Televisión digital – DVB 1: Características de la modulación DVB (T)

Este es el primero de una serie de (al menos) tres artículos tratando el estándar DVB de una manera técnica y práctica a la vez. En este primer artículo hablaremos de las características de una portadora DVB-T y DVB-S, haciendo hincapié en las más interesantes aplicadas en esta tecnología.

DVB es el acrónimo de Digital Video Broadcasting, asociación que desarrolla y promueve los estándares abiertos conocidos con este mismo nombre, ampliamente aceptados en Europa y otros continentes. En esta familia de estándares encontramos tres variantes principales:

• S, con un especial atención en la eficiencia espectral y la tolerancia a carencias en la linearidad en los amplificadores
• C, para cable, con unas constelaciones realmente complejas, como QAM256, centrada en la tasa de bits máxima
• y T, para emisión terrestre, con un equilibrio entre complejidad, tasa de bits y con características especiales para tolerar rebotes de señal o distintos repetidores en la misma frecuencia portadora

En este artículo nos vamos a centrar en DVB-T. Aunque DVB-S, que trataremos posteriormente, es de especial interés para la experimentación dentro del mundo de los radioaficionados por varios motivos, en concreto porque admite anchos de portadora de hasta sólo 2 Mhz y porque la frecuencia intermedia entre el LNB y el aparato receptor de satélite coincide con la banda de radioaficionado de 1.2 Ghz, con lo que se simplifica y abarata en gran medida la parte del receptor.

Características de las modulaciones DVB

Atención: este artículo intenta ser un resumen sobre las características de DVB, no intenta ser una guía completa y exhaustiva sobre el estándar. Para más información os recomiendo que reviséis la sección de enlaces y fuentes.

Subportadoras / OFDM

Al igual que en LTE, DVB utiliza una técnica de transmisión OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex). Esta técnica consiste en la emisión de múltiples subportadoras conjuntas (cada una de ellas moduladas en fase o fase y amplitud) en frecuencias adyacentes sin espacios de guarda entre ellas.

Constelación

En modulaciones digitales, las portadoras transmiten un determinado símbolo caracterizado por una combinación de amplitud y fase. La constelación es el conjunto de símbolos que utiliza cada portadora y recibe este nombre dada su similitud a una constelación estelar.

El número de símbolos define los bits por símbolo de cada portadora. A mayor complejidad de constelación, mayor tasa de bits pero menor robustez de la señal. DVB-T puede utilizar QPSK, 16-QAM y 64-QAM como modulaciones de sus subportadoras. DVB-T2 amplía el estándar soportando 256-QAM.

FEC

FEC, o Forward Error Correction, es una técnica por la cual se añaden datos redundantes siguiendo unos algoritmos concretos que nos permiten, por un lado, detectar si una determinada transmisión contiene algún error y, por otro, reconstruir la señal original a partir de una señal con ciertos errores.

En DVB-T se utiliza la codificación Reed-Solomon y códigos convolucionales. Como dato importante, los códigos convolucionales tienen un parámetro denominado «tasa de código» (coding rate) que relaciona la cantidad de datos útiles frente a la cantidad de datos redundantes, y que será un factor de influencia en el bitrate final.

Intervalo de guarda

Entre la transmisión de un símbolo y el siguiente se espera un determinado tiempo sin transmitir nada. Este tiempo recibe el nombre de tiempo de guarda y se utiliza para evitar interferencias entre las transmisiones, debidas entre otros factores al efecto multicamino y al tiempo de propagación. Los tiempos de guarda suelen expresarse como una fracción del tiempo de símbolo (por ejemplo, 1/32, 1/16, 1/8 ó 1/4 en DVB-T). Aunque el intervalo de guarda tiene efectos muy beneficiosos, no todo son ventajas: un tiempo de guarda mayor reduce la tasa de símbolo, afectando directamente al bitrate.

Bitrate

El bitrate es la cantidad de bits por segundo que se transmite en un determinado sistema de telecomunicaciones. El bitrate depende de diversos factores, desde el tiempo de símbolo, la constelación en uso, la presencia o no de datos redundantes, etc. En DVB-T, con los factores más imporantes definidos de antemano por el estándar, el bitrate depende de tres factores: la modulación, la tasa de código del código convolucional y la duración del tiempo de guarda.

En el próximo artículo hablaremos sobre la capa de red, la paquetización de los datos y los codecs de audio y vídeo más usados.

Enlaces y fuentes

• Wikipedia: DVB, PSK, QAM, forward error correction.
• The DVB Project
• Wiki de proyectos personales de OZ9AEC

Articulo por Luis Bernal y Santiago Córdoba para Radio Club Errante. Bajo licencia creative commons by-nc-sa