Contribuições para a camada física de TV digital - Almeida, Jefferson Jesus Hengles (2021)
Este trabalho apresenta contribuições para a camada física de um Sistema de Televisão (TV) digital, a partir da implementação completa de um modelo de sistema baseado em Filter Bank Multi Carrier (FBMC) com estágios de estimação de canal e sincronismo em frequência. Embora o Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) seja a modulação mais utilizada nos sistemas de comunicação digital atuais, a técnica FBMC oferece vantagens quanto à robustez e eficiência espectral. Isto porque o FBMC realiza o uso de filtros de faixa estreita associados à modulação Offset Quadrature Amplitude Modulation (OQAM), descartando a necessidade do Cyclic Prefix (CP) e minimizando os efeitos da interferência entre subportadoras. Ainda que exista maior grau de dificuldade no processo de estimação de canal nos sistemas FBMC, devido ao modelo de transmissão, a utilização de uma estrutura de quadro que contenha pilotos espalhadas associada a estimadores de canal baseados em interpolação e Discrete Fourier Transform (DFT) e com equalização por etapas, pode manter os ganhos observados mesmo em canais mais agressivos. Além disso, uma estrutura de preâmbulo associada a algoritmos de detecção e sincronização pode ser aplicada ao sistema, de forma a corrigir desvios de frequência causados, por exemplo, pelo efeito Doppler. O modelo computacional completo para o FBMC foi desenvolvido no ambiente GNU Radio Companion (GRC) tendo como base as deduções teóricas realizadas e seu desempenho foi comparado com o modelo do OFDM utilizado para TV digital. Assim, houve a análise das curvas de erro de bit, em diversos cenários com ruído e multipercurso, observações do espectro e cálculo da capacidade de transmissão. Os resultados obtidos revelam que o sistema proposto apresenta vantagens em relação ao paradigma OFDM analisado e demonstram que a estrutura de pilotos construída, atrelada aos estimadores e equalizadores desenvolvidos, possibilita a estimação de canal adequada, enquanto o emprego do preâmbulo somado aos algoritmos para sincronismo permitem a minimização de interferências causadas devido aos desvios de frequência.