Academic literature on the topic 'Terrestrial digital broadcasting'

Nowadays, the digital terrestrial television (DTT) market is characterized by the high capacity needed for high definition TV services. There is a need for an efficient use of the broadcast spectrum, which requires new technologies to guarantee increased capacities. Non-Uniform Constellations (NUC) arise as one of the most innovative techniques to approach those requirements. NUCs reduce the gap between uniform Gray-labelled Quadrature Amplitude Modulation (QAM) constellations and the theoretical unconstrained Shannon limit. With these constellations, symbols are optimized in both in-phase (I) and quadrature (Q) components by means of signal geometrical shaping, considering a certain signal-to-noise ratio (SNR) and channel model. There are two types of NUC, one-dimensional and two-dimensional NUCs (1D-NUC and 2D-NUC, respectively). 1D-NUCs maintain the squared shape from QAM, but relaxing the distribution between constellation symbols in a single component, with non-uniform distance between them. These constellations provide better SNR performance than QAM, without any demapping complexity increase. 2D-NUCs also relax the square shape constraint, allowing to optimize the symbol positions in both dimensions, thus achieving higher capacity gains and lower SNR requirements. However, the use of 2D-NUCs implies a higher demapping complexity, since a 2D-demapper is needed, i.e. I and Q components cannot be separated. In this dissertation, NUCs are analyzed from both transmit and receive point of views, using either single-input single-output (SISO) or multiple-input multiple-output (MIMO) antenna configurations. In SISO transmissions, 1D-NUCs and 2D-NUCs are optimized for a wide range of SNRs and different constellation orders. The optimization of rotated 2D-NUCs is also investigated. Even though the demapping complexity is not increased, the SNR gain of these constellations is not significant. The highest rotation gain is obtained for low-order constellations and high SNRs. However, with multi-RF techniques, the SNR gain is drastically increased, since I and Q components are transmitted in different RF channels. In this thesis, multi-RF gains of NUCs with and without rotation are provided for some representative scenarios. At the receiver, two different implementation bottlenecks are explored. First, the demapping complexity of all considered constellations is analyzed. Afterwards, two complexity reduction algorithms for 2D-NUCs are proposed. Both algorithms drastically reduce the number of distances to compute. Moreover, both are finally combined in a single demapper. Quantization of NUCs is also explored in this dissertation, since LLR values and I/Q components are modified when using these constellations, compared to traditional QAM constellations. A new algorithm that is based on the optimization of the quantizer levels for a particular constellation is proposed. The use of NUCs in multi-antenna communications is also investigated. It includes the optimization in one or two antennas, the use of power imbalance, the cross-polar discrimination (XPD) between receive antennas, or the use of different demappers. Assuming different values for the parameters evaluated, new Multi-Antenna Non-Uniform Constellations (MA-NUC) are obtained by means of a particularized re-optimization process, specific for MIMO. At the receiver, an extended demapping complexity analysis is performed, where it is shown that the use of 2D-NUCs in MIMO extremely increases the demapping complexity. As an alternative, an efficient solution for 2D-NUCs and MIMO systems based on Soft-Fixed Sphere Decoding (SFSD) is proposed. The main drawback is that SFSD demappers do not work with 2D-NUCs, since they perform a Successive Interference Cancellation (SIC) step that needs to be performed in separated I and Q components. The proposed method quantifies the closest symbol using Voronoi regions and allows SFSD demappers to work.
Hoy en día, el mercado de la televisión digital terrestre (TDT) está caracterizado por la alta capacidad requerida para transmitir servicios de televisión de alta definición y el espectro disponible. Es necesario por tanto un uso eficiente del espectro radioeléctrico, el cual requiere nuevas tecnologías para garantizar mayores capacidades. Las constelaciones no-uniformes (NUC) emergen como una de las técnicas más innovadoras para abordar tales requerimientos. Las NUC reducen el espacio existente entre las constelaciones uniformes QAM y el límite teórico de Shannon. Con estas constelaciones, los símbolos se optimizan en ambas componentes fase (I) y cuadratura (Q) mediante técnicas geométricas de modelado de la señal, considerando un nivel señal a ruido (SNR) concreto y un modelo de canal específico. Hay dos tipos de NUC, unidimensionales y bidimensionales (1D-NUC y 2D-NUC, respectivamente). Las 1D-NUC mantienen la forma cuadrada de las QAM, pero permiten cambiar la distribución entre los símbolos en una componente concreta, teniendo una distancia no uniforme entre ellos. Estas constelaciones proporcionan un mejor rendimiento SNR que QAM, sin ningún incremento en la complejidad en el demapper. Las 2D-NUC también permiten cambiar la forma cuadrada de la constelación, permitiendo optimizar los símbolos en ambas dimensiones y por tanto obteniendo mayores ganancias en capacidad y menores requerimientos en SNR. Sin embargo, el uso de 2D-NUCs implica una mayor complejidad en el receptor. En esta tesis se analizan las NUC desde el punto de vista tanto de transmisión como de recepción, utilizando bien configuraciones con una antena (SISO) o con múltiples antenas (MIMO). En transmisiones SISO, se han optimizado 1D-NUCs para un rango amplio de distintas SNR y varios órdenes de constelación. También se ha investigado la optimización de 2D-NUCs rotadas. Aunque la complejidad no aumenta, la ganancia SNR de estas constelaciones no es significativa. La mayor ganancia por rotación se obtiene para bajos órdenes de constelación y altas SNR. Sin embargo, utilizando técnicas multi-RF, la ganancia aumenta drásticamente puesto que las componentes I y Q se transmiten en distintos canales RF. En esta tesis, se han estudiado varias ganancias multi-RF representativas de las NUC, con o sin rotación. En el receptor, se han identificado dos cuellos de botella diferentes en la implementación. Primero, se ha analizado la complejidad en el receptor para todas las constelaciones consideradas y, posteriormente, se proponen dos algoritmos para reducir la complejidad con 2D-NUCs. Además, los dos pueden combinarse en un único demapper. También se ha explorado la cuantización de estas constelaciones, ya que tanto los valores LLR como las componentes I/Q se ven modificados, comparando con constelaciones QAM tradicionales. Además, se ha propuesto un algoritmo que se basa en la optimización para diferentes niveles de cuantización, para una NUC concreta. Igualmente, se ha investigado en detalle el uso de NUCs en MIMO. Se ha incluido la optimización en una sola o en dos antenas, el uso de un desbalance de potencia, factores de discriminación entre antenas receptoras (XPD), o el uso de distintos demappers. Asumiendo distintos valores, se han obtenido nuevas constelaciones multi-antena (MA-NUC) gracias a un nuevo proceso de re-optimización específico para MIMO. En el receptor, se ha extendido el análisis de complejidad en el demapper, la cual se incrementa enormemente con el uso de 2D-NUCs y sistemas MIMO. Como alternativa, se propone una solución basada en el algoritmo Soft-Fixed Sphere Decoding (SFSD). El principal problema es que estos demappers no funcionan con 2D-NUCs, puesto que necesitan de un paso adicional en el que las componentes I y Q necesitan separarse. El método propuesto cuantifica el símbolo más cercano utilizando las regiones de Voronoi, permitiendo el uso de este tipo de receptor.
Actualment, el mercat de la televisió digital terrestre (TDT) està caracteritzat per l'alta capacitat requerida per a transmetre servicis de televisió d'alta definició i l'espectre disponible. És necessari per tant un ús eficient de l'espectre radioelèctric, el qual requereix noves tecnologies per a garantir majors capacitats i millors servicis. Les constel·lacions no-uniformes (NUC) emergeixen com una de les tècniques més innovadores en els sistemes de televisió de següent generació per a abordar tals requeriments. Les NUC redueixen l'espai existent entre les constel·lacions uniformes QAM i el límit teòric de Shannon. Amb estes constel·lacions, els símbols s'optimitzen en ambdós components fase (I) i quadratura (Q) per mitjà de tècniques geomètriques de modelatge del senyal, considerant un nivell senyal a soroll (SNR) concret i un model de canal específic. Hi ha dos tipus de NUC, unidimensionals i bidimensionals (1D-NUC i 2D-NUC, respectivament). 1D-NUCs mantenen la forma quadrada de les QAM, però permet canviar la distribució entre els símbols en una component concreta, tenint una distància no uniforme entre ells. Estes constel·lacions proporcionen un millor rendiment SNR que QAM, sense cap increment en la complexitat al demapper. 2D-NUC també canvien la forma quadrada de la constel·lació, permetent optimitzar els símbols en ambdós dimensions i per tant obtenint majors guanys en capacitat i menors requeriments en SNR. No obstant això, l'ús de 2D-NUCs implica una major complexitat en el receptor, ja que es necessita un demapper 2D, on les components I i Q no poden ser separades. En esta tesi s'analitzen les NUC des del punt de vista tant de transmissió com de recepció, utilitzant bé configuracions amb una antena (SISO) o amb múltiples antenes (MIMO). En transmissions SISO, s'han optimitzat 1D-NUCs, per a un rang ampli de distintes SNR i diferents ordes de constel·lació. També s'ha investigat l'optimització de 2D-NUCs rotades. Encara que la complexitat no augmenta, el guany SNR d'estes constel·lacions no és significativa. El major guany per rotació s'obté per a baixos ordes de constel·lació i altes SNR. No obstant això, utilitzant tècniques multi-RF, el guany augmenta dràsticament ja que les components I i Q es transmeten en distints canals RF. En esta tesi, s'ha estudiat el guany multi-RF de les NUC, amb o sense rotació. En el receptor, s'han identificat dos colls de botella diferents en la implementació. Primer, s'ha analitzat la complexitat en el receptor per a totes les constel·lacions considerades i, posteriorment, es proposen dos algoritmes per a reduir la complexitat amb 2D-NUCs. Ambdós algoritmes redueixen dràsticament el nombre de distàncies. A més, els dos poden combinar-se en un únic demapper. També s'ha explorat la quantització d'estes constel·lacions, ja que tant els valors LLR com les components I/Q es veuen modificats, comparant amb constel·lacions QAM tradicionals. A més, s'ha proposat un algoritme que es basa en l'optimització per a diferents nivells de quantització, per a una NUC concreta. Igualment, s'ha investigat en detall l'ús de NUCs en MIMO. S'ha inclòs l'optimització en una sola o en dos antenes, l'ús d'un desbalanç de potència, factors de discriminació entre antenes receptores (XPD), o l'ús de distints demappers. Assumint distints valors, s'han obtingut noves constel·lacions multi-antena (MA-NUC) gràcies a un nou procés de re-optimització específic per a MIMO. En el receptor, s'ha modificat l'anàlisi de complexitat al demapper, la qual s'incrementa enormement amb l'ús de 2D-NUCs i sistemes MIMO. Com a alternativa, es proposa una solució basada en l'algoritme Soft-Fixed Sphere Decoding (SFSD) . El principal problema és que estos demappers no funcionen amb 2D-NUCs, ja que necessiten d'un pas addicional en què les components I i Q necessiten separar-se. El mètode proposat quantifica el símbol més pròxim utilitzan
Fuentes Muela, M. (2017). Non-Uniform Constellations for Next-Generation Digital Terrestrial Broadcast Systems [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/84743
TESIS

[EN] Next-generation terrestrial broadcasting targets at enhancing spectral efficiency to overcome the challenges derived from the spectrum shortage as a result of the progressive allocation of frequencies - the so-called Digital Dividend - to satisfy the growing demands for wireless broadband capacity. Advances in both transmission standards and video coding are paramount to enable the progressive roll-out of high video quality services such as HDTV (High Definition Televison) or Ultra HDTV. The transition to the second generation European terrestrial standard DVB-T2 and the introduction of MPEG-4/AVC video coding already enables the transmission of 4-5 HDTV services per RF (Radio Frequency) channel. However, the impossibility to allocate higher bit-rate within the remaining spectrum could jeopardize the evolution of the DTT platforms in favour of other high-capacity systems such as the satellite or cable distribution platforms. Next steps are focused on the deployment of the recently released High Efficiency Video Coding (HEVC) standard, which provides more than 50% coding gain with respect to AVC, with the next-generation terrestrial standards. This could ensure the competitiveness of the DTT. This dissertation addresses the use of multi-RF channel aggregation technologies to increase the spectral efficiency of future DTT networks. The core of the Thesis are two technologies: Time Frequency Slicing (TFS) and Channel Bonding (CB). TFS and CB consist in the transmission of the data of a TV service across multiple RF channels instead of using a single channel. CB spreads data of a service over multiple classical RF channels (RF-Mux). TFS spreads the data by time-slicing (slot-by-slot) across multiple RF channels which are sequentially recovered at the receiver by frequency hopping. Transmissions using these features can benefit from capacity and coverage gains. The first one comes from a more efficient statistical multiplexing (StatMux) for Variable Bit Rate (VBR) services due to a StatMux pool over a higher number of services. Furthermore, CB allows increasing service data rate with the number of bonded RF channels and also advantages when combined with SVC (Scalable Video Coding). The coverage gain comes from the increased RF performance due to the reception of the data of a service from different RF channels rather that a single one that could be, eventually, degraded. Robustness against interferences is also improved since the received signal does not depend on a unique potentially interfered RF channel. TFS was firstly introduced as an informative annex in DVB-T2 (not normative) and adopted in DVB-NGH (Next Generation Handheld). TFS and CB are proposed for inclusion in ATSC 3.0. However, they have never been implemented. The investigations carried out in this dissertation employ an information-theoretical approach to obtain their upper bounds, physical layer simulations to evaluate the performance in real systems and the analysis of field measurements that approach realistic conditions of the network deployments. The analysis report coverage gains about 4-5 dB with 4 RF channels and high capacity gains already with 2 RF channels. This dissertation also focuses on implementation aspects. Channel bonding receivers require one tuner per bonded RF channel. The implementation of TFS with a single tuner demands the fulfilment of several timing requirements. However, the use of just two tuners would still allow for a good performance with a cost-effective implementation by the reuse of existing chipsets or the sharing of existing architectures with dual tuner operation such as MIMO (Multiple Input Multiple Output).
[ES] La televisión digital terrestre (TDT) de última generación está orientada a una necesaria mejora de la eficiencia espectral con el fin de abordar los desafíos derivados de la escasez de espectro como resultado de la progresiva asignación de frecuencias - el llamado Dividendo Digital - para satisfacer la creciente demanda de capacidad para la banda ancha inalámbrica. Los avances tanto en los estándares de transmisión como de codificación de vídeo son de suma importancia para la progresiva puesta en marcha de servicios de alta calidad como la televisión de Ultra AD (Alta Definición). La transición al estándar europeo de segunda generación DVB-T2 y la introducción de la codificación de vídeo MPEG-4 / AVC ya permite la transmisión de 4-5 servicios de televisión de AD por canal RF (Radiofrecuencia). Sin embargo, la imposibilidad de asignar una mayor tasa de bit sobre el espectro restante podría poner en peligro la evolución de las plataformas de TDT en favor de otros sistemas de alta capacidad tales como el satélite o las distribuidoras de cable. El siguiente paso se centra en el despliegue del reciente estándar HEVC (High Efficiency Video Coding), que ofrece un 50% de ganancia de codificación con respecto a AVC, junto con los estándares terrestres de próxima generación, lo que podría garantizar la competitividad de la TDT en un futuro cercano. Esta tesis aborda el uso de tecnologías de agregación de canales RF que permitan incrementar la eficiencia espectral de las futuras redes. La tesis se centra en torno a dos tecnologías: Time Frequency Slicing (TFS) y Channel Bonding (CB). TFS y CB consisten en la transmisión de los datos de un servicio de televisión a través de múltiples canales RF en lugar de utilizar un solo canal. CB difunde los datos de un servicio a través de varios canales RF convencionales formando un RF-Mux. TFS difunde los datos a través de ranuras temporales en diferentes canales RF. Los datos son recuperados de forma secuencial en el receptor mediante saltos en frecuencia. La implementación de estas técnicas permite obtener ganancias en capacidad y cobertura. La primera de ellas proviene de una multiplexación estadística (StatMux) de servicios de tasa variable (VBR) más eficiente. Además, CB permite aumentar la tasa de pico de un servicio de forma proporcional al número de canales así como ventajas al combinarla con codificación de vídeo escalable. La ganancia en cobertura proviene de un mejor rendimiento RF debido a la recepción de los datos de un servicio desde diferentes canales en lugar uno sólo que podría estar degradado. Del mismo modo, es posible obtener una mayor robustez frente a interferencias ya que la recepción o no de un servicio no depende de si el canal que lo alberga está o no interferido. TFS fue introducido en primer lugar como un anexo informativo en DVB-T2 (no normativo) y posteriormente fue adoptado en DVB-NGH (Next Generation Handheld). TFS y CB han sido propuestos para su inclusión en ATSC 3.0. Aún así, nunca han sido implementados. Las investigaciones llevadas a cabo en esta Tesis emplean diversos enfoques basados en teoría de la información para obtener los límites de ganancia, en simulaciones de capa física para evaluar el rendimiento en sistemas reales y en el análisis de medidas de campo. Estos estudios reportan ganancias en cobertura en torno a 4-5 dB con 4 canales e importantes ganancias en capacidad aún con sólo 2 canales RF. Esta tesis también se centra en los aspectos de implementación. Los receptores para CB requieren un sintonizador por canal RF agregado. La implementación de TFS con un solo sintonizador exige el cumplimiento de varios requisito temporales. Sin embargo, el uso de dos sintonizadores permitiría un buen rendimiento con una implementación más rentable con la reutilización de los actuales chips o su introducción junto con las arquitecturas existentes que operan con un doble sintonizador tales como
[CAT] La televisió digital terrestre (TDT) d'última generació està orientada a una necessària millora de l'eficiència espectral a fi d'abordar els desafiaments derivats de l'escassetat d'espectre com a resultat de la progressiva assignació de freqüències - l'anomenat Dividend Digital - per a satisfer la creixent demanda de capacitat per a la banda ampla sense fil. Els avanços tant en els estàndards de transmissió com de codificació de vídeo són de la màxima importància per a la progressiva posada en marxa de serveis d'alta qualitat com la televisió d'Ultra AD (Alta Definició). La transició a l'estàndard europeu de segona generació DVB-T2 i la introducció de la codificació de vídeo MPEG-4/AVC ja permet la transmissió de 4-5 serveis de televisió d'AD per canal RF (Radiofreqüència). No obstant això, la impossibilitat d'assignar una major taxa de bit sobre l'espectre restant podria posar en perill l'evolució de les plataformes de TDT en favor d'altres sistemes d'alta capacitat com ara el satèl·lit o les distribuïdores de cable. El següent pas se centra en el desplegament del recent estàndard HEVC (High Efficiency Vídeo Coding), que oferix un 50% de guany de codificació respecte a AVC, junt amb els estàndards terrestres de pròxima generació, la qual cosa podria garantir la competitivitat de la TDT en un futur pròxim. Aquesta tesi aborda l'ús de tecnologies d'agregació de canals RF que permeten incrementar l'eficiència espectral de les futures xarxes. La tesi se centra entorn de dues tecnologies: Time Frequency Slicing (TFS) i Channel Bonding (CB). TFS i CB consistixen en la transmissió de les dades d'un servei de televisió a través de múltiples canals RF en compte d'utilitzar un sol canal. CB difon les dades d'un servei a través d'uns quants canals RF convencionals formant un RF-Mux. TFS difon les dades a través de ranures temporals en diferents canals RF. Les dades són recuperades de forma seqüencial en el receptor per mitjà de salts en freqüència. La implementació d'aquestes tècniques permet obtindre guanys en capacitat i cobertura. La primera d'elles prové d'una multiplexació estadística (StatMux) de serveis de taxa variable (VBR) més eficient. A més, CB permet augmentar la taxa de pic d'un servei de forma proporcional al nombre de canals així com avantatges al combinar-la amb codificació de vídeo escalable. El guany en cobertura prové d'un millor rendiment RF a causa de la recepció de les dades d'un servei des de diferents canals en lloc de només un que podria estar degradat. De la mateixa manera, és possible obtindre una major robustesa enfront d'interferències ja que la recepció o no d'un servei no depén de si el canal que l'allotja està o no interferit. TFS va ser introduït en primer lloc com un annex informatiu en DVB-T2 (no normatiu) i posteriorment va ser adoptat en DVB-NGH (Next Generation Handheld). TFS i CB han sigut proposades per a la seva inclusió en ATSC 3.0. Encara així, mai han sigut implementades. Les investigacions dutes a terme en esta Tesi empren diverses vessants basades en teoria de la informació per a obtindre els límits de guany, en simulacions de capa física per a avaluar el rendiment en sistemes reals i en l'anàlisi de mesures de camp. Aquestos estudis reporten guanys en cobertura entorn als 4-5 dB amb 4 canals i importants guanys en capacitat encara amb només 2 canals RF. Esta tesi també se centra en els aspectes d'implementació. Els receptors per a CB requerixen un sintonitzador per canal RF agregat. La implementació de TFS amb un sol sintonitzador exigix el compliment de diversos requisit temporals. No obstant això, l'ús de dos sintonitzadors permetria un bon rendiment amb una implementació més rendible amb la reutilització dels actuals xips o la seua introducció junt amb les arquitectures existents que operen amb un doble sintonitzador com ara MIMO (Multiple Input Multiple Output).
Giménez Gandia, JJ. (2015). Improved Spectrum Usage with Multi-RF Channel Aggregation Technologies for the Next-Generation Terrestrial Broadcasting [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/52520
TESIS

This study compares the impact of media ownership, regulation and policy, and technology adoption on the introduction of digital terrestrial television in the United States and Mainland China. Through the use of a case study approach, a qualitative and quantitative examination is given. The results indicate that private group ownership throughout the U.S. digital terrestrial television industry and state ownership in China's television industry lead to the different paths to digital transition. Both governments, however, are deeply involved in respective digital initiatives and play an important role in the implementation from analog to digital. The technical standard adoption in the two countries places the underpinning for the future development of digital television (DTV), which also results in China lagging behind the United States by almost ten years. The differences of technological environments in households and income among consumers in the two countries further predict the intention to DTV adoption.

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:00:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 jose.pdf: 2255469 bytes, checksum: cebe37770c4719e5ebf2b60e4ae0d2a6 (MD5) Previous issue date: 2013-06-07
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Currently, the majority of multicarrier transmission systems are based on the Fourier transform, which is used as frequency multiplexing technique. The main advantages of this approach include multipath immunity and low computational complexity, due to the use of a family of fast algorithms, known as Fast Fourier Transform (FFT). However, when used to provide a robust transmission, this technique presents some disadvantages, like the need for a cyclic prefix, which demands part of the useful datarate. In this work, a study for verifying the possibility of replacing the FFT, by the wavelet transform, was carried out, which has the potential to raise some advantages, such as the removal of the cyclic prefix and a simpler synchronization procedure. A computational model for the transmission layer of the Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial, Brazilian version (ISDB-Tb) was created, aiming to provide a direct comparison between two versions: the traditional one, which is based on FFT, and a new proposal, which is based on wavelets. Such an evaluation was performed through the relation between error bit rate and signal-to-noise ratio, in additive white gaussian noise, Rayleigh and Rician fading and also in frequency-selective Rayleigh fading channels. Similar comparisons were also performed for the ETSI TS 101 475 (HIPERLAN-2) and Digital Video Broadcasting Terrestrial (DVB-T) systems. The simulation results show that the wavelet-based systems present a similar performance, when compared with the FFT-based ones, for the chosen channel models, and without employing a cyclic prefix, which allows a more efficiente spectrum use.
Atualmente, uma grande parte dos sistemas de transmissão multiportadoras é baseada na transformada de Fourier, como técnica de multiplexação em frequência. Dentre as suas principais vantagens, encontram-se a imunidade a multipercursos e a baixa complexidade computacional, através de algoritmos rápidos conhecidos como Fast Fourier Transform (FFT). Esta técnica, entretanto, para proporcionar uma transmissão robusta, apresenta a desvantagem de exigir prefixo cíclico, o que resulta no consumo de uma fatia do espectro útil. Neste trabalho, um estudo para se verificar a viabilidade de substituição da FFT pela transformada wavelet foi realizado, o que promete trazer algumas vantagens, tais como a não exigência de prefixo cíclico e uma sincronização mais simples. Um modelo computacional para a camada de transmissão do Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial, Brazilian version (ISDB-Tb) foi criado, com o objetivo de proporcionar uma comparação entre duas versões: a atual, baseada em FFT, e uma nova proposta, baseada em wavelets. Tal avaliação foi realizada em termos das curvas de taxa de erro de bit versus relação sinal ruído, em canais com adição de ruído gaussiano branco, com desvanecimento plano de Rayleigh e Rice e também com desvanecimento seletivo em frequência de Rayleigh. Comparações similares também foram realizadas para os sistemas ETSI TS 101 475 (HIPERLAN-2) e Digital Video Broadcasting Terrestrial (DVB-T). Os resultados obtidos mostram que os sistemas baseados em wavelets apresentam desempenhos similares aos dos baseados em FFT, para os modelos de canal simulados, com a vantagem adicional de não utilizarem prefixo cíclico, o que promove um uso mais eficiente do espectro.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RICHARD JOHN LINTULAHTI OLANDIM.pdf: 2276167 bytes, checksum: 0d3c0536034c612074740ab02558a1be (MD5) Previous issue date: 2015-06-25
In Brazil, the broadcasting system for television content in high definition is the ISDB-Tb. Although robust, the content transmission in this system, like in any radio frequency propagation, can suffer from external attenuating factors, such as distortion by multipath propagation. One of the techniques used in radio communications for minimizing the effects of this type of distortion is the spatial diversity reception, which uses multiple antennas connected to a single receiver. The signals, received by different antennas, are combined, in a technique known as MRC or Maximal Ratio Combiner, so that the output signal-to-noise ratio is greater than the individual signal-to-noise ratios, allowing the successfully decoding of the received content, even though the individual signal in each antenna does not have sufficient quality to be decoded independently. This study aims to establish a method of spatial diversity in receiving television signals in ISDB-Tb, pondering between the advantages and disadvantages of their use in edge regions of coverage, where the reception of the Brazilian digital TV system is not yet total.
No Brasil, o sistema de radiodifusão para conteúdos televisivos em alta definição é o ISDB-Tb. Apesar de robusto, a transmissão de conteúdos neste sistema, como qualquer propagação em radiofrequência, pode sofrer com fatores externos atenuantes, como por exemplo a distorção por propagação em multi-percurso. Uma das técnicas utilizadas em radiocomunicação para que se minimizem os efeitos deste tipo de distorção é a diversidade espacial na recepção, que utiliza múltiplas antenas conectadas a um mesmo receptor. Os sinais, recebidos pelas diferentes antenas, são trabalhados em uma técnica conhecida como MRC ou Combinação de Máxima Razão, de modo que a relação sinal-ruído de saída seja maior do que as relações sinal-ruído individuais, permitindo a decodificação do conteúdo com sucesso, mesmo que os sinais individuais em cada antena não tenham qualidade suficiente para serem decodificados independentemente. Este estudo tem como objetivo propor um método de diversidade espacial na recepção de sinais televisivos no padrão brasileiro ISDB-Tb, ponderando entre as vantagens e desvantagens de sua utilização em regiões de borda de cobertura, onde a recepção do sistema brasileiro de TV digital ainda não é total.

DAB (Digital Audio Broadcasting) is the radio digital system developed as an european standard by the ETSI, EN 300 400, based on the Eureka-147 group works, to improve the performance of the analogue radio systems (AM and FM). The system is based on the OFDM technology which allows DAB to exploit the spectrum frequencies in a better way with a higher quality of sound for mobile receivers specially. The main part of the OFDM system is based on the FFT algorithms to spread the data flow over different orthogonal carriers. The simulation has been developed in Simulink^TMand Matlab^TMand the layout designed follows faithfully the standard for the transmission system. The simulation can be reloaded by the user with the information presented in this thesis. Thus, this work can be continued to complete the DAB whole system simulation. The results obtained running this simulation show the main DAB system characteristics.

Os sistemas de telecomunicações sem fios dependem fundamentalmente do espectro de frequências radioeléctrico. Actualmente, os estudos dos organismos reguladores indicam que a utilização do espectro com licenciamento fixo é subaproveitada e que existe o problema da escassez de oferta do espectro. Assim, com o aumento da procura de novos serviços e do número de utilizadores os operadores de telecomunicações têm por obrigação de procurar novas soluções, que visem o aumento da eficiência espectral através de técnicas avançadas de processamento para a gestão do espectro. Esta dissertação propõe a operação do LTE em frequências mais baixas (UHF) para o aumento da eficiência espectral em conjunto com a gestão do espectro de rádio com atribuição temporária, no contexto da inter-coexistência. Assim, a transição da televisão analógica para a TDT oferece uma nova oportunidade no aproveitamento das bandas UHF para o aumento da oferta por parte dos operadores de telecomunicações. Em particular, os canais nas bandas UHF são adequados para aplicações móveis, devido às suas excelentes condições de propagação e penetração (superior) em edifícios. Além disso, o comprimento de onda nestas bandas é suficientemente curto, permitindo construir antenas com um tamanho adequado para uso portátil. Como possibilita a cobertura eficiente por parte dos operadores de telecomunicações de vastas áreas geográficas com um menor número de estações base. Assim sendo, a atribuição temporária de espectro nas bandas de TV (espaços vazios da TV, TV White Spaces - TVWS) com direitos exclusivos temporários é muito valiosa. Dado que os TVWS estarão disponíveis em 2012, as bandas utilizadas são um sério candidato para suportar o sistema LTE. As vantagens da utilização do sistema LTE são a flexibilidade em operar em várias bandas de frequência e em várias larguras de banda. No entanto, a maioria dos países europeus pensa utilizar a frequência 2.6 GHz para o sistema LTE o que poderá limitar a sua cobertura e diminuir o seu desempenho. Assim, através da utilização temporária das portadoras LTE nos TVWS (700MHz) poderá obter-se uma capacidade extra em redes próximas da saturação ou de cobertura melhorada. Para se observarem as diferenças entre a utilização dos 2.6GHz e os 700 MHz desenvolveu-se um simulador de LTE em MATLABTM, numa linguagem script orientada a objectos. O simulador permite obter resultados de cobertura e capacidade nas frequências actuais (Legacy) e nos TVWS. No processo de atribuição dinâmico dos recursos do LTE, o simulador utiliza dois algoritmos de Radio Resource Management (RRM), no contexto de Multi Band Access (MBA). Um dos algoritmos atribui recursos das duas bandas de forma equilibrada enquanto a outra dá prioridade a um das bandas, originado numa utilização mais eficiente dos recursos disponíveis. O objectivo é maximizar a utilização dos TVWS na atribuição dinâmica do espectro e minimizar a fragmentação do espectro, mantendo-se a QoS e evitar interferências entre os sistemas secundários e primário.
The wireless systems are dependent of the electromagnetic spectrum. The studies from the regulatory bodies show that, with a permanent licensing, the spectrum is underused; and there exists a shortage in the spectrum availability. Therefore, with the introduction of new services and the growth in the number of subscribers, operators face a new challenge and must find engineering solutions to increase the spectral efficiency and manage the available spectrum. This thesis purposes the extension of LTE operation over low frequency bands (UHF) in order to increase the spectral efficiency in conjunction with temporary use of the available spectrum, in the context of inter-coexistence. Hence, the transition to digital TV (i.e., digital TV switch-over) represents an opportunity to re-use UHF band with the respective increase in the operator's services offers. Namely, the UHF band is considered valuable for mobile services due to its excellent propagation characteristics and penetration through walls. Besides, the wavelength in this band is small enough to allow the construction of antennas that can be used in mobile devices. Additionally, in this band, the cell radius is larger than in upper frequencies (due to the lower path loss) which allow for operators to cover larger areas with less base stations. Therefore, the licensing process to use frequency spectrum in the TV bands for mobile services with temporary exclusive rights is seen to be very valuable. These channels are known as TV white spaces (TVWS). Since TVWS will be available in 2012, they are a serious candidate to support the LTE standard. The advantages of LTE are related with the flexibility to operate in different frequencies with various bandwidths. However, most of the European countries intent to use the 2.6 GHz frequency for LTE networks, which may limit the system's coverage and performance. Hence, with the use of temporary LTE carriers in TVWS (700MHz) it is possible to achieve extra capacity in networks near the saturation point and/or with ameliorated coverage. For this purpose, in order to evaluate the differences in terms of performance between LTE networks at 2.6 GHz and 700 MHz, a simulator was developed using a script language in MATLABTM . The simulator enables to achieve results about the coverage and capacity in the actual Legacy frequencies as well as in TVWS. In the dynamic process of distributing the LTE radio resources, two algorithms were used for Radio Resource Management (RRM), in a Multi Band Access (MBA) context. One of the algorithms try to equally distribute the resources while the other prioritize one of the bands against the other, lending to a more efficient use of available resources. The objective is to maximize the use of TVWS and minimize the fragmentation of the spectrum while keeping the comparable QoS levels.

La diffusion de signaux de télévision numérique est soumise à un certain nombre de contraintes. Notamment les niveaux de rayonnements non essentiels (RNE) émis en dehors des fréquences d’émission doivent être inférieurs à un seuil fixé par les instances de régulation afin de ne pas brouiller les autres canaux de diffusion. Compte tenu du caractère non-linéaire des amplificateurs de puissance, l’augmentation de la puissance diffusée permet d’augmenter le rendement des amplificateurs mais augmente en même temps le niveau des RNE. Les diffuseurs doivent donc trouver un compromis entre le niveau des RNE émis et le coût de revient des équipements de diffusion. Jusque là, les programmes DVB-T sont amplifiés en monocanal, c’est-à-dire que chaque multiplex est amplifié par un amplificateur. Le rendement est optimisé en utilisant un précorrecteur numérique afin de limiter les intermodulations dans le canal et dans les canaux adjacents, et en utilisant un filtre de canal afin de nettoyer le spectre. Cette technique de précorrection numérique, simulée dans ce mémoire, permet effectivement d’améliorer les shoulders et le TEB. L’amplification multicanal permettrait un gain important car un seul amplificateur est nécessaire pour traiter plusieurs multiplex. Cependant sans linérisation, il est nécessaire d’utiliser l’amplificateur de puissance avec un recul de puissance très élevé pour que le seuil maximal des RNE ne soit pas atteint. Nous proposons ici un précorrecteur multicanal qui permet de diminuer Digital television broadcasting is subjected to a certain number of contraints
Among others, the spurious levels must be lower than the threshold imposed by regulation authorities to avoid disturbing the other channels. Taking in account the non linearity nature of power amplifiers, increase the emitted power leads to increase the efficiency but also the spurious level. Consequently, broadcasters should reach a compromise between spurious level and transmitters cost. DVB-T programs are currently amplified in mono-channel, i. E. Each multiplex is amplified by its own amplifier. The efficiency is improved using a digital predistorter and a band-pass filter. The digital predistorter minimizes in band and out of band intermodulations, and the filter cleans the spectrum. The digital predistortion method, simulated in this memory, allows a great improvement of the shoulders and the BER. Multi-channel amplification would conduce to a high profit because only one amplifier is necessary to treat several channels. However without linearization, the amplifier must be used with a very high output back-o? in order to keep the spurious level below the fixed threshold. In this thesis we present a multi-channel predistorter that highly improves the shoulders and the spurious level

Cette thèse a pour objectif l'analyse du système de télévision numérique chinois (DTMB) et l'optimisation de sa fonction d'estimation de canal. Tout d'abord, une analyse approfondie de ce système est effectuée en comparaison du système DVB-T en termes de spécifications, d'efficacité spectrale et de performances. Ensuite, la fonction d'estimation de canal basée sur la séquence pseudo-aléatoire du système est étudiée dans les domaines temporel et fréquentiel, et plusieurs améliorations sont apportées aux méthodes typiques afin de notamment gérer les canaux très dispersifs en temps. Enfin, de nouveaux procédés itératifs aidés par les données et peu complexes sont proposés pour raffiner les estimés de canal. Les fonctions de décodage de canal et d'entrelacement sont exclues de la boucle et des fonctions de filtrage temps/fréquence sont étudiées pour fiabiliser les estimations. Ces nouveaux algorithmes démontrent leur efficacité par rapport aux méthodes courantes de la littérature.