CODIFICADOR DE VITERBI PARA TELEVISIÓN DIGITAL

Televisión digital
2010
 CODIFICADOR
DE VITERBI PARA TELEVISIÓN DIGITAL
TERRESTRE: DECODIFICADOR DE VITERBI Y REED SOLOMON.
DIAGRAMA DE DVB-T.
Existen 2 flujos de transporte. Uno de alta prioridad (HP) y otro de baja prioridad (LP). EL
flujo de alta prioridad es de baja velocidad y por lo tanto de menor calidad, y se modula con
QPSK que es muy robusto frente al ruido. El flujo LP es un flujo que complementa a HP
para alcanzar así una mejor calidad.
La señal combinada tendrá una constelación de 64-QAM. En la zona donde exista una buena
SNR, la imagen recuperada será de alta calidad, mientras que si la SNR no es muy buena, la
imagen recuperada será la que proporciona el flujo HP.
Codificación Externa (Reed -Solomon) y Entrelazado Externo
Para permitir la corrección de errores FEC se introducirá cierta redundancia a la
estructura de los paquetes de transporte. La codificación externa que se usa para hacer
posible esto es la del tipo Reed-Solomon RS (204,188, t=8). Esta codificación se obtiene al
añadir 51 bytes nulos delante de 188 bytes de información, con lo que obtenemos 239. Si
añadimos 16 bytes de paridad tendremos un total de 255 bytes. Finalmente se eliminan
esos bytes nulos y se obtiene RS (204, 188, t=8). Esta codificación puede corregir hasta un
total de 8 bytes erróneos.
El entrelazado externo altera el orden de los paquetes de transporte haciendo así que los
errores a ráfagas introducidos por el canal no afecten tanto a la transmisión, ya que cuando
estos paquetes se ordenen en la recepción, los errores se habrán distribuido, lo que
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favorecerá a la corrección de errores que puede proporcionar la codificación ReedSolomon.
Codificación Interna (Convolucional mediante Viterbi)
Los datos se volverán a codificar y entrelazar nuevamente. La codificación interna será del
tipo convolucional al que posteriormente se le aplica un proceso de perforado.
Este codificador convolucional lo que hace es distribuir los datos en dos flujos (X, Y) que
son combinaciones en modulo dos de la señal de origen y la misma señal pero desplazada en
tiempo por unos registros de desplazamiento. Los polinomios generadores son
X=G1=171(octal) y Y=G2=133(octal).
El propósito del entrelazado de símbolos, es el de organizar los símbolos de datos de bits
en las portadoras activas. Distribuye los datos entre las 1512 portadoras que usa OFDM en
su modo 2k o las 6048 portadoras del modo 8k. El intercalador se símbolos actúa sobre
bloques de 1512 (modo 2K) o 6048 (modo 8K) el tamaño de los bloques de intercalación es
de 126 símbolos de datos. El proceso se repite 12 veces por símbolo OFDM para el modo 2K
y 48 veces para el modo 8K.
Por ejemplo en el modo 2k las palabras se agrupan en 12 conjuntos de 126 palabras, lo que
hace que se tenga 12x126=1512 portadoras y en el modo 8k 48 conjuntos de 126 palabras,
lo que hace que se tenga 48x126=6048 portadoras.
Mapeado de los símbolos.
La finalidad del modulador es establecer una correspondencia entre los símbolos de datos
obtenidos y las señales analógicas que irán al canal (símbolos OFDM).
La modulación multiportadora OFDM utilizada en el sistema digital terrenal esta
constituida por 6048 subportadoras para datos útiles en el modo 8K y 1512 para 2K. Cada
uno de los símbolos de datos obtenidos anteriormente servirá para modular cada una de las
subportadoras de un símbolo OFDM en QPSK, 16-QAM o 64-QAM; este proceso de asignar
los símbolos de datos a un determinado punto de la constelación es lo que se llama mapeado,
es una aplicación de un conjunto de símbolos de n bits y un punto del plano complejo.
El mapeo es del tipo GRAY, que significa que los símbolos correspondientes a un par de 2
puntos adyacentes cualquiera de la constelación solo difieran de un bit, esto reducirá los
errores.
Los datos que llegan al mapeador se distribuyen en dos flujos dividiendo los símbolos en
dos. La primera mitad de cada símbolo ira por un flujo y la segunda mitad por el otro.
Adaptación de cuadro e inserción de señales pilotos TPS.
En esta etapa se efectúa la inserción de las portadoras piloto y TPS. Después del
modulador ya se tiene una señal constituida por símbolos OFDM, los mismos que están
constituidos por un numero de subportadoras (2K u 8K), y cada una de estas subportadoras
esta modulada por una señal compleja (correspondiente a un símbolo de datos en el plano
QPSK. 16-QAM o 64-QAM) obteniendo después de las codificaciones aplicadas a los
paquetes iníciales de transporte MPEG-2.
Es necesario enviar al receptor datos de información adicional de señalización para que
este pueda realizar procesos como la reconfiguración, la sincronización, la ecualización del
canal y esta información se añada a cada símbolo OFDM, en otras subportadoras diferentes
a las utilizadas para los datos útiles. Para la sincronización hacemos uso de las portadoras
pilotos:
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Sincronización del cuadro
Sincronización de la frecuencia
Sincronización del tiempo
Identificación del modo de transmisión
Estimación del canal.
Las portadoras TPS (Transmision Parameter Signalling), son utilizadas como información de
los parámetros de transmisión. Ejemplo, constelación, información jerárquica, relación del
código del stream HP, relación del código del stream LP, intervalo de guarda, modo de
transmisión, protección de errores, etc.
Inserción de intervalos de guardia.
Una vez convertido los símbolos OFDM del dominio de la frecuencia al dominio del tiempo,
se añade un intervalo de guarda con una duración Δ que consiste en una continuación cíclica
de la parte útil, Tu y se inserta antes que este. La suma de este intervalo de guarda
protege el sistema contra los ecos por múltiples trayectorias. Y los ecos producidos por la
interferencia co-canal en las SFN.
Este proceso hace más robusta esta señal añadiendo un ‘tiempo de guarda’ a la duración Tu.
Con lo que nos queda un ‘tiempo de símbolo’ de TS = Tu + Δ. De esta forma se espacia cada
símbolo entre si y se consigue eliminar la interferencia entre símbolos.
El intervalo de guarda es una continuación cíclica del la parte útil del símbolo, el cual se
inserta delante de él. Si la señal se recibe por dos caminos distintos con un retardo entre
ellos, siempre que este retardo no supere a Δ, coincidirá en las dos señales recibidas la
información contenida dentro del tiempo Tu.
AUTOR: Freddy Rimael Limache Lumbi
ESCUELA: Ingeniería Eléctrica
AÑO: Quinto “A”