sus ventajas y aplicaciones

Transcripción

1 ISDB-T T Seminario Tecnologías de transmisión n del ISDB-T sus ventajas y aplicaciones 31 de Julio 2009 DiBEG, JapJ apón Hiroyuki FURUTA (NHK) 1

2 Contenido 1. Que es lo que se espera de las transmisión digital terrestre? Beneficios de la TDT (Transmisión digital terrestre) Requerimientos de la TDT 2. Sistema de transmisión ISDB-T Contenidos Tecnologías de transmisión Comparación de los 3 sistemas de TDT 3. Servicios en radiodifusión del ISDB-T HDTV / multi-canal SDTV Transmisión jerárquica & y servicio de One-seg Sistema de alerta de emergencias (EWBS) 4. Conclusiones 2

3 1. Que es lo que se espera en la TDT? Beneficios de la TDT Requerimientos de la TDT TDT (Transmisión digital terrestre) 3

4 Beneficios de la TDT Calidad alta definición (HDTV), sonido de alta calidad Movilidad/Portabilidad baja definición, alta definición Optimizar el uso del espectro varias programaciones diferentes (HDTV, SDTV, datos, ) canales adyacentes rede de frecuencia única (SFN) Interactividad radiodifusión de datos guía electrónica de programación (EPG) servicio bi-direccional Crecimiento de la industria de la televisión 4

5 Requerimientos para la TDT Servicio atractivo en la transmisión Alta calidad en TV y audio (HDTV, 5.1 surround) Acceso a información (Data, Internet) Robustez en contra de interferencias. Recepción móvil y portátil Servicio de TV a cualquier hora lugar. Utilización efectiva de la frecuencia Congestión en las frecuencias VHF/UHF OFDM, SFN (Rede de frecuencia única) Acelerar la sustitución Desarrollo de servicios móviles al mismo tiempo Compatibilidad con las normas internacionales 5

6 Soluciones técnicast Descripción Alta calidad Robustez Flexibilidad Efectivo aprovechamiento del espectro de frecuencia Solución técnica Eficiente fuente de codificación, Alta velocidad en transmisión de datos y codificación. OFDM, FEC, Interleave(Time & Frequency) Fuente de codificación flexible, multiplexación flexible. OFDM segmentado, transmisión jerárquica OFDM, Redes de frecuencia única ISDB-T reune todos los requisitos tecnicos OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) FEC (Forward Error Control) 6

7 2. Sistema de transmisión n ISDB-T Contenidos técnicos de ISDB-T Tecnologías de transmisión Comparación de 3 sistemas de TDT TDT (Transmisión digital terrestre de TV) ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial) 7

8 ISDB-T T es... Que es ISDB-T T? Uno de los sistemas de TDT en el mundo Hay tres sistemas recomendados en el ITU-R BT1306. ISDB-T, DVB-T and ATSC El sistema mas flexible HDTV, multi-sdtv, EPG, data-casting, acceso a internet, recepción móvil, TV en el celular, etc. El sistema mas robusto OFDM, time-interleaving, etc. Resultados de la comparación técnica den Brasil comprobados. Desarrollado en Japón. 8

9 Contenidos del ISDB-T 6MHz 13 Segmentos Soporta 3 tipos de recepción en un canal Internet / Modem telefónico 12 segment Recepcion fija HDTV Estación de TV Enlace de comunicación Receptores en 1 segmento 12 o 1 segmentos el hogar Recepción Recepción portátil móvil Terminal portátil Receptor con sistema de diversidad de antenas Receptores en vehículos

10 Ambiente de recepción para transmisión n digital terrestre Recepción fija Recepción móvil Interferencia multitrayectoria Interferencia por atenuación Ruidos de impulso o hechos por el hombre Zonas de sombra El ambiente de recepción es muy severo Recepción portátil 10

11 Tecnologías clave para ISDB-T Para la robustez / recepción flexible OFDM Time-interleave (frequency & time interleave) Recepción interna Recepción móvil y portátil Para movilidad / portabilidad & flexibilidad Transmisión jerárquica OFDM segmentado HDTV / servicio multi-canal SDTV para recepción fija y móvil Servicio de One-seg para recepción portátil. Para un mejor aprovechamiento de los recursos de frecuencia Redes de frecuencia única (SFN) 11

12 Señal OFDM GI Señal OFDM en el dominio del tiempo = Duración del símbolo activo Símbolo OFDM Portadora 1 Portadora 2 Portadora k Señal de transmisión Señal OFDM en el dominio de la frecuencia f1 f = fk f1, f2, f3, fk Magnitud Espectro Frecuencia OFDM es Modulación multiportadora 5617 portadoras en un canal de tv de 6MHz (@mode3) Duración mayor de la longitud del símbolo comparado con un sistema de transmisión de una portadora Modulación contra el efecto multitrayectoria. Agregando un intervalo de guarda Modulación/demodulaciòn son procesados por IFFT/FFT. 12

13 Efecto de Time Interleaving Estación de TV Ruta de transmisión Receptores Con Interleaving Ordenar datos según las reglas establecidas. Errores provocados por interferencias Datos reconstruídos Datos corregidos Datos originales Sin Interleaving Errores provocados por interferencias DIFICULTAD para corregir los errores contínuos. MIC

14 Frequency y time interleaving Dominio del tiempo (Simbolos) Dominio de la Frec. (Portadoras) Señal OFDM En sistemas multiportadora se pueden adoptar los siguientes interleaving. (DVB-T) Frequency interleaving (Aleatorización de portadoras) Time interleaving (Aleatorización del símbolo) ISDB-T Frequency & Time interleaving (Aleatorización de portadoras y símbolo) Apropiado para interferencias multitrayectoria pero inefectivo en ruido de impulso y degradaciones. Apropiado en degradación e interferencias de impulso, pero inefectivo en interferencia multitrayectoria. Apropiado para todas cualquier interferencia. 14

15 Efecto del time interleaving Resultados de laboratorio 1.00E E-01 flat fading,dqpsk,mode=1,gi=1/8,fec=1/2,rs=off BER 1.00E E-03 Fd = 7 Hz Fd = 20 Hz Fd = 70 Hz Sin time interleaver 1.00E E E-06 Fd = 70 Hz Fd = 7 Hz Fd = 20 Hz With time interleaver of 440 ms Sin time-interleaver (Error permanece aun en niveles altos de C/N) C/N[dB] Con time-interleaver (Sin error en mas de C/N=20dB) 15

16 Transmisión n jerárquica rquica ISDB-T adopto el sistema de transmisión jerárquica Por medio de FDM (frequency division multiplexing) de segmento La transmisión jerárquica se lleva a cabo cambiando los siguientes parámetros. Modulación : QPSK, 16QAM, 64QAM, (DQPSK) QPSK 16QAM 64QAM Mas robusta Mas capacidad Error de corrección : Velocidad del código de convolución (1/2-7/8) 1/2 2/3 3/4 5/6 7/8 Mas robusto Mas capacidad 16

17 Ejemplos de transmisión n jerárquica rquica 13 Segments, banda ancho del canal: 5.57MHz HDTV 12 segmentos 12 Segs 1 Seg Programa en el aire 1 segmento (6/14 MHz) Servicio de datos 64QAM FEC = 3/4 (16.851Mbps) Grupo B De alta capacidad QPSK FEC = 2/3 (416kbps) Grupo A Robusto (Ejemplos de 2 grupos de transmisión) 17

18 SFN (Redes de frecuencia unica) Efectivo usa del espectro Red de televisión analógica f2 f1 f3 Transmisor principal Red de televisión digital SFN f1 f1 f1 Transmisor principal Estación repetidora Estación repetidora f 2 y f 3 no se usan. Estación repetidora Estación repetidora SFN y MFN f1 f1 f2 Transmisor principal Estación repetidora Estación repetidora f 3 no se usa 18

19 Uso de los canales adyacentes Se ahorra este ancho de banda.

20 Resumen de las ventajas de ISDB-T T sistema de transmisión 1. Robustez contra la interferencia (1) Adopta el sistema de transmisión OFDM (2) Adopta time interleaving; muy efectivo contra diferentes tipos de interferencia (3) Adopta corrección de error concatenado interleaver plural 2. Servicios fijos y móviles (handheld) pueden ser manejados en la transmisión de un solo canal (1) Transmisión jerárquica segmentada en OFDM (2) Recepción parcial central de un segmento para servicios portátiles 3. Utilización eficiente de la frecuencia (1) Adopta sistema de transmisión OFDM para SFN (2) Adopta transmisión jerárquica; servicios para diferentes tipos de recepción en la frecuencia de un solo canal 4. Flexibilidad para diferentes tipos de servicios y recepción 20

21 Contenidos técnicos t de los sistemas TDT Sistema ATSC DVB-T ISDB-T Interleaving Modulación Bit/Symbol Frequency 8VSB Si - OFDM (QPSK, 16QAM,64QAM) Si Si Segmentada OFDM (DQPSK,QPSK, 16QAM,64QAM) Si Si time s Exceso de ancho de banda/ Intervalo de guarda 11.5% 1/4,1/8,1/16,1/32 1/4, 1/8,1/16,1/32 Configuración - TPS TMCC Información bit rate Mbps Mbps Mbps Ancho de banda del canal 6 / 7 / 8 MHz 6 / 7 / 8 MHz 6 / 7 / 8 MHz 21

22 Resultados de las pruebas de Brasil Parámetro de transmisión : casi las misma velocidad de transferencia ATSC Fixed, 8VSB FEC=2/3 (19,39 Mbit/s) DVB-T DVB-2K : 64QAM FEC=3/4 GI=1/16 2K (19,75 Mbit/s) ISDB-T ISDB-4k : 64QAM FEC=3/4 GI=1/16 4K 0,1s (19,33 Mbit/s) (De la presentación del grupo de Brasil SET/ABERT en la NAB2000) 22

23 Ruido Imulsivo para TV Digital 23

24 Ruido de impulso Relación entre el ancho del ruido de impulso & relación de interferencia en la señal ISDB-T ATSC - Chip A DVB - NDS - 3/4 1/16 2K ISDB - NEC - 3/4 1/16 4K 0,1s Better "I"/C (db) ATSC DVB-T Pulse width (us) El sistema ISDB-T tiene mejor respuesta, mediante la introducción del time interleaving (De la presentación del grupo de Brasil SET/ABERT en la NAB2000) 24

25 Multitrayectoria estático tico Mejor C/N (db) Relación señal a ruido en la portadora como una función de la relación de eco en la portadora. Comparación post-echo = 8us DVB-T ISDB-T ATSC ATSC - CHIP T DVB - NDS - 3/4 1/16 2K ISDB - CHIP J - 3/4 1/16 4k 0,1s D/U (db) (De la presentación del grupo de Brasil SET/ABERT en la NAB2000) 25

26 Pruebas de cobertura externa Recepción exitosa Función acumulativa Criterio: Numero de errores < 5 100% ISDB-T Mejor Percentaje de sitio 90% 80% 70% DVB-T ATSC 60% Distancia (km) ATSC DVB-2k ISDB-T (De la presentación del grupo de Brasil SET/ABERT en la NAB2000) 26

27 En el Perú Qué pruebas se efectuaron? Dificultad para homologar pruebas Todo esto en los 6 Mhz. de la Banda UHF Con el mismo transmisor y sistema radiante

28 Consideraciones: TécnicoT dos modalidades: Definición Alta (HD) y Estándar (SD) en ubicaciones exteriores e interiores utilizando antenas aérea y de interior Los estándares ISDB-T y DTMB son los que mostraron, en promedio, mejor calidad de audio y video al haber obtenido ambos un puntaje de 3.78 sobre un maximo de 5; les sigue el estándar DVB que alcanzo un promedio de 3.5 puntos. Es importante destacar que en el caso del estándar DVB se llevó a cabo pruebas de recepciones fija y portátil en modo no jerárquico; vale decir, utilizando el mismo canal en diferentes momentos. Sin embargo, este tipo de transmisión implica un mayor uso de frecuencias a diferencia del estándar ISDB-T que emplea el mismo canal para recepciones fija y portátil simultáneas ( modo jerárquico ). (Fuente: Informe de Recomendación del Estándar de Televisión Digital Terrestre a ser Adoptado en el Perú) 28

29 En la Colombia: En cuanto a los aspectos técnicost Sin embargo, se advierte que la diferencia del nivel de intensidad de campo de los estándares DVB-T e ISDB-T son levemente menores que el nivel de ATSC. En el caso de las mediciones realizadas para movilidad, el desempeño fue positivo para los estándares que poseen modulación OFDM (DVB e ISDB). Sin embargo el desempeño fue superior en el estándar japonés con el empleo del dispositivo móvil One Seg. Con respecto al comportamiento de la recepción indoor el desempeño fue más favorable para los estándares DVB e ISDB. (Fuente: REPÚBLICA DE COLOMBIA, TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE) 29

30 Esencia de los resultados de las pruebas de comparación El esquema de modulación OFDM es conveniente para la TDT en circunstancias reales de transmisión. Esquema de Time interleaving, adoptado para ISDB-T, es la tecnología clave para la transmisión digital móvil y es también efectiva para enfrentar la degradación por ruidos de impulso. ISDB-T mostró los mejores resultados en las pruebas de comparación de Brasil. 30

31 3. Servicios en radiodifusión n para ISDB-T HDTV / multi-canal SDTV Recepción móvil One-seg EWBS EWBS (Sistema de transmisión alerta de emergencia) 31

32 FLEXIBILIDAD DE BST-OFDM 32

33 FLEXIBILIDAD DE BST-OFDM 33

34 Ejemplos de servicios del OFDM segmentado ISDB-T 6 MHz / 1 canal de frecuencia: 13 segmentos HDTV Caso 1 Data casting SDTV SDTV SDTV Caso 2 Data casting 2~3 canales en SDTV 34

35 Servicio Multi-transmisi transmisión n y multi-programa Servicio multi-transmisión HDTV Baseball Servicios para receptores portátiles HDTV Películas (baja velocidad de Bit rate) SDTV Baseball (canal especial) El televidente cambia a un sub-canal HDTV Pelicula Tiempo Cambia automáticamente al siguiente programa Servicio Multi-programa HDTV Golf Servicios para receptores portátiles SDTV (Golf, programa principal) SDTV (Golf, Hoyo 17) SDTV (Golf, Hoyo 18) El televidente cambia a un sub-canal HDTV Siguiente programa Tiempo Cambia automáticamente al siguiente programa 35

36 Servicio de One-seg Para el video baja velocidad de transferencia en el canal de transmisión TV Móvil Video: AVC/H.264 (Cerca de 244 kbps) Audio: AAC-SBR (Cerca de 55 kbps) Closed caption Transmisión de datos BML (Broadcast Markup Language) Información del radiodifusor y canal de comunicación La información relacionada al programa puede ser obtenida por el radiodifusor o internet con una baja velocidad de trasferencia de video 36

37 Convergencia en radiodifusión n y comunicaciones Contenidos del One-Seg Se pueden llevar acabo varios tipos de servicios utilizando las funcionalidades del One-seg en combinación con los servicios móviles de comunicaciones Radiodifusión Convergencia Comunicaciones TV TV & Datos TV & Internet Internet Estacion de transmición Estacion de transmición BML BML BML, HTML Disfrutar de la TV en pantalla completa Disfrutar de un programa de TV y visualizar datos en la TV Disfrutar de un programa de TV y observar datos en Internet Visualizar y leer datos en Internet 37

38 Contenido de Internet en One-seg Transmisión de datos (BML) Icono para la liga de Internet (BML) Internet (BML) Vista principal de la informacion de datos Icono para la liga de Internet (HTML) - Imagines relacionadas al programa en el aire - Contenido de datos de información pasada - Juegos, etc. 38

39 Servicios de One-Seg en Japón Navegadores de auto Teléfonos móviles Video juegos portátiles Diccionarios portátiles PCs con One-Seg Reproductores portátiles Receptores de One-seg tipo USB 39

40 Teléfonos celulares con ISDB-T T One-seg vendidos en Japón Mensual ( 1,000 ) 6,000 5,000 Monthly Total millones (May. 2009) Total ( 1,000 ) 60,000 55,000 50,000 45,000 4,000 40,000 35,000 3,000 30,000 25,000 2,000 1,000 Inicio del servicio 20,000 15,000 10,000 5, Mar-06 Apr-06 May-06 Jun-06 Jul-06 Aug-06 Sep-06 Oct-06 Nov-06 Dec-06 Jan-07 Feb-07 Mar-07 Apr-07 May-07 Jun-07 Jul-07 Aug-07 Sep-07 Oct-07 Nov-07 Dec-07 Jan-08 Feb-08 Mar-08 Apr-08 May-08 Jun-08 Jul-08 Aug-08 Sep-08 Oct-08 Nov-08 Dec-08 Jan-09 Feb-09 Mar-09 Apr-09 May-09 (Fuente: JEITA) 40

41 Por que el servicio de One-seg es muy popular en Japón? Para los clientes o televidentes La TV puede disfrutarse en cualquier hora, en cualquier lugar, de una sola manera. Para los radiodifusores Baja inversión en la infraestructura para servicios móviles ISDB-T puede transmitir servicios móviles así como servicios de recepción fija al mismo tiempo y en la misma señal. Esto significa que la infraestructura de la red de transmsion digital puede ser usada para la red de servicios móviles 41

42 Sistema de alerta de emergencia para transmisión Activación remota para Radio & TV listas para EWBS AM, FM Radio & TV : Señal de control y alerta de emergencia Transmisión digital (ISDB-T) : Bandera de control para alerta de emergencia EWBS para transmisión análoga ha estado operando desde Septiembre del 1985 en Japón. Señales de pruebas EWBS son mensualmente transmitidas in Japón Activación automática tica Agencia de Meteorología Alert EWBS Estación transmisora Transmisor Área de cobertura del servicio de transmisión 42

43 Operación n del sistema de emergencia EWBS En Japón, El sistema de emergencia EWBS es operado en tres condiciones Declaración de precaución en larga escala para terremotos. Alerta de Tsunami Cuando el gobierno local solicita una alerta de emergencia a los radiodifusores. Solicitud Otras posibles aplicaciones en el futuro son: NHK Por ejemplo, declaraciones presidenciales, pronostico de ciclones, alertas volcánicas, alertas de inundaciones. Gobernadores locales 43

44 Activación n en la recepción n móvil m de EWBS Monitoreo continuo de La portadora Aviso de alerta de Tsunami Aviso de alerta de Tsunami EWBS Aviso de alerta de Tsunami Servicio móvil Digital terrestre (Ancho de banda: 429 Khz Aviso de alerta de Tsunami Aviso de alerta de Tsunami 44

45 4. Conclusiones 45

46 Concluciones Beneficios de la transmisión n de televisión n digital terrestre El sistema ISDB-T es el sistema mas robusto en transmisión digital terrestre de TV. Debido a la adopción de las tecnologías OFDM y time-interleaving Se pueden transmitir simultáneamente en un solo canal HDTV o SDTV además de One-Seg (servicio de TV portátil). ISDB-T brinda ambos servicios de TV digital, fija y móvil (equipos portátiles) en un solo sistema de transmisión (un solo transmisor) Con el SFN se tiene un amplio aprovechamiento del espectro de frecuencia. El sistema de alerta de emergencia EWBS es un componente del sistema ISDB-T el cual ya esta en operación en Japón. 46

47 Gracias por su atención Digital Broadcasting Expert Group mail; 47