• PT
  • EN
  • ES

SET2006

SET2006

COMPLETANDO O ÚLTIMO NÚMERO DA SET ONDE PUBLICAMOS A COBERTURA DA SET 2006, APRESENTAMOS NESSA EDIÇÃO ALGUNS DOS PAPERS DO NÚCLEO ACADÊMICO CIENTIFICO. VEJA A SEGUIR.

 

Método simplificado de medida em receptores portáteis de TV digital
Este paper apresenta os testes desenvolvidos em laboratório e em campo do sistema ISDB-T no que diz respeito à recepção portátil, bem como propõe um procedimento simples para avaliação de margem de nível de sinal existente em cada local. Para este propósito foi instalado em São Paulo, no alto do Sumaré, um transmissor de 1kw sintonizado no canal 24 (530~536MHz) com antena omnidirecional montada em torre de 100m de altura. O esquema de modulação adotado disponibiliza 12 segundos para transmissão de HDTV e somente um segmento para irradiar programa para receptores portáteis.
O objetivo do teste de laboratório foi conhecer as características dos receptores. Este tipo de aparelho não possui fácil acesso ao interior dos circuitos a serem medidos, portanto, foi necessário improvisar um recurso para obter os dados sem afetar as características dos receptores. A alternativa escolhida foi fixar o receptor portátil de modo que a sua antena ficasse paralela a antena do analisador de espectro usado para medir a intensidade de campo do canal de TV pesquisado. Para essa finalidade, a antena instalada no analisador de espectro foi construída para ser o mais semelhante possível a antena do receptor portátil, considerando-se assim, que ambas as antenas capturavam os mesmos níveis de sinal.
O sinal foi transmitido por um gerador de sinal de TV digital, configurado para um sinal HDTV usando doze segmentos e um sinal para receptor portátil ocupando um segmento modulado com a codificação H264/AVC e na constelação QPSK, intervalo de guarda 1/16, FEC 1/2, temporal interleaver 0,4s e taxa de 330kbps.
Já o teste de campo consiste em apresentar um método de avaliar o comportamento de receptores de TV portáteis (tipo celular) em campo e sugerir um procedimento simples para medir a margem de sinal disponível em qualquer local de recepção do sinal. Para isso, foi necessário levar em conta algumas condições: lugar onde os usuários se encontram a cada instante, a existência de construções, a presença de pessoas, a direção em que a antena está apontada e a altura da antena do receptor. Aqui, dos treze segmentos disponíveis, apenas um segmento foi utilizado, com modulação QPSK, com relação C/N para atingir o limite de perceptibilidade (LOP) da ordem de 3dB, confirmando a robustez e a qualidade dos receptores portáteis.

Fujiio Yamada, Francisco Sukys, Cristiano Akamine, Luis T.M. Raunheitte, Carlos E. Dantas (Mackenzie)

 

Aplicações de datacasting para TV digital
Este paper traz um panorama da implantação da TV digital no Brasil, desde 1999 quando a Anatel em parceria com o CPqD deu início ao processo de avaliação técnica e econômica para a tomada de decisão quanto ao sistema de transmissão digital a ser aplicado no Brasil ao serviço de radiodifusão de sons e imagens.
Assim como a TV analógica convencional, o sinal digital trafega por diferentes meios (terrestre, satélite, cabo, Internet) que deverão continuar coexistindo após a implantação do padrão digital.
Atualmente, existem no mundo três sistemas comerciais de TV digital terrestre: ATSC (americano), DVB-T (europeu) e ISDB-T (japonês). A decisão do sistema brasileiro levou em conta os relatórios de recomendação dos grupos de pesquisa que, além de analisar e testar esses três sistemas, desenvolveram soluções inovadoras para a futura TV digital terrestre brasileira. Chamados de consórcios, esses grupos receberam financiamento da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) com recursos do Fundo para o Desenvolvimento Tecnológico das Telecomunicações (Funttel).
Esses sistemas utilizam subsistemas distintos para codificação de dados e middleware (ACAP, MHP, ARIB), para codificação de sinais fonte (MPEG-2 vídeo, MPEG-2 áudio, MPEG-2 AAC, Dolby AC-3) e para transmissão, modulação e codificação de canal (8 VSB, COFDM). O MPEG-2, por exemplo, define como formatar as várias partes componentes de um programa multimídia, podendo também definir como serão combinados em um fluxo de transporte único.
Podemos destacar também a tecnologia datacasting, que possibilita a transmissão de dados aproveitando a largura de banda disponível do fluxo de transmissão de televisão digital (TVD). Esses dados podem ser acessados tanto por televisores equipados com receptores com middleware para processamento dos dados transmitidos, como por computadores equipados com placas de recepção de sinal de TVD.
As aplicações datacasting podem ser divididas em dois grupos. O primeiro focado no telespectador de televisão podendo ser classificado conforme o grau de integração com a programação de áudio e vídeo. No entanto, para que dê certo, é importante que haja algum tipo de subsídio para a criação de um mercado de massa de telespectadores com receptores e suportes a um middleware. O segundo tipo é focado no mercado empresarial público e privado (serviços de educação, acesso rápido a Internet, saúde preventiva e governo eletrônico) que envolve dados não relacionados com a programação de áudio e vídeo.

Rodrigo Cascão Araújo e Luís Geral Pedroso Meloni (FEEC – Unicamp)

 

Implementação de uma porta de acesso à Internet para terminais de acesso à TV digital interativos
Este paper descreve uma solução através do uso de lógica reconfigurável e de uma pilha de protocolos TCP/IP desenvolvida em linguagem de programação C para implantação do canal de interatividade de um terminal de acesso à TV digital. O laboratório da USP fez um teste com um canal de retorno de um terminal de acesso à TV digital, através da concepção de uma pilha de protocolos TCP/IP, de uma UART 16550 e da integração destas partes com um web-browser. O resultado foi que esse canal pode ser utilizado em qualquer sistema de TV digital existente, uma vez que esta implantação não privilegia nenhum dos sistemas existentes.
O Brasil possui hoje um parque de aproximadamente 74 milhões de aparelhos televisores convencionais e, para que o sistema digital seja implantado sem a necessidade da troca destes aparelhos, surge o terminal de acesso à TV digital, com a função de receber o sinal digital de TV, convertê-lo para forma analógica e disponibilizá-lo na entrada de sinal de TV dos televisores convencionais. Através deste recurso, o usuário pode interagir com a programação e/ou com a emissora de TV dentre os diversos níveis de interatividade existentes.
Os terminais de acesso são conhecidos também por set-top box, por se tratarem de caixas que em geral, são posicionadas logo acima dos aparelhos televisores. Aqui, esses terminais já são utilizados na recepção do sinal de TV por assinatura.
O sistema digital não permite somente a melhoria da qualidade da recepção dos sinais de áudio e vídeo, mas permite que uma série de novas funcionalidades seja adicionada e utilizada, como inserção de áudio e vídeo adicionais, multiprogramação, convergência com outras tecnologias de comunicação e a interatividade. Essa interatividade pode acontecer em três níveis: interatividade local, interatividade com canal intermitente e interatividade com canal permanente.
Na local, não há retorno de informações, todas as opções são enviadas junto do sinal de TV e o usuário navega entre estas opções, ou habilita e desabilita funcionalidades. No canal intermitente, é estabelecido apenas quando se deseja enviar algum tipo de informação e na interatividade por canal permanente, o canal está disponível o tempo todo.
Esta última é a que motiva a proposta da implantação do canal de interatividade através do uso da Internet, o que possibilitaria não apenas a interação básica, mas também permite que o usuário faça solicitações, aproveite melhor conteúdo de programas educativos ou da área de saúde.

Rodrigo Admir Vaz, Eduardo Rodrigues Carvalho, Marcelo Zuffo (Laboratório de Sistemas Integráveis – USP)

 

Uso do protocolo IPv6 no modelo de referência da TV digital brasileira
Este paper apresenta as vantagens da utilização do protocolo IPv6 para a implantação do canal de interatividade da TV digital dentro do modelo de referência proposto para o Brasil, o SBTVD.
A introdução da tecnologia digital nos serviços de transmissão e recepção dos sinais de TV trouxe uma quebra de paradigma. Não apenas pela significativa melhoria de qualidade dos sinais de áudio e vídeo que a tecnologia digital proporciona em relação à analógica, mas principalmente pelas novas aplicações e serviços que ela permitirá desenvolver e implantar nos aparelhos receptores de TV. Uma dessas inovações é a convergência com outras tecnologias de telecomunicações, como, por exemplo, a Internet.
Atualmente, nos países que já possuem TV digital com canal de interatividade, a camada física do mesmo é implantada através do STFC ou através de redes ADSL. No entanto, outras tecnologias de transmissão de dados podem ser utilizadas no caso da TV digital no Brasil, como o Cable Modem, Wi-Fi, WiMax e VHF/UHF. Porém, independente de qual tecnologia venha a ser adotada para a camada física no Brasil, há a necessidade de um protocolo para a camada de endereçamento.
O protocolo de camada de rede mais disseminado no mundo é o protocolo Internet Protocol (IP) versão 4 (IPv4). Mas, ele não está estruturado para suportar o grande crescimento do número de estações ligadas à Internet, pois além de não prover endereços suficientes para todos os computadores, sua segurança não é suficiente. Por isso, foi desenvolvida a versão 6 do protocolo IP (IPv6) que, resolve o problema do número de endereços, além de melhorar a segurança das comunicações e mais uma série de facilidades em relação ao protocolo anterior.
No Brasil o IPv6 já está presente através do projeto BR6Bone desenvolvido pela Rede Nacional de Pesquisa(RNP).Trata-se de um backbone IPv6 virtual, implantado sobre uma infra-estrutura IPv4 pré-existente e conectado por quatro túneis IPv6 ao 6Bone, um backbone mundial para testes do novo protocolo. A rede hoje atinge 27 pontos de presença no país, estando disponível a diversas instituições de ensino e pesquisa, como a USP, e também a empresas privadas, por meio de um contrato com a RNP.
O enorme número de endereços providos pelo novo protocolo permitirá que cada aparelho receptor seja ela uma televisão, um terminal de acesso à TV digital, telefone celular ou qualquer outro dispositivo, possa ser ligado à rede, possuindo um endereço único e exclusivo.

Eduardo Rodrigues Carvalho, Rodrigo Admir Vaz, Marcelo Zuffo (Laboratório de Sistemas Integráveis – USP)

 

Medição de sinais de TV digital na faixa de UHF na região metropolitana de São Paulo
Este paper descreve uma campanha de medidas das características do canal de propagação para TV digital, realizada recentemente na região metropolitana de São Paulo. As medições foram realizadas visando determinar a perda de propagação, a margem de recepção e perfis de potência de retardos em diferentes situações de recepção em ambientes urbanos.
Para a realização desse experimento, foram escolhidos 21 locais de medição na cidade de São Paulo, com o tipo de ambiente variando desde regiões densamente urbanizadas, caracterizadas por predominância de edificações de grande altura, à regiões de menor densidade, caracterizadas tipicamente por edificações de menor altura ou áreas onde a maioria das construções é de casas ou sobrados. Foram ainda realizadas medições para caracterizar a recepção em uma região cercada de árvores, no Parque do Ibirapuera.
As medições foram realizadas por pesquisadores da PUC-Rio, do Inmetro e da Universidade Presbiteriana Mackenzie, utilizando equipamentos e uma unidade móvel de medidas. Para a transmissão, foi gerado um sinal de teste no padrão ISDB, utilizando o canal 24 UHF da TV Cultura, com freqüência central de 533 MHz. Para a recepção do sinal foram utilizados um sistema de medição móvel composto de uma antena montada sobre um veículo e um analisador de espectro com a capacidade de demodular o sinal ISDB recebido.
Os dados experimentais estão ainda em processo de análise para caracterizar o canal de propagação e o desempenho do sistema do sistema em diferentes condições de recepção, mas alguns resultados preliminares são apresentados. Numa próxima fase serão realizadas comparações dos dados medidos com modelos de previsão como o recomendado pela UIT-R. Os perfis de retardo medidos serão classificados de acordo com as condições de recepção para comparação com modelos de canal derivados de medidas (2,3) ou simulações em computador.
Os dados experimentais estão ainda em processo de análise, mas alguns resultados preliminares foram apresentados, incluindo o comportamento do sinal recebido com a distância ao transmissor e perfis de retardo típicos para as condições de recepção com e sem visibilidade, a diferentes distâncias do transmissor. Na condição sem visibilidade observou-se um grande número de componentes de multipercurso de intensidade elevada e, em algumas situações, a ocorrência de “pré-ecos”.

R.S.L.Souza, P.V.Gonzalez Castellanos, L.A.R da Silva Mello, Carlos Eduardo S. Dantas, C.P. Colvero, A.P. Soledade
(PUC-RJ, Mackenzie, INMETRO)

 

Fluxos de vídeo em TV digital terrestre
A TV digital terrestre apresenta novas possibilidades para a produção e transmissão de áudio, vídeo e dados independentemente do padrão a ser aplicado na codificação de vídeo. Existem formas alternativas de codificação de vídeo para otimizar ainda mais o rendimento de transmissão de informações. A codificação variável, por exemplo, aplicada nos parâmetros de quantização, pode oferecer ganhos de capacidade de transmissão.
Este paper apresenta comparações entre as taxas utilizadas com a codificação constante – CBR e a codificação variável – VBR, empregadas em fluxos de vídeo HDTV e SDTV e estabelecidos para codificadores MPEG-2 e H.264/AVC. As imagens foram codificadas em software por codificadores referenciais. Para o MPEG-2 foi utilizado o Test Model 5 (TM5) e para o H.264/AVC, o Joint Movie (JM) em sua versão 10.1.
A operação de um codificador depende do estabelecimento de parâmetros operacionais, de configuração e quantização. Nesse procedimento, os parâmetros implantados visaram qualidade objetiva equivalente para os dois modos implementados, VBR e CBR. As taxas para os codificadores constantes foram estabelecidas respeitando o limite máximo definido para os codificadores variáveis, ou seja, foram adotados valores onde o desempenho do codificador no caso do MPEG-2 encontra-se otimizado, com menor margem entre a codificação e a taxa operacional limítrofe. Porém, as taxas definidas para o codificador H.264/AVC não impõem o mesmo limiar de otimização. Comparando codificadores variáveis que estejam operando em taxas limítrofes equivalentes a de codificadores constantes operando com taxas superiores àquelas adotadas nesta análise, o percentual de redução seria ainda mais expressivo.
Dessa maneira, observou-se uma diferença no desempenho dos codificadores H.264/AVC e MPEG-2, onde o primeiro demonstra um percentual de resgate de taxa mais proeminente, especialmente em codificação SDTV. Tal desempenho é expressivo em multiprogramação, desde que os fluxos de vídeo não apresentem correlação. A taxa resgatada dos fluxos de vídeo somente poderá ter aproveitamento se o multiplexador permitir o gerenciamento de fluxos de dados, sendo sensível às suas variações e admitindo o fluxo variável de dados oportunistas.
Estas constatações se levada a termo, transforma-se em uma solução para disponibilidade de banda ao sistema, porém, exige a conseqüente definição de uso de multiplexador estatístico.

Dagberto de Proença Magalhães e Marcus Aurélio Ribeiro Manhães (CPqD) Revista da SET