8VSB

8VSB es el método de modulación utilizado para la transmisión en el estándar de televisión digital ATSC . La modulación ATSC y 8VSB se utiliza principalmente en América del Norte ; en cambio, el estándar DVB-T utiliza COFDM .

Un método de modulación especifica cómo fluctúa la señal de radio para transmitir información. ATSC y DVB-T especifican la modulación utilizada para la televisión digital por aire; en comparación, QAM es el método de modulación utilizado para el cable . Las especificaciones para un televisor preparado para cable, entonces, podrían indicar que admite 8VSB (para televisión abierta) y QAM (para televisión por cable).

8VSB es una modulación de banda lateral vestigial de 8 niveles . En esencia, convierte un flujo binario en una representación octal mediante la modulación por desplazamiento de amplitud de una portadora sinusoidal a uno de ocho niveles. 8VSB es capaz de transmitir tres bits (2 ³ = 8) por símbolo ; en ATSC, cada símbolo incluye dos bits del flujo de transporte MPEG que se modulan en red para producir una cifra de tres bits. La señal resultante se filtra luego con un filtro Nyquist para eliminar redundancias en los lóbulos laterales y luego se desplaza hasta la frecuencia de transmisión. ^[1]

La modulación de banda lateral vestigial (VSB) es un método de modulación que intenta eliminar la redundancia espectral de las señales de modulación de amplitud de pulso (PAM). La modulación de una portadora mediante una secuencia de datos de valor real da como resultado una suma y una diferencia de frecuencias, lo que genera dos bandas laterales de portadora simétricas. La simetría significa que una de las bandas laterales es redundante, por lo que la eliminación de una banda lateral aún permite la demodulación. Como no se pueden realizar filtros con ancho de banda de transición cero, el filtrado implementado deja un vestigio de la banda lateral redundante, de ahí el nombre "VSB".

En el canal de 6 MHz ( megahercios ) utilizado para la transmisión ATSC, 8VSB transporta una tasa de símbolos de 10,76 megabaudios , una tasa de bits bruta de 32 Mbit/s y una tasa de bits neta de 19,39 Mbit/s de datos utilizables. La tasa de bits neta es menor debido a la adición de códigos de corrección de errores hacia adelante . Los ocho niveles de señal se seleccionan con el uso de un codificador de enrejado . También existen modulaciones similares 2VSB , 4VSB y 16VSB . 16VSB fue pensada especialmente para ser utilizada en el cable digital ATSC , pero la modulación de amplitud en cuadratura (QAM) se ha convertido en el estándar de facto de la industria, ya que es barata y está fácilmente disponible.

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Una ventaja significativa de 8VSB para las emisoras es que requiere mucha menos energía para cubrir un área comparable a la del sistema NTSC anterior , y se informa que es mejor en esto que el sistema alternativo más común, COFDM . ^{[ cita requerida ]} Parte de la ventaja es la menor relación de potencia pico a promedio necesaria en comparación con COFDM. ^{[ cita requerida ]} Un transmisor 8VSB necesita tener una capacidad de potencia pico de 6 dB (cuatro veces) su potencia promedio. ^{[ cita requerida ]} 8VSB también es más resistente al ruido de impulso. ^{[ cita requerida ]} Algunas estaciones pueden cubrir la misma área mientras transmiten a una potencia radiada efectiva de aproximadamente el 25% de la potencia de transmisión analógica. ^{[ cita requerida ]} Si bien NTSC y la mayoría de los otros sistemas de televisión analógica también utilizan una técnica de banda lateral vestigial, la banda lateral no deseada se filtra de manera mucho más efectiva en las transmisiones ATSC 8VSB. 8VSB utiliza un filtro Nyquist para lograr esto. La corrección de errores Reed-Solomon es el sistema principal utilizado para conservar la integridad de los datos.

En el verano de 2005, la ATSC publicó estándares para Enhanced VSB, o E-VSB [1]. Mediante el uso de la corrección de errores hacia adelante , el estándar E-VSB permitirá la recepción de DTV en receptores portátiles de baja potencia con antenas más pequeñas de forma muy similar a como lo hace DVB-H en Europa, pero aún utilizando la transmisión 8VSB.

Durante algún tiempo, ha habido un lobby continuo para cambiar la modulación para ATSC a COFDM , la forma en que se transmite DVB-T en Europa , e ISDB-T en Japón . Sin embargo, la FCC siempre ha sostenido que 8VSB es la mejor modulación para su uso en la transmisión de televisión digital estadounidense. En un informe de 1999, la Comisión encontró que 8VSB tiene un mejor rendimiento de umbral o portadora a ruido (C/N), tiene una mayor capacidad de velocidad de datos, requiere menos potencia de transmisión para una cobertura equivalente y es más resistente al ruido de impulso y de fase. ^[2] Como resultado, denegó en 2000 una petición de reglamentación de Sinclair Broadcast Group solicitando que se permitiera a las emisoras elegir entre 8VSB o COFDM según sea más apropiado para su área de cobertura. ^[3] El informe de la FCC también reconoció que "generalmente se esperaría que COFDM funcione mejor en situaciones donde hay trayectorias múltiples dinámicas", como la operación móvil o en presencia de árboles que se mueven con vientos fuertes. Sin embargo, con la introducción de los demoduladores de quinta generación en 2005 y las mejoras posteriores en las generaciones 6 y 7, el lapso de ecualización es ahora de aproximadamente −60 a +75 microsegundos (una dispersión de 135 microsegundos) y ha eliminado virtualmente el trayecto múltiple, tanto estático como dinámico, en la recepción 8VSB. En comparación, el lapso de ecualización en COFDM es de −100 a +100 microsegundos (una dispersión de 200 microsegundos), pero la aplicación de este espacio de banda de guarda para COFDM reduce sustancialmente su carga útil. De hecho, gran parte de Europa ha adoptado 1280×720p como su estándar HD para DVB-T1 debido a su capacidad de carga útil reducida ^{[ cita requerida ]} . La introducción de DVB-T2 tiene como objetivo aumentar la capacidad de las transmisiones terrestres para transportar contenido de 1920×1080p. 1920×1080i siempre ha sido parte del esquema 8VSB desde sus inicios, y sus demoduladores mejorados no han tenido efecto en su capacidad de carga útil innata ^{[ cita requerida ]} .

Debido a la adopción continua del estándar ATSC basado en 8VSB en los EE. UU. y a la creciente cantidad de receptores ATSC, la transición a COFDM será un desafío. La mayoría de las transmisiones terrestres analógicas en los EE. UU. se interrumpieron en junio de 2009 y los sintonizadores 8VSB son comunes en todos los televisores nuevos, lo que complica aún más la transición futura a COFDM.

Sin embargo, con el desarrollo de ATSC 3.0 , una versión actualizada del estándar de televisión digital estadounidense diseñado para recepción móvil y mejor rendimiento de red de frecuencia única, la ATSC ha decidido hacer el cambio a OFDM con corrección de error LDPC (esencialmente COFDM). ^[4] Como resultado, ATSC 3.0 será incompatible con todos los receptores ATSC 1.0 actuales, y los espectadores necesitarán un nuevo televisor con un sintonizador compatible o un decodificador. ^[5] A diferencia de la transición de televisión digital anterior que fue ordenada por la FCC, la "transición" a ATSC 3.0 será completamente voluntaria. Además, la FCC ha requerido que las emisoras que decidieron hacer el cambio a ATSC 3.0 continúen haciendo que su canal principal esté disponible a través de un acuerdo de transmisión simultánea con otra estación en el mercado (con un área de cobertura similar) al menos hasta 2022. ^[6] Sinclair anunció su intención de llevar ATSC 3.0 a 40 ciudades para 2020. ^[7]

El informe de la FCC citado anteriormente también concluyó que el COFDM tiene un mejor rendimiento en situaciones de trayectos múltiples estáticos y dinámicos de alto nivel, y ofrece ventajas para las redes de frecuencia única y la recepción móvil. No obstante, en 2001, un informe técnico compilado por el Grupo Técnico COFDM concluyó que el COFDM no ofrecía ninguna ventaja significativa sobre el 8VSB. El informe recomendó en conclusión que los receptores se conectaran a antenas exteriores elevadas a aproximadamente 30 pies (9 m) de altura. Ni el 8VSB ni el COFDM tuvieron un rendimiento aceptable en la mayoría de las instalaciones de prueba en interiores. ^[8]

Sin embargo, hubo dudas ^{[ ¿quién? ]} sobre si el receptor COFDM seleccionado para estas pruebas (un monitor de transmisor [2] Archivado el 27 de septiembre de 2007 en Wayback Machine que carecía de un filtrado de entrada normal) influyó en estos resultados. Las nuevas pruebas que se realizaron utilizando los mismos receptores COFDM con la adición de un filtro de paso de banda de entrada dieron resultados mucho mejores para el receptor DVB-T, pero no se realizaron más pruebas.[3] ^{[ enlace muerto permanente ]}

El debate sobre la modulación 8VSB frente a la modulación COFDM sigue en curso. Los defensores de la COFDM argumentan que resiste los trayectos múltiples mucho mejor que la 8VSB. Esta es una propiedad importante de la modulación para recibir HDTV en, por ejemplo, vehículos en movimiento, algo que no es posible con la 8VSB. Los primeros receptores de DTV (televisión digital) 8VSB a menudo tenían dificultades para recibir una señal en entornos urbanos. Sin embargo, los receptores 8VSB más nuevos son mejores para lidiar con los trayectos múltiples, pero un receptor en movimiento aún no puede recibir la señal. Además, la modulación 8VSB requiere menos potencia para transmitir una señal a la misma distancia. En áreas menos pobladas, la 8VSB puede superar a la COFDM debido a esto. Sin embargo, en algunas áreas urbanas, así como para uso móvil, la COFDM puede ofrecer una mejor recepción que la 8VSB. Se estaban desarrollando varios sistemas VSB "mejorados", en particular E-VSB , A-VSB y MPH . Las deficiencias del 8VSB en lo que respecta a la recepción por trayectos múltiples se pueden solucionar utilizando códigos de corrección de errores adicionales que reducen la tasa de bits útil, como los que utiliza ATSC-M/H para la recepción móvil/portátil. ATSC 3.0 , el próximo estándar de televisión importante en los Estados Unidos, utilizará COFDM.

La gran mayoría de las estaciones de televisión de los EE. UU. utilizan COFDM para sus enlaces de estudio a transmisor y operaciones de recopilación de noticias ^{[ cita requerida ]} . Se trata de enlaces de comunicación punto a punto y no de transmisiones de radiodifusión.

• Sintonizador ATSC
• ATSC-M/H para receptores portátiles y móviles

• ¿Qué es exactamente el 8-VSB?