Un modelo para introducirse en la predicción del área de Cobertura de estaciones de TV Digital en normas ISDB-T

1. Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Córdoba
Departamento. Ingeniería Electrónica
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL
F.R.C.
Sistemas de Televisión
2010
Ing. Carlos G. Liendo

2. “Determinación del Área de
Cobertura en Servicios de TV Digital.
Comparación con el servicio
analógico”

3. Consideraciones previas
• Una cuestión principal al momento del diseño de la plata Tx
digital es la predicción del área de cobertura, según los
parámetros asignados por la autoridad de control.
• Una vez realizada la instalación, si las medicines de campo
son concordantes con la predicción, todo estará bien. Caso
contrario se aumentarán los costos por la adaptación.
• En TV analógica se utiliza habitualmente un método de
predicción basado en curvas empíricas publicadas
mundialmente. En TV digital se utiliza un método similar
con curvas que conducen a un diseño mas estricto. Pero
también se utilizan otros métodos que son mas precisos
para su aplicación en grandes ciudades (Okumura-Hata,
etc)

4. Con TV digital…mas canales
• En todos estos años de TV analógica la cantidad
de canales que ocupan el espectro radioeléctrico
estuvo acotada y limitada por muchas cuestiones
de ingeniería.
• En general en todos los países, la digitalización de
la TV implicó una mayor cantidad de canales
incluso dentro de las mismas ciudades, por lo que
las coberturas deben se mucho mas controladas.
Esto pasará próximamente en Argentina.

5. Qué buscamos…
• Determinar los parámetros de transmisión
para lograr un Área Primaria de Servicio (APS),
delimitada por un Contorno Protegido, según
las especificaciones asignadas por la
Autoridad.

7. Necesitamos …
• Topografía del terreno a un radio
normalmente de 50 km, Cotas del terreno
sobre el nivel de mar. Plano con las Curvas de
Nivel, provistas por el IGN u otro organismo o
software que las incluya.
• Identificar montañas, ríos, lagos, edificios
importantes, ubicación de los televidentes en
su mayoría, coordenadas, etc.

8. Necesitamos …
• Conocer el lugar de emplazamiento de la
emisora (a menos que sea una variable)
• La frecuencia del Canal
• La categoría del Canal
• La altura media de antena (Hma) mínima
requerida por la autoridad de aplicación
• El tipo de antena y sus especificaciones

9. Analógico = Digital
• Tanto en analógico como en digital la
rugosidad del terreno juega un papel
importante
• Se requiere calcular la altura media del
terreno para poder hacer las estimaciones
• Algo así como un relevamiento de cotas en 3
dimensiones. Hoy se realiza con software
específico resultando en un alto grado de
detalle y exactitud (SAPO – Software de
Análisis de Propagación Outdoor)

11. Utilizamos Cartas 1:100000 (1Km = 1cm) ó 1:50000 (0,5 Km = 1cm)
A veces debemos unir varias cartas

12. Punto de emisión

13. Punto de emisión
• Según Res. 292/81-CNC
– Hm Altura del mástil
– Hp Altura del pilón
– Ho Cota de emplazamiento
– Hmt Altura media del terreno
– Ha Altura de la Antena Ha = Hm+Hp/2
– Hma Altura media de la antena = HNMT = HAAT
Hma = Ho + Ha - Hmt

14. Analógico = Digital
• El Área de Cobertura es el “alcance” de la
emisora según las especificaciones y medido
bajo condiciones normalizadas.
• Debemos determinar cómo “ilumina” la
antena a su entorno.
• Debemos conocer la rugosidad de terreno y
luego la altura media del terreno Hmt en el
área de emisión (360º si es omnidireccional)

15. Factor de Rugosidad Dh (m)

16. Factor de Rugosidad Dh (m)
• Centrado en el punto de emisión
– Se toman 8 radiales, cada 45º, con 0º hacia el Norte
– Se anotan las cotas de 41 puntos por cada radial,
entre círculos de 10km y 50km
– 382 puntos (41 x 8) de medición de cotas
– Se ordenan las muestras de mayor a menor
– Se eliminan las 32 mas chicas y las 32 mas grandes
– Quedan 264 muestras. Dh es la diferencia entre la
muestra mas alta y la mas baja de las 264.
– Si Dh es menor o igual a 90m se trata de baja
rugosidad, si no es alta rugosidad.

17. Hmt en TV Digital

18. Cálculo de Hmt
• Válido si Dh es de baja rugosidad (caso
contrario hay que hacer un proceso de
compensación), Res. 292/81 Método de Longley/Race
– Tomo 8 radiales cada 45º. Sobre dos círculos de 3km
y 15km
– Se toman cada 1 km, 13 puntos desde el circulo de
3km hasta el de 15 km por cada radial, total 104
muestras
– Se anotan en una tabla, Hmt es el promedio
– Se pueden descartar alturas excesivas en zonas
alejadas

19. Sistema de Antena
• La Hp se obtiene de la hoja de datos de la
antena.
• La Hma suele especificarse con un valor
mínimo, desde la autoridad de aplicación
• Hma=Ho+Ha-Hmt
• Ha=Hma-Ho+Hmt
• Ha=Hm+Hp/2 Hm=Ha-Hp/2

20. Punto de emisión

21. Área de Cobertura en digital
• Ahora se requiere conformar la cobertura por
la predicción de los valores del campo
eléctrico en el terreno.
• La predicción se hace utilizando las curvas
F(50,90) correspondiente a la frecuencia del
canal (Método Longley/Race). Estas curvas se
consiguen en el sitio de FCC e incluso se
disponen en software.

23. Eo
Intensidad
De campo eléctrico
dbuV/m para 1kw de PRE (ERP)
Hma (m)
Distancia (km)
Alcance

24. Área de Cobertura en digital
• El gráfico puede ingresarse desde cualquiera
de sus parámetros
• F(50,90) implica que los valores se darán en el
50% de las localizaciones y el 90% del tiempo
• En analógico se utilizan las curvas F(50,50) que
son menos exigentes
• Al determinar la Hmt estamos suponiendo
que la tierra es plana, estas curvas son válidas
para toda la superficie alrededor de la antena.

25. Área de Cobertura en digital
• Como sabemos, en Argentina se ha adoptado
en TV Digital la norma ISDB-T que en definitiva
es igual a la brasileña ISDB-Tb.
• Hasta la fecha no tenemos publicada la norma
argentina del SATVD-T. Se estima que será
muy parecida a las normas brasileñas que ya
se encuentran disponibles.

26. Área de Cobertura en digital
• Resolución 398 de ANATEL (Brasil)
• Contorno Protegido en ISDB-Tb

28. Área de Cobertura en digital
• Suponemos una estación de CLASE A en UHF
– Contorno protegido: 51 dBu/m
– ERP (PRE) Máxima: 8 Kw (9 dBk)
– Hma: 150 m
– Distancia máxima al contorno protegido (área de
cobertura): 42 km
• Esto equivale a una CATEGORIA B en UHF
ANALÓGICO (Res. 292/81)
– Contorno Protegido: 60 dBu/m a 40km

29. Área de Cobertura en digital
• PRE(dBk)= Ptx(dBk) + Ga(dB)

30. Área de Cobertura en digital
• PREDICCIÓN
• Ep (dBu/m) = Eo (dBu/m) + PRE
• Eo = Ep – PRE PRE = Ep – Eo
– Ep es la int. de campo eléctrico prevista a una
distancia D
– Eo es el obtenido de la curva para una PRE de 1Kw
(0 dBk), entrando con Hmt y a una distancia D.

31. Predicciones con Software

32. Área de Cobertura en digital
• En TV digital un objetivo es replicar el área de
cobertura de la TV analógica actual, pero no
es el único ni el mas importante. Ahora se
intervienen otros factores como las emisoras
de baja potencia y mas cantidad de emisoras.
• Otro factor a considerar es la convivencia
entre canales analógicos y digitales en aéreas
de cobertura superpuestas o adyacentes en
iguales o distintas frecuencias.

33. Área de Cobertura en digital
• Otros factores son el multi-path, ruido
impulsivo, efecto doppler (en movimiento),
interferencias entre servicios, etc. Edificios,
cerros, ruido electromagnético, etc.
• Estos factores también afectan a los canales
analógicos, pero por su característica tienen
capacidad de verse aún en condiciones de alto
ruido. En digital no pasa esto, superado un
umbral se produce un corte o pixelado (cliff)

34. Área de Cobertura en digital
• Estas curvas dan resultados aceptables cuando se
considera un terreno relativamente llano y no hay
interferencias de otras estaciones ni efectos de
rebote de la señal.
• Fuera del área de los 15km no se puede predecir
y dentro del área de 15km hay muchos factores
que afectan a la señal en el caso de ciudades. Es
una aproximación
• En digital hay otros métodos mas precisos y
trabajan dentro de los 15 km, considerando
edificios y otros obstáculos (muy similar a
celulares)

35. Pasaje de uV/m a uV
• Ep(dBu/m)=V(dBu)-G(dB)+At(dB)-
-20.log(2Pi.SQ(73/Z)+20.log(300/f(Mhz))
• Para C/N=15dB Vmínimo= 26dBuV

36. Material Complementario para el Alumno
CD
www.eradigital.com.ar/blog
Consultas:
cliendo@eradigital.com.ar
351-155647222