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Geração de BTS a partir de um sinal de RF ISDB-T para operação em SFN

Geração de BTS a partir de um sinal de RF ISDB-T para operação em SFN

Em um momento em que muitas emissoras brasileiras de pequeno porte ainda procuram soluções de digitalização das suas redes de distribuição, este trabalho descreve um método de geração de BTS a partir de um sinal de RF ISDB-T para operação em SFN. A viabilidade consiste na preservação do TS IIP do BTS gerado pelo Remux origem
por Dalcio Diógenes de Lima Ribas e Tom Jones Moreira de Assis

PALAVRAS CHAVE: BTS (Broadcast Transport Stream), ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial),
SFN (Single Frequency Network), IIP (ISDB-T Information Packet), TS (Transport Stream)

Introdução

O texto aqui apresentado complementa textos de compressores de BTS, sendo este tema aqui tratado de forma superficial. A implementação de uma rede de SFN implica numa distribuição geográfica de transmissores, recebendo BTS gerado por um Remux origem. A área de cobertura de um transmissor que intercepta a área de outro, deve estar dentro de atrasos de sinal que obedecem a parâmetro denominado de intervalo de guarda. Caso isto não seja observado, um sinal torna-se interferente ao outro.
Geração de BTS a partir de um sinal de RF ISDB-T para operação em SFN A distribuição de BTS normalmente emprega meios físicos tais como redes de fibra ótica, link de microondas ou link de satélite que agregam um custo operacional. A utilização do próprio sinal de RF de um transmissor para alimentar outro transmissor, hoje é utilizado remultiplexando o sinal, ou seja, passando por outro Remux local, não permitindo sincronismo com outros transmissores, inviabilizando a criação de uma rede SFN a partir desse sinal origem.
A proposta descrita neste trabalho é endereçada a aplicações onde exista uma rede SFN (ou apenas um transmissor configurado como SFN), irradiando em um canal físico X. Este sinal de RF alimentará vários outros transmissores, numa rede de SFN, irradiando em um canal físico Y. Uma emissora que possua a licença para operar em dois canais físicos poderá expandir o alcance do seu sinal sem o custo operacional das outras soluções.
As figuras 1 e 2, ilustram o diagrama de operação.
No diagrama podemos ver que o sinal do TX X (canal virtual 10) não precisa chegar até a próxima cidade (TX Y), pois pode ser recebido por uma antena direcional de alto desempenho. Este sinal será entrega a um IRD que será o responsável por recuperar a IIP e remontar um novo BTS, configurando assim uma SFN 2, com canal virtual diferente da anterior (ex CV 20) não se tornando assim um sinal interferente.
O canal X pode até ser igual ao Y, porém, isto implica que a isolação entre a antena receptora e transmissora deve ser aumentada. Outra implicação é que o sinal oriArtigogem e a rede SFN serão interferentes. Deve-se garantir pelo menos 15db de diferença de nível nas regiões onde as coberturas se interceptarem.
Atualmente as emissoras operam em modo três (3). Os intervalos de guarda podem ser: 1/4 (75km), 1/8 (37.5 km), 1/16 (18.5 km) ou 1/32 (9.3 km). Cada vez é maior o número de emissoras que operam em 1/4, diminuindo a complexidade e necessidade de ajustes em suas redes. Com isso se reduz a necessidade de se mapear parâmetros individualizados para cada transmissor, aumentando-se a capacidade do número de transmissores, já que muitos terão parâmetros iguais.

Figuras 1 e 2: Diagrama de operação para montar SFN a partir de um sinal ISDBT RF64

Descrição da solução proposta

A compressão consiste na transmissão do BTS com 188 bytes e sem a presença dos TS´s de camadas não válidas, com exceção do TS IIP.
Na descompressão o TS IIP é fundamental, pois a partir dele inicia-se o multiplex-frame, nele encontram-se as informações de configuração de modulação e SFN.

Figura 3: Multiplex frame BTS

Figura 3-3: Exemplo de Re-Multiplexed Transport Stream (mode 3, Guard Interval de 1/8)

Figura 4: Equipamentos utilizados

Figura 5: Tx digital e Receptor ISDBT gerando BTS com sincronização em SFN

Como o TS IIP não pertence a camadas válidas é retirado na transmissão.
A solução proposta deve obedecer a dois requisitos a serem implementados no Remux:
• O primeiro TS válido do multiplex-frame deve ser um nulo.
• Copia-se o conteúdo do TS IIP neste TS nulo, à exceção do cabeçalho principal.

Tx locado em SFN

Na recepção de um sinal de RF ISDB-T procura-se por um TS nulo que contenha informações do TS IIP. Reinsere-se o TS IIP no fluxo, retiram-se os nulos não pertencentes a camadas válidas e aplica-se o fluxo resultante ao descompressor já conhecido. O compartilhamento dessa solução visa torná-la não proprietária permitindo que outros fabricantes venham a adotá-la.

Testes práticos da solução

Foram realizados testes em bancada com um Remux, que implementa a solução proposta, alimentando um transmissor. O RF desse transmissor alimentou dois descompressores que alimentaram outros dois transmissores. Os RF´s desses transmissores foram mixados e alimentaram equipamento de medida de SFN e uma TV digital. Os dois transmissores mantiveram-se em SFN, bem como a TV continuou sintonizando o canal.

Conclusão

A cópia do TS IIP no primeiro TS das camadas válidas preservou o conteúdo do TS IIP e marcou a posição dentro do multiplex-frame que ele ocupa no BTS origem, embora o cabeçalho principal seja de um TS nulo. A partir daí chega-se a uma solução conhecida que é a descompressão de BTS, sem restauro de PCR.

Agradecimentos
Agradecemos a empresa Tecsys por nos cederem equipamentos para realização de testes em laboratório.

Referência
Transmission System for Digital Terrestrial Broadcasting, Association of Radio Industries and Businesses (ARIB), STD-B31, V1.6 E2, Nov. 2005.

Dalcio Diogenes de Lima Ribas Dalcio Diogenes de Lima Ribas
Dalcio Diogenes de Lima Ribas é doutorado em Engenharia Eletrô-nica e Computação (2001), mes-tre em Engenharia Eletrônica e Computação (1995) e engenhei-ro eletrônico (1983) pelo Institu-to Tecnológico de Aeronáutica. Trabalha no departamento de Engenharia de Desenvolvimento da Tecsys do Brasil. Contato: dalcio@tecsysbrasil.com.br
Tom Jones Moreira de Assis Tom Jones Moreira de Assis
Tom Jones Moreira de Assis é especialista em Sistemas digitais, experiência de mais de 15 anos no mercado de Telecom. Coordenador do departamento de Engenharia de Aplicação da Tecsys do Brasil. Membro do Fórum SBTVD: Módulo de Promoção e Módulo Técnico, e membro da Diretoria de Ensino da SET. Contato: tom@tecsysbrasil.com.br