TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE: COFDM, SISTEMA, PRINCIPIOS BÁSICOS, ORTOGONALIDAD ENTRE PORTADORAS, MODULADOR COFDM, DEMODULADOR COFDM Es la transmisión de imágenes en movimiento y su sonido asociado (televisión) mediante una señal digital (codificación binaria) y a través de una red de repetidores terrestres. La codificación digital de la información aporta diversas ventajas. Entre ellas cabe destacar en primer lugar, la posibilidad de comprimir la señal, lo que implica que ésta requiere un ancho de banda menor para su transmisión. Como resultado, se puede efectuar un uso más eficiente del espectro radioeléctrico. Tras proceder a su multiplexación, se pueden emitir más canales - que en sistema digital pasan a denominarse "programas digitales" - en el espacio antes empleado por uno, denominado ahora "canal múltiple digital" o "múltiplex". El número de programas transmitidos en cada canal múltiple dependerá del ratio de compresión empleado. Por otro lado, se puede dedicar el espectro sobrante para otros usos. La compresión también ha hecho viable la emisión de señales de televisión en alta definición (HD o High Definition en inglés), que requieren un ancho de banda mayor que la de definición estándar. La segunda ventaja aportada por la codificación digital es una mejora de la calidad de la imagen y el sonido en el momento de la recepción. Puesto que ambos están codificados de manera digital, es decir de manera lógica, y no de manera proporcional a las fuentes de información inicial (televisión analógica), cuando se produce alguna distorsión en la señal, lo que afectaría a la calidad de la recepción, aquella puede ser corregida por el receptor. Éste identifica el error en la señal y lo subsana. Ello se traduce en una mejor calidad. Conviene mencionar que la señal digital no es más robusta que la analógica, es decir, no es más resistente a posibles interferencias. Ambas son señales electromagnéticas, de la misma naturaleza, y susceptibles de ser distorsionadas por campos eléctricos o magnéticos, por las condiciones meteorológicas, etc. La diferencia, como se ha expuesto, radica en la manera de codificar la información. La codificación digital sigue algoritmos lógicos que permiten posteriormente identificar y corregir errores. Diagrama funcional de un TDT Multiplexación Por División De Frecuencias Ortogonales La Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales, en inglés Orthogonal Frequency Division Multiplexing (COFDM), es una multiplexación que consiste en enviar un conjunto de ondas portadoras de diferentes frecuencias, donde cada una transporta información, la cual es modulada en QAM o en PSK. Normalmente se realiza la multiplexación COFDM tras pasar la señal por un codificador de canal con el objetivo de corregir los errores producidos en la transmisión, entonces esta multiplexación se denomina CCOFDM, del inglés Coded COFDM. Debido al problema técnico que supone la generación y la detección en tiempo contínuo de los cientos, o incluso miles, de portadoras equiespaciadas que forma COFDM, los procesos de multiplexación y demultiplexación se realizan en tiempo discreto mediante la IDFT y la DFT respectivamente. Características de la modulación CCOFDM La multiplexación de portadoras CCOFDM es muy robusta frente al multitrayecto (multi-path), que es muy habitual en los canales de radiodifusión, frente a las atenuaciones selectivas en frecuencia y frente a las interferencias de RF. Debido a las características de esta multiplexación, es capaz de recuperar la información de entre las distintas señales con distintos retardos y amplitudes (fading) que llegan al receptor, por lo que existe la posibilidad de crear redes de radiodifusión de frecuencia única sin que existan problemas de interferencia. Si se compara a las tecnicas de banda ancha como CDMA, CCOFDM genera una alta tasa de transmisión al dividir el flujo de datos en muchos canales paralelos o subportadoras que se transmiten en igual numero de carriers de banda angosta y con tiempos de símbolo (uno o varios bits) mayores al caso de usar banda ancha donde para lograr la misma tasa de transmisión los tiempos de símbolo son más cortos. Los canales de banda angosta de CCOFDM son ortogonales entre sí, lo que evita el uso de bandas de guardas y así un eficiente uso del espectro. Ya que los desvanecimientos (fading) afectan selectivamente a uno o un grupo de canales, es relativamente simple ecualizarlos en forma individual lo que también se contrapone a la ecualización de un sistema de banda ancha. Sistemas que utilizan la modulación COFDM Entre los sistemas que usan la modulación COFDM destacan: La televisión digital terrestre DVB-T, que es un estandar de TDT La radio digital DAB La radio digital de baja frecuencia DRM El protocolo de enlace ADSL El protocolo de red de área local IEEE 802.11a/g/n, también conocido como Wireless LAN El sistema de transmisión inalámbrica de datos WiMAX El sistema de transmisión de datos basados en PLC HomePlug AV Telefonia movil 4G LTE Modulador y demodulador COFDM La señal de entrada al modulador COFDM es un flujo binario continuo. Este flujo se segmenta en símbolos, de acuerdo a la constelación a utilizar y se obtiene un mapa de los símbolos, representados ahora por números complejos, que corresponden a la representación de la señal en el dominio de frecuencia. Si se van a modular N subportadoras simultáneamente, la primera operación debe ser la conversión del flujo binario de entrada, en serie, en un flujo de coeficientes complejos en paralelo. El siguiente paso es realizar la transformada inversa de Fourier sobre esos N coeficientes para obtener una señal en el dominio del tiempo y, como la señal de entrada al transmisor debe ser un flujo binario en serie, es necesario convertir nuevamente la señal, ahora transformada y en paralelo, a una señal en serie. Esta es la señal a transmitir y el proceso se ilustra en el diagrama de bloques de la figura 4.8. En la figura anterior, puesto que la señal de entrada procede del codificador de canal, el conjunto constituye un modulador CCOFDM (recuérdese que la “C” indica precisamente la codificación de canal). A la salida del conversor paralelo a serie, se inserta el intervalo de guarda, designado también como prefijo cíclico, en que se copian los datos del final del bloque y se pegan al principio, lo que hace que las señales retrasadas a causa de los efectos multicamino caigan en el intervalo de guarda y sean ignoradas por el receptor. El demodulador cumple la función inversa del modulador y el diagrama simplificado de bloques es similar al de la figura 4.8, visto ahora de derecha a izquierda, como se ilustra en la figura 4.9.