Diseño del sistema de transmisión satelital para el transporte de la señal ISDB-T BTS

El presente proyecto de tesis consiste en el diseño del sistema de transmisión satelital para el transporte de la señal de Televisión Digital Terrestre (TDT) a provincias de manera que éste sirva como modelo de referencia, para las empresas emisoras de contenido, que deben iniciar este tipo de transmisiones en los próximos años. El primer capítulo muestra el estado del arte de la TDT, en donde se identifican las consideraciones generales como antecedentes en el Perú, implementación en otros países y el despliegue actual en nuestro país. También se hará una evaluación de la legislación vigente sobre el desarrollo de la TDT. El segundo capítulo contempla el estudio de las tecnologías relacionadas con la TDT como el estándar Transmisión Digital Terrestre de Servicios Integrados (Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial – ISDB-T) y, en especial, el estándar para transmisión satelital DVB-S2. También se hará un estudio de la señal Broadcast Transport Stream (BTS) que encapsula las señales: High Definition (HD), Standard Definition (SD) y One-Seg. El tercer capítulo involucra el método que se utilizará para remultiplexar la señal ISDBT BTS de manera que se logre reducir considerablemente su elevada tasa de bits. También se mostrarán los resultados obtenidos en Brasil con el método, bajo diferentes configuraciones de prueba. En el cuarto capítulo se plasmará el diseño del sistema de transmisión satelital para transportar la señal ISDB-T BTS desde las estaciones de emisión en Lima hasta las estaciones retransmisoras en provincias. Se detallarán también todos los equipos involucrados en la solución y las consideraciones necesarias para la operación de los mismos. El quinto capítulo se enfoca en un análisis económico de la solución propuesta y se compara los costos de alquiler de espectro que las empresas emisoras de contenido tendrán que afrontar, utilizando el método de remultiplexado y sin éste.Tesi

Sistema de transmisión ISDB-T

Some months ago Uruguay revised its adoption of digital terrestrial television standard. As a result, ISDB-T was elected. DVB-T had been previously adopted in 2007. Since then experimental transmissions were performed that generated experience and know-how in that standard. It is therefore appropriate to update a previous article published in Memoria de trabajos de difusión científica y técnica about Modulation in Digital TV is which the DVB-T was analyzed. This article is introductory because of its size and aims primarily to present ISDB-T based on the knowledge of DVB-T. We describe the basics of ISDB-T channel coding, the modulation scheme and bit rates obtained. The guidelines for establishing station coverage and the differences between the standard ISDB-T and ISDB-Tb are also mentioned. Finally, we show results of transmission tests conducted in other countries.Meses atrás Uruguay revisó su adopción de la norma de Televisión Digital Terrestre Abierta, resultando elegido el ISDB-T. La norma DVB-T había sido adoptada previamente en 2007 y desde entonces se realizaron transmisiones experimentales que generaron experiencia y know how en dicha norma. Resulta entonces oportuno actualizar un artículo previo publicado en Memoria de trabajos de difusión científica y técnica sobre Modulación en Televisión Digital en que se analizaba precisamente el DVB-T. El presente artículo es de naturaleza introductoria por su extensión y se propone fundamentalmente presentar ISDB-T tomando como base el conocimiento de DVB-T. Se exponen los fundamentos de la norma ISDBT, la codificación de canal, su esquema de modulación, las tasas de bits obtenidas. Se mencionan también las directivas para establecer la cobertura de una estación así como las diferencias entre el estándar ISDB-T y el ISDB-Tb. Finalmente, se muestran resultados de pruebas de transmisión llevadas a cabo en otros países

Sistema de Transmisión ISDB-T

Meses atrás Uruguay revisó su adopción de la norma de Televisión Digital Terrestre Abierta, resultando elegido el ISDB-T. La norma DVB-T había sido adoptada previamente en 2007 y desde entonces se realizaron transmisiones experimentales que generaron experiencia y know how en dicha norma. Resulta entonces oportuno actualizar un artículo previo publicado en Memoria de trabajos de difusión científica y técnica sobre Modulación en Televisión Digital en que se analizaba precisamente el DVB-T. El presente artículo es de naturaleza introductoria por su extensión y se propone fundamentalmente presentar ISDB-T tomando como base el conocimiento de DVB-T. Se exponen los fundamentos de la norma ISDBT, la codificación de canal, su esquema de modulación, las tasas de bits obtenidas. Se mencionan también las directivas para establecer la cobertura de una estación así como las diferencias entre el estándar ISDB-T y el ISDB-Tb. Finalmente, se muestran resultados de pruebas de transmisión llevadas a cabo en otros países

Frequency and Network Planning and Optimization of the Digital Terrestrial Television DVB-T2 Networks in Colombia

[EN] In December 2011, Colombia updated its national Digital Terrestrial Television (DTT) standard from DVB-T to DVBT2, the second-generation European DTT standard. DVBT2 is the current state-of-the art DTT system in the world, and it brings very significant improvements in terms of capacity, robustness and flexibility compared with any other DTT technology. The iTEAM Research Institute was very involved in the promotion and adoption of DVB-T2 in Colombia. The case of Colombia is unique because it was the first country to deploy DVB-T2 with 6 MHz channelization, and because the digital networks will co-exist with the analogue NTSC network until the analogue switch-off and with digital ISDB-Tb and DVB-T networks in the neighbor countries. Furthermore, DVB-T2 networks will be deployed from scratch without any constraint imposed by existing DVB-T infrastructure. This paper provides an overview of the frequency and network DVB-T2 planning activities performed by the iTEAM Research Institute in cooperation with the Spectrum Regulator of Colombia.This work was partially supported by the Spectrum Regulator of Colombia ANE (Agencia Nacional del Espectro). The authors thank the Spanish companies Ingenia-Telecom and Axión Infraestructuras de Telecomunicación, partners in some of the projects developed for the ANE.Gómez Barquero, D.; López Sánchez, J.; Martinez Pinzon, G.; Ribadeneira Ramírez, JA.; Garro Crevillen, E.; García Pardo, C.; Fuentes Muela, M.... (2014). Frequency and Network Planning and Optimization of the Digital Terrestrial Television DVB-T2 Networks in Colombia. Waves. 6:35-49. http://hdl.handle.net/10251/56485S3549

La norma ISDB-T y un receptor implementado en SDR

Al igual que la gran mayoría de los países de la región, Uruguay adoptó en 2011 la norma ISDB-T como estándar para la transmisión de televisión digital terrestre abierta. Por tratarse de una tecnología nueva en nuestro país, al momento de la adopción su conocimiento era escaso. En este contexto, la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República decidió aprovechar la oportunidad para realizar una apropiación tecnológica. Esto es, dedicar esfuerzos y recursos en estudiar la norma y formar especialistas en la materia. Durante este proceso se llevaron a cabo varios proyectos de investigación entre los que se destaca la implementación de gr-isdbt, un receptor ISDB-T basado en software y completamente abierto. Su motivación fue que no es posible comprender a fondo una tecnología sin enfrentarse al desafío de lidiar con implementaciones reales. Esta tesis presenta en detalle la norma ISDB-T, en particular los puntos en los que el estándar no profundiza. Luego, explica cómo se implementó gr-isdbt y aborda en detalle la algoritmia detrás de los bloques principales

Improved Spectrum Usage with Multi-RF Channel Aggregation Technologies for the Next-Generation Terrestrial Broadcasting

[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[CA] 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/10251/52520TESI

Cooperating broadcast and cellular conditional access system for digital television

This thesis was submitted for the degree of Doctor of Philosophy and awarded by Brunel University.The lack of interoperability between Pay‐TV service providers and a horizontally integrated business transaction model have compromised the competition in the Pay‐TV market. In addition, the lack of interactivity with customers has resulted in high churn rate and improper security measures have contributed into considerable business loss. These issues are the main cause of high operational costs and subscription fees in the Pay‐TV systems. This paper presents a novel end‐to‐end system architecture for Pay‐TV systems cooperating mobile and broadcasting technologies. It provides a cost‐effective, scalable, dynamic and secure access control mechanism supporting converged services and new business opportunities in Pay‐TV systems. It enhances interactivity, security and potentially reduces customer attrition and operational cost. In this platform, service providers can effectively interact with their customers, personalise their services and adopt appropriate security measures. It breaks up the rigid relationship between a viewer and set‐top box as imposed by traditional conditional access systems, thus, a viewer can fully enjoy his entitlements via an arbitrary set‐top box. Having thoroughly considered state‐of‐the‐art technologies currently being used across the world, the thesis highlights novel use cases and presents the full design and implementation aspects of the system. The design section is enriched by providing possible security structures supported thereby. A business collaboration structure is proposed, followed by a reference model for implementing the system. Finally, the security architectures are analysed to propose the best architecture on the basis of security, complexity and set‐top box production cost criteria

Redes de nova geração e o serviço universal de telecomunicações em Portugal

Doutoramento em Engenharia EletrónicaThis thesis addresses the issue of Universal Service for telecommunications in the context of the access networks of next generation. This work aims to contribute to the redefinition of the concept of universal telecommunications service focusing primarily on extending it to broadband services as economic and social development factor and taking into account the degree of dependence that currently, modern societies have for the different communication and information services. Complementarily it also intended to meet some of the challenges set out in the European 2020 agenda. Universal Service is defined here as access to a telecommunications network (with obligations in terms of type and quality of service for the operator), by of all citizens at any country's geographical location, with uniform and accessible price. The approach adopted is the State as a mentor for social equity, respectful of the liberalized market dynamics but also knowledgeable of the requirements of modern telecommunications services and its relationship with the different technologies available. The possibility of subsidizing is assumed. The Universal Service´s provision is subject to open to all operators, which are assumed to possess other profitability businesses, than the Universal Service, using technologies similar to those prescribed for the respective Universal Service provision contest. Although the work has components of economic and financial analysis, the approach is the engineering point of view, looking for help to identify technical and organizational solutions which offer prospects for the dissemination and adoption of next generation network solutions. As a point of departure the work gives an overview on the state of the art access networks , trying to identify which of the differences between this reality and possible scenarios for next-generation network with potential access to the generality of the people . The case of the Portuguese reality will be given special attention, taking into account their specific characteristics in terms of geography, demography, economics and market dynamics. The main results of this work are: • Identification of possible scenarios for the evolution of existing networks, in particular in areas with deficit coverage. • Identification of possible operating models and business to the materialization of the above scenarios developed and its economic analysis in an attempt to determine the critical factors associated with sustainability and / or need for subsidies. • Contribution to the regulatory framework of new generation networks from the point of view of the constraints of technology and the specifics of the Universal Service.Esta tese aborda a questão do serviço universal de telecomunicações no contexto das redes de acesso de nova geração. Este trabalho pretende contribuir para a redefinição do conceito de Serviço Universal de Telecomunicações concentrando-se principalmente em estendê-lo a serviços de banda larga como factor de desenvolvimento económico e social e tendo em conta o grau de dependência que, actualmente, as sociedades modernas têm em relação aos diferentes serviços de comunicação e informação. De forma complementar pretende-se também ir ao encontro de alguns dos desafios enunciados na Agenda Europeia 2020. Serviço Universal é aqui definido como o acesso a uma rede de telecomunicações (com obrigações em termos de tipo e qualidade de serviço para o operador), por parte de todos os cidadãos, em qualquer localização geográfica do país, a preços uniformes e acessíveis. A perspectiva adoptada é a Estatal como mentor da equidade social, respeitador das dinâmicas de mercado liberalizado mas também conhecedor dos requisitos dos modernos serviços de telecomunicações e da sua relação com as diferentes tecnologias disponíveis. A possibilidade de subsidiação é assumida. A prestação de Serviço Universal é sujeita a concurso aberto a todos os operadores, que se assume possuírem outros negócios, que não apenas o Serviço Universal, com rentabilidade e usando tecnologias semelhantes às preconizadas para a respectiva prestação de Serviço Universal. Embora o trabalho desenvolvido tenha componentes de análise económico-financeira, a abordagem utilizada é a de engenharia, procurando contribuir para a identificação de soluções técnicas e organizacionais que possam oferecer perspectivas sustentáveis para a disseminação e adopção das soluções redes de nova geração. Como ponto de partida o trabalho apresenta uma visão geral sobre o estado da arte das redes de acesso, procurando identificar quais os diferenciais existentes entre essa realidade e a de possíveis cenários de rede de próxima geração com potencial de acesso para a generalidade dos cidadãos. O caso da realidade Portuguesa será objecto de uma atenção especial, tendo em consideração as suas especificidades em termos de geografia, demografia, economia e dinâmicas do mercado. Os principais resultados deste trabalho são os seguintes: • Identificação de possíveis cenários para a evolução das redes actuais, nomeadamente em áreas com deficit de cobertura de rede. • Identificação de possíveis modelos de operação e negócio para a materialização dos cenários acima desenvolvidos e respectiva análise económica, como tentativa de determinar os factores críticos associados à sua sustentabilidade e /ou necessidade de subsidiação. • Contributo para o quadro regulatório das Redes de Nova Geração sob o ponto de vista dos constrangimentos das tecnologias e das especificidades do Serviço Universal

Re-Multiplexing ISDB-T BTS Into DVB TS for SFN

The Single Frequency Network (SFN) allows a single TV channel to cover a great area in the same frequency, increasing the spectrum efficiency and signal quality. In this case, all the programs are re-multiplexed into a Transport Stream (TS) and distributed to the re-transmitter stations. The Integrated Digital Services Broadcasting-Terrestrial (ISDB-T) has been projected to operate in SFN, and uses a TS-adapted version called Broadcast Transport Stream (BTS). The BTS has a constant bit rate and packet size of 204 bytes. Owing to these characteristics, most network adapters are non compliant with this signal type. This article proposes a new re-multiplexer algorithm of the BTS signal that allows the encapsulation of the BTS into the Digital Video Broadcasting Transport Stream (DVB TS) and vice versa. This technique makes the BTS distribution possible through satellite, allowing the large SFN construction and accomplishing lesser bit rate than the original BTS.554802809FINEP Financiadora de Estudos Especiais Proj. TVDEXPERI