ATSC

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ATSC

Advance Television System Committee

Francisco A. Sandoval N.

ATSC

2 1 Introducción

Advance Television System Committee1

El estándar ATSC de televisión digital terrestre ha sido adoptado oficialmente como norma en: Estados Unidos, en 1996, lo cual incluye Puerto Rico, Alaska, Hawai, Islas Midway e Isla Wake. Posteriormente, adoptaron el estándar, Canadá (1997), Corea del Sur (1997), México (2004), Honduras (2007) y el Salvador (2009). (3)

, es una organización internacional abierta sin fines de lucro que fue formada en 1982 por los miembros de la organización Joint Committee on InterSociety Coordination (JCIC): Elctronic Industries Association (EIA), Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), National Association of Broadcasters (NAB), National Cable Electronic Association (NCTA), y la Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE).(1)Para el 2002 ya existía aproximadamente 160 miembros y en la actualidad cuenta con cerca de 185 de diferentes países y medios entre los que se encuentran empresas de radiodifusores, cable, satélite, computación, cine y video, electrónica de consumos, fabricantes de equipos profesionales audiovisuales, institutos de investigación entre otros. Esta organización privada tenía como fin en sus inicios, el desarrollo y definición del estándar de televisión digital que adoptaría Estados Unidos. Así pues, el estándar fue desarrollado por un consorcio de empresas que lleva el nombre de Grand Alliance, y fue adoptado por ATSC el 16 de Septiembre de 1995 bajo la sigla A/53. (2)

En el año 2001 fue creada una institución afiliada al ATSC, denominada ATSC FORUM, cuyo fin principal es promover las normas de TV digital y de ATSC, especialmente en toda América Latina. Teniendo como misión principal, Educar a los radiodifusores, fabricantes, reguladores públicso y otros de diversos países de todo elmundo acerca de los beneficios de los servicios de televisión digital y abogar por la adopción de las normas de televisión digital de la familia ATSC con el objeto de aprovechar sus beneficios.

El estándar ATSC utiliza un canal convencional de 6 MHz a través del cual permite la transmisión de video, audio y datos a una tasa neta de 19 Mbps para canales de transmisión terrestre y alrededor de los 38 Mbps para canales de televisión por cable. Esto significa que la codificación de la fuente de video, la cual presenta una resolución que puede ser cinco veces mayor que la de la televisión convencional (NTSC), requiere una reducción de la tasa de bits por un valor de 50 o mayor. Para lograr la reducción de la tasa de bits, el sistema fue diseñado para utilizar la capacidad de señal permitida y mejorar y utilizar técnicas de compresión de video y audio complejas. El sistema ATSC puede portar ya sea una señal única de televisión de alta definición (HDTV), o varios programas con definición normal (SDTV). (2)A su vez, mejor calidad de sonido, tipo audio dolby digital (AC-3). También es posible incluir datos adicionales en la transmisión que amplía la gama de servicios ofrecidos, como canales adicionales de audio, servicios interactivos para el usuario, como tele-encuestas, canales de comentarios, subtítulos en diversos idiomas, etc. La modulación

1www.atscforum.org

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3 utilizada es la 8-VSB (modulación en banda lateral vestigial), la cual es una modulación mono portadora e independiente de fase, para evitar muchas distorsiones.

Una característica agregada posteriormente al sistema ATSC, es la posibilidad de que el radiodifusor determine la calidad a ofrecer, entendiendo ésta por el número de líneas y de píxeles, para poder bajarla y así reducir el ancho de banda con vistas a albergar en el espectro conseguido nuevos servicios o bien transmitir un múltiplex de imágenes. (4)

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4 2 El Sistema ATSC:

El estándar ATSC es posible encontrarlo totalmente descrito en el documento A/53 del Advanced Television Systems Committee, “ATSC Digital Televisión Standard”, que puede ser descargado de la página web principal de la organización2

Un diagrama de bloques básico del sistema de televisión digital se representa en la

. El mismo describe las características del sistema de televisión avanzada de los Estados Unidos (ATV), distribuyendo la información en varias partes que da información sobre las especificaciones de varios parámetros del sistema, incluyendo el formato de codificación de entrada de video y el pre procesamiento y los parámetros de compresión del codificador de video, el formato de codificación de las señales de entrada de audio y el pre procesamiento y los parámetros de compresión de audio, el servicio de multiplexación y las características, normativas y especificaciones de las capas de transporte y el subsistema de transmisión. Algunos de los temas descritos se abordan a continuación para dar una idea de los parámetros y características de sistema ATSC.

Figura 2.1. Acorde con ese modelo, el sistema de televisión digital consiste de tres subsistemas que son(5):

• Codificación y compresión de fuentes (video, audio, datos):Esta parte del subsistema se encarga dela compresión de datos tanto para el video, audio y flujos de datos digitales secundarios (ancillary data) con el objetivo de disminuir la cantidad de bits necesarios para representar la información correspondiente. El término “ancillary data” o datos secundarios incluye datos de control tanto de transmisión como de acceso, datos asociados con la configuración de servicios de audio y video como subtitulado, servicios independientes, etc. Para la compresión y codificación de los flujos de video el sistema ATSC utiliza la sintaxis MPEG-2, y para la compresión de audio digital, se utiliza la norma de compresión digital de audio AC-3.

• Múltiplex y transporte de los servicios: Divide el flujo continuo de información en paquetes de datos, inserta marcas de identificación únicas a cada paquete, y multiplexa los flujos de paquetes de video, audio y datos secundarios para componer un único flujo de transporte. El sistema de transporte de ATSC utiliza el sistema de múltiplex y transporte definido por el estándar MPEG-2, el cual es compatible con el formato de transporte de otros medios digitales, tales como la radiodifusión terrestre de audio digital, sistemas de televisión digital por cable y satelital, medios de almacenamiento como discos de video digital y DVD, e interfaces computacionales. La sintaxis del flujo de transporte de MPEG-2 fue desarrollado para aplicaciones done el ancho de banda del canal es limitado y los requerimientos de los mecanismos de transporte eficiente son elevados.

• Transmisión de radiofrecuencia (RF): Agrega codificación de canal y realiza la modulación de flujo de transporte para su posterior transmisión inalámbrica. El propósito de la codificación de canal es agregar información redundante al flujo de datos. Dicha

2http://www.atsc.org/standards/

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5 información es luego utilizada en el receptor para detectar y corregir errores causados por el canal inalámbrico e interferencias. El sistema de modulación usa la modalidad 8 VSB para transmisiones terrestre. La norma también considera un modo de alta capacidad de datos, 16 VSB, orientado a televisión por cable. (2)

Figura 2.1 Sistema ATSC(5)

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2.1 Características de la Fuente

2.1.1 Características del Video

El estándar ATSC utiliza la codificación de video MPEG-2 (Moving Pictures Experts Group-2), ya que es un conjunto de algoritmos de compresión flexible.

El estándar ATSC permite 18 diferentes formatos de display, los cuales están divididos dentro de cuatro combinaciones de vertical y horizontal. Se establece tres tipos básicos de resolución de pantalla que pueden ser utilizados con el estándar ATSC. El nivel más sencillo incluye los formatos básicos y extendidos de las normas de TV analógicas NTSC y PAL (En NTSC, existen 525 líneas horizontales pero sólo 480 son visibles. EN PAL, existen 625 líneas horizontales pero sólo 576 son visibles), con hasta 720 pixeles por línea. El nivel medio, incluye imágenes de resolución media con 720 líneas de solución y 960 pixeles por línea. El nivel mayor presenta una resolución de 1080 líneas, y 1440 y 1920 pixeles por línea para razones de aspecto 4:3 y 16:9, respectivamente.

Tabla 2.1 Restricciones de Formato de Compresión

Resolución Vertical

Resolución Horizontal

Pixeles cuadrados

Relación de

Aspecto

Cuadros por segundo (Hz)

Barrido (tipo)

HDTV 1080 1920 Sí 16:9 23,976; 24,2997;30 Progresivo 29,97; 30 Entrelazado

720 1280 Sí 16:9 23,976; 24,2997;30; 59,94; 60

Progresivo

SDTV 480 704 No 4:3, 16:9 23,976; 24,2997;30; 59,94; 60

Progresivo

29,97; 30 Entrelazado 640 Sí 4:3 23,976; 24,2997;30;

59,94; 60 Progresivo

29,97; 30 Entrelazado

De lo enunciado en la Tabla 2.1, puede aclararse lo siguiente:

• 1920 x 1080, es la resolución que la industria de la Televisión demanda para representación de imágenes HDTV.

• 1280 x 720, es la sugerencia de la industria del PC para la representación de imágenes HDTV.

• 704 x 480, corresponde a la equivalencia digital de la señal NTSC de hoy, como se lo mencionó anteriormente.

• 640 x 480, es el estándar VGA combinación de los monitores de PC.

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7 A su vez, también, que las imágenes correspondientes a una pantalla completa pueden formarse mediante barrido entrelazado o progresivo. Una apreciación gráfica de lo antes prescrito puede verse así mismo en la Figura 2.2.

Figura 2.2 Comparación entre resoluciones de video específicas por ATSC (2)

Es importante destacar que el estándar ATSC fue diseñado desde el principio con las opciones necesarias para ser implementado tanto dentro de los Estados Unidos como fuera de ellos (incluyendo países que migran desde formatos distintos a NTSC, como por ejemplo PAL). Por ello, ATSC es capaz de trabajar correctamente en situaciones en que la frecuencia de barrido sea tanto 25 cuadros por segundo (PAL) como 30 cuadros por segundo (NTSC).

2.1.2 Características del Sistema de Audio En el documento ATSC A/52B (6) describe la compresión y codificación de audio en ATSC, la cual se basa en el estándar de compresión digital de audio AC-3 (Audio Configuration 3rd Generation) propietario de los laboratorios Dolby, conocido comercialmente como Dolby Digital, cuyo método es el que actualmente se utiliza en las salas de cine, el Dolby Surround Sound, compatibles con muchas aplicaciones de audio/video (DVD, DTS, DTX, etc.).

El AC-3 contiene un total de 6 canales de sonido, con cinco canales de ancho de banda completa de 20 Hz a 20 kHz para los altavoces de rango normal, es decir: frente derecho, centro (middle cannel), frente izquierdo, parte posterior derecha (canal sorround derecho) y parte posterior izquierda (canal sorround izquierdo). Y a parte se agrega un canal de salida exclusivo para los sonidos de baja frecuencia conocida como Low Frequency Effect o subwoofer, el cual se encuentra limitado en banda de 20 a 120 Hz. Debido a esta utilización de canales, generalmente se habla de un sistema 5.1 canales, en el que la situación de los altavoces debería ser similar a la Figura 2.3. El formato Digital Dolby soporta también el uso de Mono y Stereo.

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Figura 2.3 Sistema de Audio (7)

Los canales a breves rasgos cumplen las siguientes funciones:

• C: (Central Channel), se ubica por encima o por debajo en pantallas de televisión, y se destina a reproducir la mayor parte de los diálogos de la cita, por lo que también se lo suele conocer como canal de diálogos o canal principal, puesto que es el más utilizado.

• L, R: (Left Front Channel, Right Front Channel) suelen ubicarse a los costados del televisor y proporcionan la acción en pantalla, por lo cual junto con el C reciben el nombre de canales de pantalla.

• LS, RS: (Left Surround, Right Surround), se localizan dos altavoces a los lados del espectador, a 20° por detrás de su horizontal. Estos canales son utilizados para definir un ambiente sonoro tridimensional que envuelva (surround) al usuario, también se los conoce como canales de ambiente o efectos.

• LFE: (Low Frecuency Effects), empleado para reproducir las frecuencias más bajas que los otros altavoces no pueden reproducir. Su colocación es bastante libre ya que en los límites del espectro el oído humano no localiza bien la fuente de los sonidos, siendo recomendable su ubicación a nivel del suelo. En realidad el LFE no es un canal íntegro, sino que se le considera un canal de refuerzo que no es necesario (en cine sí lo es) pero sí altamente recomendado.

El sistema de compresión de audio, consta de un codificador y un decodificador de audio, el cual acepta señales de entrada analógica y digital. El bloque del subsistema de audio esta antes del subsistema de transporte, el bloque del codificador recibe las señales del audio en el dominio del tiempo y las convierte al dominio de la frecuencia con el fin de convertir la salida en una cadena de bits, para así llegar al subsistema de Transporte, el cual cambia los paquetes en un señal

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9 modulada RF para luego ser recibida por el subsistema de Recepción y luego demodularla desempaquetarla y decuantifica los flujos o tramas con los datos. Tal como se puede apreciar en la Figura 2.4.

Figura 2.4 Subsistema de Audio para el sistema de Televisión Digital (8)

La compresión AC-3 de una o varias fuentes de audio digital o flujos elementales (desde 2 en un programa con sonido estéreo hasta 6 en un programa con sonido 5.1), representa un servicio de audio. Múltiples servicios pueden ser multiplexados en un flujo de transporte MPEG-2, siendo clasificados en principal (audio completo asociado a una señal de video, incluyendo diálogo, música, efectos especiales, etc.) y asociados (servicios especiales como para gente con discapacidades visuales o auditivas, señales de emergencia, etc.). El servicio principal de audio, o un servicio asociado completo, debe ser codificado a una tasa de datos no superior a 448 kbps, y la tasa final de una combinación de un servicio principal y uno asociado no debe exceder los 576 kbps. (2)

2.1.3 Subsistema de Multiplex de Transporte

El formato y protocolo de transporte para ATSC está basado en el estándar MPEG-2, cuyas especificaciones se encuentran definidas en el ISO/IEC 13818-1.

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El subsistema de transporte (Figura 2.1) reside entre la aplicación de codificación y decodificación,y el subsistema de transmisión.Utiliza como entradas los flujos tanto de video, como de audio y datos, los cuales los recibe codificados y comprimidos de acuerdo al estándar MPEG-2 y posteriormente los paquetiza y multiplexa en relación a lo prescrito en el sistema definido en el mismo estándar MPEG-2, de acuerdo a lo estipulado en el estándar A/53.

Así pues, este subsistema divide los flujos elementales de video, audio y datos en fracciones más pequeñas para luego multiplexarlas en paquetes de 188 octetos (bytes), cuyo primer byte es el que permite el sincronismo. De acuerdo a esto, el receptor tiene la tarea de recuperar esos flujos elementales para entregárselos a los decodificadores correspondientes, junto con la señalización de errores.

En la Figura 2.5se ejemplifica el proceso de multiplexado de los datos de audio y video. El reloj empleado para la temporización del proceso es de 27 MHz, procediéndose a dividir su frecuencia por los factores correspondientes para cada circuito. Por ejemplo, se divide por el factor 562 para obtener la frecuencia de muestreo del audio (48 KHz), por 2 para el proceso de luminancia y por 4 para las señales diferencia de color de la croma, ya que el formato de vídeo digital empleado es el 4:2:0. (4)

Figura 2.5 Diagrama de bloques del proceso de multiplexación de audio y video.

2.2 Características del Sistema de Codificación y Modulación

Este sistema (bloque Transmisión de RF en la Figura 2.1) constituye la característica más propia de éste estándar. Las dos partes fundamentales son la codificación de canal y la modulación 8-VSB.

CONVERTIDOR A/D

CODIFICADOR MPEG

CONVERTIDOR A/D

CODIFICADOR AC-3

MULTIPLEXOR

VIDEO AUDIO VIDEO

VIDEO

AUDIO

FLUJO DE DATOS

AUDIO

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11 El codificador de canal, realiza dos procesos específicos:

• Codificación R-S (Reed-Solomon) para generar 20 octetos de palabras de paridad para proporcionar protección a la información a transmitir. En la salida de su circuito correspondiente, los paquetes adquieren una longitud de 208 octetos.

• Codificación FEC e inserción de cuatro símbolos de sincronización al principio de cada trama. Éste es el clásico proceso de dispersión de la energía empleado en todos los sistemas de transmisión digital de información.

La salida de datos del codificador de canal tiene formato de trama, en cuya composición intervienen dos campos, como se aprecia en la Figura 2.5.

Cada trama contiene 313 segmentos por campo de datos (626 segmentos), siendo el primero el que lleva la señal de sincronizacióny una secuencia binaria destinada al ecualizador del receptor. Los restantes 312 segmentos contienen un paquete de 208 octetos, que corresponden a los 188 octetos y a las 20 de palabras de código (FEC). Dicha información corresponde a 828 símbolos de 4 bits.

El último paso del proceso es la modulación 8-VSB en ocho niveles discretos de amplitud, para lo cual se codifican los datos en el modo denominado Trellis, para conseguir el mapa de constelaciones de bits necesario. (4)

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SEGMENTO

DE

SINCRONIZACIÓN

CAMPO DE SINCRONIZACIÓN 1

DATOS + FEC

CAMPO DE SINCRONIZACIÓN 2

DATOS + FEC

313

SE

GM

EN

TOS

313

SE

GM

EN

TOS

4 208 Octetos (828 Símbolos de 4 bits)

24,2

ms

S4,

2 m

s

1 SEGMENTO = 77, 3 µ

Figura 2.6 Organización de datos en ATSC

2.2.1 Codificación de Canal

La Figura 2.6 muestra el diagrama del proceso de codificación. El sistema es alimentado con el flujo de transporte paquetizado. Los datos son primero aleatorizados, y luego procesados para brindar capacidad de corrección de errores mediante un código de bloques Reed-Solomon (RS), seguido por un entrelazador y un codificador Trellis (TCM).

Cada uno de los bloques presentados en la Figura 2.6 se explican brevemente a continuación:

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Figura 2.7 Diagrama de bloques del codificador VSB

2.2.1.1 Flujo deDatos: El sistema es alimentado con el flujo de transporte paquetizado que se describió anteriormente en el subsistema de multiplex de transporte.

2.2.1.2 Aleatorización de los Datos: La aleatorización permite dispersar la energía, por cuanto se convierte en una necesidad en las transmisiones digitales, no llevarla a cabo implica la pérdida de homogeneidad de la RF y también dificulta la regeneración del reloj de los datos en el receptor, que es necesario para interpretar su contenido, debido a las largas cadenas de bits iguales que pueden presentarse.

El circuito aleatoriza los datos de audio, video y auxiliares recibidos del multiplexor anterior. No se aleatorizan los paquetes de sincronismos de trama y segmento y de paridad del sistema RS, informaciones que conservan su contenido original para emplearlas en el receptor como referencia. La aleatorización de los bits que componen un flujo de transporte se logra mediante multiplicación por una secuencia binaria seudo aleatoria de orden 16.

2.2.1.3 Codificación RF Reed-Solomon (RS) es un código cíclico no binario y permite la detección y corrección de errores que protege la información contra errores en los datos transmitidos sobre un canal de comunicaciones. Este tipo de código corrige los datos alterados en el receptor y para ello utiliza unos bits adicionales que permiten esta recuperación a posteriori.

FLUJO DE DATOS ALEATORIZACIÓN CODIFICACIÓN RS

ENTRELAZADORCODIFICADOR TRELLISMULTIPLEXOR

MODULADOR VSB

ANTENA

SINCRONISMO DE SEGMENTO

SINCRONISMO DE TRAMA

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14 Así pues, los segmentos de datos se codifican mediante el sistema Reed-Solomon, lo que genera 20 octetos de palabras de paridad que se suman a los datos, quedando del siguiente modo:

t = 10 (207, 187)

Donde:

187 = Longitud inicial de los segmentos de datos. 207 = Longitud de los segmentos después de la codificación RS. Por lo que este código es capaz de corregir hasta 10 bytes con errores entre cada grupo de 207.

2.2.1.4 Entrelazado Entrelazar los datos supone dispersar en el espacio los bits de cada octeto para que, ante pérdidas de señal en el receptor, el vacío afecte a la mínima cantidad de sus unidades de información. Es decir, su objetivo es dar protección a la señal cuando hay errores de ráfaga. Un error de ráfaga afecta a una serie de bits consecutivos, mientras que los errores aleatorios afectan a bits individuales en posiciones de la secuencia del mensaje.

El entrelazador de bytes empleado es convolucional de longitud 52 y sólo se entrelazan los bytes de datos (incluyendo los bytes de redundancia insertados por RS).

2.2.1.5 Codificador de Trellis El codificador de Trellis (codificador convoulucional) brinda una segunda capa de protección de errores y entrega tres bits de salida por cada dos de entrada, lo que permite conseguir los ocho niveles discretos requeridos para la modulación 8-VSB característica del sistema ATSC.

En caso de la modulación 16-VSB, utilizada en la transmisión por cable y satelital, no se cuenta con un codificador Trellis y, en lugar de éste, se tiene un bloque de mapeo 16-VSB que entrega dos símbolos (de 16 posibles) de 4 bits por cada byte de entrada.

2.2.1.6 Multiplexador Los datos formateados del modo indicado son aplicados al multiplexor del sistema para insertar en él los sincronismos de segmento y de trama en los espacios señalados en la figura anterior, quedando el flujo de datos en las condiciones requeridas para la modulación VSB. (4)

2.2.2 Modulación en Banda Lateral Vestigial (VSB) Como se ha mencionado anteriormente, el estándar ATSC para la transmisión terrestre utiliza la modulación 8-VSB (8 “Vestigial Side Band” o banda lateral vestigial), la cual aporta una alta eficiencia espectral y elevada inmunidad a las interferencias radioeléctricas, pero tiene baja robustez ante los ecos de recepción. Es un sistema que permite utilizar los canales de la televisión analógica para transmitir multiprogramas de contenido digital, en el ancho de banda asignado de 6 MHz. Es esencialmente una Modulación de Amplitud de Pulsos de 8 niveles (8-PAM) en banda base, trasladada a radiofrecuencia mediante un modulador analógico de Banda Lateral Doble

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15 Portadora Suprimida, seguido de un filtro que elimina la banda lateral inferior y un circuito que inserta una portadora.

Este procedimiento de modulación supone una variante del BLU (modulación en banda lateral única) con el que se transmiten mal las bajas frecuencias, aunque reduce considerablemente el ancho de banda necesario. En el VSB se transmite completamente una banda y sólo parte de la otra, lo que facilita la recuperación de los datos en el receptor con simples detectores de envolvente. Sin embargo, aumenta el ancho de banda, aunque en un valor que no degrada el sistema por su alta eficiencia espectral obtenida por los ocho niveles discretos de amplitud que tienen símbolos en forma de cambios de fase. Es como el QAM en cuanto al procedimiento de modulación con amplitudes discretas, con la particularidad de la banda vestigial. (4) En VSB la Banda Lateral Inferior (BLI) es filtrada mediante filtros de fácil realización. Debido a que todo filtro realizable tiene una transición no instantánea entre la Banda Lateral Superior (BLS) y la Banda Lateral Inferior (BLI), la señal filtrada inevitablemente contiene vestigios de la BLI, de ahí el nombre de VSB.

La inserción de una portadora simplifica las tareas de sincronización y demodulación en el lado receptor. En la práctica, la portadora es insertada en banda base agregando un valor de continua a la modulación 8-PAM, previo al traslado a radiofrecuencia realizado con el modulador de Banda Lateral Doble Portadora Suprimida tradicional. (4)

2.2.2.1 Características en el Espectro

Figura 2.8 Espectro ocupado por el canal ATSC (9)

La Figura 2.8 muestra el espectro de 6 MHz ocupado por un canal de la norma ATSC. La parte principal está situada en 5.38 MHz y los dos espacios límites de 0.31 MHz corresponden a las

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16 bandas, aunque la inferior se suprime y en su lugar se inserta una ráfaga piloto para acciones de sincronización.(4)

2.2.3 Especificaciones del Sistema Como resumen de lo descrito anteriormente, se presenta la Tabla 2.2.

Tabla 2.2 Parámetros de Transmisión VSB(7)

PARÁMETRO TIERRA CABLE Ancho de banda del canal 6 MHz Ancho de banda excedente 11,5 % Relación de símbolos 10,76 Msímbolos/s

Bit por símbolo 3 4 Codificación FEC Trellis Relación 2/3 No Codificación FEC RS T = 10(207, 187) Longitud de segmento 832 símbolos Sincronismo de segmento 4 bit por segmento Sincronismo de trama 1 de cada 313 segmentos Relación de datos 19,28 Mb/s 38,57 Mb/s Rechazo de NTSC en co-canal Filtro de rechazo en receptor N/A Potencia del piloto 0,3 dB Umbral C/N 14,9 dB 28,3 dB

2.2.4 Receptor(4)

La arquitectura general de los circuitos del receptor ATSC se muestra en la Figura 2.9. Los diferentes bloques se describen brevemente a continuación.

El sintonizador efectúa el proceso clásico de sintonía con un ancho de banda de 6 MHz, amplificación de RF y conversión a FI, cuyo valor es de 44 MHz, frecuencia obtenida en la salida del filtro cerámico del mismo nombre.

Un decodificador asíncrono unido al filtro de FI, en el que interviene también un filtro de paso bajo, permite extraer los sincronismos.

La señal de FI obtenida es aplicada a un filtro destinado a rechazar la interferencia que se produce entre los canales del ATSC y los de la televisión analógica del estándar NTSC. Es este un filtro de peine y por tanto con operación en el dominio del tiempo, del que se obtiene finalmente el flujo de datos para el proceso de descodificación.

El flujo de datos de 10,76 Msímbolos/S es aplicado a un circuito de ecualización para compensar las distorsiones no lineales producidas como consecuencia de la transmisión digital y de las imperfecciones del sistema de recepción.

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17 Circuitos complementarios al ecualizador adaptan el flujo de datos recibido a ocho niveles claramente identificados con destino al descodificador Trellis, el cual separa los niveles discretos representativos de la transmisión 8-VSB y genera ante cada uno sus tres bits de contenido, con lo que se logra el flujo de datos de salida a la velocidad de 19,39 Mb/s.

El desentrelazado de los datos, la descodificación RS para detectar y corregir los errores producidos en la recepción y la desaleatorización para devolver a la secuencia su forma original, se llevan a cabo con los procedimientos inversos a los ya descritos anteriormente, y consiguen el flujo de datos que se aplica al bloque desmodualador para las siguientes acciones específicas.

• Separación de los paquetes de vídeo del conjunto de los datos para aplicarlos al descompresor MPEG y, desde éste, al generador de vídeo que proporciona salidas de condición analógica en formato vídeo compuesto y RGB.

El generador de vídeo inserta en las señales de imagen los impulsos de sincronismo correspondientes a la norma de televisión analógica del monitor.

• Separación y descodificación de los datos adicionales, como los destinados a los subtítulos, información esta que se multiplexa con la señal de imagen destinada al monitor.

• Separación de los paquetes de datos del audio y descondificación con los criterios de Dolby AC-3 para, después, aplicarlos a los convertidores de digital a analógico correspondientes y obtener las señales que excitan las etapas de potencia del receptor.

Figura 2.9 Organización del segmento de datos, con detalle del sincronismo

Entre la salida de los convertidores D/A y la entrada de los amplificadores de potencia, se podrá disponer un procesador para control de los parámetros de tales señales.

Antena SINTONIZADORFILTRO DE FI Y DETECTOR DE

SINCRONISMOS

FILTRO DE RECHAZO DE NTSC

ECUALIZADORDESCODIFICADOR TRELLISDESENTRELAZADORDESCODIFICADOR RS

DESALEATORIZACIÓN DESMULTIPLEXOR

VÍDEO

DATOS AUXILIARES

AUDIO

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2.3 Red de Frecuencia Única Una de las ventajas con que cuenta la implantación del sistema digital respecto al analógico la posibilidad de crear redes de una sola frecuencia (SFN: Single Frecuency Networks), las cuales consisten en un tipo de radiodifusión donde distintos transmisores emiten la misma señal en el mismo canal de frecuencia, lo que permite obtener un mejor aprovechamiento del espectro, a la vez, se trabaja con una menor potencia de transmisión debido a la ganancia interna. Se logra alta probabilidad de localización y facilidad de rellenar zonas vacías con reúsos de frecuencias. Por otra parte se podría admitir como desventajas, el hecho de que la red no pueda dividirse, que no se pueden usar determinados canales prohibidos y que es necesaria una sincronización entre los emisores.

Los esquemas de las redes de frecuencia única son de algún modo análogos a los sistemas de comunicación sin cables tales como la telefonía móvil o los sistemas Wifi. Para su comprensión, se podría partir de la idea de contar con un receptor de TDT en los límites de cobertura de un transmisor. Lo normal, es que el receptor capte señales procedentes también de otros transmisores próximos que emiten el mismo programa en el mismo canal. Aunque se sincronice los transmisores, las señales procedentes de cada uno de ellos llegarán con diferentes retrasos. Además no pueden ser interpretadas como señales de eco, ya que todas ellas traen la misma modulación. Las señales de los transmisores más lejanos pueden llegar con un retraso mayor del permitido por el intervalo de guarda. Evidentemente, cuanto más lejos, más interfiere. Sin embargo, la interferencia producida por la propia red SFN debido a transmisores lejanos puede mantenerse dentro de unos márgenes lo suficientemente pequeños como para no perturbar en demasía la señal. (10)

Una de las ventajas mencionadas anteriormente es la posibilidad de rellenar zonas vacías mediante estaciones de poca potencia utilizando la misma frecuencia. Los repetidores pueden utilizar la misma frecuencia. Estos pueden ser activos con ganancia o pasivos, con lo que la posibilidad de que quede una zona de sombra es muy baja. Es necesario decir, que si los contenidos de programas o datos son distintos, las redes SFN ya no son útiles y se produce interferencia, teniendo que recurrir a las tablas en la que se indican los márgenes de protección.

El desafío principal para un sistema de Televisión Digital mediante Redes de Frecuencia Única respecto a su operación, es lograr y mantener el mejor sincronismo posible entre las estaciones transmisoras, de modo que las señales provenientes de dos o más estaciones puedan ser interpretadas, en la práctica, como ecos de una sola transmisión.

En redes ATSC, el sincronismo entre estaciones debe ser logrado en tres aspectos:

• Frecuencias idénticas de las portadoras de radiofrecuencia, con una precisión de ± ½ Hz. • Sincronismo entre los flujos de transporte, que deben ser idénticos. • Idénticos procesos de codificación del flujo de transporte (codificación, entrelazado,

aleatorización, etc.) entre transmisores de la red.

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19 Diferencias entre las frecuencias de portadora son percibidas por un receptor como señales de eco con efecto Doppler, como si fueran transmisiones móviles. Diferencias en los flujos de transporte o en los procesos de codificación hacen que las transmisiones de celdas adyacentes tengan un efecto equivalente al de la Interferencia de Co-Canal (ICC) en la celda deseada. La consecuencia es una pérdida de eficiencia espectral (menor tasa de datos), o la degradación de la calidad de la imagen y audio recibidos, pudiendo llegar a límites de calidad inaceptable.

La operación en una red de frecuencia única de un sistema ATSC está especificada en el estándar A/110, de Julio de 2005 (11) y el documento de prácticas recomendadas A/111 de Septiembre de 2004, que introdujeron modificaciones al estándar ATSC para posibilitar la operación de ATSC en SFN. Previo a la publicación de estos documentos, la operación en frecuencia única no estaba contemplada en el estándar ATSC y ATSC no tenía la capacidad de operar en este modo. En el año 2004, el estándar fue modificado y los nuevos equipos tienen la capacidad de operar en redes SFN, pero hasta la fecha las experiencias prácticas de operación SFN son escasas.

De acuerdo a los documentos mencionados del estándar ATSC, tres modos de operación son posibles para redes con múltiples transmisores (ya sea conformando redes de frecuencia única o de frecuencias múltiples):

• Repetidores digitales en la misma frecuencia (DOCR). Corresponden a equipos quereciben la misma señal que los receptores domésticos, y la retransmiten en la mismafrecuencia con o sin procesamiento, dependiendo del tipo de repetidor. Eldocumento de prácticas recomendadas [29] considera el uso de estos dispositivos,principalmente para ampliar la zona de cobertura, iluminar zonas oscuras y cubriráreas pequeñas. Se trata de un sistema de bajo costo, pero que no permite laoperación en RFU.

• Transmisores distribuidos. Los transmisores distribuidos reciben la señal a través de una red de bajo retardo (fibra óptica o bien cable) y la retransmiten al aire, todos en la misma frecuencia. En el caso de redes de frecuencia única, estos transmisores operan de manera sincronizada, de modo tal que emiten señales idénticas simultáneamente. Ello conlleva la necesidad de sincronizar los transmisores (empleando receptores GPS localizados en cada sitio), incluyendo el uso de retardos para ajustar el tiempo de la transmisión. La información de sincronización temporal se incluye en el flujo de transporte, lo que reduce en forma poco significativa la tasa de datos de 19,39 Mbps y degrada el comportamiento de la transmisión frente al ruido blanco Gaussiano en algunos decibeles.

• Traductores distribuidos. Estos equipos operan en forma similar a los repetidores, pero retransmitiendo en una frecuencia distinta. Permiten la formación de redes multifrecuencia, y requieren al menos de dos frecuencias disponibles.

Para sincronizar los flujos de datos y todos los procesos incluidos en la codificación, el estándar ATSC considera la inserción en el flujo de transporte de una palabra de cadencia cada cierto tiempo, así como la inserción de paquetes de transmisión distribuida, estos últimos a una tasa de no más de un paquete cada 312 paquetes del flujo de transporte. Esta información, en conjunto

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20 con las referencias de tiempo locales (provenientes, por ejemplo, de GPS) es utilizada por cada uno de los transmisores de la red para temporizar sus transmisiones adecuadamente.

En el lado de la recepción, para operar en redes de frecuencia única con estándar ATSC, los receptores requieren de ecualizadores capaces de procesar las señales provenientes de distintos transmisores en las zonas de traslapo de transmisiones (que aparentan ser ecos), y de combinar estas múltiples señales en una sola. Actualmente, si bien ha habido avances en esta materia, los ecualizadores todavía muestran debilidades en casos de múltiples trayectorias con niveles de potencia cercanos entre sí. (2)

2.4 Países que han adoptado el estándar ATSC

El estándar ATSC de televisión digital terrestre ha sido adoptado oficialmente como norma en: Estados Unidos, en 1996, lo cual incluye Puerto Rico, Alaska, Hawai, Islas Midway e Isla Wake. Posteriormente, adoptaron el estándar, Canadá (1997), Corea del Sur (1997), México (2004), Honduras (2007) y el Salvador (2009). (3)

Algunos despliegues relevantes para ATSC hasta Agosto 2008, para diferentes países se enuncian a continuación (12):

Estados Unidos:

• 1.634 estaciones de TV digital en el aire • 212 áreas metropolitanas • Cobertura de prácticamente el 100% de hogares con TV • 92% tiene acceso a 5 o más señales de TV digital • 84% tienen acceso a 8 o más señales de TV digital • Las áreas metropolitanas más grandes tienen hasta 28 estaciones de TV digital en el aire.

Corea del Sur:

• 154 estaciones en operación, 92% de hogares tienen acceso a 5 señales de TV Digital. • 6,6 millones de receptores ATSC vendidos (penetración de 33% de los hogares del país). • Líder mundial en servicios interactivos de televisión digital con la norma ATSC/ACAP.

Canadá:

• Más de 20 estaciones en operación • Cobertura de más de 50% de los hogares con TV.

México:

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21 • 37 estaciones operan en 9 ciudades y llegan al 37% de los hogares del país. • Se han vendido 2 millones de receptores ATSC.

Honduras:

• Tres estaciones en dos ciudades.

2.5 Televisión Digital Móvil Portátil3

2.5.1 Consideraciones Previas

La televisión digital móvil ATSC se desarrolla con el propósito de soportar una variedad de servicios, incluidos televisión gratuita (con apoyo de anunciantes) y servicios interactivos que se entregan en tiempo real, TV en base a suscripciones y descarga de contenidos en base a archivos para su posterior reproducción. La norma puede utilizarse también para la transmisión de nuevos servicios de radiodifusión de datos. Además de la televisión en vivo, el sistema de televisión digital móvil ATSC proporciona un marco de aplicaciones flexibles que permite habilitar las nuevas capacidades de los receptores. Ya que Los receptores que utilizan una conexión opcional a Internet permitirán los nuevos servicios de televisión interactiva, desde simples votaciones del público hasta la integración de aplicaciones en base a Internet y transacciones con contenido televisivo.

La televisión digital móvil ATSC se construye en torno a un sistema de transmisión bastante robusto que se basa en la modulación de banda lateral residual (BLR), junto con un sistema de transporte flexible y extensible en base al protocolo de Internet (IP), video eficiente MPEG AVC (ISO/IEC 14496-10 o ITU H.264) y codificación de audio HE AAC v2 (ISO/IEC 14496-3).

El desarrollo del sistema de televisión digital móvil ATSC se basó en un plan estratégico aprobado por el directorio de ATSC en octubre de 2006. ATSC desarrolló posteriormente requisitos de sistema detallados y emitió una solicitud de ofertas (RFP) en mayo de 2007. El trabajo en el sistema de televisión digital móvil ATSC se ha efectuado dentro del grupo especializado en ATSCmóvil/portátil (TSG/S4). Además, los principales elementos del sistema de televisión digital móvil ATSC fueron seleccionados y documentos y el 25 de noviembre de 2008, el Grupo de Tecnologías y Normas (TSG) aprobó su publicación como norma candidata.

En Octubre de 2009 se presentó la norma final de televisión digital móvil ATSC, que se conoce como A/153. Al igual que la norma A/53, A/153 es de concepto modular, con las especificaciones

3La información respecto a Televisión Digital Móvil Portátil, ha sido extraída del Boletín de Noticias del estándar ATSC (13). Se han extraído algunos párrafos pero en su mayoría es documentación textual.

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22 para cada uno de los módulos contenidas en partes separadas. (Figura 2.10). Las partes específicas de A/153 son las siguientes:

Figura 2.10 Estructura de documentación A/153 general (13)

• Parte 1: Sistema de televisión digital móvil/portátil

La Parte 1 describe totalmente el sistema de televisión digital móvil ATSC y explica la organización de la norma. Describe además los requisitos explícitos de señalización que se implementan mediante estructuras de datos en todas las demás partes.

• Parte 2: Características del sistema de RF/transmisión

La Parte 2 describe la forma en que los datos se procesan y colocan en la trama BLR. Los elementos importantes incluyen la estructura Reed- Solomon (RS), un canal de parámetros de transmisión (TPC) y un canal de información rápida (FIC).

• Parte 3: Características del subsistema de transporte y múltiplex deservicios

La Parte 3 incluye el subsistema de transporte y múltiplex de servicios, que comprende varias capas en la pila. Los elementos importantes incluyen protocolo de Internet (v4), protocolo unidireccional (UDP), servicio de canales de señalización, FLUTE (protocolo de entrega de archivos en transporte unidireccional) sobre codificación asíncrona en capas (ALC) / transporte de codificación en capas (LCT), servicio de hora mediante protocolo de tiempo de red (NTP) y protocolo de tiempo real (RTP) / protocolo de control de transporte en tiempo real (RTCP).

• Parte 4: Anuncio

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23 La Parte 4 incluye el anuncio, donde los servicios pueden anunciarse opcionalmente utilizando una guía de servicio. La guía que se especifica en la Parte 4 se basa en una guía de servicio de radiodifusión (BCAST) de la Alianza Móvil Abierta (OMA), con restricciones y extensiones.

• Parte 5: Marco de aplicaciones

La Parte 5 define el marco de aplicaciones, que permite al organismo de radiodifusión del servicio audio-visual componer e insertar contenido complementario para definir y controlar varios elementos adicionales del entorno multimedia (RME).

Parte 6: Protección de servicios

La Parte 6 incluye la protección de servicios, que se refiere a la protección del contenido, sean archivos o flujos, durante la entrega al receptor. Los elementos importantes incluyen el objeto de emisión con derecho de suscripción y el mensaje de clave a corto plazo (STKM).

• Parte 7: Características del sistema de video

La Parte 7 define el sistema de video AVC y SVC en el sistema de televisión digital móvil ATSC. Los elementos adicionales cubiertos en esta Parte incluyeron subtitulado (CEA 708) y descripción de formato activo (AFD).

• Parte 8: Características del sistema de audio

La Parte 8 define el sistema de audio HE-AAC v2 en el sistema de televisión digital móvil ATSC.

Una parte adicional que se centra en la protección del contenido está considerada para su publicación posterior.

2.5.2 Descripción general del sistema de televisión digital móvil ATSC

El servicio de televisión digital móvil ATSC comparte el mismo canal de radiofrecuencia que el servicio de radiodifusión ATSC estándar que se describe en ATSC A/53. El sistema móvil se habilita utilizando una porción del total de ancho de banda disponible de 19,4 Mbps y ocupando transporte de entrega sobre IP. El sistema completo se ilustra en la Figura 2.11.

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Figura 2.11 Sistema de Televisión Digital Móvil ATSC

En términos muy simples, el sistema consigue la robustez necesaria para la recepción móvil agregando secuencias de ajuste adicionales y corrección de errores sin canal de retorno. El ancho de banda total necesario para el servicio de televisión digital móvil ATSC depende de incluidos el número y el tipo de servicios de programa, el nivel de calidad y el nivel de robustez deseado, que normalmente va de menos de un megabit por segundo a muchos megabits por segundo. El sistema de televisión digital móvil ATSC convierte la actual emisión 8-BLR en un sistema de flujo doble sin alterar las características del espectro emitido. Tal proceso se lleva a cabo seleccionando algunos de los segmentos MPEG-2 y asignando las cargas útiles en dichos segmentos para transportar los datos M/H de una manera que los actuales receptores legados ignorarán.

La Figura 2.12 muestra una representación en diagrama de bloques de la cadena de radiodifusión. Los datos de televisión digital móvil ATSC sedividen en conjuntos, cada uno de los cuales contiene uno o más servicios. Cada conjuntoutiliza una trama RS independiente (unaestructura FEC) y además puede codificarse aun nivel distinto de protección de errores segúnla aplicación. La

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25 codificación incluye FEC tanto a nivel de paquete como convolucional, más la inserción de secuencias de ajuste largas y espaciadas en forma regular en el flujo de datos. Se insertan también datos de control robustos y confiables para ser usados por los receptores. El sistema proporciona transmisión en ráfaga de los datos, que permite al receptor habilitar ciclos de potencia en el sintonizador y el demodulador para ahorrar energía. La Figura 2.13ilustra un diagrama de bloques simplificado del sistema de transmisión de televisión digital móvil ATSC.

En el sistema de capas físicas de televisión digital móvil ATSC, los datos se transfieren mediante un mecanismo de división de tiempo para mejorar la capacidad de gestión de potencia del receptor.

Cada intervalo de tiempo de la trama se divide en cinco subintervalos de igual longitud, denominados subtramas. A su vez, cada subtrama se divide en cuatro subdivisiones de 48,4 ms de longitud, el tiempo que demora transmitir una trama BLR. Estos intervalos de tiempo de la trama BLR se dividen a su vez en cuatro ranuras cada uno (para un total de 16 ranuras en cada subtrama).

Los datos que se van a transmitir se empaquetan en una serie de tramas RS consecutivas y dicha serie forma de manera lógica un conjunto. Los datos de cada trama RS que se van a transmitir durante una trama única se dividen en fragmentos llamados grupos y los grupos se organizan en listas, donde cada lista transporta los grupos desde hasta dos tramas RS y no menos de una. El número de grupos que pertenece a una lista es siempre múltiplo de cinco y los grupos en la lista entran en ranuras que se dividen por igual entre las subtramas de la trama.

Figura 2.12 Diagrama de bloques del sistema de radiodifusión de televisión digital móvil ATSC.

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Figura 2.13 Diagrama de bloques de un sistema de transmisión de televisión digital móvil ATSC.

La trama RS es una unidad básica de entrega de datos, en la cual se encapsulan los datagramas IP. Si bien una lista siempre transporta una trama RS primaria, puede transportar una trama RS secundaria adicional como resultado del proceso de banda base. El número de tramas RS y el tamaño de cada una se determinan mediante el modo de transmisión del subsistema de capas físicas. Normalmente, el tamaño de la trama RS primaria es mayor que el tamaño de la trama RS secundaria, cuando se transportan en una sola lista.

El FIC es un canal de datos independiente del canal de datos que se entrega a través de las tramas RS. El objetivo principal del FIC es entregar de manera eficiente información esencial para la rápida adquisición del servicio. Esta información incluye principalmente informaciónvinculante entre losservicios y los conjuntos que los transportan, más la información de versión para el canal de señalización de servicios de cada conjunto.

Un “servicio de televisión digital móvil ATSC” es por lo general similar a un canal virtual según se define en ATSC A/65 (“protocolo de información de sistemas y programas”). Un servicio es un

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27 paquete de flujos IP que se transmiten a través de un múltiplex que forma una secuencia de programas bajo el control de un organismo de radiodifusión, que puede difundirse como parte de un plan. Ejemplos típicos de servicios de televisión digital móvil ATSC incluyen los servicios de TV y de audio. Las colecciones de servicios se estructuran en conjuntos, cada uno de los cuales consiste en una serie de tramas RS consecutivas. En general, existen dos tipos de archivos que pueden entregarse utilizando los métodos que se describen en el sistema de televisión digital móvil ATSC. El primero de estos corresponde a los archivos de contenido, como por ejemplo archivos de música o video. El segundo tipo de archivo que puede transmitirse es una porción de la guía de servicios. Esto incluye claves a largo y corto plazo para protección de servicios, logotipos y archivos de protocolo de descripción de sesión (SDP). En ambos casos, los mecanismos de entrega son los mismos y depende de la terminal resolver el propósito de los archivos. La Figura 2.14ilustra un diagrama de bloques simplificado de la organización de los principales elementos para la entrega en el subsistema de transporte físico.

La señalización en el sistema de televisión digital móvil ATSC proporciona metadatos al receptor en relación con la sintonización, incluido el hecho de si el contenido debe/puede entregarse. Los objetivos de diseño clave incluyeron:

• Mantenerlo compacto (baja velocidad) • Hacerlo flexible y extensible • Soporte de adquisición rápida de servicios • Soporte de funcionalidad básica, incluso cuando el receptor no cuenta con información

actualizada de guía de servicios • Soporte de requisitos únicos de roaming, como por ejemplo transferencia desde un

transmisor a otro para servicios regionales y nacionales al cruzar los límites del área de radiodifusión

En el sistema de televisión digital móvil ATSC, los servicios disponibles en ese sistema (u otro sistema) pueden anunciarse mediante el subsistema de anuncios, denominado guía de servicios. Una guía de servicios es un servicio especial que se declara en el subsistema de señalización de servicios. Un receptor determina las guías de servicios disponibles leyendo la tabla de acceso a guías. Esta tabla enumera las guías de servicios presentes en la radiodifusión, entrega información acerca del proveedor de servicios para cada guía y proporciona información de acceso para cada una.

La guía de servicios de televisión digital móvil ATSC se basa en la guía de servicios BCAST de la OMA, con ciertas restricciones y extensiones. Una guía de servicios se entrega utilizando uno o más flujos IP. El flujo principal entrega el canal de anuncios y cero o más flujos se usan para entregar los datos de la guía. Si no se cuenta con flujos independientes, los datos de la guía se transportan en el flujo del canal de anuncios. La guía de servicios está diseñada de tal manera que puede entregarse también en una conexión separada si el dispositivo tiene conectividad bidireccional.

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Figura 2.14 Subsistema de transporte físico de televisión digital móvil ATS

El marco de aplicaciones es una serie de herramientas que permite la creación de electos gráficos y sintácticos para agregar en conjunto con la entrega de audio y video. Se diferencia de una especificación personalizada en que el marco de aplicaciones permite una superposición sobre el plano de audio/video en lugar de una capa real de control de software que controla todas las capas superiores del cliente. Los datos del marco de aplicaciones se transmiten en la misma banda al lado del audio y el video.

Este subsistema permite al organismo de radiodifusión del servicio audio-visual componer e insertar contenido complementario para definir y controlar varios elementos adicionales que se van a utilizar en conjunto con el servicio audio-visual. Permite la definición de componentes auxiliares (gráficos), el trazado del servicio, transiciones entre trazados y composición de los componentes audio-visuales con componentes de datos auxiliares. Además, permite al organismo de radiodifusión enviar eventos remotos para modificar la presentación y controlar la cronología de la misma. El marco de aplicaciones permite también la presentación coherente del servicio y su trazado en una variedad de tipos de dispositivos y plataformas, la presentación de botones de acción y campos de entrada y el manejo y escritura de eventos asociados con tales botones y campos.

El marco de aplicaciones es importante porque permite que el sistema de televisión digital móvil ATSC se amplíe más allá de la reproducción móvil de video y audio, además de proporcionar una nueva serie de herramientas de personalización e interacción que copian el estilo de Internet. Esta experiencia de entretenimiento puede sacar provecho de cualquier canal de retorno de datos que esté disponible.

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29 El marco de aplicaciones se construye en base al entorno multimedia deOMA (OMA-RME). El OMA-RME, diseñado en base a un conjuntosimilar de requisitos, es una norma global que abarca elementos de la creación, entrega y control de aplicaciones.

La protección de servicios se refiere a la protección del contenido, sean archivos o flujos, durante su entrega a un receptor. La protección de servicios no asume responsabilidad alguna por el contenido después que éste ha sido entregado al receptor. Su propósito está en la gestión de las suscripciones. Es únicamente un mecanismo de control de acceso.

El sistema de protección de servicios de televisión digital móvil ATSC se basa en el perfil BCAST DRM de OMA. Consta de los siguientes componentes:

• Aprovisionamiento de claves • Registro de capa 1 • Mensaje de clave a largo plazo (LTKM), incluido el uso de objetos con derechos de

radiodifusión (BCRO) para entregar los LTKM • Mensajes de clave a corto plazo (STKM) • Encriptación de tráfico

El sistema depende de las siguientes normas de encriptación:

• Estándar de Encriptación Avanzada (AES) • Protocolo seguro de Internet (IPsec) • Clave de encriptación de tráfico (TEK)

El perfil BCAST DRM de OMA posee dos modos para la protección de servicios, interactivo y de sólo radiodifusión. En el modo interactivo, el receptor soporta un canal de interacción para comunicarse con un proveedor de servicios a fin de recibir los derechos de protección de servicios y/o contenidos. En el modo de sólo radiodifusión, el receptor no utiliza un canal de interacción para comunicarse con el proveedor de servicios. El usuario hace las solicitudes al proveedor de servicios a través de un mecanismo fuera de banda, como por ejemplo llamar al número telefónico del proveedor o acceder a su sitio Web. La Figura 2.15 ilustra la jerarquía clave de 4 capas BCAST de OMA.

El sistema de televisión digital móvil ATSC utiliza codificación de video MPEG-4 AVC y opcionalmente SVC según se describe en ISO/IEC 14496 Parte 10, con ciertas restricciones. Se especifica un formato de base única de 240 líneas x 416 píxeles, relación de aspecto 16:9, barrido progresivo, con la capacidad de aumentar la resolución o calidad mediante el uso de la opción SVC.

AVC es la norma internacional de codificación de video ISO/IEC 14496- 10 (MPEG-4 Parte 10) “codificación avanzada de video”, finalizada en 2003. Soporta una amplia gama de aplicaciones, desde emisión de video móvil de baja velocidad binaria hasta radiodifusión de televisión de alta definición de velocidad binaria elevada y almacenamiento de DVD.

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30 La codificación de audio para el sistema de televisión digital móvil ATSC utiliza HE AAC v2, que se especifica en ISO/IEC 14496-3 - audio MPEG-4. Las restricciones son las siguientes:

• HE AAC v2 Profile, Level 2, maximum of two audio channels up to 48 kHz sampling rate. • Bit rate and buffer requirements comply with the MPEG-4 HE AAC • Las frecuencias de muestreo soportadas son 32 kHz, 44.1 kHz y 48 kHz

Figura 2.15 Jerarquía clave de 4 capas BCAST de OMA

HE AAC v2 es la combinación de tres herramientas de codificación de audio, MPEG-4 AAC, replicación de banda espectral (SBR) y estéreo paramétrico (PS). La Figura 8 muestra la serie de herramientas HE AAC.

Figura 2.16 Serie de herramientas de sistema HE AAC v2.

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31 3 Trabajos citados 1. Committee, Advanced Television Systems.ATSC Recommended Practice: Program and System Information Protocol Implementation Guidelines for Broadcasters. Washington, D.C : s.n., 2006. www.atsc.org.

2. Marianov, Vladimir, Oberli, Christian and Ríos, Miguel.Análisis de los Estándares de Transmisión de Televisión Digital Terrestre y su Aplicabilidad al Medio Nacional. DICTTUC, Dirección de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, Escuela de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica de Chile. Santiago - Chile : s.n., 2006.

3. Trappe, Raffael. DTV Status. [Online] [Cited: Noviembre 05, 2009.] Germany. http://es.dtvstatus.net/.

4. Perales Benito, Tomás.Radio y Televisión Digitales, Tecnologías de los Sistemas DAB, DVB, IBUC y ATSC. [ed.] Grupo Noriega Editores. Primera . México, D.F. : LIMUSA, S.A de C.V., 2006. ISBN-10: 968-18-6872-2.

5. Advanced Television Systems Committee, . Inc.ATSC Digital Televisión Standard, Part 1 - Digital Television System. Washington D.C. : s.n., 2009. Document A/53 .

6. Advanced Television Systems Committee, Inc.Digital Audio Compression Standard (AC-3, E-AC-3) Revision B. Washington D.C. : s.n., 2005. Document A/52B.

7. Comisión Nacional de Televisión.Replública de Colombia, Televisión Digital Terrestre. Bogotá D.C. : s.n., 2008.

8. Advanced Television Systems Committee, Inc.ATSC Digital Television Standard, Part 5 - AC-3 Audio System Characteristics. 2007. Document A/53. Washington D.C..

9. —. ATSC Digital Television Standard, Part 2 - RF/Transmission System Characteristics. Washington D.C. : s.n., 2007. Document A/53.

10. Beteta Cejudo, Juan Félix. Asenmac. [Online] Febrero 2000. [Cited: Diciembre 10, 2009.] http://www.asenmac.com/tvdigital2/sfn.htm.

11. Advanced Television Systems Committee, Inc.Synchonization Standard for Distributed Transmission, Revision B. 2007. Docuement A/110B.

12. ATSC, Estado Actual de la TV Digital. Robert K. Graves, Presidente, ATSC Forum. Bogota, Colombia : s.n., Agosto de 2008. Foro de Televisión Digital Terrestre.

13. ATSC. The Standard ATSC Mobile DTV. Diciembre 2008. Advanced Television Systems Committee Inc..

14. —. ATSC Recomended Practice: Guide to the Use of the ATSC Digital Television Standard. 2003.

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32 15. Advanced Television Systems Committee, Inc.ATSC Digital Televisión Standard, Part 4 - MPEG-2 Video System Characteristics. 2009. Document A/53.

16. Wikipedia. Wikipedia, La enciclopedia libre. [Online] [Cited: Noviembre 10, 2009.] http://es.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital_%28AC-3%29.

17. Advanced Television Systems committee, Inc.ATSC Digital Television Standard, Part 3 - Service Multiplex and transport Subsystem Characteristics. Washington D.C. : s.n., 2009. Document A/53.