O sistema NTSC (National Television System televisão analógica, com o objetivo de saber quais as
Committee) monocromático foi estabelecido nos EUA características que devem ser mantidas para que a
em 1941, mas as transmissões efetivamente só foram televisão digital consiga repetir o mesmo sucesso.
iniciadas após o final da 2a Guerra Mundial. Sob um Uma das chaves do sucesso da televisão
ponto de vista técnico, a televisão analógica convencional foi a extraordinária robustez incorporada
representou um aproveitamento extremamente ao sinal transmitido, principalmente no que se refere
inteligente e criativo de várias descobertas e invenções aos pulsos de sincronismo e ao sinal de áudio. Como
recentes da época, como o tubo de raios catódicos, o se sabe, na televisão analógica os pulsos de
iconoscópio de V.K. Zworykin, a modulação SSB sincronismo são transmitidos junto com o sinal de
(Single Side Band) e VSB (Vestigial Side Band), a vídeo e representam um enorme overhead de potência
modulação em freqüência, etc. e ocupação temporal. O sinal de vídeo propriamente
Quando as transmissões de televisão foram dito ocupa a escala de amplitude de 10% (nível de
iniciadas, ainda não havia sido inventado o transistor, branco) a 75% (nível de preto), enquanto o pulso de
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Telecomunicações – Volume 03 – Número 01 – Abril de 2000
Revista Científica Periódica – Telecomunicações ISSN 1516-2338
sincronismo vai de 75% a 100%. Se não existissem os conhecida como conversão interportadoras, onde se
pulsos de sincronismo, a potência de pico do faz um batimento entre a FI (Frequência
transmissor seria reduzida de um fator de Intermediária) de vídeo de 45,75 MHz e a FI de som
0,752=0,5625, ou seja, seria reduzida para pouco mais de 41,25 MHz, gerando uma FI “interportadoras” de
do que a metade. 4,5 MHz modulada simultaneamente em amplitude e
No padrão M, os pedestais dos pulsos de freqüência. A modulação em amplitude é suprimida
sincronismo horizontal têm uma duração de 10,8 µs, o por um limitador de amplitude e a modulação em
que representa aproximadamente 17% do período de freqüência é detetada por um demodulador de som. A
uma linha de varredura (63,5 µs). O intervalo de FI interportadoras de 4,5 MHz é muito menos sensível
retraço vertical consome, por campo, um período igual a possíveis desvios de freqüência do oscilador local,
a 20 linhas, o que corresponde a uma perda de pois um desvio de freqüência deste oscilador irá
(40/525)=7,6%. Somando as perdas do retraço deslocar do mesmo valor a FI de vídeo e a FI de som,
horizontal com as do retraço vertical, tem-se uma fazendo com que a diferença continue sempre em
perda total da ordem de 22%. As perdas temporais 4,5 MHz.
representadas pelos pulsos de sincronismo
representam dispêndio de potência e de faixa de ,0$*((cid:22)0(cid:28)(cid:15)(cid:3)(cid:26)$(cid:24)’0-+$]&(17( 3257$’25$(cid:3)’((cid:3),0$*(0
(cid:23)(cid:24)(cid:15)(cid:26)(cid:24)(cid:3)0+]
freqüência (se não houvesse pulsos de sincronismo e
3257$’25$(cid:3)’((cid:3)620 620(cid:3)$’-$&(17(
intervalos de retraço, o sinal de vídeo poderia ser (cid:23)(cid:20)(cid:15)(cid:21)(cid:24)0+] (cid:23)(cid:26)(cid:15)(cid:21)(cid:24)0+]
expandido temporalmente, reduzindo a sua largura 100
espectral).
%) 80
a Autpileiszaarç ãdoa qduee dpau glseoras l ddae esfiincicêrnocniias mdeo treamns mgirsasnãdoe, Relativa ( 60 )(cid:3)/1$<14&82,6(cid:3)’7(
amfrmaecpsomli,t oua dneetme n cago ainrndatnieçtrõen:ea s, adin)i fteícrsefienisrc êrdnoecn iriaez,ca efçapãnçotã aosd m(osa in, areelt ccme) pu-ti otOor Intensidade 2400 (cid:23)(cid:3)0+]
sincronismo pode ser mantido para relações
sinal-ruído de praticamente 0 db, quando até o 20MHz 22MHz 24MHz 26MHz 28MHz EL 20MHz
40MHz 42MHz 44MHz 46MHz 48MHz EL 40 MHz
reconhecimento do conteúdo da imagem torna-se
Freqüência 45 MHz 46,5 MHz
difícil ; b) simplificação dos circuitos de sincronismo
5HVSRVWD(cid:3)GR(cid:3)FDQDO(cid:3)GH(cid:3)),(cid:3)GH(cid:3)YtGHR(cid:3)FRP(cid:3)FRPSHQVDomR
e de varredura do receptor; c) aquisição muito rápida (cid:3)(cid:11)(cid:3))ODQFR(cid:3)GH(cid:3)1\TXLVW(cid:3)(cid:12)SDUD(cid:3)D(cid:3)PRGXODomR(cid:3)96%
de sincronismo, o que permite que o usuário varra os 2(cid:2)(cid:22)(cid:12)(cid:17)(cid:7)(cid:8)5(cid:25)(cid:8)(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:9)(cid:7)(cid:10)(cid:11)(cid:12)(cid:13)(cid:14)(cid:15)(cid:16)(cid:7)(cid:8)(cid:6)(cid:7)(cid:17)(cid:9)(cid:5)(cid:9)(cid:18)(cid:16)(cid:6)(cid:17)(cid:7)
vários canais em busca de programas de maior
interesse. A modulação de vídeo é feita em AM para ter
eficiência espectral, já que o sinal de vídeo no padrão
A freqüência de varredura vertical (número de
M tem uma largura de banda de 4,2 MHz. A
campos por segundo) foi escolhida para ser igual à
modulação em amplitude também garante uma
freqüência da rede de energia, daí o uso de 60 Hz nos
característica de degradação suave da imagem com a
EUA e de 50 Hz na Europa. Garante-se assim que
qualquer interferência sobre a imagem causada pela piora das condições de recepção. O uso de AM com
rede de energia - tal como ondulações no sinal da banda lateral dupla exigiria no padrão M uma banda
de 2x4,2 MHz = 8,4 MHz para a transmissão da
fonte de alimentação, campo magnético de
imagem. O uso de SSB permitiria reduzir a banda de
transformadores - produza um padrão de interferência
transmissão para o valor da banda do vídeo em banda
estacionário e, portanto, de baixa visibilidade.
básica, isto é 4,2 MHz, porém, devido às dificuldades
Ainda com o mesmo objetivo de uma elevada
robustez do sinal de televisão, quase todos os países de implementação deste tipo de modulação, adotou-se
a modulação AM/VSB, que combina as vantagens da
adotaram a transmissão do som via FM (Frequency
simplicidade do AM e a eficiência espectral do SSB.
Modulation). (As exceções são os sistemas L e L1,
O receptor de televisão utiliza um simples detetor
que utilizam AM (Amplitude Modulation)). O uso de
de envoltória já que o nível da portadora AM/VSB
FM garante que a recepção de som seja perfeita,
mesmo que a imagem esteja muito degradada por transmitida é suficientemente alta para não se fazer
ruído ou interferência. Sabe-se que é mais tolerável necessária a deteção síncrona. A transmissão das
componentes de vídeo de até 750 kHz em banda
uma imagem ruim acompanhada de áudio de boa
lateral dupla exige do receptor alguma forma de
qualidade do que uma imagem de boa qualidade
compensação para não haver distorção espectral do
acompanhada de áudio ruim.
sinal de vídeo demodulado. Esta compensação é feita
O uso de modulação em freqüência, em vez de
modulação em amplitude, implica em uma pequena de uma forma extremamente simples e eficiente,
penalização devido à expansão do espectro em através da criação de um “flanco de Nyquist” na
resposta de FI do receptor, que atua como corte suave
freqüência, mas que é pouco significativa já que a
da resposta, conforme mostra a Figura 1. Torna-se
banda ocupada por um canal de televisão depende
desnecessária uma possível equalização de fase do
basicamente da largura em freqüência do sinal de
canal de FI de vídeo, ao mesmo tempo em que se
vídeo.
A utilização de FM para o som e AM para o vídeo mantém a eficiência para rejeitar o canal adjacente
inferior. A simetria da resposta em freqüência em
permite que os receptores utilizem-se de uma técnica
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Telecomunicações – Volume 03 – Número 01 – Abril de 2000
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torno da FI de vídeo compensa a assimetria do televisão (analógica) de alta definição demonstrou que
espectro do sinal vestigial transmitido. a qualidade, sozinha, não é garantia para o sucesso.
A escolha das freqüências dos canais de televisão Ao contrário, há muitos casos de sistemas de baixa
foi fruto da preocupação com a integridade dos sinais qualidade que fizeram enorme sucesso junto ao
frente às interferências. São utilizadas 3 faixas público, enquanto que sistemas de melhor qualidade
básicas: canais baixos de VHF (Very High foram preteridos. Um exemplo é o sistema de
Frequency)(2 a 6), canais altos de VHF (7 a 13) e gravação magnética de vídeo VHS (Video Home
canais de UHF (Ultra High Frequency)(14 a 83). System) de qualidade inferior ao padrão de
Nos EUA, o comitê Federal de Comunicações broadcasting (Beta) (240 linhas versus 330 linhas de
(FCC-Federal Communication Committee) Resolução, respectivamente) que se tornou um padrão
estabeleceu que emissoras transmitindo num mesmo na distribuição de fitas para alugar, enquanto que o
canal de UHF devem manter uma distância mínima de sistema S-VHS (Super-VHS), de qualidade superior
155 milhas para evitar interferência mútua. (400 linhas) teve uma penetração muito mais
Devido às dificuldades de se controlar com filtros restrita, ficando limitado ao uso profissional e
simples a interferência entre canais adjacentes, semi-profissional.
adotou-se a estratégia da utilização alternada de canais Qualquer que seja a forma que a televisão digital
para a transmissão numa mesma localidade. venha a ter - o desempenho frente a ruído,
A grande robustez introduzida no sinal de televisão interferência, fantasma, etc, não poder ser inferior ao
tem como contrapartida uma baixa eficiência da televisão analógica, sob pena de frustrar as
energética e espectral. É verdade que houve um certo expectativas do público. Uma característica
esforço em aumentar a eficiência espectral através da particularmente difícil de se incorporar aos sistemas
modulação VSB (Vestigial Side Band), porém, o digitais é a degradação suave do desempenho frente a
espectro de um sinal de televisão convencional mostra situações não ideais, característica que é típica dos
que a potência se distribui de forma muito desigual, sistemas analógicos. Os sistemas digitais tendem a se
estando concentrada basicamente nas freqüências comportar da forma "tudo-ou-nada", isto é, para
correspondentes às portadoras de vídeo, som e perturbações moderadas o desempenho é perfeito,
sub-portadora de cor, conforme mostra a Figura 2. porém se a perturbação ultrapassar um certo limiar, a
informação degrada-se rapidamente, ou até se perde
completamente.
Considere-se o caso de um receptor que está na
borda da região de cobertura de uma emissora. Na
transmissão analógica, o receptor trabalha com uma
baixa relação sinal-ruído e a imagem na tela apresenta
"chuvisco" e tem uma baixa qualidade geral. Na
transmissão digital, a relação sinal-ruído é baixa,
porém, como está acima de um certo limiar e a
imagem na tela é perfeita, o que demonstra
aparentemente a superioridade da transmissão digital.
Porém, nas condições reais, a relação sinal-ruído não é
constante, variando dia a dia, de acordo com as
condições de propagação; se o receptor for móvel, a
2(cid:2)(cid:22)(cid:12)(cid:17)(cid:7)(cid:8)6(cid:25)(cid:8)(cid:19)(cid:15)(cid:18)(cid:9)(cid:5)(cid:16)(cid:17)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:9)(cid:7)(cid:13)(cid:20)(cid:7)(cid:15)(cid:14)(cid:4)(cid:3)(cid:2)(cid:7)(cid:8)(cid:9)(cid:7)(cid:16)(cid:9)(cid:2)(cid:9)(cid:21)(cid:14)(cid:15)(cid:22)(cid:6)(cid:7)(cid:3)(cid:4)(cid:3)(cid:2)(cid:23)(cid:24)(cid:14)(cid:5)(cid:3)(cid:25) relação sinal-ruído pode variar em grande escala e em
grande velocidade. A variação da relação sinal-ruído
Para que a televisão digital alcance sucesso, é na transmissão analógica fará com que a qualidade da
necessário que represente um avanço significativo (e imagem recebida flutue entre pobre, medíocre e
bastante visível) da qualidade geral da imagem e do razoável. No caso da transmissão digital, se a imagem
som. Os americanos acreditam que o sistema de recebida nas bordas da região de cobertura for
HDTV digital que pretendem implantar irá empolgar o recebida de forma intermitente, então o sinal irá
público. A pergunta mais comum feita por americanos flutuar entre as condições de nenhuma imagem,
comuns que viram as imagens de alta definição imagem congelada ou de imagem perfeita. Isto tem
produzidas no Advanced Test Center, era: "Quando um efeito subjetivo devastador, porque pode haver
poderei comprar?" Já os europeus tendiam a intervalos, mais ou menos longos, em que o
perguntar: "Quanto custará?". Os EUA parecem telespectador perde o contacto com a informação.
interessados em uma televisão digital de alta Certamente é muito mais aceitável uma imagem de
resolução, cuja transmissão possa ser acomodada num qualidade medíocre do que uma com relação
canal de 6 MHz, enquanto os europeus estão mais sinal-ruído de 30 dB (imagem perfeita), mas que
motivados para uma televisão digital de resolução desaparece ou fica congelada 2 segundos a cada
standard que utilize uma fração do canal de 8 MHz. minuto. Por ironia, o comportamento tudo-ou-nada da
Enquanto os americanos querem qualidade de transmissão digital não se altera com o aumento da
imagem, os europeus preferem quantidade de potência de transmissão: por maior que seja a potência
programas. irradiada, sempre haverá uma franja onde os efeitos de
A experiência do Japão com o sistema MUSE recepção intermitente irão ocorrer. Com um nível de
(MUltiple sub-Nyquist Sampling Encoding) de potência adequado, o melhor que se consegue é
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deslocar esta "zona proibida" para além das regiões transmitir da ordem de 20 MBit/s por um canal de
densamente habitadas. 6 MHz a 8 MHz. O sistema de televisão de alta
Infelizmente, o efeito tudo ou nada da transmissão definição (HDTV) proposto pela Grande Aliança
digital pode ocorrer até mesmo para receptores optou por utilizar uma faixa de 6 MHz, mantendo a
próximos da antena de transmissão se, por exemplo, largura de banda utilizada na televisão convencional.
os efeitos de multipercurso (fantasmas) não forem O sistema europeu foi projetado para utilizar um canal
adequadamente tratados. Os problemas causados por de 8 MHz, sendo que é possível adaptar este sistema
multipercurso são de difícil tratamento, especialmente para um canal de 6 MHz. Com isso não teremos
quando os ecos forem dinâmicos, isto é, variáveis com redução no número de canais disponíveis para a
o tempo. Multipercurso dinâmico pode destruir até televisão aberta, tanto em VHF como em UHF. O
mesmo recepção com alta relação sinal-ruído. sistema de transmissão da Grande Aliança utiliza a
Uma característica importante da televisão modulação AM-VSB (Amplitude Modulation -
analógica é a rapidez da "aquisição" da imagem e do Vestigial Side Band) para a televisão digital terrestre e
som. Ao mudar de canal quase não se percebe atraso via cabo. O sistema europeu utiliza múltiplas
no aparecimento da nova imagem e do som, porque os portadoras também moduladas em amplitude (QPSK,
circuitos de demodulação e de sincronização se 16QAM e 64QAM) (Quadrature Phase Shift Keying ,
readaptam quase instantaneamente (para padrões Quadrature Amplitude Modulation).
humanos). Esta mesma agilidade deve possuir um A eficiência espectral, ε , da modulação QAM
4$0
receptor de televisão digital. Nos receptores de com (cid:4)×(cid:4) níveis é dada pela seguinte equação
televisão digital há uma série de PLL's (Phase Locked
Loop)(´s) para aquisição de portadoras, relógios ε =2log(cid:4)((cid:28)(cid:14)(cid:16)/(cid:15)/(cid:26)(cid:27)) (1)
4$0
(clocks) de símbolos, sincronismo de quadro;
onde:
equalizadores de canal; decodificadores;
ε4$0 é a eficiência espectral, em bit/Hz.
desembaralhadores; etc, que devem entrar em regime
(cid:4) é o número de níveis em uma dimensão.
para que a imagem e o som apareçam na tela. É
fundamental que o tempo total de aquisição não A eficiência espectral, ε96%, da modulação VSB
ultrapasse alguns décimos de segundo. com (cid:4) níveis é dada pela seguinte equação
ε =2log(cid:4)((cid:28)(cid:14)(cid:16)/(cid:15)/(cid:26)(cid:27)) (2)
##(cid:25)(cid:8)(cid:8)(cid:18) (cid:21) 96%
(/(9,6›2(cid:3) ,*,7$/
onde:
No início da implementação da televisão analógica,
ε é a eficiência espectral, em bit/Hz.
o espectro de freqüências estava quase que totalmente 96%
livre, principalmente em freqüências acima de (cid:4) é o número de níveis.
50 MHz, onde se instalou os canais das emissoras de A modulação AM-VSB é uma espécie de AM-SSB
televisão. Com este panorama, a escolha da largura do (Amplitude Modulation - Single Side Band)
canal, bandas de guardas podiam ser feitas de uma modificado para uso com sinais moduladores cujo
maneira generosa. Atualmente, a situação é espectro se estende até DC (direct current - frequência
completamente diferente. O espectro está totalmente zero). Isso é desejável, uma vez que o sinal de
ocupado por diversos tipos de serviços de televisão contém alto conteúdo espectral em torno da
comunicação. A transmissão digital oferece a freqüência zero. De uma certa forma, a modulação
possibilidade de codificação e correção de erros. Por VSB consegue combinar a capacidade da modulação
outro lado, a transmissão digital é menos eficiente do AM-DSB de operar até DC com a eficiência espectral
que a forma analógica no que concerne à utilização da da modulação AM-SSB. O sucesso na aplicação de
banda de freqüência. Por exemplo, um sinal VSB na televisão analógica e a simplicidade inerente
NTSC/PAL digitalizado produz aproximadamente de uma modulação unidimensional explicam, em
100 MB/s, enquanto que um sinal HDTV exige uma parte, a sua escolha para padrão da televisão digital da
taxa inicial de aproximadamente 1Gb/s. A Grande Aliança. A Tabela 1 mostra a eficiência
acomodação de um canal de HDTV numa banda de espectral para alguns casos de modulação VSB e
apenas 6 MHz exige técnicas eficientes de compressão QAM. O valor (cid:29)V é a taxa de bits por segundo e W é a
de imagem (fator de 55 vezes com codificação largura de banda em Hz.
MPG-2) e técnicas de modulação de RF
Esquema de Modulação
(radiofreqüência) multiníveis relativamente complexas Rs/W
(8 VSB ou 16 QAM). A proposta da Grande Aliança é 2VSB 4 QAM(=QPSK) 2
4VSB 16 QAM 4
um compromisso entre desempenho e facilidade de
32 QAM 5,2
implementação. É fundamental que o sistema de 8VSB 64 QAM 6
HDTV apresente, além da alta resolução de imagem e 16VSB 256 QAM 8
32VSB 1024 QAM 10
fidelidade do áudio, uma grande imunidade contra
(cid:18)(cid:7)(cid:27)(cid:5)(cid:13)(cid:7)(cid:8)5(cid:8)/(cid:8)(cid:19)(cid:30)(cid:14)(cid:5)(cid:14)(cid:31)(cid:4)(cid:5)(cid:14)(cid:3)(cid:7)(cid:9)(cid:15)(cid:18)(cid:9)(cid:5)(cid:16)(cid:17)(cid:3)(cid:2)(cid:7)(cid:18)(cid:3)(cid:17)(cid:3)(cid:7)(cid:3)(cid:15)(cid:7)(cid:20)(cid:6)(cid:8)(cid:13)(cid:2)(cid:3) !(cid:9)(cid:15)(cid:7)"#$(cid:7)(cid:9)
ruídos e interferências.
%&’
###(cid:25)(cid:8)(cid:8)(cid:8)0),&,˙1&,$(cid:3)063(&75$/ A eficiência espectral das modulações n2QAM e
nVSB é a mesma.
A motivação para o uso de AM é a necessidade de
uma alta eficiência espectral, já que é preciso
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Devido à necessidade de se estabelecer uma banda estabelecer os parâmetros da televisão digital de modo
de guarda entre os canais de comunicação, um canal que os níveis de interferência mútua sejam aceitáveis.
de 6 MHz de largura de banda tem uma banda útil de Devido à escassez espectral, os canais de TV digital
apenas 5 a 5,5 MHz, a transmissão de 20 Mbit/s deverão ocupar bandas idênticas às bandas dos canais
exigiria uma eficiência de pelo menos 4 bit/s/Hz. Da de TV analógica, isto é, 6 MHz nos EUA, Canadá,
Tabela 1, os tipos de modulação que fornecem tal Brasil, e 8 MHz na Europa.
valor é a modulação 16 QAM e a modulação 4 VSB. Os transmissores de TV digital ocuparão os
Aumentando o número de níveis, diminuímos a chamados canais "tabu", que são deixados vagos em
sensibilidade a ruídos, interferência entre símbolos. cada localidade. Nesse esquema, a possível
interferência entre transmissores próximos se dá
somente quando operam em canais adjacentes. A
#-(cid:25)(cid:8)(cid:8)7 (cid:21) 7 - 7 (cid:10)
27˙1&,$(cid:3) ((cid:3) ,&2(cid:3) (5686(cid:3) 27˙1&,$(cid:3) e’,$ susceptibilidade à interferência entre canais adjacentes
depende de uma série de fatores como: distância entre
Uma das características indesejáveis dos métodos
os transmissores, potências relativas, posição do
de modulação utilizados pelos sistemas de televisão
receptor, direcionalidade da antena de recepção e,
digital é a relação desfavorável entre a potência de
destacadamente, a seletividade do filtro de recepção.
pico e a potência média do sinal irradiado. Como os
O tipo de interferência mais difícil de combater -
transmissores são limitados pela potência de pico, uma
pois não depende da seletividade do filtro do receptor
alta relação (potência de pico)/(potência média)
- é a interferência de transmissões no mesmo canal.
implica numa baixa potência média, e portanto uma
Para controlar a chamada interferência co-canal, foi
baixa relação sinal-ruído.
estabelecida uma distância mínima entre os
transmissores que operam no mesmo canal. Nos EUA,
essa distância é de 155 milhas, garantindo para cada
emissora um raio de cobertura de 57 milhas. Esse
cuidado permite um nível de desempenho considerado
ZHU(cid:3)LV HU(cid:3)(cid:11)(cid:8)(cid:12) satAis fiantóternioç.ão de se introduzir o serviço de Televisão
HDN(cid:3)3R JH(cid:3)3RZ Dreilgaixtaaml elnetvoo ud a on oFrmCaC dea dciostnâsnicdiear amr ínuimm a pdoes s1ív5e5l
(cid:3)3 UD
H H milhas. Chegou-se à conclusão de que, se a distância
I(cid:3)7LPYH(cid:3)$Y mínima fosse reduzida para 100 milhas, todas as
(cid:3)2ER estações de televisão atuais poderiam receber um
(cid:8)$
segundo canal para transmitir televisão digital. Se a
distância mínima fosse reduzida para 112 milhas,
apenas 0,17% não poderiam receber um canal
adicional. (The Digital Spectrum-Compatible HDTV
3HDN(cid:16)7R(cid:16)$YHUDJH(cid:3)3RZHU(cid:3)5DWLR(cid:3)(cid:11)G%(cid:12)
Transmission System- p.208 Digital Video).
2(cid:2)(cid:22)(cid:12)(cid:17)(cid:7)(cid:8)8(cid:25)(cid:8)((cid:14)(cid:15)(cid:16)(cid:17)(cid:14)(cid:28)(cid:13)(cid:14) (cid:22)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:3)(cid:7)(cid:17)(cid:9)(cid:2)(cid:3) (cid:22)(cid:6)(cid:7)(cid:18)(cid:6)(cid:16)(cid:31)(cid:4)(cid:5)(cid:14)(cid:3)(cid:7)(cid:8)(cid:9)(cid:7)(cid:18)(cid:14)(cid:5)(cid:6))(cid:18)(cid:6)(cid:16)(cid:31)(cid:4)(cid:5)(cid:14)(cid:3) A introdução da Televisão digital leva ao estudo de
(cid:20)*(cid:8)(cid:14)(cid:3)(cid:7)(cid:18)(cid:3)(cid:17)(cid:3)(cid:7)(cid:13)(cid:20)(cid:7)(cid:15)(cid:14)(cid:4)(cid:3)(cid:2)(cid:7)+(cid:7)"#$ 3 tipos novos de interferência co-canal:
a) TV digital sobre TV digital
O sistema da Grande Aliança utiliza a modulação
b) TV digital sobre TV analógica
8 VSB, com um roll-off de 11,5%, produzindo um
c) TV analógica sobre TV digital
sinal com uma característica de potência conforme
mostra a Figura 3. Pode-se ver que o sinal pode atingir O caso (cid:7) tem importância menor se comparado com
picos de até 8 dB (6,3 vezes) acima do nível da os casos (cid:27) e (cid:30)!(cid:8)pois o sinal digital transmitido possui
potência média. Porém, em 99,9% do tempo, a uma característica semelhante ao ruído branco. Assim,
potência está abaixo de 7 dB (5 vezes). Estudos basta termos entre 15 e 20 dB de diferença entre o
mostram que esse valor para o sistema europeu DVB é sinal desejado e o sinal indesejável para termos uma
cerca de 2,5 dB maior que o ATSC (para 99,99% do recepção perfeita (10 db no sistema 8 VSB e 14,6 dB
tempo). O sistema DVB requer um transmissor com no sistema OFDM). A interferência da televisão
potência superior ao do ATSC de 2,5 dB ou 1,8 vezes. digital sobre a analógica é controlada utilizando-se um
nível de potência da transmissão digital
-(cid:25)(cid:8)(cid:8)#17(5)(5˙1&,$(cid:3)(175((cid:3)(cid:18)5$160,66fi(6(cid:3)’( significativamente abaixo do nível de potência da
(cid:18)9(cid:3)(cid:23)1$/ˇ*,&$(cid:3)((cid:3)(cid:21),*,7$/ transmissão analógica. Isso é necessário (e possível)
porque a relação (S/N) (Signal/Noise) mínima da
Ao contrário do que houve com a introdução da televisão analógica é bem maior que a correspondente
televisão em cores - os receptores monocromáticos da televisão digital.
permaneceram operando - os receptores analógicos A televisão analógica exige algo em torno de 40 dB
não poderão tratar os sinais do novo sistema de de relação (S/N) para se obter uma imagem de
televisão. Existirá um período de transição onde a qualidade apenas razoável, enquanto a televisão digital
convivência da transmissão analógica com a promete uma imagem perfeita com uma relação (S/N)
transmissão digital de televisão deverá ser de apenas 15 a 20 dB. Isto significa que a televisão
administrada. Há uma grande preocupação em digital pode trabalhar com menor potência média,
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gerando menos interferência sobre um sinal analógico taxa de 19.392658... Mbit/s. Esses dados consistem
no mesmo canal. em pacotes de 188 bytes MPEG-compatíveis
Chegou-se à conclusão de que um transmissor de (incluindo um byte de sincronismo e 187 bytes de
televisão digital a 100 milhas produziria um nível de dados que representarão uma taxa total de dados de
interferência igual ao produzido por um transmissor 19.28... Mbit/s). Os pacotes de 188 bytes, juntos com
analógico a 155 milhas (D/U = 28 dB) se a potência os bits introduzidos para correção de erros (Forward
irradiada pelo transmissor estivesse 12 dB abaixo da Error Correction - FEC), serão convertidos em
potência do transmissor analógico. (The Digital segmentos de 832 símbolos com 8 níveis possíveis.
Spectrum-Compatible HDTV Transmission Esses símbolos ocorrerão a uma taxa de
System- p.208 Digital Video).
4,5’(cid:26)(cid:27)
A interferência que um transmissor digital produz # = ×684=10,762...’(cid:26)(cid:27) (3)
U
sobre um sinal analógico é de um tipo relativamente 286
benigno, porém, é preciso considerar esse fato com
alguma cautela. Há uma tendência a se pensar que o #U = (cid:30)K×684=10,762...’(cid:26)(cid:27) (4)
sinal digital aparece para o receptor analógico como se
fosse um ruído gaussiano. Isso, porém, nem sempre é 4,5’(cid:26)(cid:27)
verdade, principalmente no caso do sistema 8 VSB: (cid:30)K = =15,734...,(cid:26)(cid:27) (5)
286
sinais digitais também possuem transientes que geram
picos de potência relativamente elevada, que podem O termo (cid:30) representa a freqüência de varredura
K
afetar canais adjacentes como se fossem ruído
horizontal da TV no padrão NTSC e PAL-M.
impulsivo (Spectrum, abril de 1995, p 49).
A aleatorização dos dados e o processo FEC não
A interferência de uma transmissão analógica sobre
são aplicados ao byte de sincronismo no pacote de
um sinal digital (caso (cid:30)) é mais difícil de se controlar
transporte, que é representado na transmissão pelo
porque o sinal da televisão analógica produz um
Dado de Sincronismo de Segmento.
espectro interferente com potência altamente
A Figura 4 mostra como os segmentos são
concentrada nas raias das portadoras de imagem, cor e
organizados para a transmissão. A cada conjunto de
som (CTB - composite triple beat). Esse tipo de
312 segmentos de dados é acrescido um segmento de
interferência é especialmente danosa para a
sincronismo de campo que contém uma seqüência de
modulação OFDM, que é muito sensível às
treinamento do equalizador do receptor. Essa
interferências senoidais.
seqüência de treinamento é composta por símbolos
Uma forma eficaz de se combater interferências do binários (níveis ±5).
tipo senoidal sobre um sinal OFDM é não transmitir
Os primeiros 4 símbolos de cada segmento são
as portadoras de freqüência em torno das raias das transmitidos em forma binária (níveis ±5) e são
interferências, criando os assim chamados "buracos"
utilizados como sinais de sincronismo de segmento.
espectrais. Testes mostraram, porém, que são
Esses 4 símbolos correspondem ao primeiro byte do
necessários buracos espectrais de largura igual a
pacote MPEG-compatível de 188 bytes enviado pelo
400 , 200 e 100 kHz, respectivamente, em torno das
sub-sistema de transporte.
portadoras de luminância, cor e som, para uma
proteção efetiva. A perda de 700 KHz numa banda de 4 828 Símbolos
6 ou 8 MHz é muito grande e esse fato pode tornar a S Sincronismo de Campo #1
técnica de pouco uso prático. Esse tipo de recurso não i
n
está previsto no padrão DVB-T. c
O sistema da Grande Aliança prevê o uso pelo 313 r 24,2
Segmentos o Dados + FEC ms
receptor de um filtro pente com um atraso igual a 12 n
is
vezes o período de símbolos, que atenua fortemente as m
freqüências das portadoras de imagem, cor e áudio de o
um sinal NTSC (seriam igualmente eficazes para d Sincronismo de Campo #1
transmissão PAL-M). O filtro anti-NTSC acaba e
transformando o sinal original de 8 níveis num sinal S
e
caopmro xim1a5d amneívneteis , 3 dleBv annda o imuan iduamdea copnetrrad ar uíddoe Seg3m1e3ntos mg Dados + FEC 2m4,s2
e
branco. O filtro anti-NTSC poder ser eliminado dos n
receptores fabricados após o período de transição. t
o
1 Segmento = 77.3 µs
-#(cid:25)(cid:8)(cid:8)(cid:26)(cid:8)(cid:8)(cid:1) 1(cid:8)-
,67(0$(cid:3)(cid:3) 6%
2(cid:2)(cid:22)(cid:12)(cid:17)(cid:7)(cid:8):(cid:25)(cid:8)%(cid:13)(cid:3)(cid:8)(cid:17)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:9)(cid:7)(cid:8)(cid:3)(cid:8)(cid:6)(cid:15)(cid:7)"#$
A seguir descreve-se o sistema 8-VSB.
A Tabela 2 apresenta os parâmetros utilizados para
transmissão VSB nos dois modos: radiodifusão
-#(cid:25)5(cid:25)(cid:8)(cid:8)9 (cid:10) .
(/$dfi(6(cid:3) $7(0¨7,&$6(cid:3) ¨6,&$6 terrestre e cabo de alta taxa de dados.
Na saída do codificador Reed-Solomon, teremos um
A entrada do sub-sistema de transmissão são os pacote com 207 bytes efetivos (187 do pacote
dados montados pelo sub-sistema de transporte numa MPEG-compatível mais 20 bytes adicionais devido ao
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codificador). Este pacote representa 1656 bits efetivos 1,25 para geração do tom piloto, o sinal enviado ao
(207 bytes * 8 bits/byte). O codificador em treliça irá modulador VSB será dado por :
associar 1 símbolo de 8 níveis a cada 2 bits de forma
+∞
∑
que cada pacote de 207 bytes dará resultado a 828 -((cid:16))= (cid:3)Q(cid:18)((cid:16)−(cid:4).) (10)
símbolos (1656 bits/ 2bits). Estes 828 símbolos, mais −∞
os 4 símbolos binários de sincronismo, comporão um onde:
segmento de 832 símbolos. (cid:3) representa nível nominal (-7,-5,...,+5,+7) do
Q
A freqüência em que ocorrem os segmentos é dada
pulso p(t).
por :
1 1
(cid:30)VHJ = 8#3U2 =12.935,38...(cid:15)(cid:9)(cid:24)(cid:20)(cid:9)(cid:4)(cid:16)(cid:6)(cid:15)/(cid:15) (6) . = #U =10,762...’(cid:26)(cid:27) =92,917...(cid:4)(cid:15)
A freqüência em que ocorrem os quadros é dada por A potência média de -((cid:16)) será dada por
< -((cid:16))2 >//. , onde / é a energia de (cid:18)((cid:16)). O
(cid:30)
(cid:30) = VHJ =20,663...(cid:12)(cid:13)(cid:3)(cid:8)(cid:17)(cid:6)(cid:15)/(cid:15) (7) acréscimo do tom piloto transforma -((cid:16)) em:
TXDGUR 626
+∞
∑
-((cid:16))= ((cid:3) +1,25)(cid:18)((cid:16)−(cid:4).) (11)
A taxa efetiva de bits gerada pelo sub-sistema de Q
−∞
transporte será dada por:
Sabendo-se que (cid:3) possui média igual a zero, -((cid:16))
Q
312 188
(cid:16)(cid:3)-(cid:3)⋅(cid:9)(cid:30)(cid:9)(cid:16)(cid:14)(cid:21)(cid:3)⋅(cid:8)(cid:9)⋅(cid:28)(cid:14)(cid:16) =# ⋅ ⋅2= terá agora uma potência média igual a
U 313 208 (8) < -((cid:16))2+1,252 >//. , ou seja, a potência média
=19,3926...’(cid:28)(cid:14)(cid:16)/(cid:15)
aumentará por um fator de
312/313 → a cada 312 segmentos de dados (72+52+32+12)/4+(1,252)
acrescenta-se um segmento de sincronismo de campo. =1,0744... (12)
188/208 → 20 bytes acrescido a cada pacote de (72+52+32+12)/4
188 bytes. o que corresponde a um aumento de apenas 0,31...dB
2 → Codificador em treliça; aqui cada 2 bits resulta na potência transmitida. A relação entre a potência do
em 1 símbolo de 8 níveis. tom piloto e a potência média anterior de -((cid:16)) será
O cálculo para o modo cabo com alta taxa de dados dada por:
é idêntico, exceto que o sistema 16 VSB carrega 4 bits
1,252
de informação por símbolo. Assim, a taxa efetiva de =0,074404...=−11,28...(cid:8)$
bits para o 16 VSB é igual a: (72+52+32+12)/4
(13)
(cid:16)(cid:3)-(cid:3)⋅(cid:9)(cid:30)(cid:9)(cid:16)(cid:14)(cid:21)(cid:3)⋅(cid:8)(cid:9)⋅(cid:28)(cid:14)(cid:16)(cid:15)(16"#$)
O tom piloto será utilizado pelo receptor para a
=(cid:16)(cid:3)-(cid:3)⋅(cid:9)(cid:30)(cid:9)(cid:16)(cid:14)(cid:21)(cid:3)⋅(cid:8)(cid:9)⋅(cid:28)(cid:14)(cid:16)(cid:15)(8"#$)×2 (9) recuperação da portadora. A amplitude do tom piloto é
=19,3926(cid:1)×2=38,785(cid:1)’(cid:28)(cid:14)(cid:16)/(cid:15). suficientemente baixa para não produzir interferência
significativa sobre um sinal NTSC ou HDTV
Os símbolos com 8 níveis combinados com os operando no mesmo canal.
Dados de Sincronismo de Segmento e os Dados de
Sincronismo de Campo serão utilizados para modular 3DUkPHWUR 0RGR(cid:3)7HUUHVWUH 0RGR(cid:3)&DER(cid:3)GH
uma portadora simples com portadora suprimida. (cid:3)DOWD(cid:3)WD[D(cid:3)GH
Antes da transmissão, a parte da banda lateral inferior GDGRV
Largura de Banda 6 MHz 6 MHz
deverá ser removida. A característica global
do Canal
(transmissor+receptor) é do tipo co-seno levantado,
Excesso de 11.5% 11.5%
em ambas as extremidades da banda. A resposta é
Largura de Banda
dividida igualmente entre o transmissor e o receptor,
Taxa de símbolos 10.76 Msymbols/s 10.76Msymbols/s
de modo que o transmissor possua uma resposta do
Bits por símbolos 3 4
tipo raiz quadrada de um co-seno levantado. Como o
TCM 2/3 taxa Não usada
processo de modulação suprime a freqüência da Reed-Solomon t = 10 (207,187) t = 10 (207,187)
portadora, um tom piloto com potência apropriada é FEC
somado ao sinal, 310 kHz a partir do limite inferior do Comprimento de 832 símbolos 832 símbolos
espectro.) Segmento
Sincronismo de 4 símbolos por 4 símbolos por
Segmento segmento segmento
-#(cid:25)6(cid:25)(cid:8)(cid:8)(cid:10) -(cid:1).
2’8/$&›2(cid:3)
Sincronismo de 1 por 313 1 por 313
Quadro segmentos segmentos
Os níveis nominais de entrada no modulador VSB Taxa de dados 19,28 Mbit/s 38,57 Mbit/s
são dados por -7, -5, -3 , -1, +1, +3, +5 e +7, enquanto Rejeição co-canal filtro de rejeição Não usado
que os níveis de sincronismo de segmento e o NTSC NTSC no receptor
sincronismo de campo são dados por -5 e +5. Um Contribuição de 0.3 dB 0.3 dB
Potência do Piloto
valor de 1,25 deve ser adicionado a cada nível
N threshold 14.9 dB 28.3 dB
nominal com o objetivo de se criar um tom piloto de
pequena amplitude. Antes da adição do nível DC de (cid:18)(cid:7)(cid:27)(cid:5)(cid:13)(cid:7)(cid:8)6(cid:25)(cid:8)/(cid:3)(cid:17)0(cid:20)(cid:9)(cid:16)(cid:17)(cid:6)(cid:15)(cid:7)(cid:8)(cid:6)(cid:7)(cid:20)(cid:6)(cid:8)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:9)(cid:7)(cid:16)(cid:17)(cid:3)(cid:4)(cid:15)(cid:20)(cid:14)(cid:15)(cid:15)(cid:22)(cid:6)(cid:7)"#$(cid:1)(cid:2)
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-#(cid:25)8(cid:25)(cid:8)(cid:8)(cid:23)1¨/,6((cid:3)’2(cid:3)352&(662(cid:3)’((cid:3)02’8/$d›2 sen(4π∆(cid:5)(cid:3)) cos(2απ∆(cid:5)(cid:3))
(cid:2)((cid:3))= × ×cos(2π(cid:5) (cid:3))
4π∆(cid:5)(cid:3) 1−(4α∆(cid:5)(cid:3))2 0
Considere que a seqüência dos símbolos digitais
que saem do codificador em treliça seja dada por : −sen(2π∆(cid:5)(cid:3))2×cos(2απ∆(cid:5)(cid:3))×sen(2π(cid:5) (cid:3))
{ } { } 2π∆(cid:5)(cid:3) 1−(4α∆(cid:5)(cid:3))2 0 (19)
# = (cid:3)Q , onde (cid:1)Q = ±7,±5,±3,±1
Pode-se escrever (cid:2)((cid:3)) como:
A modulação VSB consiste em se transformar cada
termo da seqüência em pulsos de RF, chamados de (cid:2)((cid:3))=(cid:2) ((cid:3))×cos(2π(cid:5) (cid:3))−(cid:2) ((cid:3))×sen(2π(cid:5) (cid:3)) (20)
, 0 4 0
(cid:2)((cid:3)). Devido à simetria do espectro, os pulsos (cid:2)((cid:3))
podem ser considerados como o resultado da onde (cid:2)((cid:3)) representa a componente em fase e onde
,
modulação de uma portadora numa freqüência (cid:2) ((cid:3)) representa a componente em quadratura do sinal
4
((cid:5) +(cid:4) /4) por pulsos em banda básica, VSB, isto é :
0 U
denominados (cid:6)((cid:3)). A escolha da freqüência da sen(4π∆(cid:5)(cid:3)) cos(2απ∆(cid:5)(cid:3))
portadora como ((cid:5)0+(cid:4)U/4) garante um espectro (cid:2),((cid:3))= 4π∆(cid:5)(cid:3) ×1−(4α∆(cid:5)(cid:3))2 (21)
simétrico, conforme mostra a Figura 5.
No domínio do tempo, o pulso (cid:2)((cid:3)) será dado por:
sen(2π∆(cid:5)(cid:3))2 cos(2απ∆(cid:5)(cid:3))
(cid:2)((cid:3))= (cid:6)((cid:3))⋅cos[2π((cid:5)0+(cid:4)U/4)] (14) (cid:2)4((cid:3))= 2π∆(cid:5)(cid:3) ×1−(4α∆(cid:5)(cid:3))2 (22)
onde: Estes sinais, (cid:2)((cid:3)) e (cid:2) ((cid:3)), são apresentados na Figura
, 4
6. As componentes em fase e quadratura modulam
(cid:5)0 freqüência da portadora de RF. respectivamente portadoras defasadas de 90º, gerando
∆(cid:5) =(cid:4) /4=2,690...MHz bandas laterais que se cancelam, completa ou
U
(cid:6)((cid:3)) pulso do tipo coseno levantado dado por: parcialmente, de modo a gerar o espectro VSB
mostrado na Figura 5.
(cid:6)((cid:3))= sen(2π∆(cid:5)(cid:3))×cos(2απ∆(cid:5)(cid:3)) (15) A Figura 7 apresenta o diagrama de olho do sinal
2π∆(cid:5)(cid:3) 1−(4α∆(cid:5)(cid:3))2 8VSB no padrão de televisão digital da Grande
Aliança.
onde :
α roll-off = 0,31MHz/2,690MHz = 0,115... -,,(cid:25)(cid:8)(cid:8)(cid:10)2’8/$d›2(cid:3)%(cid:26)2(cid:21)(cid:10)
Sr=10,76 MHz P(f+fo+Sr/4) P(f) P(f-fo-Sr/4) O padrão de transmissão terrestre de televisão
digital de alta definição adotado pelos países europeus
(DVB-T - “Digital Video Broadcasting - Terrestrial)
utiliza uma técnica de modulação conhecida como
OFDM (“Orthogonal Frequency Division
Modulation”). Quando existe codificação de canal
-fo-Sr/4 -fo -Sr/4 0 Sr/4 f0 fo+Sr/4 antecedendo o processo de modulação (como é o caso
do padrão DVB-T), esta modulação é chamada de
2(cid:2)(cid:22)(cid:12)(cid:17)(cid:7)(cid:8);(cid:25)(cid:8)(cid:7)(cid:8)(cid:6)(cid:9)(cid:10)(cid:3)(cid:11)(cid:12)(cid:8)(cid:13)(cid:14)(cid:9)(cid:13)(cid:6)((cid:3))(cid:13)(cid:9)(cid:13)(cid:2)((cid:3))(cid:15) COFDM (“Coded Orthogonal Frequency Division
Modulation”). A codificação de canal é realizada para
Substituindo (cid:6)((cid:3)) na equação para (cid:2)((cid:3)), e usando a diminuir os erros introduzidos pelas imperfeições do
fórmula trigonométrica do coseno de uma soma canal de transmissão. No Sistema DVB-T a
cos((cid:1)(cid:16)(cid:17))(cid:13)=(cid:13)cos((cid:1))×cos((cid:17))-sen((cid:1))×sen((cid:17)), ficamos com codificação de canal envolve codificação de
sen(2π∆(cid:5)(cid:3)) cos(2απ∆(cid:5)(cid:3)) [ ] Reed-Solomon e de Treliça.
(cid:2)((cid:3))= × ×cos2π((cid:5) +(cid:4) /4)(cid:3)
2π∆(cid:5)(cid:3) 1−(4α∆(cid:5)(cid:3))2 0 U
(16) 1.0 h(t)
I
0.8 h(t)
sen(2π∆(cid:5)(cid:3)) cos(2απ∆(cid:5)(cid:3)) Q
(cid:2)((cid:3))= 2π∆(cid:5)(cid:3) ×1−(4α∆(cid:5)(cid:3))2 ×cos(2π∆(cid:5)(cid:3))×cos(2π(cid:5)0(cid:3)) 0.6
sen(2π∆(cid:5)(cid:3)) cos(2απ∆(cid:5)(cid:3)) 0.4
− × ×sen(2π∆(cid:5)(cid:3))×sen(2π(cid:5) (cid:3))
2π∆(cid:5)(cid:3) 1−(4α∆(cid:5)(cid:3))2 0(17) ude 0.2
plit 0.0
m
a
-0.2
sen(2π∆(cid:5)(cid:3))×cos(2π∆(cid:5)(cid:3)) cos(2απ∆(cid:5)(cid:3))
(cid:2)((cid:3))= × ×cos(2π(cid:5) (cid:3)) -0.4
2π∆(cid:5)(cid:3) 1−(4α∆(cid:5)(cid:3))2 0
-0.6
sen(2π∆(cid:5)(cid:3))×sen(2π∆(cid:5)(cid:3)) cos(2απ∆(cid:5)(cid:3))
− × ×sen(2π(cid:5) (cid:3)) -0.8
2π∆(cid:5)(cid:3) 1−(4α∆(cid:5)(cid:3))2 0
(18) tempo
2(cid:2)(cid:22)(cid:12)(cid:17)(cid:7)(cid:8)<(cid:25)(cid:8)(cid:4)(cid:18)(cid:19)(cid:1)(cid:20)(cid:13)(cid:21)(cid:4)(cid:22)(cid:23)(cid:13)(cid:2)((cid:3))(cid:24)(cid:13)(cid:9)(cid:25)(cid:13)(cid:5)(cid:1)(cid:8)(cid:9)(cid:26)(cid:13)(cid:9)(cid:13)(cid:2) ((cid:3))(cid:24)(cid:13)(cid:9)(cid:25)(cid:13)(cid:27)(cid:28)(cid:1)(cid:14)(cid:11)(cid:1)(cid:3)(cid:28)(cid:11)(cid:1)(cid:15)
, 4
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divOisFãDo Mem éf reuqmüaê ntcéica npiacraa dtrea nmsmoidtuirl abçlãooc oqs udee duatidliozsa. (cid:4)((cid:3))=Re(cid:9)M⋅2⋅π⋅I&⋅W⋅∑∞ ∑67 .∑max(cid:10) ⋅Ψ ((cid:3))
Cada símbolo do sinal é constituído por um conjunto  P=0O=0N=.minP,O,N P,O,N 
de portadoras, cada uma transportando informações (23)
onde
independentes. No sistema DVB-T [12], os dados de
entrada do modulador são números complexos
representando pontos de uma constelação. A Ψ (W)=HM2π⋅7N8′⋅(W−∆−O⋅76−68P⋅76) (O+68P)⋅7 ≤W≤(O+68P)⋅7 ,
constelação utilizada pode ser QPSK, 16-QAM ou P,O,N  6 6
 0 caso contrário.
64-QAM. (24)
O Padrão DVB-T define o mapeamento dos bits a
serem transmitidos em pontos de uma constelação de
Os parâmetros utilizados nas Equações (23) e (24)
forma a se permitir, se assim desejado, transmissão
são apresentados na Tabela 3.
hierárquica de informação em dois níveis de
prioridade. Isso possibilita a utilização de técnicas de
! Número da portadora
escalonamento de dados definidas no Padrão
(cid:20) Número do símbolo COFDM
MPEG-2[13]. Essa possibilidade não é admitida no
(cid:25) Número do quadro transmitido
padrão de HDTV americano. (cid:31) Número de portadoras transmitidas
Além dos dados complexos (pontos da constelação), Duração de um símbolo COFDM
6
também são transmitidas portadoras-piloto e Inverso do espaçamento entre portadoras
8
portadoras de parâmetros de sinalização (portadoras ∆ Duração do intervalo de guarda
TPS - “Transmission Parameter Signaling”). As (cid:5) Freqüência central do sinal em RF
&
portadoras-piloto podem ser utilizadas para !" Índice da portadora relativo a freqüência central:
sincronização de quadro, de freqüência e de tempo, K’ = k - (K +K )/2
max min
estimação de canal e ainda para acompanhar o ruído (cid:10) Dado complexo (ponto da constelação)
P(cid:15)O(cid:15)N
de fase introduzido pelo canal. As portadoras TPS são transmitido pela portadora k do símbolo (l-1) do
utilizadas para se transmitir parâmetros do sistema quadro m
(por exemplo, tamanho do intervalo de guarda, (cid:18)(cid:7)(cid:27)(cid:5)(cid:13)(cid:7)(cid:8)8(cid:25)(cid:8)#(cid:1)(cid:11)$(cid:25)(cid:9)(cid:3)(cid:11)(cid:12)(cid:8)(cid:13)(cid:14)(cid:12)(cid:13)(cid:8)(cid:18)(cid:19)(cid:1)(cid:20)(cid:13)%&(cid:29)’
constelação utilizada, etc.).
O Padrão DVB-T[12] define os valores numéricos
destes parâmetros para os modos 2k e 8k. Esses
valores são apresentados na Tabela 4.
-##(cid:25)5(cid:25)(cid:8)(cid:8)( (cid:1) %(cid:26)2(cid:21)(cid:10)
(5$d›2(cid:3)’2(cid:3) ,1$/(cid:3)
No Anexo D do Padrão ETS 300 744 [12] sugere-se
que seja utilizada a Transformada Discreta de Fourier
(DFT - Discrete Fourier Transform) como ferramenta
para se implementar o sistema de modulação
COFDM. Entretanto, neste padrão não é especificada
a maneira como se deve realizar esta implementação,
ainda que sejam apresentados alguns aspectos
práticos. A seguir será apresentada uma maneira de se
realizar esta implementação.
Para se gerar o sinal COFDM utilizando-se a DFT
inversa, será realizado um desenvolvimento
2(cid:2)(cid:22)(cid:12)(cid:17)(cid:7)(cid:8)=(cid:25)(cid:8)(cid:29)(cid:18)(cid:1)(cid:30)(cid:11)(cid:1)(cid:25)(cid:1)(cid:13)(cid:14)(cid:9)(cid:13)(cid:12)(cid:20)(cid:2)(cid:12)
matemático para o primeiro símbolo COFDM do
O sinal transmitido é organizado em quadros de primeiro quadro. Dessa forma, utilizando (cid:25)=0 e (cid:20)=0
duração T com 68 símbolos de modulação OFDM na Equação 1, e considerando-se ∆=0, tem-se
F
que podem ser implementados no modos 2k e 8k.
Cada símbolo é constituído por um conjunto de (cid:31) (cid:4)((cid:3))=Re(cid:9)M⋅2⋅π⋅I&⋅W⋅ .∑max(cid:10) ⋅Ψ ((cid:3)) (25)
portadoras, chamadas de células, sendo que (cid:31) = 1705  N=.min0,0,N 0,0,N 
no modo 2k e (cid:31) = 6817 no modo 8k. Cada símbolo
tem duração 6, sendo que esse intervalo é dividido onde
em duas partes: uma parte útil de duração 8 e um  M⋅2⋅π⋅N′⋅W
intervalo de guarda de duração ∆. O intervalo de Ψ ((cid:3))=(cid:9) 78 0≤(cid:3)≤ , (26)
0,0,N 6
guarda tem como objetivo reduzir a interferência  0 casocontrário.
intersimbólica e consiste de uma repetição cíclica de
uma parte final do sinal útil ( 8) inserida no início do Considerando o sinal (cid:1) ((cid:2)) como o equivalente em
E
símbolo. banda base de (cid:1)((cid:2)), fazendo (cid:3) =(cid:3) e substituindo a
(cid:19)(cid:15)(cid:19)(cid:15)N N
O sinal transmitido é definido pela seguinte
Equação (26) na Equação (25), obtém-se
expressão :
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(cid:1) ((cid:2))= .∑max(cid:3)N⋅(cid:5)M⋅2⋅π⋅7N8′⋅W 0≤(cid:2)≤(cid:4)6 , Ssiengaul ndcoo notí ntueoor emlima itdaad oa meomst rafgreemqü êdnec iNa yqpuoidset, usemr
E N=.min (27) perfeitamente recuperado a partir de suas amostras se
 0 casocontrário. a taxa de amostragem for pelo menos duas vezes a
maior freqüência desse sinal. Caso esse princípio não
Como (cid:6)PLQ=0 e (cid:7)(cid:8) = (cid:7)(cid:9)- ((cid:6)max +(cid:6)min)/2, tem-se seja observado, ocorrerá distorção do sinal devido a
(cid:1)E((cid:2))=(cid:5)−Mπ⋅.7m8ax⋅W⋅.N∑m=a0x(cid:3)N⋅(cid:5)M2π⋅7N8⋅W 0≤(cid:2)≤(cid:4)6 , sEoucsposearr rapd oi"ssatiolçirõaçesãison d geé" coco omsniphnoeacnl iendnãato e csp odomod oee rsá"pa eslcieatrrs oirn edgco"o ,sn isent arucl.aídsoo
 0 casocontrário. perfeitamente. Portanto, de acordo com o Teorema de
(28) Nyquist, N amostras não são suficientes para
sintetizar o sinal a ser transmitido, pois com N
A expressão acima é semelhante à equação da
Transformada Discreta de Fourier Inversa (DFT-1), a amostras a taxa de amostragem é menor que duas
saber, vezes a maior freqüência do sinal a ser sintetizado1.
Voltando para a análise do sinal (cid:1) ((cid:2)) e
E
(cid:12)((cid:11))= (cid:10)1 1∑−1(cid:3)N⋅(cid:5)M⋅2⋅π1⋅N⋅Q (29) qcoune sideesrsaen dsoi neasls e tseimna l nseou i nteesrpveaclotr o[0 ,(cid:4)li6m],i tvaedroif icpae-slae
N=0 freqüência máxima de " =(cid:6) /(cid:4) . Dado que (cid:6) é o
0 max 8
Essa semelhança sugere a utilização da DFT inversa número de portadoras ((cid:6)#(cid:6)max$(cid:6)min+1=(cid:6)max+1), um
(DFT-1) para síntese do sinal COFDM, pois a número de (cid:6) amostras não será suficiente para se
utilização de um oscilador para cada portadora torna a obter o sinal (cid:1)E((cid:2)) pois, de acordo com o teorema de
implementação desse sistema excessivamente Nyquist, a freqüência da amostragem, "$, deve ser%
complexa e cara. Além disso, a DFT-1 pode ser "$≥2"$#2(cid:6)max&(cid:4)8. Se forem utilizadas 2(cid:6) amostras a
calculada por meio de algoritmos rápidos. Se o freqüência de amostragem será de %
número de subportadoras ((cid:6)) fosse pequeno, poderia "$=2(cid:6)/(cid:4)8=2’(cid:6)max+1)/(cid:4)8. Neste caso, a freqüência de
ser viável a utilização de um banco de filtros digitais amostragem é suficiente para a sintetização do sinal a
onde cada filtro implementaria um oscilador. partir dessas amostras.
Entretanto para um número de portadoras grande Tomando-se 2(cid:6) amostras do sinal (cid:1)E((cid:2))
((cid:6)>32), como é o caso do sistema de modulação do uniformemente espaçadas no intervalo [0,(cid:4)8)
Padrão DVB-T, a utilização da DFT é mais eficiente. (portanto, com período de amostragem de (cid:4)8/2(cid:6)),
tem-se :
7(cid:7)(cid:17)>(cid:6)(cid:5)(cid:4)(cid:17)(cid:11)(cid:3) (cid:6)(cid:11)(cid:9)(cid:11)(cid:8)1? (cid:6)(cid:11)(cid:9)(cid:11)(cid:8)6?
N(cid:6)úmero de portadoras (cid:6) 06817 01705 (cid:1) ((cid:11))=(cid:1) ((cid:11)⋅(cid:4)8)=(cid:5)−Mπ⋅.7m8ax⋅Q2⋅7.8 ⋅.∑max(cid:3) ⋅(cid:5)M2π⋅7N8⋅Q2⋅7.8
(cid:6)min 6816 1704 E E 2(cid:6) N=0 N (30)
max
(cid:4)8 896 µs 224 µs
Espaçamento entre (cid:13)(cid:13)(cid:13)(cid:14) Hz (cid:15)(cid:15)(cid:14)(cid:15) Hz
portadoras 1/(cid:4)8 onde n ∈ [0,2(cid:6)-1]
Espaçamento entra as (cid:16)(cid:17)(cid:14)(cid:13) MHz (cid:16)(cid:17)(cid:14)(cid:13) MHz Como (cid:6) = (cid:6)-1, tem-se
max
portadoras (cid:6) e (cid:6)
(NnOotTaA 2 ) 1: Omsi n valoremsa xem itálico são valores (cid:1)E((cid:11))=(cid:5)−M⋅π⋅Q⋅.2.−1⋅.∑−1(cid:3)N⋅(cid:5)M⋅2⋅π.⋅N⋅Q⋅12 (31)
aproximados N=0
NOTA 2: 6,66 MHz no caso de canais de lagura de
O somatório da Equação (31) é semelhante ao
faixa de 7 MHz
somatório da Equação (29), que é a equação da
transformada discreta inversa de Fourier. A diferença
(cid:18)(cid:7)(cid:27)(cid:5)(cid:13)(cid:7)(cid:8):(cid:25)(cid:8)(cid:18)(cid:19)(cid:20)(cid:21)(cid:22)(cid:5)(cid:23)(cid:9)(cid:11)(cid:24)(cid:25)(cid:26)(cid:22)(cid:27)(cid:3)(cid:21)(cid:23)(cid:9)(cid:28)(cid:19)(cid:22)(cid:19)(cid:9)(cid:21)(cid:23)(cid:9)(cid:28)(cid:19)(cid:22)(cid:29)(cid:25)(cid:5)(cid:2)(cid:22)(cid:21)(cid:23)(cid:9)(cid:30)(cid:31) !
é um fator de meio que aparece no expoente do
somatório da Equação (31). Para tornar esses dois
A utilização da Transformada de Fourier para
somatórios equivalentes, de forma a possibilitar o uso
modulação e demodulação de sistemas de múltiplas
da DFT-1 no cálculo do sinal (cid:1) ((cid:2)), deve-se realizar
portadoras foi proposto pela primeira vez por E
manipulações algébricas na Equação (31). Dessa
Weinstein e Ebert em [11]. Nesse trabalho, Weinstein
forma, a Equação 9 passa a ser representada por duas
e Ebert apresentam um sistema de transmissão com
equações, uma válida para os índices n pares, e outro
multiplexação em freqüência semelhante ao COFDM,
para os índices n impares. Fazendo
onde se utiliza a DFT ao invés da DFT-1 para se
construir o sinal a ser transmitido. Nesse sistema, cada (cid:11)((cid:9)= (cid:11)/2 ⇒ (cid:11)(cid:9)= 2(cid:11)( para (cid:11) par,
símbolo é constituído de N portadoras que onde (cid:11)((cid:9)∈ [0,K-1], e
transportam N dados complexos. O sinal a ser (cid:11)(((cid:9)= ((cid:11)-1)/2 ⇒ (cid:11)(cid:9)= 2(cid:11)(((cid:9)+ 1 para (cid:11) ímpar
transmitido é obtido através de uma filtragem passa onde (cid:11)(((cid:9)∈ [0,K-1]
baixas de N impulsos, cujas amplitudes são dadas pela
e substituindo na Equação (31), tem-se
DFT dos dados complexos de entrada. Entretanto,
como foi demonstrado em [4], o número N de
(cid:20)(cid:3)e(cid:3)LPSRUWDQWH(cid:3)REVHUYDU(cid:3)TXH(cid:3)HP(cid:3)VHX(cid:3)DUWLJR(cid:3)>(cid:20)(cid:20)@(cid:15)(cid:3):HLQVWHLQ(cid:3)QmR
amostras não é suficiente para construir o sinal
HVSHFLILFD(cid:3)FRPR(cid:3)GHYH(cid:3)VHU(cid:3)LPSOHPHQWDGD(cid:3)D(cid:3)ILOWUDJHP(cid:3)SDVVD(cid:3)EDL[DV
desejado através de um filtro passa baixas ideal.
VXJHULGD(cid:17)
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Telecomunicações – Volume 03 – Número 01 – Abril de 2000