Análisis de la modulación DTMB y diseño FPGA

Análisis de la modulación DTMB y
diseño FPGA
Ing. Nelson García Rodríguez*
Ing. Addis Rey Domínguez**
Ing. Luis Giraldo Raymond Rodríguez**
(*Investigador de LACETEL, CUBA, nelson@lacetel.cu, 683-2824)
(**Como parte de la tesis de grado para Ing Telec., desarrollada en LACETEL, CUBA)

RESUMEN
El presente trabajo describe el proceso de diseño de un modulador de TV digital, de acuerdo alas especificaciones del estándar
DTMB. El diseño contempla la adaptación para una trama de canal de 6MHz, y se realiza sobre tecnología FPGA
empleando lenguaje de descripción de hardware VHDL, y herramientas del System Generator de Xilinx y MATLAB.
Palabras claves: DTMB, Modulación, FPGA, Xilinx.

ANALYSIS OF DTMB MODULATION AND FPGA DESIGN
ABSTRACT
The present paper describes the design ofa digital TV modulator, according with the specifications of DTMB standard. The
design is made for 6 MHz channel frame, over FPGA platform with VHDL as hardware description language, with Xilinx System
Generator as design tool and simulation with Modelsim and MATLAB.
Key words: DTMB, Modulation, FPGA, Xilinx.

INTRODUCCION
Las dificultades a las que Cuba se tiene que enfrentar para cambiar ala Televisión Digital Terrestre (TDT) son grandes y
numerosas, pero el cambio es inevitable. Mientras más demore, más difícil será después, porque habrá que hacerlo todo en plazos
más apretados 1.
Cuba ha dado los primeros pasos para la adopción de uno de los estándares tecnológicos para la TDT, realizando pruebas de
campo sobre las 4 normas vigentes. (Habana 2007 y 2009).
La norma DTMB2(Digital Terrestrial Multimedia Broadcast) se usa principalmente en China y está en prueba en otros países. En
estos momentos, las comisiones designadas por el gobierno cubano están considerando seriamente su adopción, pues los
resultados de pruebas comparativas realizadas en todo el mundo la señalan como la más completa técnicamente: además de las
pruebas realizadas en la Habana, también se hanrealizado en Beijing, Caracas, Lima y Quito. Debido a que fue la última norma
en ser lanzada, ha incorpora los más novedosos algoritmos y reutiliza lo mejor de cada una de las que la antecedieron.
Más allá de que los estándares de TDT están compuestos por numerosos documentos, el elemento principal de la norma es aquel
donde se describe al proceso de modulación de la señal y se especifican suscaracterísticas técnicas, tema en el cual se centra este
artículo.
Debido al número relativamente pequeño de moduladores en las cadenas de transmisión de la TV, aun en los países más extensos
territorialmente, no es factible económicamente la producción de ASIC para realizar la modulación. Por otra parte, la velocidad
requerida para el procesamiento de la información requiere en muchos casos elempleo de estructuras de hardware dedicadas.
Estas 2 razones determinan que los moduladores para TDT sean desarrollados actualmente sobre tecnología FPGA.
En el presente trabajo se proponen variantes de implementación para los principales módulos que intervienen en el proceso de
modulación de una señal DTMB. Los resultados son comprobados mediante simulación aprovechando las potencialidades deintegración de herramientas de descripción de hardware del System Generator de Xilinx, con MATLAB Simulink.

DISEÑO PROPUESTO
Elementos generales
En la figura 1 se muestra un esquema en bloques del modulador DTMB, tomando como punto de partida una trama codificada
MPEG-2, H.264 o AVS.

Figura 1: Estructura en bloques del modulador DTMB.

La Trama de Señales la unidad básica en laestructura de tramas (figura 2). Una Trama de Señal está compuesta por 2 partes en el
dominio de la señal en el tiempo, el Encabezado de Trama y el Cuerpo de Trama.
La razón de símbolo en banda base para el Cuerpo y la Cabecera es la misma. Como en Cuba el ancho de banda es de 6MHz, la
razón de símbolos pasa a ser 5.67MHz, produciéndose una reducción de la carga útil a transmitir (en una razón...