modelo para la recepción curso: cálculo de cobertura de la

Curso Cálculo de cobertura ISDB-Tb Nov - 2012

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Curso: Cálculo de Cobertura de la Señal de TDT (ISDB-Tb) 4/4

Expositor:

Ing. Marcial López Tafur

28 Nov 2012

Modelo para la recepción

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• 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 requerido60dBµ V/m

Sistema de TV Digital y evaluaciónla calidad

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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 = 2 ×10-4; esto corresponde a un BER < 1 ×10-11 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.

Intensidad de campo requerida Fmin

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• 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.

• 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.

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Intensidad de campo mínima para el sistema ISDB-T de 6MHz

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Precondición para la planificación del canal

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Precondición para la planificación del canal

Relación de protección contra la interferencia en Japón

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Determinación del área de servicio

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Hay dos patrones・ La misma que las áreas analógicas desde el mismo punto de transmisión.・ Nuevas áreas (diferentes de las áreas analógicas)

En JapónEl área Digital es igual al área analógica

existente.

Sí el área Digital es igual al áreaAnalógica...

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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 áreaAnalógica...

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Determinar

el área de

servicio


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Intensidad de campo que decide el área de servicio

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Área Digital y área Analógica

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Intensidad de campo

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Propagación en el espacio libre

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Propagación en una superficie esférica

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Fórmula fundamental de la onda radio 1

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Fórmula fundamental de la onda radio 2

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Relación de protección (ISDB-T)

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Disponibilidad del servicio

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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.

Cobertura (1)

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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.

Cobertura (2)

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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.1368-3.

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)

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Detalles para la predicción de la intensidad de campo se encuentran en la

Recomendación de la ITU-R P.1546. 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.1546. La probabilidad de

tiempo es 50% y1% en las figuras respectivamente.


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Predicción de la intensidad de campo(2)

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Selección del sitio de transmisión (1)

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Selección del sitio de transmisión (2)

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Canales para la TDT en Lima

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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 1852 240 AUTORIZADO

4 18 ANDINA DE RADIODIFUSION S.A.C. ISDB-T 1867 240 AUTORIZADO

6 20 COMPAÑIA LATINOAMERICANA DE RADIODIFUSION S.A. ISDB-T 1866 240 AUTORIZADO

8 22 EMPRESA RADIODIFUSORA 1160 S.A. ISDB-T 154E 240 AUTORIZADO

10 24 COMPAÑIA PERUANA DE RADIODIFUSION S.A. ISDB-T 1851 240 AUTORIZADO

12 26 PANAMERICANA TELEVISION S.A. ISDB-T 184E 240 AUTORIZADO

14 28 ALLIANCE S.A.C. ISDB-T 2F58 240 AUTORIZADO

15 29 ISDB-T 240

16 30 ISDB-T 240

17 31 ISDB-T 240

18 32 TELEVISION NACIONAL PERUANA S.A.C. ISDB-T 125A 240 AUTORIZADO

20 34 ASOCIACION CULTURAL ENTIDADES LATINOAMERICANAS COMU ISDB-T 0B67 240 AUTORIZADO

21 36 ASOCIACION CULTURAL BETHEL ISDB-T 2F5A 240 AUTORIZADO

22 38 RED BICOLOR DE COMUNICACIONES S.A.A. ISDB-T 325F 240 AUTORIZADO

24 40 ISDB-T 240

26 42 ISDB-T 240

28 44 ISDB-T 240

30 46 ISDB-T 240

31 47 ISDB-T 240

32 48 ISDB-T 240

34 50 ISDB-T 240

A noviembre de 2012, fuente MTC

Determinación de la potencia y la antena

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El diseño de la antena (1)

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El diseño de la antena (2)

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La antena de transmisión (1)

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La antena de transmisión (2)

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Análisis del área de servicio

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Calculate the field strength of Digital broadcasts.

⇒Propagation

Análisis de la interferencia

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Examine the interferences from other transmitting stations.

Examine the interferences to other service areas.

Si la interferencia es seria , seleccionar otro canal de transmisión

Tipos de redes de transmisión

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Ejemplo de una estación de TDT

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Estación de Nagoya

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Estación de Osaka

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Estación de Hamadanishi

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Estación de Hitachi

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Intensidad de campo y densidad de flujo de potencia

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Ejercicio 1

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Características de amplitud y fase porefecto de borde filoso (knife edge)

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Diagrama del lugar geométrico de la integral de Fresnel

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Calculo de la zona de Fresnel

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Ejercicio 2

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Propagación sobre una superficie esférica

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Relación del coeficiente k y el pasede la onda de radio

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Distancia previsible sobre la superficie esférica

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Ejercicio 3

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Propagación en una superficie esférica

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Fórmula fundamental de la onda radio (1)

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Fórmula fundamental de la onda radio (2)

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Ejercicio 4

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Patrón de altura

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Patrón de altura

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Intensidad de campo versus la distancia característica

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