1. WiNG
Wireless News Gathering
Hacia las unidades móviles virtuales
Dr. José Ramón Cerquides Bueno
Departamento de Teoría de la Señal y
Comunicaciones
Escuela Técnica Superior de Ingenieros
Universidad de Sevilla

2. Organización
• Introducción.
• Transmisión de datos en las redes de
telefonía móvil celular.
• Evolución de los estándares de
codificación de vídeo.
• Uniéndolo todo: WiNG (Wireless News
Gathering).
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3. WiNG
Hacia las unidades móviles virtuales
Introducción

4. Bienvenida
2/12/2010 JIFI 2010 - Caracas 4

5. Sevilla y su entorno
2/12/2010 JIFI 2010 - Caracas 5

6. La Universidad de Sevilla
Carácter: Público
Creación: 1505
Estudiantes: 60000
Centros: 31
Departamentos: 125
Títulos:
Grado: 70
Máster: 44
Doctorado: 138
Docentes: 4500
Presupuesto: 472 M€
www.us.es
2/12/2010 JIFI 2010 - Caracas 6

7. La Escuela Superior de Ingenieros
• Ubicada en el que fuera el Pabellón de
América durante la Exposición Universal
de 1992.
• Nuestra Escuela cuenta en la
actualidad con más de 5000 alumnos
que son formados por más de 400
profesores, siendo el número anual de
egresados superior a 400 ingenieros.
• En la Escuela se imparten las
siguientes titulaciones de Grado:
Ingeniero Industrial, Ingeniero de
Telecomunicación, Ingeniero
Químico, Ingeniero en Automática y
Electrónica Industrial, Ingeniero de
Organización Industrial, Ingeniero en
Electrónica, Ingeniero Aeronáutico e
Ingeniero Civil y otros cinco títulos de
Máster.
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8. El Departamento de Teoría de la
Señal y Comunicaciones
•Creado en el año 1993, su ámbito
de actividad abarca
fundamentalmente Teoría de la
Señal, Comunicaciones y
Electromagnetismo.
•Imparte docencia de grado
Ingeniero de Telecomunicación y de
Ingeniero Electrónico.
•Imparte también actualmente el
Máster en Ingeniería
Electrónica, Tratamiento de Señales
y Comunicaciones.
•La labor de investigación
desarrollada en los diferentes
grupos se concreta en proyectos
financiados parcial o totalmente por
entidades públicas y privadas
nacionales e internacionales.
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9. WiNG
Hacia las unidades móviles virtuales
Transmisión de datos en las redes
de telefonía móvil celular.

10. Transmisión de datos en sistemas
celulares de telefonía móvil
• Los inicios
– Finales de los años 40.
– Modulación AM y FM.
– Bandas HF y VHF.
– Equipos
pesados, embarcados.
– Impopulares, extremada
mente caros.
– Operan desde 1946
hasta 1993.
– Únicamente voz.
– Ejemplo: Bell System
Service.
2/12/2010 JIFI 2010 - Caracas 10

11. Transmisión de datos en sistemas
celulares de telefonía móvil
• La primera generación (1G)
– En 1981 Ericsson lanza el NMT 450
(Nordic Mobile Telephony 450 MHz).
Canales analógicos. Modulación en FM.
– En 1986, Ericsson introduce el NMT
900.
– Además del sistema NMT, en los 80 se
desarrollaron otros sistemas de
telefonía móvil: AMPS (Advanced
Mobile Phone System) en EE. UU. y
TACS (Total Access Comunication
System).
– Diseñados para transmisión de voz.
– En España aparece en 1976 el NMT-
450 y a partir de 1982 el NMT-900 con
el nombre comercial de MoviLine.
Estuvo en servicio hasta 2003.
2/12/2010 JIFI 2010 - Caracas 11

12. Transmisión de datos en sistemas
celulares de telefonía móvil
• La segunda generación (2G)
– Década de 1990
– Empleo de modulaciones digitales
(GMSK en GSM).
– Varios estándares: D-AMPS (EE.
UU.), PDC (Japón), cdmaOne (EE.
UU. y Asia) y GSM.
– Servicios de datos inexistentes o de
muy baja velocidad (9.6 kbps).
– Popularización de la telefonía móvil.
– Se empieza a gestar la idea de
3G, pero como CDMA no estaba
suficientemente madura se optó por
dar un paso intermedio: 2.5G.
– En España, Movistar empieza a
operar en 1995.
2/12/2010 JIFI 2010 - Caracas 12

13. Transmisión de datos en sistemas
celulares de telefonía móvil
• La evolución a 2.5G
– La necesidad de nuevas
aplicaciones:
WAP, EMS, MMS, email, acceso a
la web, gestión de flotas… exigen
aumentar la velocidad de acceso
de datos.
– El primer paso fue la entrada del
Servicio General de Paquetes vía
Radio (GPRS - General Packet
Radio Service). GPRS podía
ofrecer hasta 114 kbit/s.
– Posteriormente el sistema
evoluciona a EDGE (Enhaced Data
rates for GSM Evolution) que
permite velocidades de datos
hasta 384 Kbps.
– Otros estándares siguieron una
2/12/2010evolución similar. JIFI 2010 - Caracas 13

14. Transmisión de datos en sistemas
celulares de telefonía móvil
• Sistemas 3G
– La necesidad de aumentar la
velocidad de transmisión de
datos, de ofrecer servicios como
videoconferencia o televisión en el
móvil junto con el grado de
desarrollo tecnológico impulsan el
sistema UMTS (Universal Mobile
Telecommunications System).
– UMTS utiliza CDMA, alcanzando
velocidades desde 144 Kbps hasta
7.2 Mbps, siendo la referencia 384
Kbps.
– UMTS no triunfó excesivamente en
el aspecto comercial de forma
inicial, aunque va imponiéndose
progresivamente.
2/12/2010 JIFI 2010 - Caracas 14

15. Transmisión de datos en sistemas
celulares de telefonía móvil
• Sistemas 3.5G y 3.75G
– Se denominan así habitualmente a las
tecnologías HSDPA (3.5G) y HSUPA. Juntas
conforman HSPA que evoluciona a HSPA+
(3.75G).
– HSDPA (High Speed Downlink Packet Access)
mejora la velocidad del downlink hasta 14
Mbps.
– HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access) es
un protocolo con alta tasa de subida (hasta 7.2
Mbit/s).
– HSPA+ alcanza hasta 56 Mbit/s en el
downlink y 22 Mbit/s en el uplink mediante
técnicas MIMO y modulaciones 64-QAM.
– En España el despliegue de HSPA+ comenzó
en Noviembre de 2009.
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16. Transmisión de datos en sistemas
celulares de telefonía móvil
• Sistemas 4G
– Totalmente basada en IP, con
velocidades teóricas de acceso entre
100 Mbps en movimiento y 1 Gbps
en reposo.
– 4G es una colección de tecnologías y
protocolos.
– Tanto WiMax como LTE son
tecnologías rivales.
– LTE (Long Term Evolution) es un
nuevo estándar de la norma 3GPP.
La novedad de LTE es la interfaz
radioeléctrica basada en OFDMA
para el enlace descendente (DL) y
SC-FDMA para el enlace ascendente
(UL).
– WiMAX (Worldwide Interoperability
for Microwave Access) en su versión
móvil está estandarizada como IEEE
802.16e.
2/12/2010 JIFI 2010 - Caracas 16

17. Transmisión de datos en sistemas
celulares de telefonía móvil
2/12/2010 JIFI 2010 - Caracas 17

18. WiNG
Hacia las unidades móviles virtuales
Evolución de los estándares de
codificación de vídeo

19. Codificación de vídeo
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20. Los orígenes(1950-1990)
• Primeros teléfonos con imagen B&W (1950)
• Primer intento de estandarización en 1982. ITU-T H.120. DPCM codec.
• Menos de 1 bit por pixel  Codificación por bloques
• 1981 - JPEG
• 1990 - H.261: Video conferencia
– Combinación de DPCM y DCT
– Compensación de movimiento
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21. Los sistemas MPEG
• MPEG-1: “Coding of moving pictures and associated
audio for digital storage media” (1992)
– Objetivo: Calidad VHS a 1.5MBits/s
– MP3 (audio) todavía en uso.
2/12/2010 JIFI 2010 - Caracas 21

22. Los sistemas MPEG
• MPEG-2: “Generic coding of Moving • MPEG-4: “Coding of audio-visual
Pictures and Associated Audio” objects”
– Broadcasting y almacenamiento – Originalmente video para bitrates
– Bitrates: 4-9 MBits/s bajos (videoconferencias en telefonía
– TV por satélite, DVD móvil)
– Creció mucho para abarcar otros
campos.
• MPEG-3? – Dos grandes estándares: MPEG-4
– Orientado hacia HDTV Visual y MPEG-4 Advanced.
– Incorporado a MPEG-2
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23. Presente y futuro (2000-2012)
• MPEG-4 Part 10: Advanced  H.265 (2011?) pretende reducir
Video Coding / H.264 todavía más el volumen de datos
– Diseñado en conjunto entre ITU y simplificar el coste
y MPEG. computacional de las
– Reducción del volumen de datos herramientas de
enorme compresión/descompresión.
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24. Comparativa de rendimiento
R-D Performance of MPEG Codecs
50
48
46
44
42
PSNR (Y)
40
38
36
34
32
350 450 550 650 750 850 950 1050
Bit rate (kbps)
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MPEG-1 MPEG-2 MPEG-4 H.264 24

25. WiNG
Hacia las unidades móviles virtuales
Uniéndolo todo: WiNG

26. Uniéndolo todo: WiNG
• Los dos campos analizados (transmisión
de datos en telefonía móvil celular y
codificación de vídeo) pueden confluir en
múltiples soluciones a problemas
cotidianos, especialmente en el entorno
de la producción y realización de
programación para Televisión.
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27. Conexiones en directo
 Una conexión de televisión en directo
requiere desplazar al lugar una unidad
móvil y establecer un enlace de
microondas o vía satélite.
 Es un procedimiento lento y
costoso, que requiere la intervención
de personal técnico especializado
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28. Compresión de video
• La evolución de las técnicas
de codificación y
compresión de video nos
ofrece en la actualidad
herramientas como los
estándares H.264/MPEG-4
AVC, desarrollados de forma
conjunta por ITU e ISO.
• Con un extraordinario
potencial, dichos estándares
ofrecen gran calidad de
señal, manteniendo al mismo
tiempo un régimen binario
relativamente reducido y una
baja latencia.
• Es posible obtener una
transmisión de calidad
aceptable con bitrates por
debajo de 1 Mbps.
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29. Tecnología 3.75G – HSPA+
• El estándar HSUPA (High
Speed Uplink Packet
Access), un protocolo de
telefonía móvil de tercera
generación (3G) de la familia
HSPA (High Speed Packet
Access) permite alcanzar
velocidades ascendentes de
hasta 5.76 Mbit/s en la
actualidad (y una velocidad
esperada de hasta 22 Mbit/s
en 3GPP versión 7).
• ¡ Suficiente para soportar un
enlace de video H.264 con
calidad más que aceptable !
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30. Solución propuesta
• IDEA: Utilizar un módem HSUPA como Unidad Móvil
Virtual para conexiones en directo o falso directo.
• La cámara se conectará a un ordenador que realizará
las tareas de compresión, codificación y encapsulado de
los datos…
Datos
Señal Audio/video
Audio/video
Compresión
Codificación
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Empaquetado 30

31. … que serán posteriormente transmitidos mediante un
módem HSUPA hasta alcanzar la estación base de
telefonía móvil, de donde se encaminarán, via Internet,
hacia el centro de producción de televisión.
Enlace
HSUPA
Internet
Internet
 En el futuro el ordenador se sustituirá por un dispostivo
hardware integrado en la cámara.

32. Historia
• WiNG ha sido desarrollado
por el Departamento de Teoría
de la Señal y Comunicaciones
de la Universidad de Sevilla
junto con Canal Sur.
• Financiado a través del
Proyecto Minerva, iniciativa en
la que participan, entre
otras, la Junta de Andalucía y
Fundación Vodafone.
• I Premio Tecnológico por
parte del Colegio Oficial de
Ingenieros de
Telecomunicación.
2/12/2010 JIFI 2010 - Caracas 32

33. ¿Cómo?
• WiNG ha sido diseñado partiendo
de VLC y x.264 (Open Source).
• En la actualidad está en Pre H-
265.
• Enorme aceptación por parte de
medios de comunicación.
• Fuerte empuje gracias a la
implantación de una red de
telefonía móvil de alta velocidad
en Andalucía.
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34. ¿Qué aporta la solución propuesta?
Una nueva herramienta
Clientes potenciales
Cadenas de televisión
Productoras asociadas
Ventajas para el cliente
• Reducción de costes de adquisición, mantenimiento,
personal, establecimiento de enlace y transmisión.
• Comodidad para los reporteros, liberándolos de la
dictadura del cable.
• Flexibilidad. El enlace puede establecerse en unos
segundos, y desde cualquier lugar.
• Gestión de recursos: un mismo equipo puede cubrir más
eventos, gracias a la movilidad y flexibilidad del sistema.
• Mejora del servicio, asociada al incremento de la rapidez
y flexibilidad en la disposición del material audiovisual.
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35. Beneficios para el operador
• Mejora la explotación de su
propia red. Ingresos por tráfico.
• El gran ancho de banda
requerido por la señal de
televisión van a permitir poner
en valor la red
HSUPA, actualmente
infrautilizada, especialmente en
el UpLink.
• En el caso particular de
Vodafone, la solución
propuesta le permitiría explotar
su posición de liderazgo en el
despliegue de HSUPA.
• Todo ello podría confluir en una
solución “llave en mano” para
centros de producción y
emisión de señal de TV.
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36. Situación actual
• En la actualidad WiNG
está patentado
(pendiente de patente).
• Trabajamos con el Grupo
LAVINIA
(http://www.lavinia.tc/) y
ADSAT para mejorar el
sistema.
• En proceso de
implantación en
televisiones locales, por
ejemplo, Giralda
TV, televisión municipal
de Sevilla.
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37. ¿Dudas?
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