El uso combinado de diversidad en el dominio temporal, frecuencial, y espacial constituye una valiosa herramienta para mejorar la recepción de servicios de difusión móviles. Gracias a la mejora conseguida por las técnicas de diversidad es posible extender la cobertura de los servicios móviles además de reducir la infraestructura de red. La presente tesis investiga el uso de técnicas de diversidad para la provisión de servicios móviles en la familia europea de sistemas de difusión terrestres estandarizada por el consorcio DVB (Digital Video Broadcasting). Esto incluye la primera y segunda generación de sistemas DVB-T (Terrestrial), DVB-H (Handheld) y DVB-T2 (Terrestrial 2nd Generation), así como el sistema de siguiente generación DVB-NGH. No obstante, el estudio llevado a cabo en la tesis es genérico y puede aplicarse a futuras evoluciones de estándares como el japonés ISDB-T o el americano ATSC. Nuestra investigación emplea un enfoque basado en teoría de la información para obtener el máximo rendimiento de las técnicas de diversidad, así como simulaciones de capa física para evaluar su rendimiento en sistemas reales.   

Las investigaciones realizadas dentro del contexto de DVB-T, DVB-H, y DVBT2 tienen como objetivo la transmisión simultánea de servicios fijos y móviles en redes terrestres de difusión. Esta convergencia puede facilitar la introducción de servicios móviles de TV debido a la reutilización de espectro, contenido e infraestructura. De acuerdo a los resultados, la incorporación de entrelazado de capa física para diversidad temporal, y de single-input multiple-output (SIMO) para diversidad espacial, son esenciales para el rendimiento de sistemas de difusión móviles. A pesar de que las técnicas upper layer FEC (UL-FEC) pueden proporcionar diversidad temporal en sistemas de primera generación como DVB-T y DVB-H, éstas requieren la transmisión de paridad adicional y no son útiles para recepción estática. El análisis en términos de balance de enlace revela que las técnicas de diversidad no son suficientes para facilitar la provisión de servicios móviles en redes DVB-T y DVB-T2 planificadas para recepción fija. Sin embargo, el uso de diversidad en redes planificadas para la recepción de terminales portátiles en interiores puede mejorar la capacidad de servicios a vehículos y posibilitar una buena cobertura para terminales de mano.  

El uso combinado de diversidad en el dominio temporal, frecuencial, y espacial se ha investigado dentro de DVB-NGH, el primer sistema de difusión en incorporar los tres tipos de diversidad mediante entrelazado temporal de larga duración, time-frequency slicing (TFS) y multiple-input multiple-output (MIMO). Así mismo, la incorporación de constelaciones rotadas mejora la robustez frente a desvanecimientos por medio de signal-space diversity (SSD).

DVB-NGH incluye una componente satélite opcional, y por ello, ha adoptado entrelazado temporal de larga duración de forma que sea posible corregir los desvanecimientos que caracterizan los canales móviles satelitales. Sin embargo, la solución que se ha adoptado en el estándar para entrelazado temporal de larga duración presenta algunos problemas debido al mal rendimiento de los códigos LDPC frente a borrados. En esta tesis mostramos cómo una solución con doble FEC en la capa física puede proporcionar un buen compromiso entre diversidad temporal (robustez) y tiempo de zapping.

TFS mejora la diversidad en frecuencia agrupando múltiples canales RF en un mismo múltiplex, de forma que el entrelazado frecuencial pueda extenderse a lo largo de varios canales RF en la banda UHF. De acuerdo a nuestros resultados, el empleo de TFS puede proporcionar ganancias muy significativas dependiendo de la separación máxima entre canales RF.  

La incorporación de MIMO es clave para superar el límite de Shannon en sistemas con una única antena. En este sentido, nuestra investigación se centra en dos aspectos fundamentales a la hora de evaluar el rendimiento de técnicas MIMO en DVB-NGH: la transmisión de pilotos para la estimación del canal, y el uso de códigos FEC robustos. Los resultados de simulación revelan que técnicas muy simples pueden superar el rendimiento de códigos más complejos y con a priori mejores características, si se tiene en cuenta la pérdida de capacidad debida a la transmisión de pilotos así como las propiedades correctoras de los códigos FEC. 

En general, la diversidad introducida por las constelaciones rotadas mejora el rendimiento de sistemas basados en bit-interleaved coded modulation (BICM) para tasas de codificación altas, mientras que para tasas de codificación bajas es preferible confiar en las propiedades correctoras del código FEC. En esta tesis mostramos que la combinación de constelaciones rotadas con entrelazado temporal de larga duración y TFS es muy interesante para los sistemas móviles de difusión. En concreto, las constelaciones rotadas son importantes para mejorar la diversidad en tiempo y en frecuencia así como para reducir el tiempo de zapping.