MediaFLO
(Forward Link Only) es una tecnologia desarrollada por la empresa
Qualcomm
para la radiodifusion de
television movil
a dispositivos portatiles y que se utiliza tan solo en Estados Unidos. Esta tecnologia permite la radiodifusion de canales en tiempo real, en tiempo no real, audio o transmisiones de datos
IP
.
Los contenidos que provienen de canales reales son transmitidos mediante satelite en
MPEG-2
y en el centro de operaciones locales es transformado al formato
QVGA
H.264
(Quarter Video Graphics Array o 240x320 pixels) ya que es el utilizado en las redes FLO.
Los contenidos de canales no reales son recibidos normalmente mediante IP y se transforman al formato utilizado en las redes FLO para luego ser transmitidos sobre una Red de Frecuencia Unica (
SFN
). Para la correcta distribucion de los contenidos se requiere como minimo una red 3G como
UMTS
o
HSDPA
. La tecnologia FLO permite el uso de modulacion a capas (capa base y capa mejorada), por lo que los dispositivos que reciban ambas capas ofreceran video a 30 fps y los que solo reciban la capa base ofreceran 15 fps.
Actualmente el espectro utilizado por el sistema MediaFLO se extiende desde los 716 a los 722 MHz, lo que se corresponde con el canal 55 de la
TV
UHF
.
El 12 de enero de 2005 la empresa Verizon junto Qualcomm anunciaron un acuerdo para la comercializacion de dispositivos que incluian la tecnologia MediaFLO que se hizo efectiva a finales de marzo del 2007. Algo similar ocurrio con el grupo de telecomunicaciones AT&T que el 12 de febrero de 2007 anuncio un acuerdo con Qualcomm y que se veria realizado en mayo de 2008.
Modulacion y codificacion
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]
La tecnologia FLO utiliza Multiplexacion por Division en Frecuencia Ortogonal (
OFDM
) como modulacion y ademas de codigos correctores de errores tales como codigos convolucionales (Turbo Codigos) y codigos
Reed-Solomon
.
La modulacion OFDM consiste en separar el ancho de banda disponible en varios bins referidos a subportadoras y que a su vez son moduladas (mediante una modulacion
QAM
). Mediante esta tecnica se consiguen eficiencias espectrales muy elevadas y se consiguen los requisitos de movilidad en una celda SFN.
Concretamente, el sistema FLO utiliza un modo 4K (es decir, 4096 subportadoras) y una modulacion de cada suportadora mediante una QPSK o una 16-QAM. Estas 4096 portadoras ocupan un total de 5,55 MHz lo que corresponde con un espaciado de 5,55 MHz/4096 = 1,355 kHz.
Este espaciado entre portadoras nos asegura que el
efecto Doppler
no provocara un error de paquete de mas de un 1% a velocidades hasta de 120km/h para cualquier constelacion. Con el sistema utilizado en MediaFLO aseguramos hasta una velocidad de 200 km/h.
De estas 4096 subportadoras, la portadora 2048 no se transmite ya que corresponde a la continua y 95 de las 4095 restantes son portadoras de guarda que estan por los dos extremos de la banda. Por lo tanto, obtenemos un total de 400 portadoras activas que seran moduladas con informacion util o para estimacion del canal.
En el dominio temporal un simbolo OFDM esta compuesto por 4642 muestras llamadas chips de OFDM. El simbolo OFDM esta separado en varias partes entre las cuales incluye un intervalo de guarda que es una octava parte de la fraccion util del simbolo. De este modo se consigue que no exista interferencia intersimbolica (
ISI
) ni interferencia entre portadoras (
ICI
) debido a la propagacion multicamino en distancias hasta 27,7 km. En el sistema FLO el intervalo de guarda puede ser mayor en funcion de la estimacion del canal realizada por una estructura entrelazada, que consiste en dividir las 4000 portadoras utiles en packs de ocho, y de cada pack se utiliza la portadora 6 u 8 para la estimacion del canal. Asi obtenemos 500 portadoras piloto repartidas por todo el ancho de banda para la estimacion del canal y las 3500 restantes para la modulacion de informacion.
Algunos de los parametros caracteristicos de la tecnologia MediaFLO se presentan a continuacion:
Parametro
|
Valor
|
Numero total de portadoras
QAM
|
4096
|
Numero de portadoras de guardia
|
96
|
Numero de portadoras piloto
|
500
|
Multicast Logical Channels (MLC)
|
1-7
|
Modulacion
|
QPSK
(constelacion de 4 simbolos),
16QAM
(16 simbolos)
|
Espacio entre subportadoras
|
1.355 kHz (5.55 MHz / 4096 subportadoras)
|
Duracion de simbolo modulado (chip)
|
0.18 μs (1/5.55 MHz)
|
Duracion de simbolo OFDM
|
833.33 μs (4096 chips)
|
Es bien conocido que para conseguir los maximos beneficios de la modulacion OFDM se debe utilizar codigos
FEC
(Forward Error Correction) en la transmision. En particular, la tecnologia FLO se basa en un esquema concatenado de codificacion que consiste en un turbo codigo interno y un codigo Reed Solomon exterior. Cada paquete de turbo codigo contiene un Control de Redundancia Ciclica (
CRC
) y que en funcion de este el codigo Reed Solomon no necesita ser calculado si los datos se han recibido correctamente.
Estructura de un paquete FLO
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]
La senales transmitidas por MediaFLO se organizan en super cuadros tal y como se muestra a continuacion:
Como se puede observar cada supercuadro se compone de cuatro cuadros de datos que contienen datos de area amplia y area local, los simbolos de informacion de control (OIS) y pilotos TDM.
Ya que la duracion del simbolo OFDM es 0.833 ms en cada supercuadro obtendremos un total de 1/0,833ms= 1200 simbolos OFDM para un ancho de banda de 6 MHz, lo que corresponde a una eficiencia de 200 simbolos OFDM por cada MHz.
El primer bloque realmente hay 4 tipos de piloto OFDM: piloto TDM 1, canal de identificacion de area amplia (WIC), canal de identificacion de area local (LIC) y por ultimo el piloto TDM 2.
El piloto TDM 1 consiste de 36 periodos cada uno de los cuales tiene una longitud de 128 chips. Esto nos da una longitud total de 4608 chips donde 4096 corresponden a la
FFT
y 512 corresponden al prefijo ciclico. El piloto TDM 1 es el primer simbolo del supercuadro por lo tanto marca el principio de este. Ademas de utilizarse para la sincronizacion de cuadro se puede utilizar para sincronizacion de tiempo y de frecuencia.
El canal de identificacion de area amplia (WIC) y el de area local (LIC) corresponden 1 simbolo y se utilizan para identificar a que area amplia y que area local pertenece el dispositivo
El piloto TDM 2 es el ultimo en la porcion de los pilotos TDM y tiene dos periodos cada uno de los cuales tiene una longitud de 2048 chips mas el prefijo ciclico. El proposito principal del TDM 2 es proporcionar mas exactitud para la sincronizacion de la trama y poder inmediatamente comenzar a descodificar la informacion de OIS. Tambien puede ser utilizado para una estimacion inicial del canal.
El canal OIS consiste en 10 simbolos OFDM separados en dos partes: area amplia y area local. El OIS de area amplia contiene informacion acerca de los canales logicos que son comunes en el area amplia mientras que el OIS de area local contiene informacion acerca de los canales logicos comunes a un area local especifica. Ademas del canal OIS tambien se obtiene la asignacion tiempo-frecuencia de cada canal logico en el supercuadro actual.
Por ultimo tenemos cuatro paquetes que contienen toda la informacion util para los dispositivos FLO, ocupando de este modo la mayor parte del supercuadro. Como ya se ha mencionado el sistema FLO puede soportar la transmision para area local y area amplia. Ya que un area amplia puede consistir en varias areas locales y existe la posibilidad de interferencias entre transmisiones recibidas en los limites entre areas locales, los dos tipos de servicio son multiplexados en tiempo. Asi, cada paquete de datos esta subdividido en dos partes correspondientes al area amplia y al area local ocupando un total de 9 periodos con una longitud de 512 cada uno y donde uno de los periodos corresponde con el prefijo ciclico.
A continuacion se muestra el esquema de generacion del canal de datos:
Estandarizacion
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]
Al tratarse de una tecnologia de una empresa privada no se puede considerar como un estandar en television movil. Sin embargo, la
TIA
(Telecommunications Industry Association) tiene reconocidos varios estandards relacionados con la tecnologia FLO para, de este modo, dar apoyo a esta tecnologia respecto a las tecnologias competidoras para establecer un estandar en los Estados Unidos. La TIA tiene reconocidos los siguientes:
- TIA-1099: FLO Air Interface
- TIA-1102: FLO Minimum Performance Specification for Devices
- TIA-1103: FLO Minimum Performance Specification for Transmitters
- TIA-1104: FLO Test Application Protocols
- TIA-1120: FLO Transport Specification
- TIA-1130: FLO Media Adaptation Layer Specification
- TIA-1132: FLO Repeater Minimum Performance Specification
- TIA-1146: FLO Open Conditional Access (OpenCA) Specification
La
ATSC
el 21 de mayo de 2007 convoco una peticion de propuestas para establecer las especificaciones para el nuevo estandar de television movil A/153 (ATSC-Mobile&Handheld). El 22 de junio de 2007 la ATSC hizo publicas las empresas de las que recibio propuestas y entre ellas aparecia la empresa Qualcomm con su tecnologia FLO. Pero segun un comunicado realizado por la ATSC el dia 1 de diciembre, donde muestra alguna de las caracteristicas que tendra el nuevo estandar, no parece que la tecnologia de la compania Qualcomm haya sido la elegida de entre las propuestas realizadas.
Tecnologia FLO vs. otras tecnologias
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En este apartado se presentan diversas tablas con comparaciones entre la tecnologia FLO y el resto de tecnologias competidoras.
Formato Multimedia Movil
Formato
|
Descripcion
|
ISDB-T
|
Origen: Tecnologia de paquete de datos DTV (Japon)
Modulacion/Codificacion: OFDM, convolucional, Reed-Solomon
|
T-DMB
|
Origen: Derivativo del DAB europeo, modificado para multimedia (Corea)
Modulacion/Codificacion: OFDM, convolucional, Reed-Solomon
|
S-DMB
|
Origen: Formato propietario, principalmente de Toshiba (Japon)
Modulacion/Codificacion: CDM, convolucional, Reed-Solomon
|
DVB-H
|
Origen: Derivado de DVB-T (Europa)
Modulacion/Codificacion: OFDM, convolucional, Reed-Solomon
|
FLO
|
Origen: Tecnologia de paquete de datos QUALCOMM (EE.UU)
Modulacion/Codificacion: OFDM, turbo, Reed-Solomon
|
Parametros Tecnicos y Rendimientos
Formato
|
Diversidad
en Frecuencia
|
Diversidad
en Tiempo
|
Ganancia
Multiplexor
Estadistico
|
Reduccion de
energia por
Dominio
Tiempo
|
Reduccion de
energia
Dominio de
Codigo o
Frecuencia
|
Rendimiento
Relativo a
FLO a 1
bps/Hz
|
ISDB-T
|
Deficiente
430 kHz
|
0,5 s
|
Ninguna
|
No
|
Si
|
-3 a -4 dB
|
T-DMB
|
Aceptable
1,5 MHz
|
<<0,25 s
|
Deficiente
|
No
|
No
|
-3 a -5 dB
|
S-DMB
|
Excelente
25 MHz
|
3,5 s
|
Buena
|
No
|
Si
|
N/A
|
DVB-H
|
Bueno
5-8Mhz
|
~0,25 s
|
Ninguna
|
Si
|
No
|
-3 a -4 dB
|
FLO
|
Bueno
5-8 MHz
|
~0,75
|
Buena
|
Si
|
Si
|
0 dB
|
Experiencia de Servicio y Prestaciones
Formato
|
Tiempo Promedio
de cambio de canal
|
tiempo de video
con bateria
|
QOS por canal
|
Descarga de
archivo
|
Area local y
amplia en canal
RF unico
|
ISDB-T
|
~1,5
s
|
Desconocido
|
Si
|
No
|
No
|
T-DMB
|
~1,5 s
|
~2
h
|
Posiblemente
|
Posiblemente
|
No
|
S-DMB
|
~5,0 s
|
~1,2 h
|
No
|
No
|
No
|
DVB-H
|
~5,0 s
|
Objetivo ~4 h
Demo ~2 h
con 1600 mAhr
bateria
|
No
|
Posiblemente
|
No
|
FLO
|
1,5 s
|
Objetivo ~3,8
horas (a
360 Kbps)
|
Si
|
Si + solucion
Clip Casting
Integrada con
gestion de
memoria,
acceso
condicional
y modelo de
suscripcion
|
Si
|
Referencias
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]
Enlaces externos
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