8VSB

8VSB es el método de modulación utilizado para la transmisión en el estándar de televisión digital ATSC . La modulación ATSC y 8VSB se utiliza principalmente en Norteamérica ; en cambio, el estándar DVB-T utiliza COFDM .

Un método de modulación especifica cómo fluctúa la señal de radio para transmitir información. ATSC y DVB-T especifican la modulación utilizada para la televisión digital terrestre; en comparación, QAM es el método de modulación utilizado para la televisión por cable . Por lo tanto, las especificaciones de un televisor compatible con cable podrían indicar que admite 8VSB (para televisión abierta) y QAM (para televisión por cable).

8VSB es una modulación de banda lateral vestigial de 8 niveles . En esencia, convierte una secuencia binaria en una representación octal mediante la modulación por desplazamiento de amplitud de una portadora sinusoidal a uno de ocho niveles. Este esquema de modulación podría considerarse como una modulación por código de pulsos de 8 niveles seguida de una modulación de amplitud y, posteriormente, la supresión parcial de la banda lateral inferior. 8VSB es capaz de transmitir tres bits (2³ ⁼ 8) por símbolo ; en ATSC, cada símbolo incluye dos bits de la secuencia de transporte MPEG , que se modulan en cadena para producir una cifra de tres bits. La señal resultante se filtra mediante un filtro de paso de banda de Nyquist para eliminar las redundancias en los lóbulos laterales y, a continuación, se desplaza a la frecuencia de transmisión. ^{[ 1 ]}

La modulación de banda lateral vestigial (VSB) es un método de modulación que busca eliminar la redundancia espectral de las señales de modulación por amplitud de pulso (PAM). Al modular una portadora con una secuencia de datos de valor real, se obtiene una frecuencia suma y una frecuencia diferencia, lo que da como resultado dos bandas laterales de portadora simétricas. Esta simetría implica que una de las bandas laterales es redundante, por lo que su eliminación permite la demodulación. Dado que no es posible implementar filtros con ancho de banda de transición cero, el filtrado aplicado deja un vestigio de la banda lateral redundante, de ahí el nombre "VSB".

En el canal de 6  MHz ( megahercios ) utilizado para la transmisión ATSC, 8VSB transmite una velocidad de símbolos de 10,76 megabaudios , una velocidad de bits bruta de 32 Mbit/s y una velocidad de bits neta de 19,39  Mbit/s de datos utilizables. La velocidad de bits neta es menor debido a la adición de códigos de corrección de errores hacia adelante . Los ocho niveles de señal se seleccionan mediante un codificador de enrejado . También existen modulaciones similares: 2VSB , 4VSB y 16VSB . 16VSB se diseñó originalmente para el cable digital ATSC , pero la modulación de amplitud en cuadratura (QAM) se ha convertido en el estándar de facto de la industria, ya que es económica y fácilmente disponible.

Una ventaja significativa de 8VSB para las emisoras es que requiere mucha menos potencia para cubrir un área comparable a la del sistema NTSC anterior, y se dice que es mejor en esto que el sistema alternativo más común, COFDM . Parte de la ventaja es la menor relación de potencia pico a promedio necesaria en comparación con COFDM. Un transmisor 8VSB necesita tener una capacidad de potencia pico de 6 dB (cuatro veces) su potencia promedio. 8VSB también es más resistente al ruido impulsivo. Algunas estaciones pueden cubrir la misma área transmitiendo con una potencia radiada efectiva de aproximadamente el 25 % de la potencia de transmisión analógica. Si bien NTSC y la mayoría de los demás sistemas de televisión analógica también utilizan una técnica de banda lateral vestigial, la banda lateral no deseada se filtra de manera mucho más efectiva en las transmisiones ATSC 8VSB. 8VSB utiliza un filtro Nyquist para lograr esto. La corrección de errores Reed-Solomon es el sistema principal utilizado para mantener la integridad de los datos. 

En el verano de 2005, la ATSC publicó estándares para VSB mejorado, o E-VSB.Mediante la corrección de errores hacia adelante , el estándar E-VSB permitirá la recepción de TDT en receptores portátiles de baja potencia con antenas más pequeñas, de forma muy similar a como lo hace el DVB-H en Europa, pero utilizando aún la transmisión 8VSB.

Durante un tiempo, hubo una presión constante para cambiar la modulación de ATSC a COFDM , la forma en que se transmite DVB-T en Europa e ISDB-T en Japón . Sin embargo, la FCC siempre sostuvo que 8VSB es la mejor modulación para su uso en la radiodifusión de televisión digital en EE. UU. En un informe de 1999, la Comisión determinó que 8VSB tiene un mejor rendimiento de umbral o relación portadora/ruido (C/N), tiene una mayor capacidad de velocidad de datos, requiere menos potencia de transmisión para una cobertura equivalente y es más robusto frente al ruido de impulso y de fase. ^{[ 2 ]} Como resultado, en 2000 denegó una petición de reglamentación de Sinclair Broadcast Group que solicitaba que se permitiera a las emisoras elegir entre 8VSB o COFDM según lo más apropiado para su área de cobertura. ^{[ 3 ]} El informe de la FCC también reconoció que COFDM "generalmente se esperaría que tuviera un mejor rendimiento en situaciones donde hay multitrayectoria dinámica", como la operación móvil o en presencia de árboles que se mueven con fuertes vientos. Sin embargo, con la introducción de los demoduladores de quinta generación en 2005 y las mejoras posteriores en las generaciones 6 y 7, el rango de ecualización ahora es de aproximadamente -60 a +75 microsegundos (una dispersión de 135 microsegundos) y ha eliminado prácticamente la multitrayectoria, tanto estática como dinámica, en la recepción 8VSB. En comparación, el rango de ecualización en COFDM es de -100 a +100 microsegundos (una dispersión de 200 microsegundos), pero la aplicación de este amplio espacio de banda de guarda para COFDM reduce sustancialmente su carga útil. De hecho, gran parte de Europa ha adoptado 1280×720p como su estándar HD para DVB-T1 debido a su reducida capacidad de carga útil . La introducción de DVB-T2 tiene como objetivo aumentar la capacidad de las transmisiones terrestres para transportar contenido de 1920×1080p. La resolución 1920×1080i siempre ha formado parte del esquema 8VSB desde sus inicios, y sus demoduladores mejorados no han tenido ningún efecto en su capacidad de carga útil inherente .

Debido a la continua adopción del estándar ATSC basado en 8VSB en EE. UU. y al creciente número de receptores ATSC, la transición a COFDM será un desafío. La mayoría de las transmisiones terrestres analógicas en EE. UU. se interrumpieron en junio de 2009, y los sintonizadores 8VSB son comunes en todos los televisores nuevos, lo que complica aún más una futura transición a COFDM.

Sin embargo, con el desarrollo de ATSC 3.0 , una versión actualizada del estándar estadounidense de televisión digital diseñado para la recepción móvil y un mejor rendimiento de la red de frecuencia única, ATSC ha decidido cambiar a OFDM con corrección de errores LDPC (esencialmente COFDM). ^{[ 4 ]} Como resultado, ATSC 3.0 será incompatible con todos los receptores ATSC 1.0 actuales, y los espectadores necesitarán un nuevo televisor con un sintonizador compatible o un decodificador. ^{[ 5 ]} A diferencia de la transición anterior a la televisión digital, que fue impuesta por la FCC, la "transición" a ATSC 3.0 será completamente voluntaria. Además, la FCC ha exigido que las emisoras que decidan cambiar a ATSC 3.0 continúen ofreciendo su canal principal a través de un acuerdo de transmisión simultánea con otra estación en el mercado (con un área de cobertura similar) al menos hasta 2022. ^{[ 6 ]} Sinclair anunció su intención de llevar ATSC 3.0 a 40 ciudades para 2020. ^{[ 7 ]}

El informe de la FCC citado anteriormente también concluyó que COFDM tiene un mejor rendimiento en situaciones de multitrayectoria dinámica y estática de alto nivel, y ofrece ventajas para redes de frecuencia única y recepción móvil. Sin embargo, en 2001, un informe técnico compilado por el Grupo Técnico de COFDM concluyó que COFDM no ofrecía ventajas significativas sobre 8VSB. El informe recomendó, en conclusión, que los receptores se conectaran a antenas exteriores elevadas a aproximadamente 9 metros (30 pies) de altura. Ni 8VSB ni COFDM tuvieron un rendimiento aceptable en la mayoría de las instalaciones de prueba en interiores. ^{[ 8 ]}

Sin embargo, surgieron dudas sobre si el receptor COFDM seleccionado para estas pruebas (un monitor transmisor) era adecuado.Archivado el 27/09/2007 en Wayback Machine. Sin filtrado frontal normal, estos resultados están coloreados. Las nuevas pruebas realizadas con los mismos receptores COFDM, a los que se les añadió un filtro de paso de banda frontal, dieron resultados mucho mejores para el receptor DVB-T, pero no se realizaron más pruebas.

El debate sobre la modulación 8VSB frente a la COFDM sigue vigente. Los defensores de la COFDM argumentan que resiste la multitrayectoria mucho mejor que la 8VSB. Esta es una propiedad importante de la modulación para la recepción de HDTV, por ejemplo, en vehículos en movimiento, algo que no es posible con la 8VSB. Los primeros receptores de DTV (televisión digital) 8VSB a menudo tenían dificultades para recibir una señal en entornos urbanos. Sin embargo, los receptores 8VSB más recientes gestionan mejor la multitrayectoria, pero un receptor en movimiento aún puede no recibir la señal. Además, la modulación 8VSB requiere menos potencia para transmitir una señal a la misma distancia. En áreas menos pobladas, la 8VSB puede superar a la COFDM debido a esto. Sin embargo, en algunas áreas urbanas, así como para uso móvil, la COFDM puede ofrecer una mejor recepción que la 8VSB. Varios sistemas VSB "mejorados" estaban en desarrollo, entre los que destacan E-VSB , A-VSB y MPH . Las deficiencias de 8VSB en lo que respecta a la recepción multitrayecto pueden solucionarse mediante el uso de códigos de corrección de errores hacia adelante adicionales que disminuyen la tasa de bits útil, como los que utiliza ATSC-M/H para la recepción móvil/portátil. ATSC 3.0 , el próximo estándar de televisión importante en Estados Unidos, utilizará COFDM.

La gran mayoría de las estaciones de televisión estadounidenses utilizan COFDM para sus enlaces entre el estudio y el transmisor, así como para sus operaciones de recopilación de noticias . Se trata de enlaces de comunicación punto a punto, no de transmisiones de difusión.

• Sintonizador ATSC
• ATSC-M/H para receptores móviles/portátiles

• ¿Qué es exactamente el 8-VSB?