Studiul Receptoarelor de Comunicatii

CAPITOLUL 1

INTRODUCERE

Comunicațiile reprezintă la ora actuală unul din cele mai dinamice domenii. De la legătura telefonică, accesul la Internet și până la legăturile rapide de date, toate contribuie la transmiterea rapidă a informațiilor utiliyând tehnici din ce în ce mai complexe. Sistemele de telecomunicații reprezintă suportul material al transmiterii informațiilor.

Comunicațiile radio reprezintă un subdomeniu al comunicațiilor care realizează legături de comunicație ,,fără fir,, cu ajutorul undelor electromagnetice. Astfel, comunicarea și accesul la informație devin posibile în timp real în condiții de mobilitate, precum și în zone izolate sau greu accesibile. O legătură radio necesită cel puțin un emițător și un receptor.

Fig. 1.1 Schema bloc a legăturii radio

Receptorul radio este cel care captează câmpul electromagnetic produs de emițător și extrage informația utilă purtată de unda radio. Funcția principală a receptorului este aceea de a extrage și demodula cu succes un semnal dorit în condiții de interferență puternică și zgomot.

Fig. 1.2 Schema de principiu a radioreceptorului

1.1 DEZVOLTAREA RADIOCOMUNICAȚIILOR. SCURT ISTORIC

3 iunie 1898, Gugliemo Marconi fondatorul companiei Wireless Telegraph and Signal Co. Ltd, transmite un mesaj RTF la cererea lui W. Thomson (Lord Kelvin) care a plătit pentru acest serviciu. Acesta este primul serviciu de radiotelegrafie.

În același an, (o lună mai târziu) Marconi asigura transmiterea mesajelor prin radiotelegrafie între nava Flying Huntress și nava jurnalului Daily Express din Dublin. În acest an s-a semnat actul de naștere al comunicațiilor mobile.

Legăturile radio – telegrafice cu navele s-a dezvoltat rapid în mai multe țări din Europa și foarte curând și în America.

Progresele științifice care au stimulat dezvoltarea comunicațiilor radio mobile: descoperirea electronului, a receptorului coherent și a amplificatoarelor cu tuburi electronice.

Dezvoltarea este stimulată de cerințe comerciale, dar și de obiective militare. În primele decenii ale acestui secol centrul a fost America.

Primele comunicații mobile terestre au fost dezvoltate în benzi de frecvență situate la 2MHz ajungându-se în preajma celui de al doilea război mondial în banda de 40MHz .

Serviciile radiomobile publice și private au folosit la început canale radio cu banda 60kHz. Ulterior, datorită creșterii cerințelor pentru aceste servicii, printr-o utilizare mai eficientă, banda a fost redusă la 25kHz în Europa și 30kHz în SUA.

Primele legături se făceau în modul de lucru simplex cu operatori umani.

Principalele momente istorice care marchează această perioadă sunt următoarele:

1921 Detroit un serviciu de dispecerat pentru poliție;

În 1946 apare primul serviciu radiotelefonic mobil în St. Louis (Missouri, SUA). La scurt timp serviciile radiotelefonice mobile se extind și în Europa.

Cerințele de CM în creștere conduc la dezvoltarea rețelelor de tip dispecer.

În 1956 se inaugurează primul dispecer automat în banda 150MHz, full-duplex.

Datorită cererii pentru astfel de servicii, se constată proliferarea CM între anii 1956 – 1969.

Totuși posibilitățile de satisfacere a cerințelor de CM au rămas limitate, iar dezvoltarea lor a condus la deteriorarea calității serviciilor.

Caracteristicile și limitările primelor sisteme de comunicații mobile pot fi enumerate astfel:

– sistemele erau închise (o celulă);

– operarea era manuală;

– gabaritul și greutatea erau mari;

– prețul de cost ridicat;

– folosirea ineficientă a spectrului de frecvențe radio;

– calitatea redusă a serviciului (timp de așteptare: zeci de minute, chiar ore).

deceniul ’60: integrarea pe scară largă și miniaturizarea, au contribuit la reducerea prețului de cost, a gabaritului și a consumului de energie electrică.

În anii ‘70 apare o “epuizare a posibilităților comunicațiilor mobile” de a satisface solicitările. Pentru acoperirea unor suprafețe extinse în care sunt situați utilizatorii se cer stații centrale de putere tot mai mare.

Numărul mare de utilizatori creează o criză de frecvențe disponibile. Pe vehiculele mobile, terminalele rămân grele, incomode și scumpe ceea ce face din comunicațiile mobile un produs de lux.

Conceptul de telefonie celulară (figura 1.3) propus și introdus de Bell Labs a fost revoluționar pentru dezvoltarea CM.

Principiul rețelei celulare: fiecărei arii hexagonale marcată cu o literă i se alocă o frecvență purtătoare.

Topologia rețelei face să nu apară arii vecine funcționând pe aceeași frecvență.

Fig. 1.3 Ilustrarea conceptului de acoperire celulară

La trecerea utilizatorului mobil dintr-o celulă în alta, el este preluat de stația vecină.

Emițătoarele au putere mică și se poate îmbunătăți calitatea convorbirilor.

Crește complexitatea stațiilor, a rețelei și a terminalului mobil și întreaga infrastructură a rețelei devine foarte complexă.

Această creștere a complexități este compensată prin utilizarea noilor tehnologii care reduc prețul de cost al echipamentelor și permit o utilizare eficientă a frecvențelor purtătoare.

Tehnicile moderne de control și protecție a semnalului asigură o calitate sporită a comunicațiilor.

Se poate spune că istoria sistemelor CM celulare începe în anii ‘70.

Evenimente remarcabile:

1979 – primul sistem realizat de AT&T pe baza brevetului Bell Labs înChicago – Illinois în banda 800MHz, operațional și astăzi: AMPS (Advanced Mobile Phone Service).

În același an și în Japonia, apare un sistem de CM realizat pe principia asemănătoare;

1981 în Europa un consorțiu din țările nordice introduce sistemul: NMT (Nordic Mobile Telephone) în două variante pe 450 și 900MHz.

Apare astfel prima generație a sistemelor CM celulare analogice cu multiplexare / acces multiplu în frecvență (FDMA).

1.2 DEZVOLTAREA COMUNICAȚIILOR CELULARE ANALOGICE

Comunicațiile mobile celulare au depășit rapid limitările anterioare și s-au impus în anii ‘80 cunoscând o dezvoltare rapidă în toate țările cu economie dezvoltată.

Principalele caracteristici ale primei generații:

– rețeaua celulară hexagonală;

– transmisie MF în benzile 450 sau 960 MHz;

– banda canalului radio: 20/10; 25; 30KHz;

– distanța duplex între canale: 5 respectiv 45MHz;

– selectivitatea receptoarelor față de canalele adiacente, de minimum 60 – 70dB;

– standarde definite de producători la nivel național, (excepție NMT);

– terminalele sunt portabile dar greleau apărut în 1985;

– din 1990 apar terminalele de buzunar cu preț de cost tot mai redus.

Parametri care permit aprecierea gradului de dezvoltare a CM:

Acoperirea – procentajul din aria țării (regiunii) acoperită de serviciul CM celulare.

Capacitatea – numărul de apeluri satisfăcute într-o anumită arie a sistemului, într-un interval dat de timp.

Densitatea – procentajul de abonați pe 100 de locuitori.

În majoritatea țărilor care le-au adoptat acoperirea este națională.

În afara Europei sistemele de CM analogice instalate folosesc în principal variante dezvoltate pe baza sistemului AMPS.

AMPS este instalat în: SUA, Canada, Mexic, Australia, Taiwan, Coreea de Sud, Hong Kong, Thailanda, Brazilia. Acoperirea este totală la nivel național.

TACS (Total Access Communication System), varianta engleză a AMPS, devine operațională din 1985 în banda de 900MHz.

Sistemul a fost adoptat în Emiratele Arabe Unite, Bahrain, Kuweit, Egipt. În primele 3 țări acoperire totală.

1.3 FACTORI CARE AU DETERMINAT TRECEREA DE LA SISTEMELE ANALOGICE LA SISTEMELE DIGITALE

Se constată că principalele limitări ale sistemelor analogice sunt:

1. Limitări în creșterea capacității:

– spectrul disponibil pentru CM fiind limitat impune o folosire cât maieficientă: bandă ocupată de un canal radio trebuie să fie cât mai îngustă;

– inflexibilitate în refolosirea canalelor radio la transferul între celule;

– existența unor sectoare neacoperite în celulele mari;

– existența unor sectoare “supraacoperite” în celulele mici;

– alte dezavantajele legate de multiplexarea căilor în frecvență;

2. Limitări în asigurarea calității

– protecția redusă a semnalelor analogice în raport cu cele digitale la perturbații, fading, interferențe;

– protejarea prin codare și corecție a erorilor este mult mai eficace în cazul folosirii semnalelor digitale;

– rigiditatea în raport cu dezvoltarea unor noi servicii;

– dificultăți în conlucrarea cu rețelele de telecomunicații digitale.

Au existat și factori sociali și economici care au stimulat trecerea la CM digitale:

– necesitatea unor standarde naționale și internaționale care să permit conlucrarea sistemelor CM din diferite țări;

– interesul producătorilor pentru piețe mari și avantajoase din punct de vedere economic (aspect favorizat de tehnologiile digitale);

– cerințele utilizatorilor pentru servicii de calitate, la preț de cost redus.

Sistemul de radiocomunicație

– necesitatea unor standarde naționale și internaționale care să permit conlucrarea sistemelor CM din diferite țări;

– interesul producătorilor pentru piețe mari și avantajoase din punct de vedere economic (aspect favorizat de tehnologiile digitale);

– cerințele utilizatorilor pentru servicii de calitate, la preț de cost redus.

– sistemul de radiocomunicație realizează radio-legături care pot fi de tip:

simplex;

duplex;

simplex pe două frecvențe;

semiduplex (half/full).

– pe această cale se asigură servicii de radiocomunicații;

– cele mai simple sisteme de radiocomunicație asigură legături radio între două puncte fixe conform schemei simplificate din figura 1.4.

Fig. 1.4 Sistem de radiocomunicație punct la punct

CAPITOLUL 2

CLASIFICAREA RADIORECEPTOARELOR

Acestea se clasifică:

a) după destinație:

– comerciale <RRLC> RD și Rtv (radioreceptoare de larg consum)

– profesionale:

– radiotelefoane

– radiorelee

– radiolocație

– telecomandă

– telemetrie

– sisteme TV pentru transmisiuni de tipărituri

– de trafic.

b) după semnalul modulat recepționat

– MA cu P

– MF

– MA-BLU

– MA-MF

– MA (cu P, PS, BLU)

c) după structura amplificatorului selectiv de RF:

– amplificare directă

– cu reacție

– cu superreacție

– cu detecție sincronă directă (sincrodină)

– cu o schimbare de frecvență (SF)

– cu două sau mai multe SF.

d) după gama de frecvență prelucrată; RR de radiodifuziune pot fi:

– UL

– UM

– US

– UUS

– UM+UUS

– UU+UM+UUS etc.

e) după modul de exploatare:

– staționare

– mobile

– portabile

f) după gradul de amplificare a semnalului demodulat:

– tuner (cu amplificator de putere exterior)

– cu amplificator de putere încorporat.

g) după alimentare:

– de la acumulatori / baterii

– de la rețea

– mixtă.

2.1 SENSIBILITATEA RADIORECEPTOARELOR

Este un parametru care se exprimă prin nivelul minim al semnalului de intrare care poate fi prelucrat corespunzător. Presupune existența unui criteriu; acesta poate fi:

a) puterea de ieșire

b) raportul semnal-zgomot.

a) În acest caz se definește sensibilitatea limitată de amplificare, Sa. Aceasta reprezintă nivelul minim al semnalului de intrare, modulat normal, care în condițiile în care RR este acordat pe frecvența de măsură, cu reglajul de ton în poziție normală și cu volumul de maxim permite obținerea la ieșire a puterii standard.

– caracterizează câștigul global fără o legătură cu calitatea.

b) În acest caz se definește sensibilitatea limitată de zgomot, Szg. Ca definiție: Szg reprezintă nivelul minim al semnalului de intrare, modulat normal, care în condițiile în care RR este acordat pe frecvența de măsură, cu reglajul de ton în poziție normal și cu volumul de maxim permite obținerea la ieșire a unui semnal caracterizat printr-un raport semnal-zgomot standard.

Aici există două valori:

– pentru semnale MA: RSZ0 = 20 dB;

– pentru semnale MF: RSZ0 = 26 dB.

Existând două valori pentru sensibilitate trebuie aleasă una care să fie cea care spune ceva despre RR. Aceasta se numește sensibilitatea utilizabilă. Valoric, se utilizează expresia Su = max{Sa, Szg}. Pentru măsurători, schema bloc utilizată este cea din figura 2.1.

Fig. 2.1 Măsurarea sensibilit exterior)

– cu amplificator de putere încorporat.

g) după alimentare:

– de la acumulatori / baterii

– de la rețea

– mixtă.

2.1 SENSIBILITATEA RADIORECEPTOARELOR

Este un parametru care se exprimă prin nivelul minim al semnalului de intrare care poate fi prelucrat corespunzător. Presupune existența unui criteriu; acesta poate fi:

a) puterea de ieșire

b) raportul semnal-zgomot.

a) În acest caz se definește sensibilitatea limitată de amplificare, Sa. Aceasta reprezintă nivelul minim al semnalului de intrare, modulat normal, care în condițiile în care RR este acordat pe frecvența de măsură, cu reglajul de ton în poziție normală și cu volumul de maxim permite obținerea la ieșire a puterii standard.

– caracterizează câștigul global fără o legătură cu calitatea.

b) În acest caz se definește sensibilitatea limitată de zgomot, Szg. Ca definiție: Szg reprezintă nivelul minim al semnalului de intrare, modulat normal, care în condițiile în care RR este acordat pe frecvența de măsură, cu reglajul de ton în poziție normal și cu volumul de maxim permite obținerea la ieșire a unui semnal caracterizat printr-un raport semnal-zgomot standard.

Aici există două valori:

– pentru semnale MA: RSZ0 = 20 dB;

– pentru semnale MF: RSZ0 = 26 dB.

Existând două valori pentru sensibilitate trebuie aleasă una care să fie cea care spune ceva despre RR. Aceasta se numește sensibilitatea utilizabilă. Valoric, se utilizează expresia Su = max{Sa, Szg}. Pentru măsurători, schema bloc utilizată este cea din figura 2.1.

Fig. 2.1 Măsurarea sensibilității radioreceptorului

În prezent cele mai multe sisteme sunt organizate în rețele de radiocomunicație, adică sisteme complexe în care legătura se poate realize între diverse puncte. De remarcat că într-o măsură tot mai mare rețeaua de radiocomunicație este integrată, ca o secțiune a unei rețele mai complexe incluzând și secțiuni pe cablu pe fibră optică, etc.

2.2 CLASIFICAREA REȚELELOR DE COMUNICAȚIE

De regulă, rețelele de radiocomunicație se clasifică după modul de alocare a resurselor pentru utilizatori în:

stabile;

comutate;

după cum anumite secțiuni sunt permanent alocate unui utilizator (grup de utilizatori) sau configurația depinde de momentul analizei.

Exemplu:

– radiotelefonie clasică: se alocă unul sau două canale radio unui grup de utilizatori.

– radiotelefonie celulară sau radiotelefonie trunking: se alocă un grup de canale, iar utilizatorii folosesc canalul liber în momentul inițierii legăturiide comunicație.

După modul în care circulă informația, rețelele radiocomunicație se mai pot clasifica în rețele de:

difuzare;

colectare;

bilaterale;

multilaterale.

În exemplele anterioare a fost utilizată noțiunea de canal radio; ce este?

Domeniul frecvență se împarte în benzi înguste, funcție de tipul de semnal modulat. Această bandă de frecvență alocată comunicației împreună cu o serie de echipamente (echipamentele de transmisie și recepție) și cu mediul de transmisiune constituie canalul radio. Adeseori termenul este folosit și pentru a desemna numai banda alocată, celelalte elemente fiind implicite.

2.3 ECHIPAMENTELE DE RADIORECEPȚIE

1. Funcțiunile și parametrii ERR

Funcțiunile blocurilor componente ale radioreceptorului:

– selecția semnalului dorit,

– amplificarea semnalului modulat,

– demodularea,

– prelucrarea semnalului demodulat.

Fig. 2.2 Schema de principiu generală a radioreceptorului

Blocurile componente:

– amplificator de radiofrecvență selectiv;

– bloc prelucrare semnal modulat;

– demodulator;

– bloc prelucrare semnal demodulat.

Parametrii caracteristici (specifici):

1. parametrii valabili la orice RR

– sensibilitate

– selectivitate

– fidelitate

– factor de zgomot

– siguranță în funcționare

– stabilitatea funcționării cu temperatura, cu tensiunea de alimentare

2. parametrii dependenți de tipul de RR

– eficacitatea RAA (RMA)

– rejecția MA parazită (RMF)

– putere de ieșire (RR cu AIF)

– nivel de semnal de ieșire (RR-tuner DECK)

– nivel zgomot rezidual datorat brumului ce însoțește tensiunea redresată.

CAPITOLUL 3

RECEPTOARE PENTRU TRANSMISII DIFUZATE

Transferul corecțiilor diferențiale DGNSS/RTK de la stațiile (rețeaua de stații) de referință la utilizator se poate face prin diverse mijloace, cele mai des întâlnite fiind transferul prin: unde radio, sisteme de comunicații mobile GSM/GPRS/SMS sau internet. În cele ce urmează se vor prezenta posibilitățile de transmitere a datelor de corecții diferențiale prin fiecare sistem cu avantajele și dezavantajele respective

3.1 RADIODIFUZIUNEA

Undele radio sunt parte a spectrului electromagnetic care cuprinde lumina vizibilă, razele X, radiațiile ultraviolete și microundele.

Figura 3.1 Spectrul electromagnetic

Viteza de difuzare a undelor electromagnetice este aproximativ egală cu viteza luminii. Ele sunt caracterizate prin lungimea de undă ce corespunde unei frecvențe a undei.

3.1.1 Radiodifuziunea pe unde lungi

Radiodifuziunea pe unde lungi prezintă unele dezavantaje în transmiterea datelor. Emițătoarele de RF naționale sunt mult prea rare și au puteri foarte mari ceea ce creează probleme în dinamica de recepție a receptoarelor, respectiv sistemul RDS nu este standardizat și implementat.

3.1.2 Radiodifuziunea pe unde medii

Situația este asemănătoare ca la unde lungi, cu deosebirea că raza de acțiune a stațiilor de emisie este mai mică și sunt necesare mai multe emițătoare pentru acoperirea teritoriului național.

3.1.3 Radiodifuziune pe unde ultra scurte (30 – 150 MHz)

Pentru asigurarea serviciului în limitele razei de acoperire, distanța de acțiune se determină din curbele de atenuare a semnalului recomandate de CCIR (Comitetul Consultativ Internațional Radio) cu următoarele date:

– Înălțimea antenei de emisie: 30 m;

– Înălțimea antenei de recepție: 1.5 m;

– Puterea emițătorului de referință: 1 kW;

– Câștigul antenelor de recepție și de emisie: G = 5 dB (antene baston în λ/4);

– Atenuarea cablului de antenă la emisie: Ac = 6 dB (RK 50-11-13);

– Atenuarea datorită reliefului: Ar = 0 dB;

Avantajul este că pentru această bandă de radiodifuziune sistemul RDS este standardizat și

implementat.

3.1.4 Banda de radiocomunicații navale

În cazul traficului naval parametrii sistemului de comunicație sunt:

– Antena de emisie este la înălțimea de cca. 75 m

– Antena de recepție este la înălțimea de cca. 10 m

– Intensitatea câmpului la recepție: 75 μV/m (19 dBμV/m)

– Banda de frecvențe: 285 – 325 KHz

– Propagarea are loc deasupra mării

Dezavantajul acestei metode, din punctul de vedere al utilizatorului mobil terestru este că radiofarurile de distanță sunt situate doar în zonele riverane adică în zona de sud-est a țării.

3.2 GSM/GPRS/SMS

Tehnologia GPRS este o facilitate de transmitere a datelor prin internet cu acces prin telefonia mobilă. Datele fiind transmise prin internet viteza depinde de numărul de utilizatori care accesează simultan locația respectivă, ceea ce este dezavantajos din punctul de vedere al disponibilității. Trebuie, de asemenea menționat că, serviciul GPRS nu este încă disponibil în toată țara. Situația este avantajoasă doar în zonele cu trafic intens (șosele, autostrăzi, orașe, etc.) unde și acoperirea GSM este foarte bună și este implementat serviciul GPRS. În zonele slab populate (zone muntoase) situația nu este prea favorabilă. În ultimul timp s-a pus accentul pe dezvoltarea tehnologiei EDGE și 3G. O altă posibilitate ar fi transmisia prin serviciul de mesaje scurte (SMS). Acest serviciu are aceeași acoperire ca și serviciul vocal, dar mesajele ajung cu o întârziere foarte fluctuantă, care poate fi de ordinul minutelor sau chiar mai mare în perioadele cu trafic GSM intens (sărbători, de exemplu) deoarece nu este un serviciu prioritar.

3.3 INTERNET

Transmiterea datelor de corecții diferențiale prin intermediul internetului se face ținând seama de cerințele cu privire la transparența datelor, securitatea rețelei, stabilitatea programului, controlul accesului, administrare, scalabilitate și clienți.

3.3.1 Principiul de transmitere a datelor de corecții diferențiale prin internet

Datele de corecții diferențiale sunt generate în receptorul GNSS al stației de referință sau pot fi create din observații reale executate în rețeaua de stații permanente multiple („stație virtuală”). Aceste date sunt stocate într-un server, care face posibilă accesarea prin internet utilizând diferite protocoale.

Figura 3.2 Transmiterea datelor de corecții diferențiale in format RTCM pe internet

Serviciile DGNSS/RTK ale ROMPOS se bazează pe transferul datelor prin intermediul internetului în format standardizat RTCM cu ajutorul tehnologiei NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol).

3.3.2 Networked Transport of RTCM via Internet Protocol (NTRIP)

Utilizarea acestei tehnologii se realizează prin intermediul unor module incluzând:

– NtripSources – pentru generarea datelor GNSS;

– NtripServers – pentru transferul datelor de la stațiile permanente la serverul central;

– NtripCaster – pentru administrarea și transferul datelor de la serverul central (de ex. serverul ROMPOS)

– NtripClients – pentru preluarea datelor (corecțiilor diferențiale) de la serverul central de către utilizatori.

Figura 3.3 Modulele Ntrip

3.3.3 Internet Wireless

În vederea realizării aplicațiilor de poziționare în timp real, este necesară stabilirea unei conexiuni de date continue între rețeaua stațiilor permanente de referință și stațiile rover pentru ca utilizatorii DGPS să poată recepționa datele de corecții diferențiale furnizate de stațiile permanente de referință. Datorită progresului echipamentelor din domeniul comunicațiilor nu trebuie pierdută din vedere posibilitatea de transmitere a datelor de corecții diferențiale prin intermediul Internetului wireless. În România, acest lucru va fi posibil de îndată ce problema acoperirii și accesibilității va fi rezolvată prin implementarea tehnologiei WiMax, o versiune optimizată a Wi-Fi.

3.3.4 Prototipuri de sisteme DGPS bazate pe internet

3.3.4.1 Sistem DGPS stație de referință – stații rover

Acest prototip este alcătuit dintr-o singură stație de referință și mai multe stații rover (figura 4.4). Stația de referință constă într-un receptor de navigație capabil să genereze date de corecții diferențiale în format RTCM și într-un computer utilizat ca server. Acest server poate fi conectat direct la internet via LAN sau wireless prin intermediul unui modem wireless. De cealaltă parte, fiecare stație rover este alcătuită dintr-un receptor rover, un calculator client și un modem wireless. Datele de corecții diferențiale se primesc via unei rețele de comunicare prin conectarea calculatorului client la internet.

Figura 3.4 Sistem de poziționare DGPS bazat pe internet

3.3.4.2 Sistem DGPS stație de referință mobile

Figura 3.5 Conceptul stație de referință mobilă

Așa cum se poate constata din figură soluția mobilă presupune utilizarea unei stații de referință mobile care se găsește, comparativ cu distanța stație permanentă – rover, la o distanță mult mai mică față de stația permanentă, respectiv rover. Datorită faptului că baza dintre stația permanentă de referință și stația mobilă de referință este mai scurtă, poziția acesteia din urmă poate fi determinată foarte precis prin aplicații RTK. Diferența dintre stația permanentă de referință și stația mobilă constă în faptul că stația mobilă, de regulă, este montată pe un vehicul și conectată la internet prin intermediul unui modem wireless. Odată ce se determină poziția precisă a stației mobile, aceasta poate fi utilizată ca referință pentru determinarea cu precizie a poziției roverului.

Acest concept poate fi extins, în sensul că se pot utiliza mai multe stații mobile, caz în care determinarea precisă a poziției RTK se face ținând seama de toate stațiile mobile de referință.

Figura 3.6 Concept sistem RTK mobil la mobil

În țara noastră, datorită problemei cauzate de relativ slaba acoperire a tehnologiei GPRS întrebuințată pentru transmiterea datelor de corecții diferențiale furnizate de sistemul ROMPOS (Romanian Position Determination System – Sistem Românesc de Determinare a Poziției), acest concept poate fi utilizat cu succes prin retransmiterea acestora.

Prin retransmiterea datelor de corecții diferențiale se înțelege faptul că achiziția datelor de corecții diferențiale se realizează prin intermediul internetului wireless în zona în care semnalul GPRS este foarte bun, ulterior informația urmând să ajungă la receptor prin difuzare radio realizată cumodemuri radio. Această metodă se pretează numai pentru echipamentele care permit utilizarea protocolului NTRIP.

3.4 STUDIUL METODELOR DE MODULARE, CODARE ȘI INSERARE A INFORMAȚIEI PE CANALUL DE RADIODIFUZIUNE

Undele, în special cele de natură electromagnetică, constituie un mijloc excelent pentru transmiterea informațiilor la distanță. Informațiile care se transmit la distanță prin intermediul undelor pot fi extrem de variate, de vorbire, de măsurare, etc. Din punctul de vedere a transformărilor pe care le suferă informația în vederea transmisiei de la sursă la utilizator, un sistem de comunicație include trei segmente:

– Informația sau semnalul în banda de bază;

– Mediul de transmisie;

– Purtătoarea.

3.4.1 Tipuri de modulație

Modulația este operația prin care se facilitează transferul informației prin mediul de propagare. Vocea sau informația digitală în banda de bază (banda video) nu pot fi transmise direct prin canalul de comunicație. De aceea aceasta se atașează unui semnal cu proprietăți de propagare bune printr-un anumit mediu (purtătoarea de radiofrecvență, curenți purtători, lumină) prin modificarea unor parametri ai acesteia – amplitudine, frecvență sau fază.

Concret modulația acționează asupra unui parametru al unui semnal sinusoidal de radiofrecvență numit purtătoare și funcție de acest parametru se disting mai multe tipuri de modulație:

– de amplitudine – Amplitude-Shift Keying (ASK)

– de frecvență – Frequence-Shift Keying (FSK)

– de fază – Phase-Shift Keying(PSK) sau Qudrature Phase-Shift Keying (QPSK)

Figura 3.8 Tipuri de modulație

3.4.2 Codarea

Ideea de bază a codării este creșterea redundanței informației prin adăugarea unor biți suplimentari în mesaj, în acest fel unele erori putând fi detectate sau chiar corectate la decodare.

Dezavantajul codării este că pentru a păstra rata de transmisie a informației trebuie mărită rata de bit, deci crește lărgimea de bandă ocupată de semnal.

3.4.3 Inserarea informației pe canalul de radiodifuziune

Pentru ca informația privind corecțiile diferențiale să fie recepționată în același timp cu

programul difuzat dacă receptorul este acordat pe frecvența postului de radiodifuziune respectiv,

trebuie ca aceasta să fie adăugată într-un anumit mod.

3.5 Concluzii

Așa cum menționam anterior, transmiterea datelor de corecții diferențiale de la stația de referință la utilizator se poate realiza utilizând diverse mijloace precum comunicațiile radio, telefonia mobilă, internet sau orice alt suport care permite transmiterea de date digitale.

Ca o alternativă la transmiterea datelor prin radiocomunicații, în ultimii ani internetul a devenit un mijloc important și sigur de tranfer a datelor.

La construirea echipamentelor pentru măsurători de distanțe geodezice terestre sau cosmice, transmiterea informației de măsurare se realizează fie prin modulație de amplitudine, fie prin modulația de frecvență. Modulația de amplitudine este folosită de obicei la aparatele pentru măsurători de distanțe cu unde de lumină laser, iar modulația de frecvență la cele pentru măsurători de distanțe cu microunde din domeniul centimetrilor și milimetrilor. Practic, tipurile de modulație folosite în construcția echipamentelor pentru măsurători de distanțe pot fi mult mai complicate.

CAPITOLUL 4

RECEPTOARE PENTRU LEGĂTURI BIDIRECȚIONALE

4.1. ASPECTE GENERALE

Din analiza RR cu o schimbare de frecvență am ajuns la concluzia că performanțele acestora sunt limitate din două motive principale:

compromisul ce trebuie realizat în alegerea valorii frecvenței intermediare;

valoare mare a fi pentru rejecția fim ;

valoarea mică a i f pentru a realiza un AFI performant;

necesitatea alinierii.

4.2 SISTEME DE DIFUZIUNE VIDEO NUMERICĂ (DVB)

Generalități

Dezvoltarea aplicațiilor de televiziune de înaltă definiție a avut loc atât în domeniul analogic cât și în cel digital. Problematica este legată de două aspecte: calitate și servicii. După cum s-a arătat în capitolul anterior, majoritatea audienței optează pentru un număr mai mare de servicii. Această cerință înseamnă un număr mai mare de canale video, de canale interactive, toate acestea într-o imagine de dimensiuni mai mari, de calitate superioară, cu un receptor de dimensiuni mari. Realizarea aceestei combinații de cerințe este posibilă doar prin utilizarea tehnicilor digitale.

Noile sisteme de televiziune digitală reprezintă începutul unui proces de separare a producției, afișării, transmiterii și interfețării standard. Tehnicile digitale conferă o mai mare adaptabilitate la un număr extins de aplicații diferite. Urmând aceeași direcție, standardele de transmisie vor fi mult mai independente de standardele de producție. În cele ce urmează vor fi discutate principalele standarde de difuziune avute în vedere la nivel mondial, cu accent pe standardul european cunoscut sub denumirea DVB – Digital Video Broadcasting (în toate cele trei variante DVB-S, DVB-C și DVB-T) și standardul american de televiziune difuzată terestrial ATSC –Advanced Television System Committee – de asemenea în expansiune, tinzând să depășească granițele continentului american.

Una dintre problemele importante în definirea unui standard de difuziune TV este aceea a numărului de canale disponibile. Televiziunea digitală permite, prin intermediul tehnicilor de compresie, creșterea capacității de transmisie. Compresia este o necesitate pentru orice sistem de difuzare a programelor de televiziune numerică, de aceea acest aspect a fost abordat de la începutul activităților de standardizare. Fără probleme deosebite, experții participanți au convenit să fie utilizată compresia MPEG-2, ale cărei principii de bază au fost prezentate în capitolele anterioare.

O altă problemă este reprezentată de calitatea semnalului de televiziune. Emisia digitală permite o calitate mai bună pe întregul lanț de producție, transmisie și recepție a semnalului de televiziune. Prin urmare, este de așteptat ca diferența dintre calitatea semnalului în studioul de televiziune și a celui de la nivelul utilizatorului final să fie mai mic decât în sistemele tradiționale de televiziune. Pentru uz terestru, televiziunea digitală permite utilizarea unui număr mai mare de canale, nu numai datorită compresiei, ci și datorită faptului că nu mai există interferențe între transmițătoare, prin urmare toate canalele vor fi disponibile.

Ultima problemă, dar una deosebit de importantă în contextul convergenței noilor medii de transmisie a informațiilor, este compatibilitatea dintre informația de televiziune și alte tipuri de informație, în special cea vehiculată prin rețelele de calculatoare. În domeniul digital, viitorul combinațiilor între informații audio, video și alte tipuri de date, al integrării informației în rețele, permite realizarea unui terminal computer/audio/video, care va fi mult mai ieftin.

În ceea ce privește adoptarea la nivel mondial a unui standard de transmisie a semnalelor de televiziune numerică, se disting trei direcții principale de dezvoltare:

Sistemul DTV din SUA, care implică trei actori importanți: DSS – proprietarul standardului digital de satelit dezvoltat de Hughes, care utilizează DirectTV în Statele Unite, OpenCable – cunoscut și sub numele de CableLabs, care reprezintă un sistem de distribuție prin cablu în sistemul 256-QAM și ATSC – standardul de difuziune terestrială, cunoscut și sub numele de DTV, dezvoltat de așa-numita Mare Alianță GA (Grand Alliance) în urma unui complex proces de examinări tehnice și economice care au implicat în discuții numeroase organizații, producători și operatori de pe continentul american. Este de semnalat faptul că nu există nici un fel de interoperabilitate între CableLabs, DSS și ATSC. De exemplu, secvența MPEG-2 trebuie decodată și apoi recodată, pentru trecerea de la un sistem la altul.

Sistemul DTV din Europa, care reprezintă o concepție total diferită față de cea americană. În momentul actual s-a impus o familie de standarde reunite sub denumirea DVB (Digital Video Broadcasting), care tinde să se extindă și în afara Europei. Acest standard va fi prezentat mai pe larg în acest capitol.

DTV din Japonia, care se aplică în singura țară cu un sistem High Television cu o emisiune regulată (prin satelit). Deși a fost primul sistem de televiziune de înaltă definiție dezvoltat, Japan HDTV prezintă probleme de tranziție în domeniul digital. În prezent se folosește un sistem de televiziune îmbunătățit EDTV (Enhanced Definition Television), care este de fapt un sistem NTSC modificat care include explorare progresivă și un sistem de referință denumit ClearVision. A doua generație a sistemului, cunoscută sub numele EDTV-II, include un format al imaginii 16:9 și sunet PCM. Modul de operare este asemănător cu PALplus, având informație complementară pentru mărirea imaginii în zona de negru atunci când ecranul este văzut cu raportul de aspect 4:3.

Există de aseemenea un sistem numit ISDB-T, care reprezintă o variantă a sistemului DVB-T, specificat de către Digital Broadcasting Expert Group (DiBEG), care diferă printr-un singur aspect important: utilizează un sistem de segmentare de date intermediar (software driven), prin care se poate aloca flexibil bandă de servicii globală pentru aplicații ca SDTV, HDTV și TV mobilă. Lansarea sistemului ISDB-T este anticipată pentru anul 2003.

Pornind de la aceste observații, vom realiza în capitolul de față o succintă prezentare a celor mai importante standarde existente (DVB și ATSC), cu referiri comparative la celelalte standarde amintite mai sus.

4.3 STANDARDUL DVB (DIGITAL VIDEO BROADCASTING)

Aspecte generale

Principalele avantaje oferite de tehnologiile digitale în domeniul televiziunii, care au fost luate în considerație la dezvoltarea unnui standard de transmisie sunt:

o mai mare eficiență a utilizării spațiului de emisie,

flexibilitate mărită,

performanțe obținute în radiofrecvență.

Principala problemă este reprezentată însă de durata necesară pentru implementarea și generalizarea sistemelor digitale la scară mondială.

Proiectul DVB a avut drept scop stabilirea și dezvoltarea unor specificații comprehensive pentru difuziunea televiziunii digitale. În trei ani, printr-o muncă susținută a unei echipe de specialiști, s-a reușit completarea unui set de specificații care acoperă domeniul distribuirii semnalului de televiziune prin toate mediile de transmisie curent utilizate. Acest proiect colaborativ, care a început în Europa, a ajuns să cuprindă la ora actuală peste 200 de organizații din toate zonele lumii.

Sistemul DVB se referă la distribuția numerică a semnalului de televiziune, a sunetului asociat și a unor servicii de transmisie de date prin satelit, cablu și emițătoare terestre. Sistemul constă dintr-un număr de specificații care definesc condițiile tehnice necesare pentru adaptarea la mediul de transmisie utilizat, după cum urmează:

DVB-S: reprezintă standardul DVB pentru difuziunea semnalului TV prin intermediul satelitului. În acest mod, de aproape oriunde de pe cele 5 continente se poate recepționa semnalul de televiziune digitală;

DVB-C: reprezintă serviciul de difuzare prin cablu, care se află de asemenea în utilizare sau în faza de implementare în SUA, țările scandinavice, Franța, Germania, Brazilia, Italia, Spania, Argentina, Australia și Marea Britanie;

DVB-T: va reprezenta în curând standardul DTTB (Digital Terrestrial Television Broadcasting) în cel puțin 17 țări, incluzând 25 membri ai Uniunii Europene, Australia și Noua Zeelandă. Acest sistem a fost lansat la scară națională în Marea Britanie începând cu 15 noiembrie 1998.

Pe lângă acestea, mai trebuie menționate aplicațiile DVB-CS, care reprezintă sisteme SMATV, adică distribuție prin sisteme de cablu cu acoperire locală, aceste sisteme putând prelua atât formatul DVB-S cît și formatul DVB-T. De asemenea, tot în această direcție se înscrie și

DVB-SI, adică sistemul Service Information folosit de către decodificatorul DVB,

DVB-TXT, adică Teletext DVB în format fix, care transportă specificații

DVB-CI, adică Interfața DVB comună pentru folosirea în accesul condiționat.

Printre argumentele care au determinat alegerea sistemului DVB în locul unor dezvoltări bazate pe sistemele actuale (PAL, SECAM sau NTSC) se pot menționa:

dezvoltarea continuă a serviciilor de transmisiuni de date,

interesul pentru recepția cu televizoare portabile și mobile,

rezolvarea problemelor de compatibilitate,

distribuția actualmente ne-economică a frecvențelor canalelor existente pentru acoperirea unui teritoriu cu un program TV,

scăderea vertiginoasă a numărului abonaților de televiziune difuzată prin emițătoarele terestre.

Cerințele formulate de DVB iau în considerație soluțiile optime atât din punct de vedere tehnic, cât și din punct de vedere comercial. Cele mai importante elemente avute în vedere sunt:

utilizarea standardului MPEG-2 pentru compresia video,

transmisia formatelor de imagine 4:3, 16:9, 2,21:1,

utilizarea standardului MUSICAM pentru codarea sursei audio,

timp de achiziție pentru toate serviciile mai mic de 0,5 sec,

preț relativ scăzut al echipamentului pentru recepția individuală DTH – Direct to Home (sub 350 EURO, după numai doi ani de la introducerea sistemului),

preț relativ scăzut al echipamentului de distribuție (“head end”) în aplicațiile SMATV – Satellite Master Antenna TeleVision (sub 1500 EURO, încă de la introducerea sistemului).

Premisele unei largi dezvoltări ulterioare a sistemului constau în respectarea a două principii fundamentale: principiul pieței și principiul interoperabilității.

Sistemul DVB are la bază două componente:

Elementele generice. Acestea sunt reprezentate de elementele care sunt valabile indiferent de mediul de transmisie care se utilizează (cablu, satelit, difuziune terestră). Acestea utilizează tehnologii integrate comune, care determină pentru sistemele de recepție o ușurință în construcție și un preț mai bun.

Elementele specifice aplicației. Acestea sunt reprezentate de elementele care diferă în funcție de aplicație. Există de obicei diferențe între mediile de transport utilizate pentru transmisie, care fac necesară utilizarea elementelor specifice aplicației, astfel încât aceste elemente devin inevitabile.

4.4 SISTEMUL DE BAZĂ DVB

Soluțiile tehnice generale, valabile pentru toate mediile de transmisie, au la bază următoarele principii:

Sistemul de difuziune este conceput ca și un mediu, care poate transporta combinații flexibile de secvențe MPEG-2 video, audio sau alte tipuri de date;

Sistemul utilizează multiplexarea secvenței de transport MPEG-2 comune. Acesta reprezintă aspectul fundamental al conceptului de arhitectură comună, care realizează unitatea sistemului;

Sistemul utilizează un serviciu de informație SI (Service Information) comun, care oferă detalii asupra sistemului de transmisie și asupra serviciilor care sunt disponibile;

Sistemul utilizează o metodă de corecție a erorilor RS-FEC (Reed Solomon – Forward Error Corection), unde se impune datorită mediului de propagare utilizarea unui cod convoluțional;

Demodularea și sistemele de codare a canalelor adiționale sunt astfel alese încât să corespundă necesităților diferitelor medii de transmisie.

Pornind de la aceste aspecte principiale, în Figura 4.1 este reprezentat sub formă generică sistemul de transmisiune digitală.

Fig. 4.1. Sistemul numeric de televiziune

Blocul de codare a sursei și multiplexarea furnizează instrumentele necesare pentru compresia semnalelor de imagine și pentru multiplexarea secvențelor binare în scopul producerii unei secvențe de date cu debitul solicitat de transmisie. Codarea și multiplexarea se desfășoară în conformitate cu standardul MPEG-2, toate prelucrările preliminare asupra semnalelor audio, video sau de date suplimentare fiind prezentate în capitolele anterioare, astfel încât în capitolul de față vom prezenta doar prelucrările în vederea adaptării la canalul de transmisie, trecând de asemenea în revistă și principalele aspecte legate de tipurile de modulații în radiofrecvență utilizate.

Blocul de adaptare la canal aplică secvenței de transport TS (Transport Stream) o schemă de modulație și codare specifice, pentru a obține o adaptate optimă la canalul de transmisie, în funcție de caracteristicile acestuia. Mediile de transport avute în vedere sunt:

terestrial,

satelit,

cablu,

difuzare MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System),

fibră optică și perechi de fire în rețele de telecomunicații,

discuri / casete, tehnologii informatice și multimedia.

Modulul de adaptare la canal impune mai multe operații, care se efectuează asupra semnalului comprimat și multiplexat sosit de la modulul codare sursă, în scopul adaptării secvenței binare la mediul de transmisie utilizat. În continuare vor fi prezentate principalele elemente de prelucrare.

Fig. 4.2. Diagrama de principiu a codorului convoluțional DVB-S

CAPITOLUL 5

RECEPTOARE PENTRU TRANSMISII DE DATE

5.1 SISTEMUL DVB-S

Schema bloc de principiu a sistemului DVB pentru transmisia prin satelit este prezentată în Figura 5.1. Lățimea canalului de transmisie este determinată de lățimea benzii transponderului de pe satelit, fiind de regulă între 27 și 36 MHz.

Fig. 5.1. Sistemul de emisie DVB pentru transmisie prin satelit

Secvența de date este organizată în pachete de lungime fixată (188 biți), conform secvenței de transport MPEG-2. Etapele prelucrării semnalului în vederea transmisiei via satelit reprezentate în schema bloc din Fig. 11.7 constau în:

operația de amestec a secvenței de date “scrambling” ;

codarea externă “outer coding” (codare bloc Reed-Solomon);

întrețeserea convoluțională (specifică DVB-S și DVB-T);

codarea internă “inner coding”;

încadrarea spectrală – filtre Nyquist – (∝ = 0,35 – factor de rotunjire “root factor”);

modulația QPSK.

Receptorul este prezentat în Figura 5.2 și este alcătuit din blocuri asemănătoare cu cele din emițător, care execută în general operațiile inverse amintite mai sus.

Pentru modulația QPSK cu doi biți pe simbol, se poate calcula debitul util care poate fi asigurat pe un canal de satelit cu lățimea de bandă de B = 36 MHz. Astfel, pentru factorul de rotunjire ∝ = 0,35 se poate transmite o frecvență simbol maximă Fs = 1/T = B(1+∝) = 36/1,35 = 26,6 MHz.

Cu o modulație QPSK, debitul brut este de DB = 2 × Fs = 53,2 Mb/s.

În practică se poate crește debitul de simboluri corespunzător unei valori ∝ = 0,28 fără a antrena o degradare majoră a factorului de erori. Debitul devine DB = 56,2 Mb/s.

Fig. 5.2. Sistemul de recepție DVB pentru satelit

Debitul util se obține prin ponderarea debitului calculat cu rata codorului convolutiv și cu factorul de codare al codului de bloc. În cazul cel mai defavorabil, rata codului convolutiv este 1/2, iar în cazul cel mai favorabil rata codului convolutiv este 7/8. Rezultă un debit util:

DUmin = 56.2 × 1/2 × 188/204 = 25,89 Mb/s;

DUmax = 56.2 × 7/8 × 188/204 = 45,31 Mb/s.

5.2 SISTEMUL DVB-C

Sistemul de distribuție prin cablu utilizează drept mediu de transmisie cablul coaxial, sau în cazul unor rețele hibride fibra optică și cablul coaxial. Canalul de transmisie are o lățime de 8 MHz (7MHz) și este mai complex decât în cazul DVB-S, deoarece în aceste medii de propagare se manifestă ecouri datorită neadaptării de impedanță în rețea, precum și fenomene de intermodulație.

Arhitectura sistemului este prezentată în Figura 5.3.

Fig. 5.3. Sistemul de recepție DVB pentru cablu (DVB-C)

Elementele comune cu sistemul DVB-S sunt: codarea, multiplexarea, încadrarea spectrală, întrețeserea, codurile externe și debitul de simboluri variabile. Nu mai este necesară codarea internă, datorită raportului CNR mai ridicat. Factorul de rotunjire este ∝ = 0,35 cu o pantă mai abruptă de filtrare decât pentru sistemele DVB-S.

Având în vedere banda limitată a canalului, pentru a crește debitul binar transmis se face apel la modulații cu număr mare de stări, 16 QAM, 32 QAM și 64 QAM. Aceste modulații sunt bine adaptate la caracteristicile canalului, folosind drept mediu fizic de propagare cablul, oferind o sensibilitate scăzută la interferență.

Distribuția în sistemele de cablu locale DVB-SMATV se poate face ca și în cazul sistemului DVB-C prin trecerea la modulația QAM, sau prin distribuția directă a semnalului QPSK, de exemplu în banda extinsă S (230 – 470 MHz). Se poate face calculul debitului brut ce poate fi asigurat de un canal pe cablu cu lățimea B = 8 MHz. Cu modulația 64 QAM debitul brut este de 41,25 Mb/s. Prin ponderare cu factorul de codare al codului RS rezultă un debit util de 38 Mb/s.

5.4 SISTEMUL DVB-T

Sistemul DVB-T se referă la distribuția televiziunii numerice prin emițătoare terestre. Mediul de transmisie este complex, fiind caracterizat prin trasee de propagare multiple, fenomene de interferență și zgomot în impulsuri. Utilizarea modulației cu număr mare de purtătoare (OFDM) furnizează avantaje considerabile pentru transmisia în acesteputernice, asigurând o mare rezistență la interferență.

Parametrii principali ai sistemului OFDM sunt determinați de cerința de a opera într-o rețea cu o singură frecvență SFN (Single Frequency Network), precum și de lățimea canalului de transmisie (8 MHz).

Sistemul DVB-T utilizează câteva aplicații specifice ale modulației OFDM, pentru fiecare purtătoare utilizându-se pe lângă modulații QPSK și modulația QAM cu un număr mai mare de stări de purtătoare, pentru a crește debitul de date necesar transmiterii de imagini.

Schema bloc a sistemului de emisie DVB-T este prezentată în Figura 5.4.

Fig. 5.4. Schema bloc a sistemului de emisie DVB-T

Sistemul permite transmiterea pe două nivele ierarhice a două secvențe de transport MPEG-2, care includ programe TV și date. În cazul unei transmisii ne-ierarhizate, codarea ierarhică nu se utilizează. În cazul unei transmisii ierarhizate, distribuitorul separă secvența de transport de intrare în două secvențe de transport. Datele din secvența de prioritate mai mare se modulează cu ajutorul unei modulații mai robuste (QPSK), iar datele din secvența de prioritate mai scăzută se modulează 16 QAM sau 64 QAM.

Secvențele de transport sunt codate identic cu sistemele DVB pentru cablu și satelit. Un element specific pentru canalul terestru este reprezentat de procedura de întrețesere în două trepte. Prima întrețesere (exterioară) se face identic cu cea de la sistemele DVB pentru cablu si satelit. A doua întrețesere se aplică la nivelul de biți și simboluri, având ca rezultat asupra semnalului OFDM o întrețesere în domeniul frecvență.

Blocul de întârziere realizează sincronizarea secvenței de ieșire pentru transmisia sincronizată în rețeaua SFN.

Interferența de emisie, ca și la un emițător analogic, constă dintr-un mixer pentru trecerea pe frecvența intermediară de 36,15 MHz, un circuit de precorecție a amplificatorului de putere, un mixer pentru trecerea pe frecvența de emisie, amplificatorul de putere și un filtru de canal pentru încadrarea spectrală a semnalului transmis la antena de emisie. Semnalul este radiat în rețele SFN, sau rețele locale cu un singur emițător, utilizând antenele existente. Schema bloc a receptorului DVB-T este similară schemei emițătorului.

CAPITOLUL 6

CONCLUZII

Direcții de dezvoltare viitoare

Cu toate realizările obținute până în prezent, se poate spune că era aplicaților video digitale se află abia la început. Sunt de așteptat numeroase schimbări inovatoare în domeniul serviciilor oferite publicului. Datorită necesităților de investiții uriașe pe care le impun astfel de cercetări în domeniul tehnicii de vîrf, este de înțeles faptul că transmisiile utilizând tehnicile digitale vor debuta aproape în toate țările prin promovarea serviciilor cu plată.

Chiar dacă standardul DVB are un rol unificator extrem de puternic, există deseori tendințe centrifuge, prin crearea unor aliante surprinzătoare între producători, fiecare dintre aceștia dorind să-și impună propria tehnologie în domeniul accesului condiționat și a interfețelor de utilizator. Aeastă tendință se manifestă în special în relațiile dintre producătorii europeni și cei extra – europeni. Plecînd de la aceste observații, se poate spune că orice predicție în această direcție poate fi considerată hazardată.

Televiziunea Digitală Terestră

În Europa, Marea Britanie a fost prima țară care a demarat un serviciu terestrial de televiziune numerică, în octombrie 1998, utilizând sistemul DVB-T, varianta 2k. Acest nou sistem ar putea înlocui transmisiile analogice curente PAL, după o posibilă coexistență a ambelor sisteme pentru o perioadă de 10 – 15 ani.

O propunere pentru această perioadă de tranziție se referă la tehnica “simulcasting”, adică difuzarea simultană pe același canal de radiofrecvență de 8 MHz a unei versiuni digitale pentru fiecare patru sau cinci canale analogice existente. În acest caz, o modalitate este reprezentată de încetarea treptată a transmisiunilor versiunilor analogice, de-a lungul unei perioade de 15 ani.

Aceasta va permite eliberarea progresivă a unei importante lățimi de bandă, care poate fi realocată sau utilizată în scopul serviciilor de comunicație de bandă largă. În special din motive de cost, există numeroase opinii critice asupra schemei de modulație OFDM, deja adoptată cu câțiva ani în urmă de sistemele de radiodifuziune Europene numerice DAB (Digital Audio Broadcasting). În locul acesteia, din motivul expus mai sus, se preferă mai puțin robusta, dar mai ieftina schemă de modulație QAM, similară cu cea utilizată în standardul DVB-C, dar cu o reîmprospătare a metodelor FEC.

O abordare similară există în SUA, unde marea alianță HDTV și-a propus drept obiectiv înlocuirea completă a sistemului de transmisiune convențional analogic până în anul 2001, lucru care însă nu a fost realizat. Alegerea schemei de modulație pentru difuziunea terestră sau cablu diferă esențial de DVB optându-se pentru schemele de modulație 8(16) VSB.

Atâta vreme cât opțiunile de ordin tehnic și politic, privind înlocuirea transmisiilor analogice rămân neclare, există o șansă minoră ca decodoarele TV digitale să fie integrate în construcția televizoarelor. Ca un prim pas, setul TV integrat digital, va avea probabil un caracter hibrid permițând recepția atât a transmisiunilor analogice cît și a celor digitale.

Sistemele Pay-TV (pay-as-you-watch)

De la lansarea sistemului de televiziune numerică terestră în Marea Britanie în 1998, au fost înregistrați aproximativ 7 milioane de abonați la acest serviciu, ceea ce reprezintă aproximativ 12% din populație. Recent, operatorii au constatat faptul că rata de înscriere de noi abonați s-a micșorat extrem de mult, în special datorită tot mai numeroaselor servicii numerice furnizate de operatorii de cablu și de recepția directă prin satelit. În plus, prețul de preluare a noi abonați este în creștere, iar peste un sfert din cetățenii britanici declară că nu vor adera la un sistem de abonament lunar. Principala cauză identificată a fost așa-numitul "șoc al facturii". După achiziționarea unor programe pe bază de Pay-TV (evenimente sportive, filme, etc.), multe persoane au fost surprinse neplăcut de sumele de plată acumulate la sfârșitul lunii. Drept rezultat, mmulți au renunțat la achiziționarea de noi programe saau chiar la abonametul la serviciile de televiziune numerică.

Pentru amortizarea șocului cumulării unor sume, firma Mondex International (MXI) a realizat o soluție cunoscută sub denumirea de pay-as-you-watch. Pornind de la ideea că oamenii acceptă mai ușor efectuarea unor plăți mai dese, dar de mică valoare, decât aceea de a accepta un abonament de valoare mai ridicată, MXI a pus la punct un sistem de plată electronic, efectuat în momentul achiziționării programului dorit. Pentru plată se pot folosi cardurile electronice, precum și orice variante de e-banking prin Internet. În acest mod este realizată poosibilitatea de achiziționare a unor servicii pe perioade limitate. De exemplu, în loc de a plăti abonamentul lunar la un canal de sport, se achiziționează dreptul de vizionare doar pe perioada desfășurării unui anumit eveniment sportiv. Modalitatea practică de implementare constă în utilizarea canalelor asimetrice de comunicație, a terminalelor ATM virtuale și este în strânsă legătură cu serviciile cunoscute sub denumirea de Video-on-Demand (VoD).

Sistemele de televiziune interactivă ITV

Termenul de televiziune interactivă este cel mai des utiliizat pentru a descrie noile servicii oferite de tehnicile digitale din televiziune. Deși foarte des utilizat, există încă un grad mare de confuzie cu alți termeni din același domeniu, precum: televiziune îmbunătățită, Web TV, Internet TV, Web Cast, Video-on-Demand (VoD), Interactive Video-on-Demand (iVoD), Pay-per-View (PPV), Video over IP (VoIP) și alți termeni similari care apar uneori cu o frecvență amețitoare.

Un sistem ITV reprezintă în esență îmbinarea între televiziunea domestică clasică și tehnologiile interactive, care permit creșterea facilităților de distribuție a conținutului video către clienți. Semnalele video digitale sunt transmise de la producător prin satelit, cablu sau difuzare terestră până acasă la client, unde se instalează un echipament individual de recepție și autorizare, cunoscut în general sub denumirea de Set-Top-Box (STB). Utilizatorii pot apoi stabili o conexiune directă bidirecțională cu furnizorul de servicii, printr-o linie telefonică standard sau prin cablu. Această conexiune permite utilizatorului să aleagă o serie întreagă de servicii suplimentare:

programe TV sau video speciale,

accesul la ghid electronic de programe EPG (Electronic Programming Guides)

accesul la servicii Video-on-Demand (VoD),

servicii de T-commerce (comerț prin terminalul TV, asemănător cu e-commerce),

servicii de marketing și reclame comerciale,

accesul la jocuri interactive,

accesul la navigarea standard pe Internet,

accesul la e-mail.

Confuzia legată de televiziunea interactivă nu se referă doar la terminologie, ci și la modalitățile de abordare globală. Diferite regiuni de pe glob au abordat această problemă în moduri diferite, în funcție de posibilitățile de transmisie și de obiceiurile culturale ale clienților din zonă.

Din punct de vedere tehnic, trebuie menționat faptul că legătura bidirecțională care asigură interactivitatea este una asimetrică. Fluxul de capacitate mare este orientat de la furnizorul de aplicație către client, pentru a permite traansferul de materiale audio-video în timp real. Legătura dinspre client către serverul video central este una de capacitate limitată.

BIBLIOGRAFIE

1. Nicolae George, Oltean Dănuț – Ioan, Radiocomunicații caracteristici și indici de calitate ai receptoarelor radio și de televiziune metode de măsurare, Universitatea “Transilvania” din Brașov – 2003

2. Constantin I., Marghescu I., Transmisiuni analogice și digitale, Editura Tehnică, București, 1995

3. Naicu, Ș., Tache, I., Receptore moderne de TV în culori, Ed. All Educational, București, 1998

4. Gacsádi Alexandru Gavriluț Ioan, BAZELE TELEVIZIUNII Îndrumător de laborator, Editura Universității din Oradea 2008

5. http://mihai.cm.upt.ro/Discipline/CAV/Curs/Cap11.pdf – accesat la data de 15.05.2011

6. http://nitroglicerine.tools4noobs.com/REFERATE%20LA%20GREU/uploads/CURSUL% 206.pdf – accesat la data de 19.05.2011

7. Andreea Florina JOCEA, Rezumat Teza de Doctorat, UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCȚII BUCUREȘTI FACULTATEA DE GEODEZIE, 2010