DESARROLLO DE SOLUCIONES INFORMÁTICAS PARA LA PLANIFICACIÓN DE LA TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y OTROS SERVICIOS EN CUBA

DESARROLLO DE SOLUCIONES INFORMÁTICAS PARA LA PLANIFICACIÓN DE LA TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y OTROS SERVICIOS EN CUBA DEVELOPMENT OF SOLUTIONS FOR PLANNING TERRESTRIAL DIGITAL TELEVISION AND OTHER SERVICES IN CUBA Ing. Luis Giraldo Raymond Rodríguez 1 1 Empresa Radiocuba, luis@radiocuba.cu, 860 3142 ext 1425 La Habana, Octubre de 2013

RESUMEN En el presente trabajo se abunda en los criterios de planificación de la Televisión Digital Terrestre en Cuba. En el documento se desarrolla el método de cálculo de la Intensidad de Campo Electromagnético necesaria para la recepción de la Televisión Digital Terrestre en Cuba y se expone la aplicación informática CNtoEmin.exe desarrollada para implementar este método de cálculo. Además, con el uso del valor de intensidad de campo calculado, se planifican las características de los centros transmisores de televisión digital de la empresa Radiocuba, mediante el empleo de la aplicación CoverUtilities.exe. Palabras Clave: TDT, DTMB, C/N, VHF, UHF, UIT-R. ABSTRACT This paper discusses the planning criteria of Digital Terrestrial Television in Cuba. The paper develops the method for calculating the electromagnetic field strength necessary for the reception of digital terrestrial television in Cuba and exposed CNtoEmin.exe computer application developed to implement this method of calculation. Besides using the field strength value calculated, the characteristics of digital television transmitters centers of Radiocuba Company are planned by employing CoverUtilities.exe application. Keywords: TDT, DTMB, C/N, VHF, UHF, ITU-R.

1. INTRODUCCIÓN Cuba se encuentra en el proceso de transición de la televisión analógica a la digital, este fenómeno trae consigo la adopción de nuevos criterios y técnicas a la hora de planificar un servicio de Televisión Digital Terrestre. Especialmente para la empresa Radiocuba, encargada de la radiodifusión en el país, el cambio constituye un reto pues se debe asegurar, en el momento que ocurra el apagón analógico en la isla, que la cobertura de la televisión digital sea la misma de la televisión analógica actual. La planificación de la TDT consiste en distribuir las frecuencias disponibles dentro del espectro radioeléctrico para transmitir un canal televisivo así como encontrar las potencias de transmisión adecuadas, antenas transmisoras y torres en cada centro transmisor para garantizar el servicio óptimo. En este trabajo se aborda la investigación realizada para realizar la planificación de la TDT en Cuba y específicamente con la norma china adoptada DTMB en su variante de 6 MHz. En el mismo se desarrollan aplicaciones informáticas que facilitan el trabajo de los especialistas a la hora de poner en vigor los nuevos criterios imprescindibles para la planificación de la televisión digital en Cuba. 2. CONTENIDO 2.1 Criterios para la Planificación de servicios de televisión digital terrestre en las bandas de ondas métricas y decimétricas (VHF/UHF) en Cuba. Al igual que en televisión analógica, en la difusión de televisión digital terrestre los proveedores de servicios deben planificar las zonas de coberturas de acuerdo a un nivel de intensidad de campo mínimo necesario, aunque a diferencia de la televisión analógica, este no solo depende de la banda de frecuencia seleccionada, sino de otros factores que serán abordados en las secciones siguientes. En nuestro país la empresa Radiocuba es la encargada de brindar el soporte técnico de los servicios de difusión de televisión y radio, por este motivo es de vital importancia conocer todos los factores que influyen en el valor de intensidad de campo antes mencionado para la TDT. En Cuba se ha decidido recientemente la adopción del estándar de televisión digital 1

chino DTMB en su versión de 6MHz, el cual posee más de cien modos de configuración de transmisión, cada modo puede variar en los siguientes parámetros: Razón de código (FEC): 0.4, 0.6 ó 0.8. Constelación de símbolos: 4QAM-NR, 4QAM, 16QAM, 32QAM ó 64QAM. Profundidad del Entrelazado Temporal: 240 ó 720 símbolos. Longitud de la cabecera: PN420, PN595 ó PN945. Cantidad de portadoras: C = 3780 ó C = 1. Existe un compromiso entre el modo a utilizar y la carga útil de información que puede ser transmitida, como es de esperar, un fortalecimiento de la señal representa una disminución de esta carga útil. En nuestro país en correspondencia con la programación que se quiere brindar en la primera etapa, se ha seleccionado el siguiente modo de transmisión: Razón de código (FEC): 0.6. Constelación de símbolos: 64QAM. Profundidad del Entrelazado Temporal: 720 símbolos. Longitud de la cabecera: PN420. Cantidad de portadoras: C = 3780. Este modo de transmisión permite una tasa binaria máxima de 18.2 Mb/s. 2.1.1 Método de cálculo de la intensidad de campo mínima necesaria y la intensidad de campo mediana mínima equivalente. En televisión digital la relación Portadora a Ruido (C/N) es de vital importancia en la planificación de un servicio debido al uso de técnicas correctoras de errores y la existencia del término conocido como abismo digital o Cliff, donde la señal puede pasar de verse con óptima calidad a simplemente no verse, todos los modos de transmisión antes mencionados poseen un C/N diferente, los modos de transmisión 2

más robustos necesitan un C/N menor aunque como ya se mencionó limitan la carga útil del sistema. Ahora bien, cuando se planifica un servicio en televisión digital, más que el C/N, es preciso conocer la intensidad de campo mínima necesaria para dar total cobertura al área deseada, puesto que este es el parámetro tabulado en las curvas de propagación publicadas por la UIT en [4], por lo tanto es necesario hacer el cálculo de la intensidad de campo mínima necesaria para lograr el C/N requerido por el modo de transmisión. A continuación se exponen todos los factores que intervienen en la conversión del C/N a la Intensidad de Campo Mínima Necesaria: P n : potencia de ruido en la entrada del receptor (dbw). F: factor de ruido del receptor (db). K: constante de Boltzmann (k=1.38x10-23 (J/K)). T 0 : temperatura absoluta (T 0 = 290 (K)). B: ancho de banda del ruido en el receptor (5.67 (MHz)). P s mín : mínima potencia en la entrada el receptor (dbw). C/N: relación portadora a ruido a la entrada del receptor requerida por el sistema (db). A a : apertura efectiva de la antena (dbm 2 ). G: ganancia de la antena respecto al dipolo de media longitud de onda (dbd). L f : pérdidas del bajante de alimentación. λ: longitud de onda de la señal (m). φ mín : densidad de flujo de potencia mínima en el sitio de recepción (dbw/m 2 ). E mín : intensidad de campo mínima en el sitio de recepción (dbµv/m). E med : intensidad de campo mediana mínima equivalente, valor para la planificación (dbµv/m). P mmn : margen debido al ruido hecho por el hombre (db). C l : factor de corrección debido al porcentaje de las ubicaciones (db). σ t = desviación estándar total (db). 3

σ m = desviación estándar de macro-escala (db). σ b = desviación estándar de las pérdidas por inserción en construcciones (db). µ: factor de distribución. La potencia del ruido a la entrada del receptor (P n ) se calcula como sigue: P n = F + 10 log (kt 0 B) (1) Según se explicó anteriormente cada modo de transmisión del estándar requiere un C/N mínimo necesario para su correcto desempeño, entonces si esta relación es conocida y además se conoce la potencia de ruido antes calculada, es posible calcular la potencia de señal mínima en la entrada del receptor (P s mín ) de la siguiente manera: P s mín = C/N + P n (2) La densidad de flujo de potencia en el receptor se puede calcular de la forma siguiente: φ mín = P s mín A a + L f (3) La expresión para el cálculo de la apertura efectiva de la antena es la siguiente: A a = G + 10log (1.64λ 2 /4π) (4) Las pérdidas del bajante de alimentación se calculan por unidad de metros y se expresan de db. Conociendo la densidad de potencia mínima (φ mín ) es posible calcular la intensidad de campo mínima (E mín ) como sigue: E mín = φ mín + 10 log (120π) + 120 (5) Con estas fórmulas antes presentadas es posible entonces realizar la conversión de C/N a intensidad de campo mínima, aunque para la planificación es necesario tener en cuenta otros dos fenómenos: el ruido hecho por el hombre y la corrección debida al porcentaje de las ubicaciones para las cuales se predice la intensidad de campo. Estos dos factores adicionales se cuantifican en márgenes adicionales que es preciso añadir al valor de intensidad de campo mínima necesaria antes calculada y que representa el valor de intensidad de campo mediana mínima equivalente utilizado como criterio para la planificación: E med = E mín + P mmn + C l (6) 4

2.1.2 Adopción de los parámetros para el cálculo de la mínima intensidad de campo mediana. El C/N para cada modo de transmisión soportado por el estándar DTMB para 8MHz es brindado en [1], aunque recientemente fueron presentados a la UIT por parte de China los resultados de pruebas realizadas a varios set-up boxes diseñados para 6MHz, estos resultados presentados en [2] no abarcan todos los modos de configuración de transmisión pero sí el seleccionado por nuestro país. El C/N también depende del canal de transmisión, existen tres modelos de canal básicos: Gausiano, de Ricean y de Rayleigh, que se emplean en dependencia del tipo de recepción considerado, para la asignación de los canales de la televisión digital se considera recepción exterior fija con altura de la antena receptora de 10m, bajo estas condiciones el modelo de canal más indicado es según [3], el de Ricean. Para este canal y utilizando el modo de transmisión seleccionado los resultados oscilan entre 15 y 16 db, se decidió entonces tomar un C/N de 16 db. Los valores de ganancia de la antena receptora (G) y las pérdidas del bajante varían en dependencia de la frecuencia, por lo tanto tendrán valores diferentes para la VHF y la UHF, incluso dentro de la UHF tendrán valores diferentes para la banda IV y la banda V aunque con el objetivo de simplificar la canalización se tomaron los valores más críticos de la banda V para toda la UHF. Estos valores junto al valor del factor de ruido, fueron tomados de [3] y se resumen en la Tabla 1. Tabla I. Valores en db del factor de ruido, la ganancia de la antena y las pérdidas del bajante para VHF y UHF. VHF UHF F 7 7 G 5 12 Lf 1 5 En el caso de la televisión analógica, la intensidad de campo se planifica de forma 5

estadística para el 50% de las ubicaciones y el 50% del tiempo E med (50,50), favorecido por el hecho de que la imagen presenta una degradación lenta a medida que el nivel disminuye, en cambio en la televisión digital no ocurre de la misma manera, motivado por el antes mencionado efecto Cliff, de forma tal que se debe ser más preciso a la hora de planificar algún servicio. Muchos son los criterios en relación a este tema, se decidió para la planificación de la televisión digital en Cuba calcular la intensidad de campo para un 95% de las ubicaciones y 50% del tiempo E med (95,50). Como se puede apreciar en la ecuación 6, es necesario calcular el factor C l correspondiente a la corrección debida al porcentaje de las ubicaciones, el mismo se calcula como sigue: C l = µ*σ t (7) Donde: σ t = (σ 2 b + σ 2 m ) 1/2 (8) En nuestro caso al considerar la recepción exterior fija, la desviación típica debido a la inserción en estructuras se puede considerar nula, en tanto la desviación estándar de macro-escala según [4] es de 5.5 db para difusión de servicios digitales con un ancho de banda superior a 1.5 MHz. El factor de distribución µ depende del porcentaje de las ubicaciones seleccionado, para el 95% es de 1.64 dado en la propia recomendación. El margen dado para prevenir los ruidos hechos por el hombre según [3] es de 1dB para la banda 3 en VHF y de 0 db para toda la UHF. Para facilitar la planificación de los servicios televisivos, se utilizó para el cálculo de la intensidad de campo de la banda III de VHF la frecuencia central del canal 13 (213 MHz) y para las bandas IV y V de la UHF la frecuencia central del canal 51 (695 MHz). El ancho de banda utilizado fue de 5.67 MHz correspondiente a la razón de símbolos de la norma DTMB. En las Tablas 2 y 3 se resumen todos los parámetros antes discutidos y se arriba a la intensidad de campo mediana mínima necesaria para planificar los servicios de televisión digital terrestre en VHF y UHF en Cuba. 6

Tabla II. Intensidad de campo mediana mínima para VHF banda 3 para el 95% de las ubicaciones y el 50% del tiempo con recepción exterior fija. Frecuencia Fr(MHz) 213 Ancho de Banda B(MHz) 5.67 C/N mínimo requerido por el sistema C/N(dB) 16 Potencia mínima en la entrada del receptor P s mín (dbw) -113,4 Factor de Ruido del receptor F (db) 7 Pérdidas en el bajante de alimentación L f (db) 1 Ganancia de la antena receptora G (dbd) 5 Apertura efectiva de la antena A a (dbm 2 ) -0,86 Densidad de potencia mínima en el sitio de recepción φ mín (dbw/m 2 ) -111,5 Intensidad de campo mínima en el sitio de recepción Emín (dbµv/m2) 34,19 Margen debido al ruido hecho por el hombre Pmmn(dB) 1 Porcentaje de las ubicaciones: 95% Factor de corrección debido al porcentaje de las ubicaciones Cl (db) 9 Intensidad de campo mediana mínima para (95,50) Emed (dbµv/m2) 44,2 Tabla III. Intensidad de campo mediana mínima para UHF bandas 4 y 5 para el 95% de las ubicaciones y el 50% del tiempo con recepción exterior fija. Frecuencia Fr(MHz) 695 Ancho de Banda B(MHz) 5.67 C/N mínimo requerido por el sistema C/N(dB) 16 Potencia mínima en la entrada del receptor P s mín (dbw) -113,4 Factor de Ruido del receptor F (db) 7 7

Pérdidas en el bajante de alimentación L f (db) 5 Ganancia de la antena receptora G (dbd) 12 Apertura efectiva de la antena A a (dbm 2 ) -4,1 Densidad de potencia mínima en el sitio de recepción Intensidad de campo mínima en el sitio de recepción φ mín (dbw/m 2 ) E mín (dbµv/m 2 ) -104,3 41,4 Margen debido al ruido hecho por el hombre P mmn (db) 0 Porcentaje de las ubicaciones: 95% Factor de corrección debido al porcentaje de las ubicaciones C l (db) 9 Intensidad de campo mediana mínima para (95,50) E med (dbµv/m 2 ) 50,4 Finalmente, en [6] se brinda una valoración objetiva de la calidad de los servicios de difusión de televisión digital, donde se dan 5 niveles de calidad según se muestra en la Figura 1. Figura 1. Representación gráfica de de los niveles de evaluación objetiva de cobertura. Se puede observar como en el eje x de la Figura 1 el Nivel de Calidad en la recepción depende de la intensidad de campo y de un parámetro M conocido como el margen de señal, este margen corresponde a la atenuación máxima que puede sufrir la 8

señal sin que ocurran afectaciones en un sitio determinado, no existe una relación fija entre la intensidad de campo y el margen de señal, no obstante la relación se puede obtener a través de los niveles de calidad objetivos de recepción, la relación se muestra en la Tabla 4 [6]. Tabla IV. Criterio de evaluación objetivo utilizando recepción fija exterior para la cobertura de difusión de Televisión Digital Terrestre. Intensidad de campo (E) Margen de señal sobre el umbral objetivo de decisión (M b ) en db M < 5 0 M < 5 5 M < 10 10 M E < E70 a 1 1 2 3 E70 a E< E95 a 2 2 3 4 E95 a E 2 3 4 5 E70 y E95 corresponde a la intensidad de campo calculada con la probabilidad de ubicaciones y en el 50% del tiempo. Margen de la señal por encima del umbral de decisión objetivo, referente a la máxima atenuación que puede sufrir la intensidad de campo para no superar el BER a más de 3x10-6 en un minuto. Para la planificación se seleccionó un nivel de calidad objetivo de recepción de 3 (solo suficiente) y considerando el porcentaje de las ubicaciones utilizado del 95%, según la Tabla 4 se debe escoger un margen de señal de 4 db. Teniendo en cuenta este margen se pueden obtener los niveles mínimos necesarios de intensidad mediana de campo para la norma china de televisión digital DTMB en la banda III de VHF y en las bandas IV y V de UHF en Cuba, en la Tabla 5 se resumen estos valores redondeados. 9

Tabla V. Valores de Intensidad de campo para la planificación de servicios de televisión digital en Cuba en las bandas de VHF y UHF. VHF UHF Intensidad de campo E med (dbµv/m) 48 54 2.1.3 Desarrollo de una aplicación informática para el cálculo del valor de Intensidad de campo mediana requerida para la TDT en Cuba. Todo el procedimiento descrito en los apartados anteriores para arribar a los valores de Intensidad de campo mediana requerida para la correcta recepción de las señales de TDT fue sintetizado en una aplicación informática desarrollada en la plataforma de programación Micrsoft Visual Studio y con el lenguaje de programación C#. Se decidió desarrollar esta aplicación debido a la constante consulta a este método de cálculo que debe acontecer en el proceso de transición a la televisión digital debido a los numerosos modos de transmisión que ofrece la norma y los diferentes valores de intensidad de campo que requiere cada modo. Además, de esta manera se evita la posibilidad de incurrir en errores humanos a la hora de planificar algún servicio de TDT así como el ahorro significativo de tiempo que lleva el desarrollo completo del método de cálculo. El nombre de la aplicación es CNtoEmin.exe donde se hace referencia a la transición de C/N a Intensidad de campo mínima. La Figura 1 muestra la interfaz de la aplicación. Figura 2. Interfaz gráfica de la aplicación CNtoEmin.exe. 10

La aplicación consta de cuatro paneles. En el panel nombrado como Parámetros de Recepción se han agrupado la mayoría de los parámetros que intervienen en el cálculo de la intensidad de campo y que deben ser insertados por el usuario de la aplicación para realizar el cálculo, estos son los parámetros que se adoptaron en el apartado anterior. El panel nombrado como Parámetros de Modulación inicialmente aparece inhabilitado, este panel brinda la opción de escoger la relación Señal a Ruido (C/N) de acuerdo al modo de transmisión que se desee utilizar variando los parámetros de: Modulación, Razón de Código, Longitud de la Cabecera y Tipo de Canal, de este modo no es necesario conocer de memoria el C/N para cada modo de transmisión. Si se escoge este modo de insertar el C/N entonces queda inhabilitado el cuadro de texto del panel de Parámetros de Recepción correspondiente al parámetro de Relación Señal Ruido. Además en el panel de Parámetros de Modulación se habilitó un cuadro de texto donde se muestra la información del payload o carga útil que soporta el estándar para el modo de transmisión selecionado. Si la combinación entre los parámetros de Modulación y Razón de Código no es permitido por la norma, se muestra un cartel de error junto a un fondo amarillo en los cuadros de texto de Relación Señal Ruido y Bit Rate Máximo acompañado de un cuadro de diálogo donde se abunda en el error encurrido. Para cambiar a la opción de insertar el C/N según el modo de transmisión, se debe pinchar en la barra de menú el submenú Opciones y seleccionar Insertar Parámetros de Modulación, inmediatamente el panel de Parámetros de Modulación se habilita. Una vez insertados todos los parámetros requeridos se da click en el botón Calcular y el resultado se imprime en el cuadro de texto correspondiente a Emín. Si cuando se oprime el botón Calcular falta un dato por insertar o ha sido tecleado un valor no numérico el sistema le advierte del hecho mediante un cuadro de diálogo e interrumpe la operación hasta que el problema es solucionado por el usuario. En el panel de Tipo de Recepción se puede escoger entre las opciones de recepción exterior fija ó recepción interior igualmente fija. Para el cálculo realizado en los apartados anteriores se seleccionó la recepción exterior fija considerando la ubicación de la antena en el exterior de la vivienda. Si se selecciona la opción de la recepción interior se habilita el panel de Condiciones de Recepción en Interiores donde se dan 11

tres posibilidades de acuerdo a la recepción en particular: Buenas, Regulares y Malas, si se ejecuta el botón Explicación el sistema describe las características generales de cada posibilidad de recepción interior. Una vez seleccionado el canal que se desea utilizar se habilita el botón Frec to Lambda que es una herramienta que brinda la frecuencia y la longitud de onda del canal seleccionado tanto para televisión digital como para analógica. Finalmente si da click en el submenú Ayuda le brinda información acerca del funcionamiento general de la aplicación. 2.2 Planificación de los Centros Transmisores de Televisión Digital en Cuba. Una vez obtenidos los niveles de Intensidad de campo mediana para la recepción de la TDT en Cuba en las bandas de VHF y UHF el próximo paso consiste en conocer las variaciones que deben acontecer en los centros transmisores de televisión. En sentido general existen dos parámetros que pueden variar en un centro transmisor de televisión: la Potencia Radiada Aparente y la Altura Efectiva de la Antena. Debido a que para recibir la señal de televisión digital se requiere menor nivel de señal que para recibir la señal analógica en la misma banda de frecuencias, se desprende que la Potencia Radiada Aparente así como la Altura Efectiva de la Antena Transmisora pueden disminuir, la pregunta es: cuánto?. La Potencia Radiada Aparente (PRA) es el resultado de sumar: la potencia del transmisor con la ganancia de la antena transmisora y restarle las pérdidas que tienen lugar en la línea de transmisión desde el transmisor a la antena transmisora que aumentan a medida que lo hace la distancia; todos estos valores en db. En tanto la Altura Efectiva de la Antena Transmisora (AATP) se conoce como la altura de la misma sobre el nivel del terreno promedio que la rodea, por supuesto, mientras más alto se encuentre la antena sobre el suelo más aumenta la Altura Efectiva, aunque es de vital importancia escoger el emplazamiento más alto para ubicar la torre según la zona donde se quiera dar el servicio de televisión. En Cuba existen cuatro tipos de centros transmisores para la difusión de la televisión analógica, estos centros se clasifican según el área a la que le deben dar servicio, en la Tabla 6 se resumen las características de estos centros: 12

Tabla VI. Clasificación de los centros transmisores de televisión analógica en Cuba. PRA min (dbk) AATP max. Contorno de clase (km) Cl B III B IV B V (m) ase E(55dBuV E(65dBuV E(70dBuV /m) /m) /m) A 16 30 35 400 75 B 12 25 30 200 50 C 3 15 20 100 25 D -14-3 2 30 6 Como ya se ha mencionado, el nivel de intensidad de campo E requerido para la recepción de la señal digital es inferior al nivel para la recepción de la señal analógica en la misma banda de frecuencias, entonces es necesario valorar que parámetro del centro transmisor es más factible cambiar. Se consideró que este parámetro es la PRA debido a la utilización de las mismas torres actualmente existentes lo que hace fija la AATP. Entonces el cambio se centra en la potencia del transmisor o bien la ganancia de la antena transmisora. Pero conocer este valor se hace un poco engorroso debido que hay que realizar el método de intensidad de campo de atrás hacia delante lo cual es un procedimiento complicado. El método de cálculo de intensidad de campo para las bandas métricas y decimétricas (VHF y UHF) se plantea en la recomendación P.1546 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). Los valores de intensidad de campo están tabulados en curvas donde se accede con valores tabulados de AATP (m), distancia (km) y frecuencia (MHz), estos valores tabulados son discretos por tanto es necesario realizar interpolaciones para arribar al valor específico según los parámetros disponibles. Estas interpolaciones requieren de operaciones complejas que son propensas a errores humanos y que además requieren mucho tiempo al especialista que las realiza, por este motivo se diseñó una aplicación que digitaliza los valores de las curvas tabuladas en la recomendación además de realizar todas las interpolaciones y cálculos pertinentes. 13

2.2.1 Desarrollo de una aplicación informática para la planificación de los centros transmisores de TDT en Cuba. La aplicación se realizó mediante el asistente matemático Matlab y posteriormente se convirtió en ejecutable para que pueda correr sobre cualquier máquina que tenga instalado Windows como sistema operativo. El nombre de la misma es CoverUtilities.exe donde hace referencia a la utilidad que tiene a la hora de planificar la cobertura de un servicio de televisión y también de FM (Frecuencia Modulada). En general la aplicación es capaz de calcular la intensidad de campo (según P.1546 UIT-R) en un punto en específico bajo las condiciones de transmisión y recepción particulares en cada caso. Además hace extensivo el uso de esta recomendación para los operadores de servicios como Radiocuba pues además del valor de intensidad de campo, permite calcular otros parámetros como: el contorno de servicio de un centro, la AATP requerida ó la PRA necesaria para obtener cierto valor de intensidad de campo. La Figura 3 muestra la interfaz gráfica de la aplicación, donde se muestra el cálculo de la PRA para un centro categoría A transmitiendo un canal de televisión digital en la banda de UHF. Figura 3. Interfaz gráfica de la aplicación CoverUtilities.exe. El cálculo de las PRAs para todas las categorías de los centros transmisores de 14

televisión en Cuba se realizó ingresando en la aplicación los parámetros de AATP, Contorno de Servicio, Frecuencia e Intensidad de Campo, los resultados han sido tabulados en la Tabla 7. Tabla VII. Clasificación de los centros transmisores de televisión digital en Cuba. PRA máxima (dbk) AATP Contorno protegido de cada Cla- B III B IV, V máxima. clase (km) se E(48 E(54 (m) dbuv/m) dbuv/m) A 9 20 400 75 B 5 14 200 50 C -4 3 100 25 D -20-12 30 6 Se pueden comparar los resultados de la Tabla 6 con la Tabla 7 y comprobar cómo la PRA requerida para brindar el servicio de televisión digital es menor que para el servicio de televisión analógica, lo que al final redunda en un ahorro de energía significativo para el país a largo plazo. Con el valor calculado de PRA es posible entonces jugar con los valores de potencia del transmisor, ganancia de la antena transmisora y pérdidas de la línea de transmisión hasta arribar al valor de PRA recomendado. Aunque el cálculo de la PRA es el mayor aporte de esta aplicación en la planificación de la televisión digital en nuestro país, la misma además incorpora una serie de herramientas muy útiles para cualquier empresa operadora de servicios de radiodifusión ya que sirve para cualquier servicio que se ubique en las bandas de frecuencias de VHF y UHF. La aplicación consta de tres paneles básicos: Opciones, Parámetros e Información. En el parámetro de Opciones el usuario escoge lo que quiere calcular, podrá escoger solo uno a la vez. Según la opción escogida en Opciones, se habilitan los cuadros de 15

texto necesarios en el panel de Parámetros. Cuando se oprime el botón Calcular, deben haber sido ingresados todos los datos en las casillas que están habilitadas ó de lo contrario el programa le mostrará un cuadro de diálogo donde se exige que se ingresen todos los datos. Además el sistema no permite que se teclee un valor que no sea numérico. La opción de cálculo de Intensidad de Campo es la más específica de las opciones, debido a que se calcula la intensidad de campo para un punto en particular, por tanto es la opción donde se deben ingresar mayor cantidad de datos. En cambio las otras tres opciones son de carácter más general y tienen en cuenta un contorno de servicio regular y son herramientas útiles para operadores de servicios a la hora de desarrollar criterios de escalabilidad como el calculado anteriormente para la televisión digital. En el panel de Entorno de Recepción el usuario selecciona el ambiente donde está ubicado el punto de recepción o el contorno de servicio. En el panel de Información se brindan detalles importantes acerca de algunos parámetros de entradas que son necesarios cuando se selecciona dentro de la opción de cálculo de Intensidad de Campo la existencia de un ángulo de despejamiento del terreno y también el ángulo de despejamiento del terreno cuando la AATP es negativa. Además se adicionaron una barra de menú y otra de herramientas. En la barra de menú tenemos a: Herramientas, Ayuda y Acerca de. En Herramientas se incorporó la posibilidad de ejecutar otras aplicaciones útiles como es el caso de la aplicación antes expuesta CNtoEmin.exe muy importante para el planeamiento de la TDT. También se incorporó la aplicación dbm.exe que constituye un convertidor de unidades muy utilizado. En Ayuda se han anexados documentos importantes como lo son la propia recomendación P.1546-1 y otras relacionadas con la TDT. Finalmente en Acerca de se hace un breve resumen del objetivo de la aplicación. En la barra de herramientas hasta el momento solo se ha implementado la opción de Guardar la Figura la que permite en caso de ser deseado guardar una imagen de la interfaz con algún resultado de interés y con el nombre deseado. Esta aplicación informática está siendo usada actualmente para la planificación de los centros en Cuba en la implementación de la TDT, con el objetivo de que este nuevo servicio brinde la misma cobertura que los servicios actuales de televisión analógica. En 16

la actualidad Radiocuba tiene 560 transmisores de televisión. En sentido general esta es una aplicación muy útil que sin dudas resulta de gran interés a todos los profesionales vinculados a la planificación de los servicios de radiodifusión en las Bandas de VHF y UHF. 3. CONCLUSIONES En este trabajo se realizó una investigación exhaustiva acerca de los criterios de planificación de la Televisión Digital Terrestre aplicados a nuestro país y con el estándar chino DTMB. Como fruto de la investigación se desarrolló una aplicación utilizando el lenguaje de programación C# que implementa el método matemático utilizado para el cálculo de la Intensidad de Campo necesaria para recibir correctamente la señal digital. Esta aplicación facilita el trabajo de los especialistas vinculados al proceso y a su vez ahorra un tiempo considerable en el cálculo y evita la posibilidad de errores humanos en la operación. Además se desarrolló otra aplicación, esta vez en Matlab integradora, que facilita el trabajo de los operadores de servicios de radiodifusión en las bandas de VHF y UHF (de 30 a 3000 MHz) a la hora de planificar las facilidades de un centro de transmisión, dígase: potencia del transmisor, ganancia y altura de la antena transmisora. En este trabajo se utilizó esta herramienta para la planificación de la televisión digital pero la aplicación es válida para cualquier operador de servicios de radiodifusión en las bandas antes mencionadas. 4. RECOMENDACIONES Se recomienda continuar perfeccionando estas herramientas matemáticas con el objetivo de facilitar aún más el trabajo de los especialistas de las telecomunicaciones. Las herramientas de trabajo se deben actualizar en la medida que se modifiquen los criterios internacionales referentes a la planificación de los servicios de radiodifusión. 17

5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. P.1546-1: Métodos de predicción de punto a zona para servicios terrenales en la gama de frecuencias de 30 a 3000 MHz, Unión Internacional de Telecomunicaciones para la Radiodifusión (UIT-R), España, 2004. 2. Question ITU-R 31/6: Laboratory Test Results for DTMB receiver in 6MHz bandwidth, Radio Communication Study Groups, China, 2012. 3. GY/T 236-2008: Implementation guidelines for transmission system of digital terrestrial television broadcasting, Chinese Radio, Film and Television Industry Standard, China, 2008. 4. BT.1368-3: Criterios para la planificación de servicios de televisión digital en las bandas de ondas métricas/decimétricas, Unión Internacional de Telecomunicaciones para la Radiodifusión (UIT-R), España, 2004. 5. GY/T 238.1-2008: Objective Assessment and Measurement Methods for Coverage of Digital Terrestrial Television Broadcasting Signals, Chinese Radio, Film and Television Industry Standard, China, 2008. 6. GY/T 237-2008: Frequency Planning criteria for digital terrestrial television broadcasting, Chinese Radio, Film and Television Industry Standard, China, 2008. 18