!IBC 2011DivulagaçãoPADRÃO DVB-T2: SEGUNDAGERAÇÃO DA TV DIGITALPor Franscisco PeresApós a consolidação do padrão DVB-Tcomo uma opção de sistema de televisãodigital terrestre de primeira geraçãodos sistemas, foi desenvolvida a segunda geraçãodo padrão denominado DVB-T2. A especificaçãofoi publicada em 2008 pelo DVBe em 2009 pelo European TelecommunicationStandards Institute (ETSI). No IBC deste anoo padrão virou de fato realidade com muitosfabricantes apresentando uma linha completade produtos para esse novo sistema de transmissão.Uma das principais vantagens dopadrão é o aumento da capacidade, graçasa novas tecnologias de transmissão adotadasneste sistema. Comparando com a primeirageração, o DVB-T2 oferece um aumento depelo menos 30% na capacidade do canal,permitindo oferta de mais serviços além degarantir melhor cobertura das áreas a serematendidas.Principais características do padrãoPara dar mais capacidade ao sistema sempenalizar o C/N mínimo necessário para umaboa recepção do sinal, foram inseridos e modificadosparâmetros de correção de erro ede modulação. Os códigos corretores usadossão o LDPC (Low Density Parity Check)e o BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquengham), aoinvés dos códigos convolucionais e do ReedSolomon presentes na primeira geração. Umexemplo do ganho destes códigos é a capacidadede receber um sinal 64-QAM, FEC ¾com menos de 16 dB de C/N. O time interleaving,adotado originalmente no ISDB-T, foitambém inserido no DVB-T2 dando maior robustezaos desvanecimentos seletivos, ruídoimpulsivo e efeito Doppler.O sinal é modulado em OFDM, tal como oDVB-T, mas o tamanho da FFT foi aumentadopara até 32K, resultando em mais portadorase intervalos de guarda mais longos. Estacaracterística traz vantagens e desvantagenspara o desempenho do sistema. Por um lado,os intervalos de guarda maiores permitemque as redes de frequência única, SFNs, tenhamtransmissores mais potentes e maisdistantes. Por outro, um número grande deportadoras significa espaçamento menor entreelas, o que deixa o sinal menos imune aoefeito Doppler e, portanto, com pior desempenhoem mobilidade. Em princípio, o modo32k é recomendado para recepção fixa, masseu uso com recepção móvel ainda precisaser verificado com testes de campo e de laboratório.As opções de constelação são as mesmasdo DVB-T, acrescido da modulação 256QAM,que aumenta a capacidade do canal em maisde 30%. Ainda na transmissão, a relação depotência pico-média (PAPR – peak-to-averagepower ratio) também foi reduzida, dandomais eficiência aos amplificadores de altapotência. Com parâmetros menos robustos emais eficientes, a taxa máxima pode chegar amais de 50 Mbps. Para dar robustez à recepçãodo sinal, técnicas como o giro de constelação(Rotated Constellation) e o modo detransmissão MISO (Multiple Input Single Output)também foram adicionadas ao sistema.A Tabela abaixo compara os parâmetros detransmissão dos sistemas DVB-T e DVB-T2As Novas tecnologias de transmissãoaplicadas no DVB-T2Das novidades empregadas nesta segundageração, três merecem destaque: a rotaçãode constelação, o uso de redes MISO e umaevolução da transmissão hierárquica presenteno ISDB-T, que no DVB-T2 é chamada de PLP(Physical Layer Pipes).Rotação de constelaçãoNo DVB-T, a constelação M-QAM é formadaa partir de componentes simétricas de I (inphase)e Q (quadrature) e cada símbolo carregam bits de acordo com uma constelação2 m -ária. Por exemplo, QPSK carrega 2 bits,26
Figura 1 – constelação simétricaFigura 2 – constelação rotacionada16-QAM carrega 4 bits e 64-QAM carrega6 bits. Para reduzir a probabilidade de errode bit, o código Gray é adotado. Os bits sãoatribuídos aos símbolos de forma que entresímbolos adjacentes, apenas um bit se modifica.Assim, como pode ser observado nafigura 1, quando um símbolo é confundidocom o símbolo mais próximo, apenas um bit érecebido errado. Esta característica cria umaindependência entre as componentes I e Q dosímbolo. Uma forma de evitar esta independênciaé girar a constelação, como mostradona figura 2.O ângulo de rotação da constelação dependeda ordem da modulação. Quanto maiora ordem, menor o ângulo. A maior rotação,29 graus, acontece para o QPSK, passandopelo 16-QAM com 16.8 graus, até o 256-QAM que é de apenas 3.6 graus. No entanto,quando a degradação do sinal acontece paraambos os eixos, a rotação não resulta em umganho significativo. Para resolver esta limitação,é usada uma técnica chamada Q-delay,em que o eixo Q é transmitido atrasado emrelação ao eixo I, como mostra a figura 3. Estatécnica resulta em um ganho de até 7 dB pararecepção móvel numa SFN.MISO (Multiple Input Sigle Output)Uma outra técnica empregada no DVB-T2 éa capacidade de implementar redes do tipoArquivo PessoalArquivo PessoalMISO (Multiple Input Single Output). Uma redeMISO pode ser considerada um caso particularde SFN. A principal diferença entre esta euma SFN padrão é que a rede MISO transmiteduas versões, um pouco diferentes, do mesmosinal, como pode ser observada na figura4. O padrão DVB-T2 aplica uma configuraçãomodificada do método de Alamouti, para inserirmenos complexidade ao sistema.O conceito desta configuração pode ser entendidoobservando na figura 4 que cada conjuntode moduladores transmite a informaçãoem pares. O grupo 1 transmite uma versãonão modificada do conteúdo, exemplificadacomo C 0e C 1, tal como numa SFN padrão.O grupo 2 transmite uma versão um poucomodificada deste par. São transmitidos C* 1eC* 0, que são os complexos conjugados de C 1e C 0. Para obter o ganho esperado, a sequênciamodificada do grupo 2 precisa ser transmitidana ordem do inversa do grupo 1, ouseja, o grupo 1 transmite C 0e C 1e o grupo 2transmite C* 1e C* 0.Esta configuração permite que, recebendoo sinal com uma única antena, se obtenhaum ganho na relação sinal-ruído equivalenteao de uma recepção com diversidade. Osnotches e ripples vistos na recepção de doissinais em uma SFN padrão, que degradamo C/N, não acontecem em uma rede MISO.Como os sinais não são mais idênticos, acombinação destrutiva é essencialmente evitada.Os transmissores não precisam estar geograficamenteseparados, mas se estiverem, aO eixo Q é transmitido atrasado em relação ao eixo IIBC 2011 !rede terá um ganho de diversidade de transmissãoe tal como numa SFN padrão, todosos transmissores precisam estar sincronizadoscom a mesma base tempo.PLP (Physical Layer Pipe)O DVB-T2 reusa o conceito de PLP ( PhysicalLayer Pipe) introduzido no DVB-S2. UmPLP é um canal lógico que pode carregarum ou vários serviços. Cada PLP pode conterdiferentes taxas e ser configurado comparâmetros de transmissão diferentes. É possívelconfigurar até 255 PLPs diferentes. Porexemplo, pode-se criar PLPs para serviçosHD, usando modulação, FEC e time interleavingmais eficientes e menos robustos e PLPspara serviços SD e móveis com parâmetrosmais robustos e que precisem de menos taxa.A divisão dos PLPs é feita em slots de tempo,de maneira similar a, padronizada no DVB-H.A vantagem de dividir os serviços em múltiplosPLPs é de ter robustez e eficiência específicapara cada serviço, time interleavingmais longos, permitir controle do consumo deenergia através da divisão em slots de tempoe até diversidade de frequência, quando seusa o TFS (Time-Frequency Slicing). O TFS éuma técnica especificada no DVB-T2, masestá descrita para implementações futuras,em um anexo informativo do padrão. Basicamente,além da multiplexação no tempo, oTFS prevê uma multiplexação em frequênciautilizando outros canais de radiofrequência,até um limite de seis canais.ConclusãoEstamos observando uma mudança gra-Arquivo Pessoal27