Curso Cálculo de cobertura ISDB-Tb Nov

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1 Modelo para la recepción Curso: Cálculo de Cobertura de la Señal de TDT (ISDB-Tb) 4/4 Expositor: Ing. Marcial López Tafur 28 Nov 2012 Antena de recepción: antena Yagi-Uda de 14 elementos Ganancia de la antena de recepción 8dB Pérdida del alimentador: 2dB Figura de ruido (NF) 7dB Probabilidad de tiempo de Intensidad de campo eléctrico: 99% Intensidad de campo eléctrico requerido 60dBµ V/m 2 Sistema de TV Digital y evaluación la calidad Para el sistema de TV digital terrestre ISDB-T, las relaciones de protección están medidas entre los códigos inner y outer, antes de la decodificación Reed Solomon, para un BER = ; esto corresponde a un BER < a la entra del demultiplexor MPEG-2. Para receptores domésticos puede no ser posible medir el BER antes de la decodificación de Reed-Solomon. El BER para tales caso está en estudio. 3 Intensidad de campo requerida Fmin La mínima intensidad de campo para nuestro sistema de TDT se muestra en la siguiente tabla. En la tabla siguiente la intensidad de campo mínima para recepción fija se obtiene basada en la relación C/N requerida por el sistema. Para calcular está mínima intensidad de campo, asumimos que la figura de ruido en el receptor, ruido urbano, pérdida en el alimentador, y la ganancia de la antena receptora. 4 La mínima intensidad de campo es la intensidad de campo requerida en el punto donde la antena de recepción está ubicada. De otra forma, la intensidad de campo requerida usada en la planificación es aquella que se requiere a cierta altura, por ejemplo a 10 metros sobre el suelo. La intensidad de campo requerida es también la intensidad de campo de los valores promedio de ubicación y tiempo. Se obtiene sumando los valores de la corrección por la probabilidad de ubicación/tiempo a la intensidad de campo mínima. 5 Intensidad de campo mínima para el sistema ISDB-T de 6MHz 6 1

2 Precondición para la planificación del canal Precondición para la planificación del canal 7 8 Relación de protección contra la interferencia en Japón Determinación del área de servicio Hay dos patrones La misma que las áreas analógicas desde el mismo punto de transmisión. Nuevas áreas (diferentes de las áreas analógicas) En Japón El área Digital es igual al área analógica existente Sí el área Digital es igual al área Analógica... Medir la intensidad de campo de la señal analógica para que cubra el área analógica Calcular la intensidad de campo analógico para que cubra el área analógica (es mejor usar software de simulación) Sí el área Digital es diferente al área Analógica... Determinar el área de servicio

3 Intensidad de campo que decide el área de servicio Área Digital y área Analógica Intensidad de campo Propagación en el espacio libre Propagación en una superficie esférica Fórmula fundamental de la onda radio

4 Fórmula fundamental de la onda radio 2 Relación de protección (ISDB-T) Disponibilidad del servicio Se desea que el servicio de televisión sea transmitido con estabilidad y sin fallas en la recepción. Los servicios son evaluados en base que sí la calidad de las imágenes, sonidos, y datos son mayores que las especificadas. La planificación debe asegurar que los radiodifusores puedan mantener la calidad requerida dentro del área de servicio evitando interferencias a otros servicios. Entre los criterios de planificación están la intensidad de campo y la relación de protección contra la interferencia. Los servicios de TV análoga digital difieren en términos del deterioro de la calidad. El primero sufre de deterioro de la imagen cuando la intensidad de campo cae debajo de un cierto nivel. Esto no significa, que, la imagen desaparezca rápidamente; mas bien, la calidad de la imagen se deteriorará gradualmente a medida que la intensidad de campo sea más débil. En la TV Digital, de otra manera, no puede reproducir las imágenes y el sonido correctamente s cuando la intensidad de campo cae por debajo del nivel en la relación C/N para una correcta recepción, en tal caso la calidad de la imagen se deteriorará rápida y drásticamente de manera que la imagen en la pantalla este seriamente dañada. Este fenómeno es llamado cliff effect (efecto acantilado). Para evitar este problema, la TDT debe ser planeada tal que se pueda mantener la calidad de servicio dentro del área de cobertura. 21 Cobertura (1) Comúnmente, la cobertura está limitada en dos formas por el ruido en las señales recibidas y por la interferencia de las ondas de radio sobre el mismo canal. La primera depende de la intensidad de campo. Aquí, la intensidad de campo estándar es la intensidad de campo requerida. La segunda debería también ser considerada, la cual es determinada por la relación de la intensidad de campo deseada a la intensidad de campo de las señales interferentes. La intensidad de campo requerida es expresada como el valor promedio F(50%, 50%), que significa 50% probabilidad de ubicación y 50% de probabilidad de tiempo. Este valor F(50%, 50%) se obtiene sumándolo a la intensidad de campo mínima Fmin, algunos factores de corrección incrementan estas dos probabilidades. Asuma que a cierta cobertura se debe mantener Fmin con una probabilidad de ubicación del 90% y al 95% de probabilidad de tiempo, luego la intensidad de campo requerida se obtiene sumando N(L = 90%) y N(T = 95%) afmin. F(50% 50%)= Fi+N(L= 90%) + N(T = 95%). Para evitar el efecto de borde, la cobertura de la TDT generalmente usa ubicaciones altas para transmitir y probabilidades de ubicación y de tiempo altas (90% o 99%) en razón de estabilizad la calidad de los servicios, pero probabilidades de ubicación y de tiempo altas requieren altas potencias de transmisión que incrementan el riesgo de interferir a los vecinos. 22 Cobertura (2) En los EE.UU. La TDT usa 50% de probabilidad de ubicación y 50% de probabilidad de tiempo, mientras en Europa los correspondientes valores son 70% o 95% y 90-99%. En Japón se usa una probabilidad de ubicación de 50% y una probabilidad de tiempo de 99. Como se muestra, estas probabilidades difieren de un país a otro porque la diferencia de niveles en el desarrollo y calidad de servicio de la TDT. Detalles de la cobertura limitada por la interferencia se encuentran en el anexo 7 de la Rec. ITU-R BT La intensidad de campo FD necesaria para la cobertura es expresada como sigue: FD = FU(50, T) + A donde, FU(50,T) es la intensidad de campo de las señales de interferencia de otras áreas (su probabilidad de tiempo excede T%) y A es la relación de protección contra la interferencia. Predicción de la intensidad de campo (1) Detalles para la predicción de la intensidad de campo se encuentran en la Recomendación de la ITU-R P Esta recomendación sirve como una guía para la planificación de los servicios de radio comunicación terrestre en las bandas de VHF y UHF, y se aplica a lo siguiente: Rango de frecuencia : 300 MHz a 1,000 MHz (frecuencias nominales : 100, 600 y 2000 MHz) Distancias: de 1 km a 1000 km Trayecto de propagación : sobre la tierra, sobre el mar y trayectos mezclados. Altura de la antena de transmisión: 10 m a 3000 m Time variabilidad: 1%, 10%, y 50% Variabilidad de la ubicación : El factor de corrección L% es calculado por medio de la desviación estándar para la TDT. Las figuras mostradas, muestran las curvas de predicción para 600 MHz sobre la tierra descritos en la Recomendación ITU-R P La probabilidad de tiempo es 50% y1% en las figuras respectivamente

5 Predicción de la intensidad de campo(2) Selección del sitio de transmisión (1) Selección del sitio de transmisión (2) Canales para la TDT en Lima 27 N Canal Razon Social Norma Indicativo Máxima e.r.p. (KW) Estado 2 16 INSTITUTO NACIONAL DE RADIO Y TELEVISION DEL PERU - IRTP ISDB-T AUTORIZADO 4 18 ANDINA DE RADIODIFUSION S.A.C. ISDB-T AUTORIZADO 6 20 COMPAÑIA LATINOAMERICANA DE RADIODIFUSION S.A. ISDB-T AUTORIZADO 8 22 EMPRESA RADIODIFUSORA 1160 S.A. ISDB-T 154E 240 AUTORIZADO COMPAÑIA PERUANA DE RADIODIFUSION S.A. ISDB-T AUTORIZADO PANAMERICANA TELEVISION S.A. ISDB-T 184E 240 AUTORIZADO ALLIANCE S.A.C. ISDB-T 2F AUTORIZADO ISDB-T ISDB-T ISDB-T TELEVISION NACIONAL PERUANA S.A.C. ISDB-T 125A 240 AUTORIZADO ASOCIACION CULTURAL ENTIDADES LATINOAMERICANAS COMUNICANDO ISDB-T EL 0B67 EVANGELIO - ENLACE 240 AUTORIZADO ASOCIACION CULTURAL BETHEL ISDB-T 2F5A 240 AUTORIZADO RED BICOLOR DE COMUNICACIONES S.A.A. ISDB-T 325F 240 AUTORIZADO ISDB-T ISDB-T ISDB-T ISDB-T ISDB-T ISDB-T ISDB-T 240 A noviembre de 2012, fuente MTC 28 Determinación de la potencia y la antena El diseño de la antena (1)

6 El diseño de la antena (2) La antena de transmisión (1) La antena de transmisión (2) Análisis del área de servicio Calculate the field strength of Digital broadcasts. Propagation Análisis de la interferencia Examine the interferences from other transmitting stations. Examine the interferences to other service areas. Tipos de redes de transmisión Si la interferencia es seria, seleccionar otro canal de transmisión

7 Ejemplo de una estación de TDT Estación de Nagoya Estación de Osaka Estación de Hamadanishi Estación de Hitachi Intensidad de campo y densidad de flujo de potencia

8 Propagación en el espacio libre Ejercicio Propagación en el espacio libre Características de amplitud y fase por efecto de borde filoso (knife edge) Diagrama del lugar geométrico de la integral de Fresnel Calculo de la zona de Fresnel

9 Ejercicio 2 Propagación sobre una superficie esférica Relación del coeficiente k y el pase de la onda de radio Distancia previsible sobre la superficie esférica Ejercicio 3 Propagación en una superficie esférica

10 Fórmula fundamental de la onda radio (1) Fórmula fundamental de la onda radio (2) Ejercicio 4 Patrón de altura Patrón de altura Intensidad de campo versus la distancia característica

11 Principio de medida del ERP Ejercicio Respuesta al ejercicio 1 Respuesta al ejercicio Respuesta al ejercicio 3 Respuesta al ejercicio

12 Respuesta al ejercicio 5 Campo eléctrico y magnético Campo eléctrico y magnético debido a un oscilador Hertz (1) Campo eléctrico y magnético debido a un oscilador Hertz (2) Campo eléctrico y magnético debido a un oscilador Hertz (3) Muchas gracias por su atención

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