Cálculo de la Tasa Binaria en Sistemas de Transmisión de Vídeo Digital

Vamos a calcular la tasa binaria para los tres tipos de muestreo anteriores, suponiendo un formato de vídeo digital estándar (SDTV) que explora 25 imágenes por segundo. Cada imagen está compuesta por 576 líneas de exploración con 720 píxeles o muestras por línea (720x576 – 25 fps formato 4:3). Además, se ha de tener en cuenta que la codificación de cada muestra se hace con 8 bits.

Cálculo de la Tasa Binaria

• Tb (4:4:4): Y = 720 x 576 x 25 x 8 = 82,944 Mbit/sg
• R-Y = 720 x 576 x 25 x 8 = 82,944 Mbit/sg
• R-Y = 720 x 576 x 25 x 8 = 82,944 Mbit/sg
• Total = 248,832 Mbit/sg

• Tb (4:2:2): Y = 720 x 576 x 25 x 8 = 82,944 Mbit/sg
• R-Y = 360 x 576 x 25 x 8 = 41,472 Mbit/sg
• R-Y = 360 x 576 x 25 x 8 = 41,472 Mbit/sg
• Total = 165,888 Mbit/sg

• Tb (4:2:0): Y = 720 x 576 x 25 x 8 = 82,944 Mbit/sg
• R-Y = 360 x 288 x 25 x 8 = 20,736 Mbit/sg
• R-Y = 360 x 288 x 25 x 8 = 20,736 Mbit/sg
• Total = 124,416 Mbit/sg

El Transmisor de Satélite:

La tasa binaria obtenida tras el codificador Reed-Solomon es de: 38,01 Mbits/sg * (204/188) = 41,245 Mbits/sg.

• T binaria bruta: 41,245 * (4/3) = 55 Mbits/sg
• La velocidad de símbolo (SR) quedaría en: SR = T binaria bruta / n = 55 / 2 = 27,5 Msimb/sg (n = nº de bits agrupados).
• El ancho de banda del canal de transmisión: 27,5 MHz * 1,35 = 37,125 MHz.

El Receptor de Satélite:

T binaria neta = 55 Mbits/sg * (3/4) * (188/204) = 38,01 Mbits/sg.

El Transmisor de Cable:

La tasa binaria bruta obtenida tras el codificador Reed-Solomon es de: 38,01 Mbits/sg * (204/188) = 41,245 Mbits/sg.

• La velocidad de símbolo (SR) quedaría en: SR = T binaria bruta / n = 41,245 / 6 = 6,875 MSimb/sg (n = nº de bits agrupados).
• El ancho de banda total del canal de transmisión: 6,875 MHz * 1,15 = 7,9 MHz.

El Receptor de Televisión por Cable:

T binaria neta = 41,25 Mbits/sg * (188/204) = 38,01 Mbits/sg.

La modulación COFDM 8K se compone de 6817 portadoras. Cada una de ellas está modulada en 64-QAM, por lo que los símbolos que se generen portarán 6 bits de información cada uno. (Ver modulación 64-QAM). Las portadoras están separadas entre sí 1116 Hz. El ancho de banda del canal queda determinado por el producto del número de portadoras y la separación entre ellas.

• Ancho de banda β = 6817 x 1116 = 7,607 MHz.

El Transmisor de TDT:

La tasa binaria = 19,908 Mbits/sg * (204/188) = 21,602 Mbits/sg.

• T binaria bruta: 21,602 * (3/2) = 32,403 Mbits/sg.
• Con esta tasa binaria se modularán 6048 de las 6817 portadoras: 6048 portadoras * 893 símbolos cada una * 6 bits por símbolo = 32,403 Mbit/sg.
• Las otras 769 portadoras se modulan con bits del sistema. Esta operación se realiza en el modulador COFDM.
• Esta operación acarrea un aumento del número de símbolos y de bits por segundo de: 769 portadoras * 893 símbolos por portadora = 0,6867 Msimb/sg.
• 0,6867 Msimb/sg * 6 bits/simb = 4,1203 Mbits/sg.
• T binaria bruta: 32,403 + 4,1203 = 36,5233 Mbits/sg.
• La velocidad de símbolo (SR) quedaría en: SR = T binaria bruta / n = 36,5233 / 6 = 6,0876 MSimb/sg (n = nº de bits agrupados).

El Receptor de TDT:

Tasa binaria bruta = 5,406 MSimb/sg * 6 (Nº de bits por símbolo de la modulación 64-QAM) = 32,403 Mbits/sg.

T binaria neta = 32,403 Mbits/sg * (2/3) * (188/204) = 19,908 Mbits/sg.