BAB II TEKNOLOGI
DIGITAL VIDEO BROADCASTING-TERRESTRIAL DVB-T
2.1 Umum
Saat ini salah satu pengembangan DVB yang menarik adalah penggunaan standar DVB dalam penyiaran televisi digital terrestrial DVB-T dan hand-held
DVB-H. DVB-T merupakan DVB standar konsorsium Eropa untuk transmisi penyiaran
televisi terestrial digital yang pertama kali dipublikasikan pada tahun 1997 dan penyiaran pertama kali pada tahun 1998 di Inggris. Sistem ini mentransmisikan suara,
video dan data digital lain yang terkompresi menggunakan modulasi OFDM Orthogonal Frequency-Division Multiplexing [2].
Dengan teknologi digital, DVB-T dapat memanfaatkan penggunaan bandwidth secara lebih efisien. Satu transponder satelit yang biasanya hanya dapat digunakan
untuk satu program TV analog, dengan menggunakan DVB-T dapat digunakan untuk menyiarkan 8 kanal TV digital. Selain penambahan kapasitas kanal TV, pada media
transmisi terestrial dapat diperoleh kualitas gambar yang lebih baik.
2.2 Transport Stream TS
Transport Stream menurut ITU-T Rec. H.262 | ISO IEC 13818-2 dan ISO IEC
13818-3 adalah aturan aliran yang disesuaikan untuk berkomunikasi atau menyimpan
Universitas Sumatera Utara
satu atau lebih program dari data yang dikodekan dan data lainnya dalam lingkungan dimana kesalahan signifikan mungkin terjadi. Kesalahan tersebut dapat dimanifestasikan
sebagai kesalahan bit atau kehilangan paket [3]. Sinyal baseband yang ditransmisikan adalah MPEG-2 TS. Transport Stream
TS adalah deret kontinu dari paket TS. Setiap paket memiliki panjang 188 byte. Pada 4 byte pertama mengandung header dari paket TS dan 184 byte berikutnya digunakan
untuk payload. Komponen yang paling penting dari header adalah byte sinkronisasi sync dan paket ID PID [3].
2.3 Sistem Tranceiver DVB-T
Blok sistem transceiver DVB-T dibagi menjadi 3 bagian yaitu transmitter, kanal dan receiver.
2.3.1 Transmitter
Gambar 2.1 merupakan skema dari pemancar DVB-T [3]. Proses transmisi paket MPEG-2 pada DVB-T terdiri dari 6 tahapan,yaitu [4]:
1. Outer coding penyandian Reed-Solomon 2. Outer interleaving convolutional interleaving
3. Inner coding penyandian punctured convolutional 4. Inner interleaving
5. Pemetaan dan modulasi
Universitas Sumatera Utara
6. Transmisi OFDM
Video Coder Audio Coder
Data Coder Program
MUX Transport
MUX Splitter
2 n
Mux Adaptation
Energy Dispersal
Mux Adaptation
Energy Dispersal
Outer Coder
Outer Coder
Outer interleaver
Outer interleaver
Inner Coder
Inner Coder
Inner interleaver
Mapper Frame
Adaptation Pilot TPS
Signal OFDM
DA Front
End MPEG 2
Source Coding Multiplexing
Channel Coding
Modulation Ke
Antena
Gambar 2.1 Blok Transmitter DVB-T
Penjelasan setiap blok pada bagian transmitter DVB-T diberikan di bawah ini.
2.3.1.1 Source Coding dan Multipleksing
Proses pentransmisian pada system DVB-T dimulai dari proses pengkodean sumber dan pemultipleksian MPEG-2 MUX. Video terkompresi, audio terkompresi,
dan aliran data dimultipleks ke dalam MPEG Program Stream MPEG-PS. Satu atau
Universitas Sumatera Utara
lebih MPEG-PS yang bergabung bersama-sama menjadi transport stream MPEG MPEG-TS, ini adalah aliran digital dasar yang sedang dikirim dan diterima oleh TV
atau Set Top Box rumah STB.
2.3.1.2 Splitter
Setelah proses pengkodean sumber dan pemultipleksian MPEG-2 MUX, MPEG TS masuk ke splitter. Dua MPEG TS berbeda dapat ditransmisikan pada saat
yang sama menggunakan teknik yang disebut transmisi hirarki. Ini dapat digunakan untuk mengirim, misalnya sinyal SDTV dan sinyal HDTV pada pembawa yang sama.
Secara umum, sinyal SDTV lebih kuat dari sinyal HDTV. Pada penerima, tergantung pada kualitas sinyal yang diterima, STB mungkin dapat men-decode aliran HDTV atau,
jika tidak memiliki kekuatan sinyal, dapat beralih ke sinyal SDTV dengan cara ini, semua penerima yang dekat dengan lokasi transmisi dapat mengunci sinyal HDTV,
sedangkan yang lain, bahkan yang terjauh, mungkin masih dapat menerima dan decode sinyal SDTV. MPEG-TS diidentifikasi sebagai urutan paket data dengan panjang yang
tetap 188 bytes. Dengan teknik yang disebut penyebaran energi, urutan byte dipisahkan.
2.3.1.3 Outer coding
Outer coding merupakan koreksi kesalahan tingkat pertama pada outer coder menggunakan kode blok non-biner, menggunakan kode Reed-Solomon sehingga
memungkinkan koreksi hingga maksimal 8 byte kesalahan untuk setiap paket 188 byte.
Universitas Sumatera Utara
2.3.1.4 Outer Interleaver
Pada outer interleaver, interleaving konvolusi digunakan untuk mengatur ulang urutan data yang ditransmisikan. Hal ini berfungsi untuk memudahkan koreksi deret
kesalahan pada data yang panjang.
2.3.1.5 Inner Coding
Inner coding adalah koreksi kesalahan tingkat kedua untuk koreksi kesalahan bit, yang sering dilambangkan dalam menu STB sebagai FEC Forward Error
Correction.
2.4.1.6 Inner Interleaving
Tujuan dari dilakukannya inner interleaving adalah untuk mengatasi efek frekuensi selektif saluran yang mungkin misalnya hasil dari gema pada jalur transmisi.
Inner interleaver dilakukan untuk memberikan performa optimal pada kompleksitas dan ukuran memori. Ini terdiri dari kombinasi dari interleaver bit dan simbol. Dalam
interleaver bit, 126 bit berurutan pertama digabungkan menjadi satu blok dan kemudian disisipkan di dalam blok ini. Selanjutnya interleaver simbol yang merupakan interleaver
deret pseudorandom yang mengubah deret dari simbol tersebut. Hasil penyisipan ini pada sinyal DVB-T adalah frekuensi interleaving di dalam satu simbol DVB-T.
Universitas Sumatera Utara
2.3.1.7 Pemetaan dan Modulasi
Proses inner interleaving diikuti oleh pemetaan simbol. Pada proses ini tiap-tiap carrier dari sinyal OFDM dimodulasi secara terpisah dengan pilihan teknik modulasi
QPSK, 16-QAM and 64-QAM.
2.3.1.8 Frame Adaptation
Setelah simbol-simbol dipetakan, frame adaptation mengelompokkan
simbol-simbol yang kompleks dalam blok-blok panjang yang konstan 1512, 3024, atau 6048 simbol per blok. Sebuah frame dibangkitkan dengan panjang 68 blok
dan sebuah superframe dibangun oleh 4 frame.
2.3.1.9 Penyisipan Sinyal Pilot dan Sinyal TPS Transmission Parameter Signalling
Untuk menyederhanakan penerimaan sinyal yang ditransmisikan pada saluran radio terestrial, sinyal tambahan dimasukkan ke dalam setiap blok. Sinyal pilot
digunakan selama fase sinkronisasi dan ekualisasi, sementara sinyal TPS Transmission Parameter Signalling mengirim parameter dari sinyal yang ditransmisikan dan untuk
mengidentifikasi sel transmisi. Penerima harus mampu menyinkronkan, menyamakan, dan mendekodekan sinyal untuk mendapatkan akses ke informasi yang dipegang oleh
pilot TPS. Jadi, penerima harus tahu informasi ini terlebih dahulu, dan data TPS hanya digunakan dalam kasus khusus, seperti perubahan dalam parameter, sinkronisasi ulang,
dan lain-lain.
Universitas Sumatera Utara
2.3.1.10 OFDM
Urutan blok dimodulasi menurut teknik OFDM. Peningkatan jumlah carrier tidak mengubah payload bit rate yang tetap konstan. Dalam proses ini disisipkan guard
interval yangbertujuan untuk menghindari Intersymbol Interference ISI akibat lintas jamak pada sinyal yang ditransmisikan. Lebar guard interval tersebut dapat 132, 116,
18, atau 14 dari FFT. Siklik awalan diperlukan untuk mengoperasikan jaringan frekuensi tunggal, dimana mungkin ada interferensi ineliminable datang dari beberapa
lokasi yang mentransmisikan program yang sama pada frekuensi carrier yang sama.
2.3.1.11 Konversi Digital ke Analog
Sinyal digital diubah menjadi sinyal analog, dengan konverter digital-ke-analog DAC, dan kemudian dimodulasikan ke frekuensi radio VHF, UHF oleh front-end RF.
Bandwidth yang ditempati dirancang untuk mengakomodasi setiap sinyal DVB-T tunggal menjadi saluran lebar 5, 6, 7, atau 8 MHz. Kecepatan sampel baseband yang
diberikan pada input DAC tergantung pada bandwidth saluran dengan B
f
s
7 8
=
sampels, di mana B adalah bandwidth saluran dinyatakan dalam Hz Hertz.
2.3.2 Kanal
Kanal adalah media elektromagnetik di antara pemancar transmitter dan penerima receiver. Bentuk umum dari kanal adalah kanal Gaussian yang secara umum
Universitas Sumatera Utara
disebut sebagai kanal Additive White Gaussian Noise. Gambar 2.2 mengilustrasikan sebuah kanal dengan dengan respon impuls ht dan noise additive.
ut xt
yt
Gambar 2.2 Bentuk Umum Kanal
Ketika jumlah subcarrier N adalah besar, fungsi transfer kontinu dari respon kanal Hf dapat digambarkan sebagai kurva diskrit persegi empat seperti diilustrasikan
pada Gambar 2.3
f H
3
H
……. H
Gambar 2.3 Kanal dan Respon Kanal dari Dekomposisi Multicarrier
ht
Universitas Sumatera Utara
Masing-masing persegi empat memiliki lebar band frekuensi
s
T 1
Hz. Semakin besar N; lebar band frekuensi persegi empat akan semakin besar dan secara matematika
dapat ditulis sebagai:
[ ] [ ] [ ]
, k
u k
X H
k Y
i i
i i
+ =
untuk i= 1,2,3 …, N
Dimana adalah output kompleks dari N-titik FFT dan
adalah noise.
2.3.3 Receiver
Gambar 2.4 menunjukan blok diagram penerima DVB-T yang terdiri atas tiga blok utama yaitu blok syncronozation dan channel estimation blok channel decoding
dan source decoding dan demultiplexing [3].
Universitas Sumatera Utara
Dari Antena OFDM
Demod 2K8K FFT
AD I Q
Gen Analog
Front End
Sinkronisasi frame waktu
Sinkronisasi frekuensi
Reference Symbols
Extraction Reference
Symbols Extraction
Mapping Frequency
Deinterleaving Viterbi
Decoder Byte
Deinterleaving Reed-Solomon
Decoder Transport
Demux MPEG MPEG Audio
Decoder MPEG Video
Decoder Synconization
Channel Estimation Channel Decoding
Source Decoding Demultiplexing FFT window
amplitude
Gambar 2.4 Blok Receiver DVB-T
Secara garis besar pada sistem penerima DVB-T akan terjadi proses sebagai berikut: 1. Front-end dan ADC: sinyal RF analog dikonversi ke base band dan diubah
menjadi sinyal digital, menggunakan konverter analog-ke-digital ADC. 2. Sinkronisasi waktu dan frekuensi: sinyal base band digital dicari untuk
mengidentifikasi awal frame dan blok. Jika ada masalah dengan frekuensi dari komponen sinyal juga dikoreksi. Guard interval pada akhir simbol yang
ditempatkan juga di awal dimanfaatkan untuk menemukan awal dari sebuah simbol OFDM yang baru.
3. pembuangan guard interval: cyclic prefix dihapus
Universitas Sumatera Utara
4. OFDM demodulasi 5. Ekualisasi frekuensi: sinyal pilot menyamakan sinyal yang diterima
6. Demapping
7. Internal deinterleaving
8. Internal decoding: menggunakan algoritma Viterbi. 9.
eksternal deinterleaving 10.
eksternal decoding 11. MUX adaptasi
12. MPEG-2 demultiplexing dan pendekodean sumber
2.4 Mode Carrier
Pada spesifikasi DVB-T, terdapat dua mode carrier yang dapat digunakan dengan jumlah carrier yang berbeda, yaitu mode 2K dengan 2048 point FFT dan mode
8K dengan 8192 point FFT. Ukuran FFT diberikan sebagai pangkat dari 2. Pada mode 2K, pangkatnya adalah 11 sehingga menghasilkan 2048 point FFT, sedangkan pada
mode 8K pangkatnya adalah 13 sehingga hasilnya 8192 point FFT. Jumlah carrier untuk 8K adalah 6817 dan untuk 2K adalah 1705 [4].
2.5 Modulasi dan Demodulasi QPSK Quadrature Phase Shift Keying