ITU-R INFORME BO 1227-2 SPANISH-1998 SATELLITE-BROADCASTING SYSTEMS OF ISDB (INTEGRATED SERVICES DIGITAL BROADCASTING)《ISDB的卫星广播系统》.pdf

1、I. UIT-R BO.1227-2 1INFORME UIT-R BO.1227-2SISTEMAS DE RADIODIFUSIN POR SATLITE PARA RADIODIFUSINDIGITAL DE SERVICIOS INTEGRADOS(Cuestiones UIT-R 101/10 y UIT-R 101/11)(1990-1994-1998)I. UIT-R BO.1227-21 IntroduccinLos avances de la tecnologa digital tales como multimedios y televisin digital ha hec

2、ho que el pblico se acostumbrecada vez ms a utilizar dispositivos digitales de alta calidad, fiables y de fcil manejo. Como era de esperar, esto incittambin a los consumidores a sacar provecho de las ventajas que ofrece la digitalizacin de la radiodifusin. Laradiodifusin digital de servicios integra

3、dos (RDDSI) permite la transmisin de varios tipos de informacin, codificadadigitalmente e integrada sistemticamente en un solo canal digital de radiodifusin.El presente Informe presenta el concepto bsico y las consideraciones tcnicas del sistema de RDDSI.2 Concepto del sistema RDDSIEn el sistema RDD

4、SI se codifican digitalmente, se integran sistemticamente y se transmiten por un solo canal digital deradiodifusin diversos tipos de informacin tales como vdeo, audio, teletexto, imgenes fijas, facsmil, programas deordenador e incluso seales de televisin de alta definicin (TVAD). La digitalizacin en

5、 el sistema de RDDSI, no slohace posible que las transmisiones sean de alta calidad sino que con ello se obtiene una mayor flexibilidad y eficacia defuncionamiento. Tambin permite ofrecer servicios multimedios y simplifica tanto la seleccin de la informacin comoel acceso del usuario a la misma.Algn

6、da podran incorporarse a la RDDSI casi todos los tipos de servicios de radiodifusin utilizados hoy en da o enfase de desarrollo.3 Funciones bsicasEs conveniente que la RDDSI tenga las siguientes funciones:3.1 Flexibilidad Debe ser posible multiplexar en el mismo canal de transmisin muchos tipos de s

7、eales, desde seales de vdeo dealta velocidad a seales de datos de baja velocidad, as como una combinacin de las mismas. Deben poder transmitirse diversas seales de servicio con una amplia gama de velocidades de transmisin. Debe poderse disponer con total libertad de la organizacin del servicio. Las

8、seales deben poder multiplexarse basndose en sus prioridades. En cada receptor debe poder seleccionarse el grado de calidad de servicio.3.2 Capacidad de expansin Deben poder introducirse fcilmente nuevos servicios en el futuro. Los nuevos organismos de radiodifusin deben poder tomar parte con facili

9、dad en las actividades comerciales deradiodifusin.3.3 Interfuncionamiento Debe ser posible realizar fcilmente una transcodificacin entre los diversos sistemas de radiodifusin digital. No debe presentar problemas la interconexin con otros sistemas tales como el sistema de comunicacin, losmedios de tr

10、ansmisin por paquetes o los sistemas informticos. El mtodo mltiplex debe aplicarse a diversos canales de transmisin con una capacidad de transmisin muyamplia.2 I. UIT-R BO.1227-23.4 Caractersticas de la emisin Debe obtenerse una emisin eficaz. Debe lograrse una buena calidad de emisin que se traduzc

11、a en una inmunidad frente a errores en el canal. Debe regenerarse una sincronizacin estable. Tras una interrupcin el tiempo de restauracin debe ser breve. Las seales deben transmitirse con el mnimo retardo.3.5 Recepcin Los programas deben ser fcilmente seleccionables. Deben poderse multiplexar y dem

12、ultiplexar los servicios fcilmente. Los componentes de la seal deben poder presentarse de forma sncrona entre s. Deben poder establecerse enlaces entre los servicios o los componentes de la seal. Debe poder reducirse el tiempo de espera tras la seleccin de canal. Debe disponerse de un receptor comn

13、para todos los medios de transmisin.3.6 Acceso condicional Debe poder introducirse una amplia gama de aplicaciones que requieran acceso condicional.3.7 Otros requisitos Los costes de explotacin para los organismos de radiodifusin deben ser reducidos. La circuitera del receptor debe ser sencilla y de

14、 bajo coste.4 Consideraciones tcnicas4.1 Aspectos relativos a la emisinLa utilizacin de un satlite de radiodifusin directa se considera un medio eficaz para la RDDSI. El servicio requiere uncanal de banda ancha y actualmente casi todas las frecuencias de radiodifusin terrenal estn ocupadas en alguna

15、s zonas.Los satlites de radiodifusin tambin permitiran alcanzar ms eficazmente el objetivo de la RDDSI, es decir,proporcionar de forma econmica servicios fiables y de gran calidad en zonas geogrficas extensas.En los Anexos 1 y 2 se describen un sistema de transmisin para la RDDSI por satlite y los r

16、esultados de lasmediciones experimentales de este sistema efectuadas por Japn. En el Anexo 3 se presenta una comparacin entresistemas de transmisin de programas mltiples digitales y el sistema RDDSI.4.2 Marco del sistema de transporte de la RDDSIPara satisfacer las funciones mencionadas en el 3, con

17、viene que los mtodos de transporte del servicio para la RDDSItengan las siguientes funciones: Multiplexin de una cierta variedad de seales de vdeo o audio digitalizadas y diversos tipos de datos, de formaque las seales se transmitan por un solo canal y se reciban por separado en el receptor. De form

18、a opcional, codificacin para correccin de errores en las seales transmitidas por los diversos tipos decanales de forma que puedan recibirse correctamente bajo diversas condiciones de recepcin, tales comointerferencia o ruido muy acusado. Modulacin de las seales digitales, integradas en un solo tren

19、binario que incluye los cdigos de correccin deerrores, mediante mtodos de multiplexin y utilizando los medios de transmisin y modulacin adecuados basadosen las caractersticas de cada canal de transmisin. Introduccin de sistemas de acceso condicional que puedan aplicarse a cada uno de los diversos ti

20、pos de sealesdigitales utilizando los sistemas de acceso condicional apropiados. Mtodo de acceso de datos para el mtodo de transporte indicado anteriormente que permita una fcil recepcin delservicio o programa deseados en el extremo de recepcin.I. UIT-R BO.1227-2 34.3 Mtodos de mltiplex de servicioE

21、xisten bsicamente dos mtodos de mltiplex de servicio: transmisin estructurada y transmisin por paquetes.4.3.1 Mtodo de transmisin estructuradaEn el mtodo de transmisin estructurada los datos correspondientes a cada servicio se sitan en posiciones fijas dentrode la trama de transmisin. Este mtodo tie

22、ne las siguientes caractersticas: permite la transmisin ptima de cada servicio asignndole a una posicin y zona determinada en la tramacorrespondiente, de acuerdo con la velocidad de transmisin requerida; los datos deseados pueden separarse con facilidad puesto que se pueden identificar basndose en s

23、u posicin dentrode la trama; la eficacia de la transmisin es elevada si la velocidad de transmisin de cada servicio es constante; tiene poca capacidad de expansin puesto que es difcil incorporar nuevos servicios una vez especificado el sistema.4.3.2 Mtodo de transmisin por paquetesUn paquete consta

24、de un encabezamiento y un campo de datos para cada servicio en particular. El encabezamientoseala los atributos de datos. En el mtodo de transmisin por paquetes, stos se sitan arbitrariamente en la trama detransmisin. Este mtodo tiene las siguientes caractersticas: pueden especificarse diversos serv

25、icios con un protocolo de transmisin comn y pueden tratarse de la mismaforma; exige un procesamiento de separacin de datos para seleccionar los paquetes deseados procedentes de todos lospaquetes transmitidos; la eficacia de transmisin es elevada porque permite la transmisin ptima de servicios de dis

26、tintas velocidadesbinarias, compensando de esa forma la tara ligeramente superior debida a la presencia de los encabezamientos depaquetes; pueden incorporarse fcilmente nuevos servicios, lo que significa que proporciona una gran flexibilidad ycapacidad de expansin.Para lograr inmunizacin frente a lo

27、s errores de transmisin, los datos transmitidos deben construirse en la trama detransmisin que tiene periodicidad. La trama debe contar con un cdigo de sincronizacin de trama de longitudsuficiente para regenerar de manera rpida y fiable la sincronizacin. La profundidad de entrelazado, el mtodo deale

28、atorizacin de las seales de transmisin y los esquemas para la correccin de errores deben determinarse basndoseen los requisitos de cada sistema y en las caractersticas del canal de transmisin.4.4 Funcin de identificacin de la informacinLa RDDSI hace posible integrar y transmitir una amplia variedad

29、de servicios.Estas caractersticas destacan la importancia de las capacidades de identificacin e indexacin que permitirn al usuariofcilmente recibir, seleccionar, utilizar directamente o almacenar automticamente y recuperar la informacin requerida.4.5 Otros aspectosCabe esperar que se estudien otros

30、aspectos para combinarlos de manera ptima en el desarrollo de la RDDSI. A saber: codificacin de fuente; codificacin de canal; modulacin digital; acceso condicional; y concepto de receptor universal.5 ConclusionesCabe esperar que la RDDSI pueda incluir diversos servicios tales como multimedios, telev

31、isin multicanal y TVAD.Debe estudiarse un modelo prctico y bien organizado para la realizacin de los futuros sistemas de radiodifusin.4 I. UIT-R BO.1227-2ANEXO 1Sistema de transmisin para RDDSI1 Definicin de bloquesMltiples flujos de transporte (TS, transport stream) MPEG-2 (MPEG-TS) procedentes de

32、los multiplexores MPEG-2 seprocesan como seales de entrada al sistema. Estos bloques contienen los procesos siguientes: transporte combinado para constituir una estructura de trama de transporte; codificacin externa con cdigo de correcin de errores directa sin canal de retorno (FEC) (es decir, codif

33、icacinReed-Solomon (RS); aleatorizacin por dispersin de energa; entrelazado; codificacin del cdigo de control (control de configuracin de transmisin y multiplexacin (TMCC, transmissionand multiplexing configuration control) y codificacin de su canal; insercin de seal en rfaga para recuperacin de por

34、tadora estable en condiciones de baja relacin, C/Nportadora/ruido, en recepcin; Codificacin interna de FEC (es decir, cdigo reticular o convolucional); modulacin.En la Fig. 1 se da informacin detallada de estos procesos.Rap 1227-01:Codificacinexterna(RS)Combinadorde transporteDispersinde energaEntre

35、lazadoCodificacininternaMPEG-TS1MPEG-TS2Datos 1 de TMCCCodificacinde canalTMCCModulacinInsercinde sealen rfagaFIGURA 1Diagrama de bloques de sistema de transmisinCodificacinde datosTMCCDatos 2 de TMCCFIGURE 1227-01 = 6 CM2 Combinador de transporte2.1 Estructura de alineacin de tramaEl combinador de

36、transporte recibe un mximo de ocho MPEG-TS de los multiplexadores MPEG-2 y compone unatrama que consta de 48 paquetes TS con bits de paridad de codificacin externa. Una supertrama formada porocho tramas de acuerdo con el cdigo de control derivado de los multiplexadores MPEG-2. Cada fila absoluta de

37、latrama se llama intervalo. El combinador de transporte sustituye la palabra de sincronizacin MPEG-2 (es decir,0 47) en la parte superior de cada paquete por palabras de sincronizacin de trama, palabras de sincronizacin desupertrama y palabras de control a las que se hace referencia con la sigla TMC

38、C.El combinador de transporte genera tambin un impulso de sincronizacin de trama (FP, frame sync pulse) y un impulsode sincronizacin de supertrama (SF, super-frame sync pulse) y los distribuye a cada proceso. En la Fig. 2 se muestra undiagrama de bloques de estructura de alineacin de trama.I. UIT-R

39、BO.1227-2 5Rap 1227-02SupertramaFIGURA 2Diagrama de bloques de estructura de alineacin de trama204 bytes 204 bytes 204 bytes188 bytes 188 bytes 188 bytesUno o ms paquetesMPEG-TSCodificacin externa,cdigo RS (204,188)Estructura de tramaAleatorizacin por dispersin de energa y entrelazado,excepto del by

40、te de sincronizacinPalabra de sincronizacinde tramaTMCCPalabra de sincronizacinde tramaSustituir la palabra de sincronizacin MPEG-2 (es decir, 47h)por palabras de sincronizacin de trama, palabras desincronizacin de supertrama y palabras TMCC187 bytes1 byte 16 bytesIntervalo N. 1Intervalo N. 3Interva

41、lo N. 4Intervalo N. 10Intervalo N. 48EntrelazadorTrama N. 8Trama N. 7Trama N. 6Trama N. 5Trama N. 4Trama N. 3Trama N. 2Trama N. 1Intervalo N. 2Intervalo N. 5Intervalo N. 11Intervalo N. 12N. 1N. 2N. 3N. 48N. 1N. 2N. 2N. 1 N. 48N. 48FIGURE 1227-02 = 22 CM6 I. UIT-R BO.1227-22.2 Asignacin de intervalos

42、En el caso en que se adopta ms de un esquema de modulacin para una portadora, los intervalos transmitidos por cadaesquema de modulacin se disponen en la trama en orden decreciente de frecuencia de utilizacin (por ejemplo,MDP-8 TC fi MDP-4(3/4) fi MDP-4(1/2) fi MDP-2(1/2).Los datos de programas trans

43、mitidos por modulacin por desplazamiento de fase de 8 niveles (MDP-8) con cdigoreticular (TC, trellis coded) (MDP-8 TC) son asignados a una parte de la trama por intervalos y pueden ocupar todos losintervalos asignados. Por otro lado, los datos de programa transmitidos por MDP-4 con una relacin de c

44、digo internode n/m son asignados a una parte de la trama por m intervalos y pueden ocupar n intervalos de m intervalos. Losintervalos m-n, denominados intervalos ficticios no se utilizan para la transmisin de datos. Los datos de programason transmitidos por MDP-2 con una relacin de cdigo interno de

45、1/2 son asignados a una parte de la trama por cuatrointervalos y pueden ocupar un intervalo de cuatro intervalos. Los tres intervalos restantes son intervalos ficticios. Losintervalos ficticios se utilizan para mantener la frecuencia de reloj del procesamiento en cualquier estructura de trama(vase l

46、a Fig. 3).Rap 1227-0314647484647484445146474844451Intervalo ficticioMDP-8 TCMDP-8 TCa) MDP-8 TC + MDP-4 (r = 1/2)MDP-8 TCc) MDP-8 TC + 2 MDP-4 (r = 1/2)MDP-4 (r = 1/2)MDP-2 (r = 1/2)b) MDP-8 TC + MDP-2 (r = 1/2)MDP-4 (r = 1/2)MDP-4 (r = 1/2)FIGURA 3Ejemplo de asignacin de intervalosIntervalo fictici

47、oIntervalo ficticioIntervalo ficticioIntervalo ficticioIntervalo ficticioFIGURE 1227-03 = 9 CM3 Cdigo externoSe aplica a un cdigo abreviado RS (204,188, T = 8) a cada paquete de transporte (188 bytes). El cdigo RS abreviadose puede implementar aadiendo 51 bytes, todos ellos puestos a cero, antes de

48、los bytes de informacin a la entrada deun codificador (255,239). Tras el procedimiento de codificacin RS, estos bytes nulos son descartados. Polinomio generador de cdigos: g(x) = (x + l0) (x + l1) (x + l2) (x + l15), donde l = 02h Polinomio generador de campos: p(x) = x8+ x4+ x3+ x2+ 1.I. UIT-R BO.1227-2 74 AleatorizacinA efectos de dispersin de energa, se adopta el polinomio de secuencia binaria seudoaleatoria (PRBS, pseudo randombinary sequence). El generador de PRBS es:1 + x14+ x15La carga de la secue