Digital Video Broadcasting Terrestrial

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This presentation discusses the various sophisticated technical implemented in the DVB-T standard as MPEG2 compression, channel coding and OFDM.

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  • la télévision numérique a d’abord été diffusée par le satellite (DVB-S) et le câble (DVB-C) avant de l’être par voie hertzienne terrestre (DVB-T).
  • La technologie DVB-T apporte les avantages: la réception est améliorée, le son est de haute qualité et de nombreuses chaînes sont disponibles.
  • NB :il convient d'ajouter parfois un décalage (shift) de + 166 kHz destiné à éviter les perturbations dans le canal voisin analogique.
  • Le flux TS est organisé en paquets de 188 octets précédés d’un en-tête qui précise :
    •le numéro de la source (Paquet Identifier PID) •le type de donnée (audio, vidéo, sous-titre, données de service etc…)
    C’est grâce aux en-têtes que le récepteur pourra séparer les données correspondant aux différentes chaînes du multiplex.
  • à cause de la persistance rétinienne, une fréquence de répétition de 25 images/seconde est suffisante pour donner une impression de mouvement continu
    Un canal TNT a un débit numérique limité à 40 Mbits/s: il est impossible de transmettre un signal vidéo numérisé en 4:2:2 dans un canal de 8 MHz de large.
  • La réduction de débit est possible car deux images vidéo successives sont souvent très voisines :
    •si les images sont proches, le MPEG2 ne code que ce qui a changé d’une image à l’autre
    •si les images sont très différentes, le MPEG2 code l’image complète
  • Pour être sûr que les signaux direct et réfléchi reçus correspondent àun même symbole, on introduit un intervalle de garde durant lequel le récepteur n’essaye pas de reconnaître le symbole
  • Digital Video Broadcasting Terrestrial

    1. 1. Modeling a DVB-T System in MATLAB SBAIH Nizar
    2. 2. Agenda  Définition DVB. Technologie DVB-T.  Modélisation de la technologie. 2
    3. 3. Définition Digital Video Broadcasting (DVB) : est un ensemble de normes de télévision numérique édictées par le consortium européen DVB, et utilisées dans un grand nombre de pays. 3
    4. 4. Qu’est-ce que le DVB-T ? Le DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial) est un mode de diffusion de la télévision numérique hertziennes terrestres, dans lequel les signaux audio, vidéo et de données sont numérisés, multiplexés, modulés, puis diffusés aux téléspectateurs. 4
    5. 5. Canaux de la DVB-T Les émissions de la DVB-T se font pour l’essentiel dans la bande UHF qui va de 470 à 860 MHz. La bande a été divisée en canaux de largeur 8 MHz pour la TV analogique, numérotés de 21 à 69. La TNT a repris les mêmes canaux. Formule de calcul de la fréquence : F(MHz) = 306 + 8 x numéro du canal Emetteur TNT 5
    6. 6. Structure de l’émetteur 6
    7. 7. Nécessité de compression Le format de base pour l’image numérique est le 4:2:2, caractérisé par : • 25 images/seconde de 625 lignes. • Signal de luminance Y échantillonné à 13,5MHz. • Signal de chrominance Cr et Cb échantillonnés à 6,75MHz. • Un échantillon codé sur 10 bits. D = 13,5.10^6*10bits + 2*6,75.10^6*10bits = 270Mbit/s !!! 7
    8. 8. Compression MPEG-2/4 le MPEG2 fait passer le débit de 270 Mbits/s à 4 Mbits/s. 8
    9. 9. Protection des données  Codage Reed-Solomon RS(204,188,8) qui ajoute à chaque paquet 16 bits. Le débit passe de 24Mbit/s à 24*204/188=26Mbit/s.  Codage convolutif FEC(2/3) qui nécessite 3 bits pour transmettre 2 bit. Le débit passe de 26Mbit/s à 26*3/2=39Mbit/s (Canal offre un débit max de 40Mbit/s). 9
    10. 10. Mappage des données La séquence de bits numérique est mappée en une séquence modulé en bande de base de symboles complexes. 10
    11. 11. Rappel OFDM 1  Orthogonal Frequency Division Multiplexing. -Modulation multi porteuse basée sur la FFT. 0.8 0.6 0.4 0.2 0  Transmettre des données de manière indépendante au niveau de chaque sous porteuse. -0.2 -0.4 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 1.2 1  Caractéristique la plus importante : - Résistant au multi-path fading. - Utilisation Frequency domain equalizers (DFE). 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -5 5 11
    12. 12. OFDM & Multi-path Fading  Propagation par trajets multiples conduit à un évanouissement sélectif en fréquence.  Utilisation d’un égaliseur récursive DFE.  Nous devons connaître la réponse du canal à chaque sous-porteuse, nous avons besoin de pilotes. Y(ω) =H(ω)X(ω) 12
    13. 13. Guard interval insertion Echo permis Pas d’écho accepté sinon il faut augmenter Tg 13
    14. 14. Comment la technologie DVB-T implémente l’OFDM Modulation 2K 8K FFT 2048 8192 Nombre de sous porteuse 1705 6817 Espacement entre sous porteuse 4 464 Hz 1 116 Hz Largeur 7,61 MHz 7,61 MHz 14
    15. 15. Spectre du signal modulé OFDM 15
    16. 16. Paramètres du standard Modulation Coding rate QPSK 16-QAM 64-QAM 1/2 2/3 3/4 5/6 7/8 1/2 2/3 3/4 5/6 7/8 1/2 2/3 3/4 5/6 7/8 1/4 4.98 6.64 7.46 8.29 8.71 9.95 13.27 14.93 16.59 17.42 14.93 19.91 22.39 24.88 26.13 Guard interval 1/8 1/16 5.53 5.85 7.37 7.81 8.29 8.78 9.22 9.76 9.68 10.25 11.06 11.71 14.75 15.61 16.59 17.56 18.43 19.52 19.35 20.49 16.59 17.56 22.12 23.42 24.88 26.35 27.65 29.27 29.03 30.74 1/32 6.03 8.04 9.05 10.05 10.56 12.06 16.09 18.10 20.11 21.11 18.10 24.13 27.14 30.16 31.67 16
    17. 17. DAC and front-end Le signal numérique est transformé en un signal analogique, à l’aide d'un convertisseur numérique analogique (CNA), et ensuite transposé en fréquence radio (UHF) de l'entrée RF. TX Digital Digital baseband baseband Digital to Digital to analog analog RF RF 17
    18. 18. Simulation 18
    19. 19. Résultats de simulation Spectre DVB-T Constellation reçu 19
    20. 20. DVB-T2 20
    21. 21. Conclusion Je vous ai montré la technologie DVB-T : - Codage MPEG2. - Codage de canal. - OFDM. - Implémentation sous Matlab. Thank you! Thank you! 21

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