Simulación_y_medición_de_propagación de_señal_TV_Digital_Terrestre_ISDB-Tb.
142
UNIVERSIDAD DE CONCEPCIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Prof. Patrocinante: Jorge E. Pezoa Núñez, PhD. Simulación y medición de la propagación de la señal de televisión digital terrestre ISDB-Tb Leslie Vanessa Roxana Mardones Muñoz Informe de memoria de título para optar al título de Ingeniero Civil en Telecomunicaciones Concepción, Chile Septiembre del 2011
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Simulación y medición de la propagación de la señal de televisión digital terrestre ISDB-Tb.UNIVERSIDAD DE CONCEPCIÓNFACULTAD DE INGENIERÍADEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
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UNIVERSIDAD DE CONCEPCIÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
Prof. Patrocinante:
Jorge E. Pezoa Núñez, PhD.
Simulación y medición de la propagación de la señal de
televisión digital terrestre ISDB-Tb
Leslie Vanessa Roxana Mardones Muñoz
Informe de memoria de título para optar al título de
Ingeniero Civil en Telecomunicaciones
Concepción, Chile
Septiembre del 2011
i
Resumen
En la presente memoria de título se estudia mediante simulaciones y mediciones
en terreno el nivel de señal recibida en un sistema de televisión digital terrestre ISDB-
Tb adoptado recientemente en nuestro país. A la fecha el sistema sólo se encuentra
instalado en la región metropolitana y aún no se ha implementado en las regiones. La
idea de esta memoria de título es estudiar sistemáticamente cómo se comportará el
sistema de transmisión de señal de TV digital en la provincia de Concepción, con el fin
de facilitar en un tiempo futuro el trabajo a los canales de televisión local que se
encuentren en condiciones de hacer el cambio a transmisión digital. Al comienzo de este estudio se verán las configuraciones de las simulaciones de
áreas de coberturas y enlaces punto a punto, en la provincia de Santiago, para luego
comparar estas simulaciones con mediciones prácticas tomadas en los mismos puntos
geográficos que las simulaciones. De esta manera se puede comprobar que tan
confiables son los resultados entregados por el simulador. Posterior a esto se estudia
mediante simulaciones el área de cobertura del sistema de televisión en la provincia de
Concepción, considerando tres posibles sitios de instalación del transmisor, con el
objetivo de identificar el sitio que mejora la zona de cobertura. Cabe destacar en los
estudios de áreas de cobertura se varían algunos parámetros del receptor, tales como la
sensibilidad y las alturas de las antenas receptoras, usando valores típicos de los
receptores comerciales y los valores estipulados en la norma técnica.
El simulador utilizado para todos los estudios teóricos es Terrain Analysis
Package versión 6.0 (TAP 6).
ii
Índice general
Resumen ........................................................................................................................... i
Índice general .................................................................................................................. ii
Índice de figuras ............................................................................................................... v
Índice de tablas ............................................................................................................. viii
Lista de acrónimos .......................................................................................................... ix
Agradecimientos ............................................................................................................ xii
1. Introducción ............................................................................................................. 1
1.1. Antecedentes históricos .......................................................................................... 1
1.2. Definición del problema .......................................................................................... 5
1.3. Estado del Arte ........................................................................................................ 6
1.4. Objetivos .................................................................................................................. 8
1.4.1. Objetivo general ................................................................................................ 8
1.4.2. Objetivos específicos ......................................................................................... 9
1.5. Alcances y limitaciones ........................................................................................... 9
1.6. Temario ................................................................................................................. 10
2. Estándar de televisión digital Terrestre ISDB-Tb .................................................. 11
2.1. Introducción .......................................................................................................... 11
2.2. Funcionamiento del sistema ISDB-Tb ................................................................. 12
2.2.1. Visión general. ................................................................................................ 12
iii
2.2.2. Transmisión jerárquica. ................................................................................ 13
2.2.3. Recepción parcial ............................................................................................ 14
2.2.4. Modos .............................................................................................................. 15
2.2.5. Esquema de codificación de canal. ................................................................. 15
2.2.6. Configuración básica de la codificación de canal .......................................... 17
2.3. Configuración del espectro de transmisión .......................................................... 26
2.4. Inserción de intervalo de guarda .......................................................................... 27
2.5. Ancho de banda de frecuencia .............................................................................. 28
2.6. Tasas de datos ....................................................................................................... 28
2.7. Transmisión a terminales portátiles (One-Seg) ................................................... 29
2.8. Resolución de pantalla del estándar ISDB-Tb ..................................................... 31
3. Propagación en espacio libre ................................................................................... 32
3.1. Introducción .......................................................................................................... 32
3.2. Conceptos relevantes para el estudio de propagación de microondas ................ 32
3.2.1. Ecuaciones de diseño ...................................................................................... 33
3.2.2. Pérdidas por propagación en espacio libre .................................................... 35
3.2.3. Efecto de la refracción sobre la propagación en espacio libre ...................... 37
3.2.4. Efecto de la difracción sobre la propagación en espacio libre ....................... 41
4. Software y parámetros de las simulaciones del sistema de televisión digital
terrestre ISDB-Tb. .................................................................................................. 46
4.1. Introducción .......................................................................................................... 46
4.2. Terrain Analysis Package (TAP) .......................................................................... 46
4.3. Modelo Longley Rice ............................................................................................. 49
4.3.1. Longley-Rice en Terrain Analysis Package 6.0 ............................................ 50
4.4. Parámetros de las simulaciones ........................................................................... 56
iv
4.4.1. Parámetros utilizados en las simulaciones del sistema ISDB-Tb del canal de
TVN en la región Metropolitana. .............................................................................. 56
4.4.2. Parámetros utilizados en las simulaciones del área de cobertura de la señal
de TDT en la provincia de Concepción ....................................................................... 66
5. Resultados y análisis .............................................................................................. 72
5.1. Introducción .......................................................................................................... 72
5.2. Resultados y análisis del sistema ISDB-Tb en la provincia de Santiago. .......... 72
5.2.1. Resultados y análisis del estudio del área de cobertura .............................. 73
5.2.2. Resultados y análisis de los estudios de enlaces punto a punto. .................. 80
5.2.3. Resultados y análisis de las mediciones prácticas tomadas en la Provincia
de Santiago .................................................................................................................. 85
5.2.4. Discusión y contrastación de resultados ........................................................ 91
5.3. Resultados y análisis de las simulaciones del sistema ISDB-Tb en la provincia
de Concepción ................................................................................................................. 94
5.3.1. Resultados y análisis del estudio del área de cobertura .............................. 94
6. Conclusiones ......................................................................................................... 112
6.1. Conclusiones ........................................................................................................ 112
6.2. Trabajo futuro ..................................................................................................... 114
Bibliografía ................................................................................................................... 115
Anexo A ......................................................................................................................... 117
Anexo B ......................................................................................................................... 127
v
Índice de figuras
1.1: Estado actual de los estándares de televisión digital terrestre en el mundo . ......... 7
2.1: Visión general del sistema de transmisión [5]. ....................................................... 12
2.2: Diagrama en bloques del sistema de transmisión [5]. ............................................ 14
2.3: One TV channel frequency spectrum. ..................................................................... 14
2.4: Diagrama en bloque de la codificación de canal [5]. ............................................... 18
2.5: Configuración de la modulación de la portadora [5]. .............................................. 20
2.6: Configuración del combinador de capas [5]. ............................................................ 21
2.7: Configuración de la sección de entrelazamiento en frecuencia [5]......................... 23
2.8: Circuito generador PRBS [5]. .................................................................................. 25
2.9: Numeración de los segmentos OFDM en el espectro de transmisión y ejemplo de
uso [5]. ...................................................................................................................... 26
2.10: Inserción de intervalo de guarda [5]. ...................................................................... 27
2.11: Resolución de pantalla del estándar ISDB-Tb [8].................................................. 31
3.1: efecto de la difracción en la atmosfera [10]. ............................................................. 42
4.1: Menú principal del software TAP 6. ......................................................................... 47
4.2: Patrón de radiación de la antena transmisora. ....................................................... 58
4.3: Patrón de radiación de la antena receptora ............................................................. 60
5.1: Estudio utilizando una sensibilidad de -77.00dBm en el receptor. ......................... 73
5.2: Resultados de los tres estudios al variar la sensibilidad del receptor. ................... 74
5.3: Estudio utilizando una sensibilidad de -77.00dBm en el receptor. ......................... 75
vi
5.4: Estudio utilizando una sensibilidad de -114.77dBm en el receptor. ....................... 76
5.5: Estudio de cobertura considerando distintas alturas de las antenas receptoras para
-77.0dBm de sensibilidad en el receptor.. ............................................................... 77
5. 6: Estudio de cobertura considerando distintas alturas de las antenas receptoras
para -114.77dBm de sensibilidad en el receptor. ................................................... 78
5. 7: Imagen extraída de Google Earth con las posiciones de las mediciones de potencia
de TDT de TVN. ....................................................................................................... 87
5. 8: Señal digital de televisión ISDB-Tb de TVN obtenida con el analizador de
espectros. .................................................................................................................. 88
5. 9: Comparación entre la señal real y la teórica. ......................................................... 89
5.10: Transmisor en el cerro Centinela y una sensibilidad de-77.00dBm en el receptor.
.................................................................................................................................. 96
5.11: Transmisor en el cerro Centinela y variación de la sensibilidad en el receptor. .. 96
5.12: Estudio utilizando Tile Study, transmisor en cerro Centinela, y sensibilidad de -
77.00dBm en el receptor. ......................................................................................... 97
5.13: Estudio utilizando Tile Study, transmisor ubicado en cerro Centinela, y
sensibilidad de -114.77dBm en el receptor. ............................................................ 98
5.14: Transmisor en cerro Caracol, y receptor con sensibilidad de-77.00dBm. ............. 99
5.15: Transmisor ubicado en cerro Caracol, y variaciones de la sensibilidad del
receptor. ................................................................................................................... 99
5.16: Estudio utilizando Tile Study, transmisor ubicado en cerro Caracol y sensibilidad
de -77.00dBm en el receptor. ................................................................................. 100
5.17: Estudio utilizando Tile Study, transmisor ubicado en cerro Caracol, y sensibilidad
de -114.77dBm en el receptor. ............................................................................... 101
5.18: Transmisor ubicado en cerro Andalué, y receptor con sensibilidad de-77.00dBm.
................................................................................................................................ 102
5.19: Transmisor ubicado en cerro Andalué, y variaciones de la sensibilidad en el
receptor.. ................................................................................................................ 102
5.20: Estudio utilizando Tile Study, transmisor ubicado en cerro Andalué, y
sensibilidad de -77.00dBm en el receptor. ............................................................ 103
vii
5.21: Estudio utilizando Tile Study, transmisor ubicado en cerro Andalué, y
sensibilidad de -114.77dBm en el receptor. .......................................................... 104
5.22: Comparación de los tres sitios usando -77.0dBm de sensibilidad en el receptor.105
5.23: Comparación de los tres sitios usando -114.77dBm de sensibilidad en el receptor.
................................................................................................................................ 106
5.24: Transmisor ubicado en cerro Centinela, antenas receptoras con distintas alturas.
................................................................................................................................ 107
5.25: Transmisor ubicado en cerro Caracol, antenas receptoras con distintas alturas..
................................................................................................................................ 108
5.26: Transmisor ubicado en cerro Andalué, antenas receptoras con distintas alturas.
................................................................................................................................ 109
5.27: Comparación de los tres transmisores, antenas receptoras con 10 metros de
altura, y -77dBm de sensibilidad en el receptor. .................................................. 110
viii
Índice de tablas
1.1: Estado actual de los estándares de TDT en el mundo [3]. .................................... 7
2.1: Parámetros del sistema de transmisión [5]. ........................................................ 15
2.2: Características principales de los distintos mapeos de datos [5]. ....................... 20
2.3: Valores de la longitud del entrelazado de tiempo y ajustes de atrasos [5] ......... 22
2.4: Tasa total de datos de los 13 segmentos [5]. ........................................................ 28
4.1: Valores típicos de permitividad y conductividad. ................................................ 51
4.2: Azimut de la antena JA/MS-16/33-BB SHO [14]. ................................................ 57
4.3: Elevación de la antena JA/MS-16/33-BB SHO [14]. ............................................ 57
4.4: Azimut de la antena receptora digital Walito DA-600. ...................................... 59
4.5: Elevación de la antena receptora digital Walito DA-600. .................................. 59
5.1: Parámetros constantes en el transmisor y receptor ............................................ 80
5.2: Resultados de tres receptores utilizados en los enlaces punto a punto. ............. 81
5.3: Resultados de las 40 simulaciones de enlaces punto a punto utilizando 587.14286
MHz como frecuencia central. ............................................................................... 84
5.4: Resultados de mediciones prácticas de TDT de TVN tomadas en Santiago. ...... 89
5.5: Contrastación de resultados ................................................................................. 92
ix
Lista de acrónimos
ABNT Asociación Brasileña de Norma Técnica
AC Auxiliary Channel
ARIB Association of Ratio Industries and Businesses
ATSC Advanced Television Systems Committee
CENELEC European Committee for Electro technical Standardization
COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing
CP Continuous Pilot
DiBEG Digital Broadcasting Expert Group
DMB-T/H Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial/Handheld
DVB-T Digital Video Broadcasting Terrestrial
DVB-S Digital Video Broadcasting Satellite
DVB-C Digital Video Broadcasting Cable
DVB-H Digital Video Broadcasting Handheld
DVB-MHP Digital Video Broadcasting Multimedia Home Platform
DVB-IP Digital Video Broadcasting Internet Protocol
DQPSK Differential Quadrature Phase Shift Keying
EBU European Broadcasting Union
EIRP Potencia Efectiva Isotrópicamente Irradiada
ETSI European Telecommunications Standards Institute
FCC Federal Communications Commission.
HDTV High Definition Television
ISDB-C Integrated Services Digital Broadcasting Cable
ISDB-S Integrated Services Digital Broadcasting Satellite
ISDB-T Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial
x
IFFT Inverse Fast Fourier Transform
MPEG-2 Moving Pictures Experts Group 2
MPEG-4 Moving Pictures Experts Group 4
MUS Minimum Useable Signal
NTSC National Television System Committee
OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
PRBS Pseudo Random Binary Sequence
QPSK Quadrature Phase Shift Keying
16QAM Quadrature Amplitude Modulation 4 bits
64QAM Quadrature Amplitude Modulation 6 bits
RF Radio Frequency
RS Reed Solomon
SP Scattered Pilots
STB Set Top Box
SBTVD-T Sistema Brasileiro de Televisão Digital Terrestre
TAP 6 Terrain Analysis Package versions 6.0
TDT Televisión digital terrestre
TMCC Transmission and Multiplexing Configuration Control
TS Transport Stream
TSP Transport Stream Packets
TVN Televisión Nacional
UHF Ultra High Frequency
UIT Unión Internacional de Telecomunicaciones
UCV Universidad Católica de Valparaíso
VHF Very High Frequency
VSB Vestigial Sideband Modulation
FM Frecuencia Modulada
MMDS Multichannel Multipoint Distribution Service
ITFS International Toll Free Service
PCS Picture Coding Scheme
SCADA Supervisory Control and Data Acquisition
xi
STB Set Top Box
WLL Wireless local loop
WiFi Wireless Fidelity
WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access
xii
Agradecimientos
Primero que todo agradezco a Dios por todo lo que me ha dado. Luego quiero
agradecer a mis padres, en particular a mi madre que siempre se ha esforzado y
preocupado para darnos lo mejor. Ha sido siempre un pilar fundamental en mi vida,
me ha apoyado en los momentos difíciles. Es por eso que quiero dedicar este trabajo a
mi madre Marcelina a la que quiero muchísimo.
También quiero agradecer al señor Raúl Cid Sepúlveda, jefe del departamento
de mantención de red de TVN, que con su ayuda fue posible la realización de este
estudio.
Quiero dar las gracias a mi profesor patrocinante Jorge Pezoa que me ha guiado
y apoyado a lo largo de toda la elaboración de mi memoria de título, y por sobre todo,
por ser una excelente persona.
Agradezco también a mi profesor jefe Sergio Torres, por aconsejarme durante
todos los años en la universidad, a la señora Mireya y a Don Exequiel por apoyarnos en
todo lo que estaba a su alcance. En general agradezco a cada uno de los profesores y
funcionarios que conocí durante esta etapa de mi vida.
Durante los años de estudios en mí querida universidad tuve la suerte de
conocer a personas increíbles, entre ellas está Marcelo Ramos que ha sido un gran
apoyo tanto intelectual como emocional, es una excelente persona y lo quiero
muchísimo, siempre ha estado a mi lado apoyándome, cuidándome y dándome todo su
cariño. También quiero mencionar a mi querida amiga Tamara Olea, ella es muy
especial, es autentica, junto a ella todo se hace divertido. Tampoco puedo dejar de
mencionar a muchos de mis amigos como Claudia Cifuentes, Felipe Martínez,
Francisco Mellado, Arturo Hope. Junto a todos ellos estudiar se hacía más entretenido.
A todas estas personas de todo corazón muchas gracias!
Leslie Vanessa Roxana Mardones Muñoz
1
Capítulo 1
Introducción
1.1. Antecedentes históricos
La televisión en Chile comenzó a mediados de la década de los 50, y nació
principalmente de los departamentos de ingeniería de la Universidad de Chile y de la
Pontificia Universidad Católica de Santiago y Valparaíso. Estas universidades fueron
consideradas como instituciones activas y prestigiosas que tenían el poder de crear
canales de televisión.
El 5 de octubre de 1957, la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso realizó
la primera transmisión de televisión registrada en el país, transmitiendo el acto de
inauguración del nuevo pabellón de laboratorios científicos y salas de clases de la casa
de estudios.
En agosto de 1959 la Universidad Católica de Valparaíso (UCV) llevó a cabo la
primera transmisión oficial televisiva del país, con un alcance de 30 mil personas
aproximadamente. El 21 de agosto de este mismo año la Universidad Católica de
Santiago inauguró su canal de televisión, el que comenzó a emitir en el canal 2 y que al
poco tiempo transmitió en el canal 13.
El hito más relevante y que dio el verdadero puntapié inicial de la televisión en
el país lo constituyó el mundial de fútbol de 1962.
Posteriormente, el 18 de septiembre de 1969, nació Televisión Nacional de Chile
(TVN) ocupando el canal 7.
Es relevante mencionar que las transmisiones de los canales de televisión antes
mencionados fueron transmisiones analógicas en blanco y negro.
2
A fines de la década del 70 se escogió la norma de televisión analógica NTSC-M
(National Television System Committee), también empleada en Estados Unidos, Japón
y muchos otros países. Esta norma define el formato de transmisión analógica de
señales de televisión a color. La NTSC-M fue considerada una evolución retro-
compatible con la norma de televisión análoga en blanco y negro, esto quiere decir, que
los televisores antiguos en blanco y negro no perdieron compatibilidad con el nuevo
estándar, razón por la cual las transmisiones de la nueva norma se hicieron
silenciosas. Por ejemplo quien compraba un televisor a color veía en colores y el que
tenía un televisor en blanco y negro seguía viendo la televisión como lo hacía
habitualmente.
Una de las características del sistema NTSC-M analógico es que utiliza un ancho
de banda de 6 MHz por canal, localizado principalmente en la banda VHF numeradas
del 2 al 13. También utiliza algunas asignaciones en la banda UHF.
Dado a que el campo televisivo era amplio y bastante prometedor, en la década
del 80, la televisión de servicio público permitió la instauración de la televisión
privada, motivo por el cual aparecieron los primeros canales de televisión de empresas
privadas de comunicaciones. El canal Megavisión inició sus operaciones el 23 de
octubre de 1990, y posteriormente en mayo de 1991 el canal Red Televisión.
Tanto los canales de televisión pública como los privados, fueron creciendo junto
con el desarrollo de los estándares, es por eso que a fines de la década del 80 y a
comienzo de la década del 90 el avance en la tecnología de procesamiento de señales y
circuitos integrados abrió la posibilidad de realizar transmisiones de televisión en
formato digital, teniendo con esto múltiples ventajas, como por ejemplo:
- Mayor eficiencia en el uso del espectro radioeléctrico.
- Alta fidelidad en las señales de audio y video.
- Entregar nuevos servicios interactivos complementarios a la televisión.
- Recepción portátil de la señal de video y audio en agendas, teléfonos portátiles,
etc.
3
A diferencia de la televisión análoga en colores (NTSC-M), la televisión digital
no es retro-compatible. Esto se debe a que los televisores analógicos consisten de dos
componentes: el receptor y la pantalla. En particular, el receptor analógico no es capaz
de demodular la señal digital, razón por la cual es necesario realizar a lo sumo una de
las siguientes alternativas para poder migrar al nuevo estándar:
1). Comprar un decodificador (set-top box, STB). Este es un receptor externo que
transforma la señal digital a una analógica NTSC-M, la cual se alimenta al televisor
analógico.
2). Comprar televisores digitales con la norma adoptada por el país en uso. Estos
internamente contienen un receptor digital y también un receptor analógico NTSC-M.
Para comprender la trasmisión de la señal digital a continuación se mencionan
tres estándares de televisión digital mundialmente reconocidos e implementados.
El estándar ATSC (Advanced Television Systems Committee) fue desarrollado y
definido conjuntamente por las autoridades del gobierno de Estados Unidos y un
consorcio de empresas, enfocado principalmente a la alta definición (HDTV). Utiliza un
ancho banda de 6 MHz por canal. El estándar fue aprobado en 1995 y se implementó
comercialmente en 1998. Actualmente el estándar ATSC ha sido adoptado por 55
países y cuenta con 140 entidades participantes.
Desde el principio ATSC incluyó los formatos de HDTV y de definición estándar
(SDTV). Esta norma utiliza un esquema de modulación denominado 8-VSB (Vestigial
Sideband Modulation), similar en cierta medida al empleado para la señal de video en
transmisión analógica. Este método de modulación es modulación mono portadora
dependiente de la amplitud y tiene buena capacidad de inmunidad al ruido impulsivo
[1].
El estándar de televisión DVB-T (Digital Video Broadcasting) fue formulado a
mediados de la década del 90 por DVB Project, entidad de origen europeo creada
inicialmente para el desarrollo de la televisión por cable. DVB-T fue diseñado
originalmente para transmisiones de televisión abierta digital en definición estándar
4
en canales tanto de 6, 7 y 8 MHz. Este es un estándar abierto, compuesto por una
alianza de más 270 empresas. A la fecha el estándar DVB-T ha sido adoptado por 109
países.
DVB-T utiliza un esquema de modulación denominado COFDM (Coded
Orthogonal Frequency Division Multiplexing), que consiste en emplear múltiples
portadoras ortogonales entre sí, por lo que no se interfieren unas con otras, con bandas
de guarda para evitar interferencias, lo que le otorga una robustez natural a las
transmisiones.
El consorcio DVB desarrolla una familia de estándares compatibles que ya han
sido o están siendo adoptados a nivel mundial, no solamente para la televisión digital
terrestre (DVB-T), sino también para la televisión digital por satélite (DVB-S), cable
(DVB-C), móvil (DVB-H), interactiva (DVB-MHP), DVB-IP [2].
El estándar de televisión ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting) fue
creado en Japón por el consorcio ARIB (Association of Ratio Industries and Businesses)
y DiBEG (Digital Broadcasting Expert Group) con la participación de NHK. Este
estándar forma parte de una familia de estándares de uso exclusivo en Japón para
plataformas de satélites y cable (ISDBS e ISDBC). Posteriormente este estándar fue
mejorado en algunos aspectos por ABNT (Asociación Brasileña de Normas Técnicas)
quedando como la norma japonesa-brasileña ISDB-Tb.
ISDB-T fue diseñado para transmisiones de televisión abierta de alta definición
en un canal de 6 MHz, iniciando su operación en el año 2003. El esquema de
modulación utilizado es BST-OFDM teniendo un excelente comportamiento frente a las
multitrayectorias, recepción en movilidad a alta velocidad, posibilidad de instalar redes
de frecuencia única y modulación jerárquica que puede transmitir hasta tres flujos de
datos. Este sistema posee la facilidad de ser configurable, y flexible para el operador.
Como se dijo anteriormente ISDB-T utiliza un canal de 6 MHz haciendo una división
en trece segmentos, en donde uno de ellos se utiliza exclusivamente para
transmisiones portátiles (one-seg). Una de las capacidades permitidas por ISDB-T que
se destaca es la capacidad de recibir alta definición en movimiento. Este estándar
soporta también MPEG-2-TS (Transport Stream) en su capa de transporte y se ha
5
desarrollado con MPEG-2 en la capa de compresión de video para la emisión de señales
de alta definición y definición estándar.
ISDB-T ha sido adoptado por Japón y Brasil. Este último utiliza MPEG-4 para la
compresión de video y otras modificaciones más que han mejorado el rendimiento del
sistema.
En septiembre del 2009 Chile adoptó la norma de televisión digital japonesa-
brasileña, después de realizar un estudio detallado de las tres normas antes
mencionadas. Durante el estudio se realizaron todas las pruebas de campo necesarias,
con el objetivo de determinar cada una de las fortalezas y debilidades de los
estándares, llegando a la conclusión de que el sistema que más le convenía a Chile
según la geografía de éste, era el sistema de televisión digital terrestre ISDB-Tb.
A la fecha el estándar se encuentra implementado sólo en la región
metropolitana. Se espera que dentro de un plazo de cinco u ocho años más el sistema
de transmisión digital terrestre este implementado o instalado en la mayoría de la
regiones del país, para poder dar inicio al apagón analógico.
1.2. Definición del problema
El estándar de televisión digital terrestre que Chile ha adoptado es el estándar
ISDB-Tb o más conocido como el estándar japonés brasileño. Como hoy en día se
encuentra funcionando en perfectas condiciones en la región metropolitana, es de
esperar que se extienda su implementación a lo largo de todo el país. Es por eso que
nace la necesidad de realizar un estudio detallado del sistema de transmisión de
televisión digital terrestre en la provincia de Concepción, con el fin de facilitar el
trabajo a los canales de televisión local que se encuentren en condiciones de hacer el
cambio a transmisión digital. Para lograr tal objetivo es necesario estudiar el
comportamiento del sistema de transmisión de televisión digital terrestre ISDB-Tb
mediante el desarrollo de simulaciones teóricas y mediciones prácticas.
6
1.3. Estado del Arte
Actualmente a nivel mundial se encuentran cuatro normas de televisión digital
terrestre en funcionamiento. A continuación se mencionan cada una de ellas:
El sistema ISDB-T fue estandarizado por la Association of Radio Industries and
Businesses (ARIB) en Japón. SBTVD-T (Sistema Brasileiro de Televisão Digital
Terrestre) es el sistema de televisión digital terrestre de Brasil. El sistema
SBTVD-T (ISDB-Tb) se basa en el sistema ISDB-T.
El estándar DMB-T/H (Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial/Handheld),
creado y estandarizado por China. Ha sido elegido por China, Hong Kong y Macao
como el estándar de televisión digital terrestre.
El sistema ATSC (Advanced Television Systems Committee) que utiliza una
modulación 8-VSB (8 Level Vestigial Side Band) para la transmisión terrestre.
Fue implementado y estandarizado por EE. UU.
El sistema DVB-T que es el estándar de televisión digital terrestre europeo. Fue
implantado por la EBU (European Broadcasting Union), el ETSI (European
Telecommunications Standards Institute) y el CENELEC (European Committee
for Electrotechnical Standardization).
A continuación en la Fig. 1.1 se pueden ver los países en las cuales se están
implementando o ya son implementados los diversos sistemas de televisión digital
terrestre nombrados anteriormente. La tabla 1.1 explica el significado de los colores
correspondientes a cada país de la fig. 1.1.
7
Fig. 1.1: Estado actual de los estándares de televisión digital terrestre en el mundo [3].
Tabla 1.1: Estado actual de los estándares de TDT en el mundo [3].
Descripción
Sistema Explicación
DVB-T La transmisión mediante DVB-T ya se ha puesto en
práctica.
DVB-T adoptado Países que se han decidido por el sistema DVB-T.
DVB-T en prueba En estos países, el estándar DVB-T está en período de
prueba.
RRC06
Los países señalados participan en la Conferencia
Regional de Radiocomunicaciones 2006 de la ITU
(International Telecommunication Union). Se
presupone que todos los países participantes se
decidirán por el sistema DVB-T cuando pasen de la
transmisión analógica de televisión a la digital.
ATSC La transmisión mediante el sistema ATSC ya se ha
puesto en práctica.
ATSC adoptado Países que se han decidido por el sistema ATSC.
ATSC en prueba En estos países, el estándar ATSC está en período de
8
prueba.
ISDB-T La transmisión mediante ISDB-T ya se ha puesto en
práctica.
ISDB-T adoptado Países que se han decidido por el sistema ISDB-T.
ISDB-T en prueba En estos países, el estándar ISDB-T está en período de
prueba.
SBTVD-T La transmisión mediante SBTVD-T ya se ha puesto en
práctica.
SBTVD-T
adoptado Países que se han decidido por el sistema SBTVD-T.
DMB-T/H La transmisión mediante DMB-T/H ya se ha puesto en
práctica.
DMB-T/H
adoptado Países que se han decidido por el sistema DMB-T/H.
DMB-T/H en
prueba
En estos países, el estándar DMB-T/H está en período
de prueba.
Servicio comercial
del DVB-T Ninguna adopción formal de un estándar de TDT.
Países que aún no se han decidido.
1.4. Objetivos
1.4.1. Objetivo general
Esta memoria de título tiene como objetivo general estudiar el comportamiento
del sistema de transmisión de televisión digital terrestre ISDB-Tb, a través de
simulaciones teóricas y mediciones prácticas, con la finalidad de ser implementado o
instalado en un tiempo futuro en la provincia de Concepción. Este estudio deberá
facilitar el trabajo a los canales de televisión que se encuentren en condiciones de
realizar el cambio de transmisión análoga a digital.
9
1.4.2. Objetivos específicos
Objetivo 1
Realizar una simulación del sistema de transmisión ISDB-Tb utilizando el
software Terrain Analysis Package 6 (TAP 6).
Objetivo 2
Realizar mediciones de coberturas en zonas en donde el sistema ya se encuentre
implementado.
Objetivo 3
Generar recomendaciones sobre cuales equipos y/o lugares de ubicación de la
antena de transmisión resultan ser los mejores para implementar el servicio
en algún punto de la región del Biobío.
1.5. Alcances y limitaciones
El software utilizado para el desarrollo de este estudio será Terrain Analysis
Package 6 (TAP 6).
Los mapas topográficos en formato shapefile tanto de Chile como del mundo se
encuentran disponibles en diversas páginas de internet, y además pueden ser
adquiridas de forma gratuita.
El estudio del sistema de transmisión de televisión digital terrestre ISDB-Tb
será limitado a la provincia de Concepción y Santiago. Se considera esta última debido
a que es necesario tomar mediciones de la señal de TDT, para luego comparar los
resultados con los resultados obtenidos por simulaciones.
Este estudio comenzó con el objetivo de implementar el sistema en el canal de
televisión de la Universidad de Concepción TVU, pero debido a un atraso del
transmisor solo se limitó a la realización del estudio técnico mediante simulaciones.
Los equipos utilizados en la simulación como el transmisor, la antena
transmisora y también los cables coaxiales son los utilizados por el canal Televisión
10
Nacional de Chile. Entonces la señal a estudiar será también la señal de TDT
transmitida por TVN, para así lograr obtener en las simulaciones valores de potencias
recibidas cercanas a las reales.
Es importante aclarar que en esta memoria de titulo sólo nos concentraremos en
el estudio de la propagación de la señal, asumiendo que la señal ya ha sido
digitalizada. No nos preocuparemos en ningún momento de la generación de la señal
digital.
1.6. Temario
A continuación en el capítulo 2 se presenta el estudio correspondiente al
estándar de televisión digital terrestre ISDB-Tb, en donde se describe con detalle el
funcionamiento completo del sistema, la configuración del espectro de transmisión, la
inserción del intervalo de guarda, el ancho de banda de frecuencia, la tasa de datos, la
transmisión a terminales portátiles (One-Seg), y la resolución de pantalla del
estándar. Luego en el capítulo 3 se describen cada uno los temas correspondientes a la
propagación en espacio libre con el objetivo de aclarar los datos o valores obtenidos
mediante las simulaciones de señales microondas. Posteriormente en el capítulo 4 se
abordarán todos los aspectos relevantes considerados en las simulaciones, como la
descripción de los datos técnicos requeridos, tales como la potencia de transmisión, la
frecuencia central de transmisión, el patrón de radiación de las antenas transmisoras y
receptoras, entre otros. Se verá también una breve descripción del simulador utilizado,
y por supuesto las mediciones prácticas tomadas en la provincia de Santiago.
Finalmente en el capítulo 5 se encuentran todos los resultados obtenidos en las
simulaciones, además se contrastan los valores obtenidos en las simulaciones con los
valores obtenidos en las mediciones prácticas tomadas en terreno, con el fin de evaluar
que tan fidedignos y confiables son los valores entregados por el simulador TAP 6.0,
para luego presentar el estudio de la propagación de la señal digital ISDB-Tb en la
provincia de Concepción.
11
Capítulo 2
Estándar de televisión digital Terrestre ISDB-Tb
La información contenida en el presente capítulo proviene principalmente de
documentos institucionales provenientes de ABNT, todos estos se encuentran
referenciados en la bibliografía entre [4-8].
2.1. Introducción
El estándar ISDB fue desarrollado por el Digital Broadcasting Experts Group
(DiBEG) y el consorcio ARIB (Association of Ratio Industries and Businesses) en
Japón. Este incluye radiodifusión de televisión digital, sonidos y servicios de datos y es
designado como Radiodifusión Digital de Servicios Integrados (ISDB), incluye los
estándares para servicios terrestres, por cable y por satélite. La investigación y
desarrollo comenzó en la década de los 80, comprende varios documentos que
especifican la distribución de video digital por cable (ISDB-C), por satélite (ISDB-S) y
terrestre (ISDB-T), este último incluye terminales móviles. El estándar ISDB-T
comenzó a utilizarse en Japón en diciembre del 2003 y en Brasil en diciembre del 2007.
De forma general se puede decir que el estándar ISDB tiene las siguientes
características:
- Provisión de servicios interactivos con diversos canales de retorno (líneas
telefónicas fijas, teléfonos móviles, redes de área local cableadas e inalámbricas,
etc).
- Transmisiones de señales mediante redes de frecuencia única.
- Acceso condicional y protección de copia.
12
- Distribución de datos genéricos, no restringidos a audio y video, aunque
posibilitando por ejemplo flujos de video alternativos como MPEG-4.
El estándar que se analizará en esta sección será el estándar japonés brasileño
ISDB-Tb o SBTVD-T, desarrollado y mejorado por la Asociación Brasileña de Normas
Técnicas (ABNT), básicamente es el mismo japonés pero posee algunas modificaciones
implantadas por los brasileños mejorando el sistema.
2.2. Funcionamiento del sistema ISDB-Tb
2.2.1. Visión general.
En la transmisión, una o más de una entrada, que contienen haz de datos o flujo
de transporte, definidas en el sistema MPEG-2 [4], se deben obligatoriamente
remultiplexar para crear un único TS. Ese TS debe ser sometido a la etapa de
codificación de canal múltiple, de acuerdo con la intención de servicio y debe ser
enviado como una señal OFDM común. A continuación se muestra un esquema
general del sistema de transmisión.
Fig. 2.1: Visión general del sistema de transmisión [5].
La transmisión digital terrestre debe utilizar obligatoriamente el entrelazado de
tiempo para obtener una codificación con la menor tasa de errores para la recepción
móvil, en donde se hacen inevitables las variaciones de intensidad de campo.
El espectro de la radiodifusión de televisión digital debe obligatoriamente
consistir en 13 bloques OFDM sucesivos, con cada segmento ocupando 1/14 del ancho
de canal de televisión.
13
Un segmento OFDM debe obligatoriamente tener una configuración que permita
la conexión de múltiples segmentos para abastecer un ancho de transmisión que
atienda a la necesidad del medio.
En la entrada del sistema de transmisión las señales ya codificadas (audio y
video) y las de datos deben ser multiplexadas [6] para luego ser moduladas, tal cual
como se muestra en el esquema general del sistema de transmisión (fig. 2.1).
2.2.2. Transmisión jerárquica.
Obligatoriamente la codificación debe realizarse en unidades de segmento
OFDM. Además un canal de televisión debe ser usado simultáneamente para servicio
de recepción fija y móvil (transmisión jerárquica).
Cada capa jerárquica debe obligatoriamente consistir en uno o más segmentos
OFDM. Parámetros como esquema de modulación de portadoras OFDM, tasa de código
interno y del entrelazado de tiempo pueden ser especificados para cada capa
jerárquica. Hasta tres capas jerárquicas pueden ser definidas. Un segmento puede ser
usado para recepción parcial, siendo también considerada como capa jerárquica.
El número de parámetros de codificación y el de segmentos de cada capa
jerárquica pueden ser configurados por el radiodifusor. La señal TMCC (Transmission
and Multiplexing Configuration Control) debe contener obligatoriamente la
información de control e informaciones necesarias para auxiliar al receptor en la
identificación de los modos de operación.
14
Fig. 2.2: Diagrama en bloques del sistema de transmisión [5].
2.2.3. Recepción parcial
El segmento central del espectro, que consiste en 13 segmentos, puede ser
sometido al proceso de entrelazamiento de frecuencia sin la participación de las demás
porciones del espectro de radiodifusión. Es por esto que se puede crear un servicio
portátil (one-seg), que consiste en una de las capas del servicio de televisión.
.
Fig. 2.3: One TV channel frequency spectrum.
15
2.2.4. Modos
Para garantizar una buena recepción y permitir la operación de acuerdo con la
distancia entre las estaciones de una red de frecuencia única, a pesar de las
variaciones del canal como consecuencia del efecto de Doppler de la señal de recepción
móvil, obligatoriamente debe ser posible seleccionar entre tres opciones de separación
de portadoras OFDM. Estas tres separaciones se identifican como modos del sistema.
La separación en frecuencia es de aproximadamente 4KHz, 2KHz, ó 1KHz, para los
modos 1, 2, y 3 respectivamente. La tasa útil de cada modo debe ser exactamente igual
para cada modo, pero el número de portadoras varía dependiendo del modo.
2.2.5. Esquema de codificación de canal.
Parámetros principales.
Las especificaciones técnicas referentes a la codificación de canal están de
acuerdo con la ARIB STD-B31:2005, sección 3, y con la ITU Recommendation BT.1306,
Anexo 1.c. En la tabla 2.1 se ven los parámetros del sistema de transmisión.
Tabla 2.1: Parámetros del sistema de transmisión [5].
Parámetros Valores
1
Número de segmentos
13
2
Ancho del segmento
6.000/14=428,57 KHz
3
Banda UHF
5,575 MHz 1(modo 1)
5,573 MHz 2(modo 2)
5,572 MHz 3(modo 3)
4 Número de portadoras 1.405(modo 1)
16
2.809(modo 2)
5.617(modo 3)
5 Método de modulación DQPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM
6
Duración de los
símbolos activos
252 s (modo 1)
504 s (modo 2)
1.008 s (modo 3)
7
Separación de
portadoras
Bws/108 = 3,968 kHz (modo 1)
Bws/216 = 1,984 kHz (modo 2)
Bws/432 = 0,992 kHz (modo 3)
8
Duración de intervalo
de guarda
1/4, 1/8, 1/16, 1/32 de la duración del símbolo activo
63; 31,5; 15,75; 7,875 μs (modo 1)
126; 63; 31,5; 15,75 μs (modo 2)
252; 126; 63; 31,5 μs (modo 3)
9
Duración total de los
símbolos
315; 283,5; 267,75; 259,875 μs (modo 1)
628; 565; 533,5; 51 7,75 μs (modo 2)
1 260; 1 134; 1 071; 1 039,5 μs (modo 3)
10 Duración de cuadro de
transmisión
204 símbolos OFDM
11
Codificación de canal
Código convolucional, tasa = 1/2 con 64 estados
Punzado para las tasas 2/3, 3/4, 5/6, 7/8
12
Entrelazamiento
Entrelazamiento intra e inter-segmentos
(entrelazamiento en frecuencia)
Entrelazamiento convolucional con profundidad de
interleaving
0; 380; 760; 1.520 símbolos (modo 1)
0; 190; 380; 760 símbolos (modo 2),
0; 95; 190; 380 símbolos (modo 3)
17
2.2.6. Configuración básica de la codificación de canal
La siguiente figura muestra la estructura del sistema de transmisión, en
específico la codificación de canal.
Modulación de
Portadora
TS
remultiplexador
Codificación externa
(204, 188)
División de TS en nivel
jerárquico
Dispersor de
energía
Dispersor de
energía Dispersor de
energía
Ajuste de
atraso Ajuste de
atraso
Ajuste de
atraso
Entrelazador
byte Entrelazador
byte Entrelazador
byte
Codificador
convolucional
Codificador
convolucional Codificador
convolucional
Entrelazador
bit
Entrelazador
bit
Entrelazador
bit
Mapeador Mapeador Mapeador
Combinación de niveles jerárquicos
Entrelazador de tiempo
Señal TMCC Señal - piloto Entrelazador de frecuencia
Estructura de cuadro OFDM
18
Fig. 2.4: Diagrama en bloque de la codificación de canal [5].
En la figura mostrada anteriormente se ve el diagrama en bloque de la
codificación de canal, cada bloque se describe a continuación.
TS remultiplexador
Las salidas de flujo de transporte (TS) del multiplexador MPEG deben
obligatoriamente alimentar al remultiplexador de haz de transporte de modo que los
paquetes de flujo de transporte sean adecuadamente arreglados para el procesamiento
de la señal de un segmento de dato. Acá cada flujo de transporte debe
obligatoriamente ser convertido en señal en ráfaga de 188 bytes por medio de un reloj
con tasa cuatro veces mayor que el reloj de muestreo IFFT.
Código externo (Reed-Solomon (204, 188, t-8))
El código RS se aplica por bloques a grupos de 188 bytes, en donde 1 byte se
utiliza para la sincronización y los 187 bytes restante del bloque para los datos, por
último le agrega 16 bytes que son utilizados para la paridad, resultando con esto
palabras codificadas de 204 bytes. El RS puede corregir hasta 8 bytes aleatorios
erróneos entre 204 bytes.
División del TS en capa jerárquico (demultiplexador)
Debe dividir el flujo de transporte remultiplexado en porciones [transmisión de
flujo de transporte de paquetes (TSP), cada cual con 204 bytes de largo, conteniendo
todos los bytes] y asociar cada parte a la capa jerárquica especifica. También debe
remover obligatoriamente los paquetes nulos. La capa jerárquica a la que pertenece la
transmisión TSP debe ser especificada obligatoriamente por la información de la capa
jerárquica basada en la organización. El número máximo de capas jerárquicas debe ser
IFFT
Adición de intervalo de guarda
19
obligatoriamente tres. La sincronización del cuadro OFDM debe desplazarse
obligatoriamente en un byte el comienzo de los bytes de información.
Dispersión de energía
Se debe realizar obligatoriamente para cada capa jerárquica generada por un
Pseudo Random Binary Sequence (PRBS). Tiene la función de aleatorizar los bits que
componen el flujo de transporte mediante una multiplicación por una secuencia
binaria pseudo aleatoria (PRBS) de orden 15.
Ajuste de atraso
El ajuste de atraso está asociado al entrelazado de byte con el fin de proveer un
tiempo de atraso idéntico para transmisión y recepción en todas las capas jerárquicas,
debe ser obligatoriamente realizado por el lado de la transmisión. Las diferencias de
las tres capas jerárquicas causan desalineamientos entre los flujos de transporte de las
tres capas. Para compensar el atraso entre las capas jerárquicas se debe adoptar
obligatoriamente un valor de ajuste apropiado para cada capa antes del entrelazador
de bytes, de acuerdo con la tasa de bit de transmisión.
Entrelazador bytes
El entrelazado debe ser obligatoriamente de 12 bytes. Sin embargo el byte
siguiente al byte de sincronización, debe obligatoriamente pasar por un camino de
referencia que no cause atraso. Entonces el entrelazador de bytes se usa para
entrelazar internamente cada bytes de cada grupo de 204 bytes.
Código interno (convolucional)
El código interno debe ser obligatoriamente un código convolucional punzado
(descarte de bits seleccionado, según el criterio definido), restringido a K=6 y opera a
tasas de y . Otorgando con esto flexibilidad entre tasa de datos y el nivel
de protección que se desea.
20
Modulación de portadora
En este proceso la señal de entrada debe ser entrelazada bit por bit y mapeada
según el esquema especificado para cada capa jerárquica.
Fig. 2.5: Configuración de la modulación de la portadora [5].
Los atrasos de transmisión y recepción deben ser equivalentes a 120 símbolos de
portadoras y son el resultado del entrelazado de bit del modulador de las operadoras.
El tiempo de atraso varía según el esquema de modulación de la portadora, es decir,
dependiendo de bits comprendidos en el símbolo de la portadora. La diferencia en el
tiempo de atraso se debe corregir en el lado de la entrada del entrelazado de bit a
través de la adición de un valor de ajuste de atraso, tal que el atraso total de
transmisión y recepción sea igual a 2 símbolos OFDM.
Tabla 2.2: Características principales de los distintos mapeos de datos [5].
Mapeo Bits por símbolo Salida mapeada de datos Bit de atraso
DQPSK 2 multibit 120
QPSK 2 multibit 120
16QAM 4 multibit 40, 80 y120
64QAM 6 multibit 24, 48, 72, 96 y 120
21
Combinación de capas jerárquicas
Las señales de diferentes capas jerárquicas, sometidas a la codificación de canal
y modulación de portadoras por parámetros específicos deben ser combinadas e
insertadas obligatoriamente en el segmento de datos y sometidas a la conversión de
velocidad.
Fig. 2.6: Configuración del combinador de capas [5].
Entrelazado de tiempo y frecuencia.
1). Entrelazador de tiempo
Una vez que las diferentes capas jerárquicas se combinan, deben ser
obligatoriamente entrelazadas en el tiempo en unidades de símbolos de modulación.
La longitud del entrelazado de tiempo se debe especificar obligatoriamente como
―1‖ para cada capa jerárquica, independiente de las otras capas. Las diferencias de
22
atrasos en el tiempo se deben corregir obligatoriamente del lado de la transmisión,
usando el número del símbolo o atraso apropiado para cada capa tal como se muestra
en la tabla 2.4, entonces el número total de atraso de transmisión y recepción sea un
múltiplo del número de cuadros. Cabe mencionar que el ajuste de atraso se debe
realizar obligatoriamente en la señal antes del entrelazado de tiempo.
Tabla 2.3: Valores de la longitud del entrelazado de tiempo y ajustes de atrasos [5]
El entrelazado de tiempo tiene como objeto aumentar la robustez contra el
desvanecimiento (fading) a través de aleatorización de símbolos de datos después de la
modulación. La especificación de la longitud de entrelazamiento para cada capa
jerárquica debe permitir obligatoriamente la especificación de la longitud de
entrelazado excelente para cada capa.
El uso del código convolucional como método del entrelazado de tiempo busca
reducir los atrasos de transmisión y recepción y reducir la cantidad de memoria
necesaria en el receptor.
2). Entrelazador de frecuencia
Durante la división del segmento, los números 0 a 12 del segmento de datos
deben ser obligatoriamente designados en forma secuencial para la parte de la
recepción parcial, modulación diferencial (segmentos para los cuales el DQPSK se
especifica para modulación de portadoras) y modulación coherente (segmento para el
Modo 1 Modo 2 Modo 3
Long.
(I)
Nº de
símbolos
de ajuste
del
atraso
Nº de
cuadros
atrasad
en la Tx
y Rx
Long
(I)
Nº de
símbolos
de ajuste
del
atraso
Nº de
cuadros
atrasad
en la Tx
y Rx
Long
(I)
Nº de
símbolos
de ajuste
del
atraso
Nº de
cuadros
atrasad
en la Tx
y Rx
0 0 0 0 0 0 0 0 0
4 28 2 2 14 1 1 109 1
8 56 4 4 28 2 2 14 1
16 112 8 8 56 4 4 28 2
23
cual los QPSK, 16QAM y 64QAM se especifican para modulación de portadoras), tal
como se muestra en la fig. 2.7.
Fig. 2.7: Configuración de la sección de entrelazamiento en frecuencia [5].
En lo que se refiere a la relación entre configuración jerárquica y los segmentos
de datos de un mismo nivel jerárquico, las capas jerárquicas obligatoriamente deben
ser sucesivamente organizadas y nombradas capas A, B y C en forma secuencial, en
orden ascendente del número de segmentos de datos (es decir, del segmento de número
menor para el segmento de número mayor).
El entrelazamiento entre segmentos se debe realizar obligatoriamente en dos o
más segmentos cuando pertenecen al mismo tipo de porción modulada, aunque
pertenezcan a diferentes niveles jerárquicos, y no se debe realizar en la porción de
recepción parcial, por considerar que se usa solamente en el receptor designado para
recibir este segmento.
Debido a que la modulación diferencial y modulación síncrona difieren en
términos de estructura de cuadro, el entrelazamiento entre segmentos debe ser
formateado obligatoriamente en cada grupo.
Div. de
Segme
nt
Entrelazamiento
entre segmentos
Rotación de
portadora dentro
de segmentos
Aleatorización de
portadora dentro
de segmentos
Modulación del servicio one-seg
Modulación
diferencial
Modulación
coherente Entrelazamiento
entre segmentos
Rotación de
portadora dentro
de segmentos
Rotación de
portadora dentro
de segmentos
Aleatorización de
portadora dentro
de segmentos
Aleatorización
de portadora
dentro de
segmentos
24
En el entrelazamiento entre segmentos, realizado a lo largo de la capa limítrofe,
se debe maximizar obligatoriamente el efecto del entrelazado de frecuencia.
Entonces según la fig. 2.7 se puede decir que existen dos tipos de
entrelazamiento en frecuencia, y que son:
- Entrelazamiento entre segmentos: Este se debe realizar obligatoriamente en
cada modulación diferencial (BQPSK) y modulación coherente (QPSK, 16 QAM,
64QAM).
- Entrelazamiento dentro del segmento: Este se debe realizar obligatoriamente en
dos etapas, rotación de portadoras por números de segmentos, y la
aleatorización de las portadoras.
Estructura de cuadro
Dentro de este encontramos primeramente las condiciones para configuración de
los segmentos OFDM, en donde trata de verificar que todos los procesamientos de los
segmentos de datos para la codificación de canal deben estar completos cuando la etapa
del entrelazado de tiempo y frecuencia se ejecute. El cuadro OFDM debe ser
obligatoriamente concluido a través de la adición de varias señales piloto al segmento
de datos. Luego encontramos la configuración del segmento OFDM para modulación
diferencial y para modulación coherente, en esta parte se encuentra a los pilotos
continuos (CP), pilotos disperso (SP), la señal para información de control de
transporte (TMCC), y la señal de extensión para información adicional de
transporte(AC) [5].
Señal piloto
Acá se describe la señal piloto disperso, la señal piloto continuo, la señal de
control TMCC, y el canal auxiliar.
- La señal piloto disperso debe ser obligatoriamente una señal BPSK que se
correlaciona a la secuencia del bit de salida Wi del circuito de generación de PRBS.
25
El polinomio generador del PRBS es:
Función generadora de PRBS
La letra i de corresponde al número i de la portadora del segmento OFDM.
Fig. 2.8: Circuito generador PRBS [5].
Los valores iniciales de generación del circuito se deben definir para cada
segmento y estos valores son específicos.
- La señal piloto continuo (CP) debe ser obligatoriamente una señal BPSK
modulada de acuerdo con la posición de la portadora (número de la portadora dentro
del segmento) dentro del cual se inserta, y también de acuerdo con el valor de Wi. La
correspondencia entre el valor de Wi y la señal moduladora debe ser la misma que para
la señal piloto dispersa. También el ángulo de fase del CP con relación a la posición de
la portadora debe ser constante, en todo símbolo.
- La señal de control TMCC debe ser transmitida por medio de la señal DBPSK
modulada de acuerdo con la configuración del espectro de transmisión. La referencia
para la modulación diferencial B0 debe ser obligatoriamente estipulada por el Wi
mostrado en la fig.2.8. Después de la codificación diferencial, la señal TMCC modulada
debe asumir obligatoriamente el punto de la señal (+ 4/3, 0) y (- 4/3, 0) para la
información 0 y 1, respectivamente.
- El canal auxiliar (AC) debe ser obligatoriamente un canal designado para
transporte de información adicional para el control de la señal de transmisión. La
información adicional AC debe ser transmitida por la modulación de la portadora-piloto
en DBPSK (del tipo análogo a CP). La referencia para modulación diferencial debe ser
obligatoriamente provista por el primer símbolo del cuadro y asume la señal que
corresponde al valor de Wi estipulado en fig. 2.9. Al igual que en TMCC la señal AC
26
modulada debe asumir obligatoriamente la señal (+ 4/3, 0) y (- 4/3, 0) para la
información 0 y 1, respectivamente, disponible en la codificación diferencial, si no hay
información adicional, la información 1 se inserta como bit de relleno. Deben estar
disponibles dos canales AC, el AC1 es el canal en el cual se utiliza la misma posición de
la portadora para todos los segmentos, sin importar el esquema de modulación usado, y
el canal AC2 que solo debe ser empleado para el segmento con modulación diferencial.
Para asegurar la diversidad de aplicaciones del AC, solo se debe usar un esquema de
modulación DBPSK.
2.3. Configuración del espectro de transmisión
Primeramente se debe realizar la localización de los segmentos dentro del
espectro de 6Mhz. El arreglo del segmento OFDM debe estar de la siguiente manera:
Fig. 2.9: Numeración de los segmentos OFDM en el espectro de transmisión y ejemplo
de uso [5].
Posterior a esto se define el formato de la señal de RF en donde debe ser
obligatoriamente estipulado por las siguientes ecuaciones:
: es el número de la portadora que es sucesivo para toda la banda, con el número 0
atribuido a la portadora 0 del segmento 11.
27
: es el número de símbolo.
: es el tiempo de duración del símbolo OFDM.
: es el tiempo de duración del intervalo de guarda.
: es el tiempo de duración de la parte útil del símbolo.
: es el centro de la frecuencia de la señal de RF.
: es el número de la portadora que corresponde al centro de la frecuencia de RF
(modo 1:702, modo 2: 1404, modo 3: 2808).
: es el vector complejo de la señal punto correspondiente al símbolo número n y
portadora número k
: es la señal de RF.
Se debe mencionar que la frecuencia central para radiodifusión terrestre digital
es estipulada por la frecuencia de RF correspondiente a .
2.4. Inserción de intervalo de guarda
Posterior a la salida de datos del IFFT, para una duración especifica, se debe
agregar obligatoriamente un intervalo de guarda, sin ninguna modificación, en el
comienzo del símbolo efectivo, tal como se muestra en la fig.2.10.
Fig. 2.10: Inserción de intervalo de guarda [5].
Intervalo
de guarda
Intervalo
de guarda
Salida de datos IFFT Salida de datos IFFT
t
28
2.5. Ancho de banda de frecuencia
El ancho de banda de frecuencia para la radiodifusión de televisión digital
terrestre debe ser obligatoriamente de 5,7 MHz. La frecuencia nominal de la portadora
debe ser obligatoriamente la frecuencia central del ancho de banda. Entonces el ancho
de banda de frecuencia debe ser obligatoriamente de 5.7 MHz cuando el ancho de la
portadora OFDM es de 5,572 MHz, con 4KHz de separación entre las frecuencias
portadoras en el modo 1. Este ancho de banda se debe aplicar independientemente del
modo elegido, y se adopta para asegurar que el ancho de banda de 5,610 MHz tenga
algún margen para determinar que cada portadora del límite inferior y superior de la
banda de 5,572 MHz incluya el 99 % de energía.
2.6. Tasas de datos
A continuación se muestra en la tabla 2.4 la tasa total de datos para los 13
segmentos:
Tabla 2. 4: Tasa total de datos de los 13 segmentos [5].
Modulación
de la
portadora
Código
convolucional
Número de TSP
transmitidos
(modos 1/ 2 / 3)
Tasas de datos Mbps
Interval
o de
guarda
1/4
Interval
o de
guarda
1/8
Interval
o de
guarda
1/16
Interval
o de
guarda
1/32
DQPSK
QPSK
1/ 2 156/312/624 3,651 4,056 4,295 4,425
2/3 208/416/832 4,868 5,409 5,727 5,900
3/ 4 234/468/936 5,476 6,085 6,443 6,638
5/6 260/520/1040 6,085 6,761 7,159 7,376
7/8 273/546/1092 6,389 7,099 7,517 7,744
16QAM
1/ 2 312/624/1248 7,302 8,113 8,590 8,851
2/3 416/832/1664 9,736 10,818 11,454 11,801
3/ 4 468/936/1872 10,953 12,170 12,886 13,276
29
5/6 520/1040/2080 12,170 13,522 14,318 14,752
7/8 546/1092/2184 12,779 14,198 15,034 15,489
64QAM 1/ 2 468/936/1872 10,953 12,170 12,886 13,276
2/3 624/1248/2496 14,604 16,227 17,181 17,702
3/ 4 702/1404/2808 16,430 18,255 19,329 19,915
5/6 780/1560/3120 18,255 20,284 21,477 22,128
7/8 819/1638/3276 19,168 21,298 22,551 23,234
En la tabla anterior se ven los parámetros especificados para todos los 13
segmentos. Dependiendo de los parámetros de configuración jerárquica, la tasa total de
datos durante la transmisión jerárquica varía. El volumen total transmitido por los 13
segmentos es igual a la suma de todos los volúmenes de datos trasmitidos por esos
segmentos.
Cabe mencionar que para lograr transmisiones casi libre de errores (CLE) en
recepción estática de ISDB-Tb a una tasa de datos determinada requiere de
condiciones de razón señal a ruido (SNR) muy similares a las requeridas por
transmisiones DVB-T de tasa equivalente. Ello resulta de observar que la principal
diferencia entre los dos sistemas de codificación son los procesos de entrelazado, y no
los de redundancia (códigos R-S y Convolucional), y que el entrelazado más complejo de
ISDB-T provee inmunidad adicional principalmente frente a variaciones temporales
del canal (movilidad, ruido impulsivo, etc.).
2.7. Transmisión a terminales portátiles (One-Seg)
Cuando hablamos de transmisión a terminales portátiles en realidad nos referimos
al concepto de recepción parcial de un segmento (―1 seg‖), el cual es altamente eficiente, ya
que puede ser realizada con un receptor de un solo segmento, lo que implica que es
significativamente más sencillo (menor costo) que un receptor ISDB-Tb completo de 13
segmentos. En la banda de televisión el servicio de 1 segmento está disponible con el
servicio de recepción fija.
30
Para la recepción parcial, la velocidad del proceso de la señal se reduce a 1/8 de la
recepción de banda ancha (6 MHz), por lo tanto el consumo de energía se reduce. La
velocidad de señal video/audio es también muy baja comparada con el servicio de
recepción de banda ancha. Este sistema utiliza codificación de video H.264/MPEG-4 AVC,
y para audio adopta MPEG AAC-SBR.
El sistema de transmisión ISDB-Tb especifica un lenguaje de aplicación
interactivo denominado Ginga, para recepción fija y móvil, el cual se encuentra
sumamente definido y especificado en el documento de ABNT NBR 15606-2, 1ªedición
30.11.2007, ―televisión digital terrestre — codificación de datos y especificaciones de
transmisión para radiodifusión digital Parte 2: Ginga-NCL para receptores fijos y
móviles – lenguaje de aplicación XML para codificación de aplicaciones‖ [7].
31
2.8. Resolución de pantalla del estándar ISDB-Tb
A continuación se muestran los formatos de resolución de pantalla para el
estándar ISDB-Tb, en alta definición y en definición estándar.
Fig. 2.11: Resolución de pantalla del estándar ISDB-Tb [8].
El asterisco destaca las dos primeras, ya que son las resoluciones de pantallas
más utilizadas en la televisión en alta definición.
32
Capítulo 3
Propagación en espacio libre
La información contenida en el presente capítulo fue extraída en su mayoría de
apuntes y libros de la asignatura de Comunicaciones Inalámbricas, junto a otros
mencionados en las referencias [10, 11 y 12].
3.1. Introducción
En el presente capítulo se verá toda la teoría involucrada en la propagación de
una señal en espacio libre. Se definen los conceptos y ecuaciones de diseño necesarios
para el análisis y estudio de un enlace. Las atenuaciones o pérdidas producidas por la
refracción y difracción de la señal transmitida son importantísimas de considerar
cuando se necesitan contrastar valores reales con valores obtenidos mediante
simulaciones. En las secciones correspondientes a este capítulo encontraremos a la
potencia efectiva isotrópicamente irradiada, las pérdidas por espacio libre, índice,
coíndice, módulo y gradiente de refracción, a las zonas de Fresnel, obstáculos de aristas
en filo de cuchillo, entre muchas otras.
3.2. Conceptos relevantes para el estudio de propagación de
microondas
Cuando se habla de microondas nos referimos a señales de corriente alterna con
frecuencias comprendidas entre los 300MHz y 300GHz, con longitudes de ondas
comprendidas entre 1 metro y 1 milímetro respectivamente. Por lo tanto cuando
tratamos con frecuencias dentro de la banda UHF también estamos tratando con
33
Microondas. Habiendo aclarado este concepto se procede a la definición de las
siguientes ecuaciones necesarias para la propagación de microondas.
3.2.1. Ecuaciones de diseño
Cuando se quiere establecer una comunicación ya sea a larga o a corta distancia,
es importante que la señal que llegue al receptor sea igual o superior a la sensibilidad
del receptor, que es considerada como la potencia mínima utilizada por el receptor
MUS (Minimum Useable Signal), llamada también potencia umbral. Este valor
normalmente está determinado por el nivel de ruido. La diferencia entre la señal de
entrada al receptor y la MUS se conoce como Performance Margin PM, que
corresponde al margen de diseño.
(3.1)
donde:
: Potencia de entrada al receptor (después de la antena).
: Mínima señal utilizable.
Si la es igual a , entonces PM es igual a cero y para este caso la
probabilidad de comunicación es de 50%. Por lo tanto para que la probabilidad de
comunicación sea mayor que 50% es deseable que el PM sea mayor a cero.
La potencia de entrada al receptor se puede definir de la siguiente forma:
(3.2)
: Potencia del transmisor en dBm.
: Acoplamiento entre el transmisor y el receptor en dB.
El acoplamiento entre el transmisor y el receptor es definido como:
(3.3)
34
: Ganancia de la antena transmisora en dB.
: Pérdidas totales por propagación en dB.
: Ganancia de la antena receptora en dB.
: Atenuación de los cables del transmisor.
Determinar la atenuación total entre el transmisor y el receptor cuando se
establece un enlace de comunicación resulta importantísimo para los estudios de
propagación, sobre todo cuando la morfología del terreno produce efectos considerables.
Considerando las ecuaciones anteriores resulta posible conocer la potencia a la
entrada del receptor después de la antena.
Ganancia de una antena
La ganancia de una antena se define como la razón entre la potencia transmitida
por la antena y la potencia transmitida por una antena de referencia. Si la antena de
referencia es un dipolo de media onda o un radiador isotrópico la ganancia de la antena
se expresa en dBd o dBi respectivamente.
Si la ganancia de la antena se encuentra en dBd se puede transformar a dBi de
la siguiente manera:
(3.4)
Potencia Efectiva Isotrópicamente Irradiada (EIRP)
La potencia efectiva isotrópicamente irradiada se define como la potencia
transmitida por la ganancia de la antena de transmisión.
(3.5)
En decibelios se tiene:
(3.6)
(3.7)
35
Desvanecimiento
El desvanecimiento se debe normalmente a variaciones atmosféricas y a las
reflexiones del trayecto de propagación al encontrarse con superficies terrestres o de
agua. La intensidad del desvanecimiento aumenta en general con la frecuencia y la
longitud del trayecto.
El desvanecimiento total es considerado como cualquier atenuación
excesivamente larga de las señales de microondas. Esta se produce por la presencia de
una atmosfera súper refractiva, que refracta el frente del haz de onda hasta abajo en la
superficie, antes de llegar a la antena receptora.
3.2.2. Pérdidas por propagación en espacio libre
La disminución de la densidad de potencia es el primer elemento que afecta a la
propagación de la señal, y que se produce a medida que aumenta la distancia a un
generador o transmisor.
Si se agrupan los elementos que afectan a la propagación de la señal se tiene lo
siguiente:
- Los elementos correspondientes a la atmosfera por donde atraviesa la señal,
considerando las características de la atmosfera y las condiciones climáticas de
la zona.
- Los elementos correspondientes a las características del terreno por donde va la
trayectoria de la señal, considerando la obstrucción total o parcial de la señal y
las reflexiones producidas.
Es importante considerar en el diseño de un enlace los siguientes factores:
- Atenuación debida a los gases atmosféricos.
- Desvanecimiento por difracción debido a la obstrucción producida por los
obstáculos en la ruta del enlace.
- Desvanecimiento debido a la propagación multitrayecto producido por la
reflexiones en la superficie.
36
- Desvanecimiento debido a la propagación atmosférica multitrayecto o a la
dispersión del haz (conocida como desenfoque) producto de la presencia de capas
atmosféricas con refracción fuera de lo normal.
- Variación del ángulo de llegada al receptor y ángulo de salida en el transmisor
debido a la refracción.
- Atenuación debida a las precipitaciones o a otras partículas sólidas presentes en
la atmosfera.
Cada uno de estos factores tiene sus características propias en función de la
frecuencia, longitud del trayecto y la ubicación geográfica.
Cuando se habla de ―espacio libre‖ se refiere al ―vacío‖ o a cualquier otro medio
que tenga las mismas características, como el ―aire‖.
Entonces la atenuación por espacio libre según la ITU-R Rc.525 y Rc.341 [8] se define
como:
(3.8)
distancia entre transmisor y receptor.
frecuencia de transmisión.
Y la potencia recibida en el caso de espacio libre queda de la siguiente forma:
(3.9)
Las ecuaciones anteriores son la más utilizadas para estimar las pérdidas de
espacio libre, y tienen como limitante que son válidas sólo en regiones que se
encuentran en el campo lejano o región de Fraunhofer.
La potencia de recepción nominal se expresa como sigue:
(3.10)
37
donde:
: Atenuación de filtros, braching, etc., en dB.
: Atenuación de guía de onda, cable coaxial, etc., en dB.
: Ganancia Antenas, en dB.
Los subíndices 1 y 2 representan al transmisor y receptor respectivamente.
3.2.3. Efecto de la refracción sobre la propagación en espacio libre
Índice de refracción
El efecto de la refracción puede ser expresado en términos de la degradación del
margen de desvanecimiento. La atmósfera se define como referencia para la refracción
en los documentos de recomendaciones de la ITU Rc.369 y Rc.453 [9].
El índice de refracción varía en función de la altura sobre el nivel del mar, de
la época del año y de las condiciones atmosféricas. Éste se define de la siguiente
manera:
(3.11)
Los términos a y b son constantes que se determinan por métodos estadísticos y h es la
altura sobre el nivel del mar en Km.
El índice de refracción se define como el cociente entre la velocidad de
propagación de la onda radioeléctrica en el vacío y la velocidad de la onda a la altura h
en la atmosfera. Según los métodos estadísticos las constantes a y b son 315 y 0.136
respectivamente, quedando el índice de refracción como:
(3.12)
Coíndice de refracción
Dado a que el valor del índice de refracción es cercano a la unidad, es preferible
definir al coíndice de refracción N de la siguiente manera:
(3.13)
38
Con esto el valor de refracción resulta más cómodo de resolver.
Los valores de N y n son una función climática:
(3.14)
donde P es la presión atmosférica en milibares, es la presión del valor de agua en
milibares y T la temperatura en grados Kelvin.
Módulo de refracción
El módulo de refracción es el exceso del índice modificado con relación a la
unidad, y se define como:
(3.15)
donde
se denomina índice de refracción modificado y está determinado por la
altura h y el radio de la Tierra Ro= 6370 Km. Cuando h corresponde al nivel del mar el
valor de n corresponde a N, quedando como:
(3.16)
Si se observan las dos últimas ecuaciones se puede ver que M aumenta con la
altitud. Pero el índice de refracción n disminuye con la altura, por lo cual se tiene que
la onda radioeléctrica se curva hacia abajo debido a la ley de Snell. Por lo tanto resulta
importante determinar el valor del gradiente entre el índice y la altura cercana a la
superficie de la tierra.
Gradiente del índice de refracción
El gradiente normal del coíndice de refracción se define como el valor mediano
del gradiente en los primeros 1000 m de altura para zonas templadas.
Ejemplo:
39
Cuando el gradiente supera el umbral de -40/Km se define a la atmosfera como
subnormal, y como supernormal cuando es inferior a -40/Km. Generalmente el 50% del
tiempo se está por debajo y por encima de este umbral, esta variación depende del
clima.
Condiciones de propagación
Los factores atmosféricos nombrados a continuación intervienen en la
propagación de la señal.
- Advensión: es el desplazamiento horizontal de masas de aire producido por
intercambio de calor y humedad entre el aire y el suelo. Una capa de inversión
del índice de refracción puede ser creada cuando una masa de aire seco y cálido
incide desde la tierra hacia el mar, haciendo que las capas inferiores se enfríen y
se carguen de humedad.
- Niebla: produce una variación en el gradiente del índice de refracción. Si el
gradiente de temperatura se invirtiera, la presión del vapor aumentaría con la
altura, produciéndose una propagación subnormal.
- Enfriamiento: se produce durante la noche, por irradiación de la tierra,
produciendo una inversión en el gradiente de temperatura.
- Turbulencia: se produce por el efecto del viento y con condiciones de propagación
estándar.
- Convección: se produce por el calentamiento del suelo, reduciendo la
temperatura a medida que aumenta la altura.
- Subsidencia: es un desplazamiento vertical del aire a alta presión, generando
una capa de inversión del índice de refracción. Esta capa se denomina conducto
y produce una propagación de múltiples trayectorias.
40
La propagación no estándar se favorece por la alta presión, la subsidencia y el
cielo claro, no así la propagación estándar que es favorecida por la baja presión, la
turbulencia y el cielo cubierto. Se pude mencionar que las mejores condiciones de
propagación se pueden obtener con terrenos ondulados (debido a las corrientes
verticales de aire), con trayectos oblicuos (debido al cruce de capas atmosféricas en
forma transversal), en época invernal y por la noche.
Radio ficticio de la tierra
El factor de radio ficticio de la tierra K permite suponer a la onda viajar en
forma rectilínea a la Tierra con un radio aparente distinto del real .
(3.17)
Con = 6370 Km.
Según los documentos de la ITU-R I.718-2 el radio ficticio de la tierra expresado
en función del índice de refracción y del coíndice de refracción quedan expresados
respectivamente de la siguiente manera:
(3.18)
(3.19)
El valor de K sigue las estadísticas del coíndice de refracción N.
Cuando se tiene un valor del gradiente del índice de refracción
, el valor de K es 1.333, o más conocido como K =4/3, corresponde
entonces a un radio aparente de la tierra de 8500 Km.
Como la curvatura del rayo depende del gradiente, las variaciones de éste
pueden producir conductos y propagación por caminos múltiples o desenfoque de las
antenas, además es posible que se produzcan atenuaciones por obstrucción.
41
Protuberancias del terreno
Para lograr determinar el valor de protuberancia o de curvatura de la Tierra en
un punto del enlace se debe utilizar la siguiente ecuación:
(3.20)
C : es la curvatura de la Tierra expresada en metros.
: son las distancias expresadas en Km.
El valor de la curvatura C aumenta a medida que K disminuye. Cabe mencionar
que cuando se efectúan inspecciones visuales de los obstáculos se debe tener en cuenta
que los rayos luminosos no se curvan tanto como las microondas.
El valor usado como estándar (K=1.34 y ) es diferente para
otros lugares del planeta.
3.2.4. Efecto de la difracción sobre la propagación en espacio libre
El comportamiento de una antena se asimila al comportamiento de un emisor de
un frente de onda en expansión. Según el físico holandés Huygen cada elemento del
frente de onda produce frente de ondas secundarias, llegando a la antena receptora
señal desde cada punto del frente de onda (señal difractada), esto quiere decir que
existen infinitos caminos que unen a las antenas. Muchas veces estos rayos llegan con
un cierto retardo y pueden producir interferencias, ya sea que se sumen o que se
resten de acuerdo con la fase relativa. Tal efecto queda determinado por una familia de
elipsoides de Fresnel con focos en las antenas. Tal como se muestra en la fig. 3.1.
42
.
Fig. 3.1: efecto de la difracción en la atmosfera [10].
Elipsoides de Fresnel y zonas de Fresnel
Un elipsoide de Fresnel corresponde al lugar geométrico formado por todos los
puntos que satisfacen la relación:
(3.21)
M es el punto del elipsoide, A y B representan a la ubicación del transmisor y receptor
respectivamente, n es un entero que caracteriza el elipsoide, y es la longitud de onda
del enlace,
El radio de un elipsoide o radio de Fresnel se puede expresar como sigue:
(3.22)
: frecuencia en MHz.
: distancia del transmisor al punto (Km).
43
distancia del receptor al punto (Km).
: número del elipsoide.
Las zonas de Fresnel son las coronas circulares concéntricas determinadas por
los rayos difractados que se suman en fase y en contrafase en forma alternada.
Dentro del elipsoide, la primera zona de Fresnel se caracteriza por el radio F1 a
determinada distancia de la antena.
Las zonas impares (n=3, 5, 7, etc.) tiene una contribución aditiva de potencia y
las zonas pares tienen una contribución sustractiva de potencia pues el rayo directo y
el difractado se suman en contrafase. Si bien se sabe las potencia de recepción es una
suma de de todas las contribuciones, las amplitudes de estas disminuyen en la medida
que se incrementa el orden de .
Una intensidad de campo proporcional a la superficie de la zona y un factor de
oblicuidad son aportados por las zonas de Fresnel. Los aportes que pueden provocar
desde la segunda zona en adelante es solo la mitad del aporte de la primera zona de
Fresnel.
Pérdidas función del porcentaje de despeje
Las pérdidas por difracción dependen del tipo de terreno y de la vegetación.
Para un terreno medio, las pérdidas por difracción pueden aproximarse mediante la
siguiente ecuación, la cual sólo es válida para pérdidas mayores a 15 dB.
(3.23)
Donde h es la altura en metros del obstáculo más importante del trayecto (h es
negativa si la parte superior del obstáculo está por encima de la línea de vista), y es
el radio de la primera zona de Fresnel.
44
Obstáculo único en filo de cuchillo
Parámetro de difracción de Fresnel-Kirchoff:
(3.24)
h : altura de la cima del obstáculo sobre la línea de vista en metros. Si la cima queda
por debajo de esa línea, h es negativa.
: distancias desde los extremos a la cima del obstáculo en metros.
: longitud de onda en metros.
Atenuación por obstrucción
Sí el valor del radio ficticio de la Tierra fuera inferior a 4/3 el rayo se curvaría
hacia la Tierra y la obstrucción aumentaría.
Un horizonte representado por una esfera homogénea produce mayor atenuación
por difracción que una arista (filo de cuchillo).
Luego la atenuación para la arista considerando valores de inferiores a -1
se puede expresar de la siguiente manera:
(3.25)
D es la separación entre obstáculo y el rayo directo entre antenas.
F1 es la primera zona de Fresnel.
La atenuación para la arista considerando valores de inferiores a -0.5
queda como:
(3.26)
Para realizar cálculos de atenuación mediante la utilización de software, y
considerando mayor que -0.7 se utiliza la siguiente fórmula:
45
(3.27)
Cuando el rayo pasa sobre el obstáculo, o sea el valor de es positivo, se
producen zonas sucesivas de ganancia y atenuación.
La Tierra plana tiene una curva igual a la esfera homogénea por encima de
= 0.2. Debajo de éste valor la atenuación es mayor a la esfera.
La Tierra plana produce una inversión de fase de 180° en la reflexión, ésta varía
de acuerdo con las imperfecciones del terreno.
46
Capítulo 4
Software y parámetros de las simulaciones del
sistema de televisión digital terrestre ISDB-Tb.
4.1. Introducción
En el presente capítulo se abordará todo lo relacionado con la adquisición de los
resultados, es decir, el modo de la toma de resultados prácticos y los parámetros
necesarios para la realización de las simulaciones requeridas para esta memoria de
título. En primera instancia se dará a conocer el software utilizado para tener un
conocimiento general de éste. Posteriormente se describe el modelo de propagación
Longley-Rice, ya que es utilizado en las simulaciones. Luego se describen todos los
parámetros necesarios para las configuraciones de las simulaciones realizadas, tanto
para la región metropolitana de Santiago como para la provincia de Concepción.
4.2. Terrain Analysis Package (TAP)
El software utilizado para el desarrollo de las simulaciones es Terrain Analysis
Package versión 6.0 (TAP 6). Este software fue elaborado por Softwright para
Windows XP con el fin de realizar evaluaciones de los sitios de transmisión de radio
propuestos o ya existentes. Puede predecir radios de cobertura, realizar estudios de
intermodulación y administración de sitios de transmisión de radio, televisión y
radiodifusión de FM, MMDS, ITFS, PCS, SCADA, WLL, WiFi, WiMAX, microondas,
celulares, aire-tierra, barco-tierra y diseño de sistemas de radio convencionales de dos
vías.
47
La versión 6.0 del software (TAP) consta de veinticinco módulos que cuando se
combinan son herramientas que aportan una amplia capacidad de diseño de sistemas
de RF.
El software posee tres herramientas importantes y se puede acceder a ellas
directamente del menú principal, estas son: Path, Area y Map. Para realizar estudios
de áreas de cobertura se debe utilizar la herramienta llamada Area, luego para
realizar estudios de enlaces punto a punto la herramienta a utilizar debe ser la
llamada Path, y finalmente para analizar los resultados de los estudios de áreas de
coberturas se debe utilizar la herramienta llamada Map.
A continuación se muestra una imagen del menú principal del software TAP en
donde se muestran las tres herramientas antes mencionadas. Posteriormente se verán
algunas definiciones importantes utilizadas por el software que no se encuentran en el
capítulo 3.
Fig. 4.1: Menú principal del software TAP 6.
La potencia efectivamente irradiada se basa de la EIRP, e incluye a:
(4.1)
48
: potencia de transmisión.
: ganancia de la antena transmisora.
: atenuación producida por los cables en el lado del transmisor.
La intensidad de campo eléctrico en dBu se define como:
(4.2)
donde D: es la distancia del transmisor hasta el punto en estudio en kilómetros.
Los cálculos de potencia considerando la intensidad de campo quedan como:
(4.3)
: ganancia de la antena receptora.
: frecuencia de transmisión en MHz.
Los cálculos del nivel de señal recibida en los estudios de microondas se resuelven
utilizando las siguientes expresiones:
(4.4)
(4.5)
(4.6)
: potencia recibida.
: ganancia total.
: atenuación total.
: potencia de transmisión.
49
: ganancia de la antena transmisora.
: ganancia de la antena receptora.
ecuación (3.8) de pérdidas en espacio libre.
: pérdidas producidas por los cables u otros.
Resulta importante aclarar también las unidades utilizadas por TAP:
- : es utilizada para la intensidad de campo siempre en decibelios sobre un
microvoltios/metro ( ).
- : tensión expresada en dB sobre un microvolt en una impedancia Z de carga
especificada generalmente 50 Ohm.
- : nivel de potencia expresado en dB sobre un miliwatt.
4.3. Modelo Longley Rice
El modelo Longley-Rice es un modelo muy detallado que se desarrolló en el año
1960 y que se ha ido perfeccionando con los años. El modelo se basa en datos recogidos
entre 40MHz y 40GHz, a distancias de 1 a 2.000 kilómetros, en alturas de antena de
entre 0,5 y 3000 metros, y con polarización vertical y horizontal.
El modelo tiene en cuenta el terreno, el clima y las condiciones del subsuelo y la
curvatura del terreno. Debido al nivel de detalle en el modelo, por lo general se aplica
en forma de un programa de computadora que acepta los parámetros necesarios y
calcula la pérdida en el trayecto previsto.
Muchos de los productos comerciales de simulación incluyen el modelo Longley-
Rice por su modelado del terreno. El modelo tiene dos modos, el punto a punto y el
punto a área. El modo punto a punto hace uso de los datos detallados del terreno o las
características para predecir las pérdidas de trayectoria, mientras que el modo punto a
área utiliza información general sobre las características del terreno para predecir las
pérdidas de trayectoria [11].
50
4.3.1. Longley-Rice en Terrain Analysis Package 6.0
El modelo Longley-Rice requiere de la participación de ciertos parámetros para
poder configurar el cálculo de propagación en el programa, tales como:
1. Parámetros generales:
- Frecuencia.
- Potencia efectiva irradiada ERP.
- Antena omni-direccional en el transmisor.
- Alturas de las antenas de transmisión y recepción sobre el suelo. El programa
calculará la altura efectiva necesaria para los cálculos en Longley-Rice.
2. Parámetros adicionales:
- Polarización vertical u horizontal. El modelo asume que ambas antenas tienen
la misma polarización, ya sea vertical u horizontal.
- La refracción de la atmósfera determina la cantidad de "reflexión" de las ondas
de radio. En los modelos de TAP, el efecto de la refracción se introduce como la
curvatura eficaz de la tierra, por lo general "4/3 tierra" (1,333). En el modelo
Longley-Rice, hay tres formas de especificar refracción:
i. Se puede ingresar directamente el valor de la refracción de la superficie,
por lo general en el rango de 250 a 400 N-unidades (que corresponde a los
valores de curvatura de la tierra 1,232 a 1,767). Una curvatura de la tierra
efectiva de 4/3 (= 1.333) corresponde a un valor refracción de la superficie de
aproximadamente 301 N-unidades. Longley y Rice recomienda un Ns igual a
301 N-unidades para condiciones atmosféricas medias.
ii. Se puede ingresar el valor de K de la curvatura efectiva de la tierra
efectiva (por ejemplo, 1.333 para el 4/3 la tierra) y el Ns de refracción de la
superficie se calcula a partir de:
51
(4.7)
iii. Se puede ingresar una referencia de la refracción a nivel del mar No y la
refracción de la superficie Ns se calculará en base a la elevación de la ruta. Los
valores de No se puede leer en los mapas.
- La permitividad relativa ( ) o la constante dieléctrica del suelo. Los valores
típicos se muestran en la tabla 4.5.
- La conductividad del suelo (en Siemens por metro) de la tierra. Los valores
típicos se muestran en la tabla a continuación.
Tabla 4.1: Valores típicos de permitividad y conductividad.
Permitividad
relativa
Conductividad
(Siemens por metros)
Tierra promedio 15 0.005
Tierra pobre 4 0.001
Tierra buena 25 0.020
Agua dulce 81 0.010
Agua salada 81 5.000
- El tipo de clima. Siete códigos de clima se clasifican en el modelo Longley-Rice:
Ecuatorial (Congo), Continental Subtropical (Sudan), Marítimo Subtropical
(costa oeste de África), Desértico (Sahara), Continental Templado, Marítimo
templado sobre la tierra (Reino Unido y costas continentales del oeste), y
Marítimo templado sobre el mar.
- En variabilidad se definen cuatro modos. El modo seleccionado determina el
significado de fiabilidad y de confianza de los valores utilizados en el modelo.
Los modos están definidos como: el modo de mensaje único, el modo individual,
el modo móvil, y el modo de transmisión.
52
Existen tres tipos de variabilidad: variabilidad de tiempo, de ubicación, y de
situación.
i. Variabilidad de tiempo: representa las variaciones de los valores medios
por hora de la atenuación debida a, por ejemplo, cambios lentos en la
refracción atmosférica o en las intensidades de las turbulencias
atmosféricas. La variabilidad del tiempo describe los efectos de estos
cambios en el tiempo. Para el cálculo se expresa como un porcentaje del
0,1% al 99,9%. Este valor da la fracción de tiempo durante el cual se
espera que la intensidad de campo real recibida sea igual o superior a el
campo por hora promedio calculado por el programa. Esta variable le
permite especificar cómo desea tratar con la variabilidad del tiempo o
cambios atmosféricos (y otros). Si se ingresan valores de confiabilidad alto
en porcentaje efectivamente reduce la variabilidad resultante de estos
factores. La intensidad del campo resultante previsto por el programa
será menor, pero tendrá mayor confiabilidad que el campo real medido
que sería igual o superior al valor calculado en un momento dado.
ii. Variabilidad de ubicación: representa las variaciones estadísticas a largo
plazo, que se producen de camino a la ruta, debido a, por ejemplo, las
diferencias en los perfiles del terreno o las diferencias ambientales entre
los caminos. La variabilidad de ubicación para el cálculo se expresa como
un porcentaje del 0,1% al 99,9%. Este valor da la fracción de los lugares
donde se espera que la intensidad de campo real recibida sea igual o
mayor que el campo promedio calculado por el programa. Esta variable le
permite especificar cómo quiere hacer frente a la variabilidad del lugar. Al
ingresar valores de confiabilidad altos en porcentaje efectivamente reduce
la variabilidad resultante de estos factores. Se hace notar que la
intensidad del campo resultante previsto por el programa será menor,
pero tendrá mayor confiabilidad que el campo real medido que sería igual
o superior al valor calculado en un momento determinado.
iii. Variabilidad de situación: se trata de las variaciones entre los "que
aparecen como" sistemas junto con los parámetros y las condiciones
53
ambientales, incluyendo las diferencias en la capacidad de los individuos
para tomar lecturas de la intensidad de campo con precisión. Es en este
punto donde se ingresan, variables cuyos efectos no entendemos o no se
han elegido para controlar. Los valores de estas variables se encuentran
en el entorno haciendo notoria la diferencia entre lo que sería una
situación idéntica. Los efectos de estas diferencias producen cambios en
las estadísticas observadas. La variabilidad de situación describe los
efectos de las condiciones cambiantes como resultado de estas variables.
Para el cálculo se expresa como un porcentaje del 0.1% al 99.9%. Este
valor da la fracción de caminos idénticos por los que se espera que la
intensidad de campo real recibida sea igual o mayor que el campo
calculado por el programa. Esta variable le permite especificar cómo
quiere hacer frente a las variables ocultas que se encuentran en el
entorno y que no se pueden predecir con exactitud. Al ingresar valores de
confiabilidad altos en porcentaje efectivamente reduce la variabilidad
resultante de estos factores. La intensidad del campo resultante previsto
por el programa será menor, pero tendrá mayor confiabilidad que el
campo real medido que sería igual o superior al valor computado.
En la configuración predeterminada de la aplicación SoftWright (TAP 6) de
Longley-Rice, estas dimensiones de la variabilidad se expresan en términos de
"fiabilidad" y "confianza".
Características del perfil del terreno
En el caso del programa Longley-Rice, los valores de elevación se leen desde la
base de datos de elevación de TAP. Al igual que otros modelos de propagación en el
sistema de TAP, el archivo puede contener múltiples radiales y los estudios de rutas se
pueden realizar para múltiples puntos a lo largo de cada radial.
Hay que tener en cuenta que el modelo tal como fue diseñado originalmente
supone la información del perfil del terreno en incrementos iguales a lo largo de una
ruta específica. Aunque otros modelos de propagación disponibles en el sistema TAP
54
permiten un espaciamiento del punto de elevación desigual, estos tipos de archivos
representan un problema potencial para el programa Longley-Rice. Los parámetros de
extracción de los datos de elevación que son especificados para el uso del programa de
cálculo de campo, son leídos primero para determinar el cumplimiento del requisito de
separación uniforme. La separación de los puntos de elevación en radiales diferentes
no tiene porque ser el mismo, pero la distancia entre puntos en cualquier radial dado
debe ser uniforme. La distancia entre los puntos se supone que es la distancia desde el
lugar al primer punto de elevación en el radial. Cualquier punto intermedio (puntos
sucesivos espaciados en distancias inferiores desde el punto anterior) que se encuentre
es ignorado. Si la separación entre puntos sucesivos es mayor que el espaciamiento
uniforme determinado los datos de elevación restantes en el radial no pueden ser
procesados por el modelo y la parte del radial es omitida. Entonces el programa
calculará los valores de intensidad de campo hasta el último punto uniformemente
espaciado en el radial.
Cálculos de los parámetros de la trayectoria
1. Alturas efectivas de las antenas: se definen como la altura de la antena sobre el
plano de reflexión efectivo. El primer modelo determina un rango de interés
basada en la elevación sobre el suelo y la distancia del horizonte de cada antena,
y luego utiliza uno de dos métodos para determinar las alturas efectivas de los
niveles de tierra y los valores de elevación por mínimos cuadrados.
2. Distancias del horizonte y ángulos de elevación: El ángulo de elevación del
horizonte se refiere al ángulo por el cual los rayos del horizonte son elevados y
deprimidos respecto a la horizontal en cada antena. Utilizando la información
detallada del perfil del terreno, el modelo calcula los ángulos de elevación del
horizonte en función de la altura sobre el nivel del mar, el radio efectivo de la
tierra y la distancia ortodrómica de cada antena a su horizonte.
3. La irregularidad del terreno: el modelo utiliza interpolación para ajustar una
línea recta dentro del rango de interés y luego determina un rango h(d) por
55
encima y por debajo de esta línea. El parámetro del terreno irregular h se
puede calcular entonces.
4. Atenuación de referencia: las elevaciones del horizonte y las distancias
generadas por el modelo se utilizan para calcular las pérdidas de transmisión en
relación con el espacio libre. El modelo divide la pérdida de transmisión total
entre las pérdidas de transmisión básica de espacio libre y la atenuación de
referencia en relación con el espacio libre. Las pérdidas básicas de transmisión
en espacio libre se calculan en función de la frecuencia y la distancia. El campo
neto recibido en cualquier punto se calcula a partir del campo de espacio libre
reducido por la atenuación de referencia calculada en relación con el espacio
libre.
i. Atenuación de la línea de vista: dentro del radio de la línea de vista, la
atenuación relativa al espacio libre es calculado usando formulas de dos
rayos ópticos.
ii. Atenuación de difracción: un método de difracción se usa más allá de la
línea de vista que calcula un promedio ponderado de las estimaciones de
la atenuación de difracción en doble filo de cuchillo y sobre terreno
irregular.
iii. Atenuación de dispersión frontal: la atenuación de dispersión frontal es
calculada cuando la longitud de la trayectoria y/o la distancia angular
excede ciertos límites determinados por el modelo.
Uno de los tres métodos de predicción se utiliza para calcular la atenuación de
referencia basada en la distancia de la antena transmisora.
Este modelo no provee una forma de determinar correcciones debido a factores
ambientales en las proximidades del receptor, así como tampoco considera el efecto de
edificios, árboles, y de la multitrayectoria.
56
4.4. Parámetros de las simulaciones
4.4.1. Parámetros utilizados en las simulaciones del sistema ISDB-Tb
del canal de TVN en la región Metropolitana.
Los parámetros del transmisor requeridos por el software TAP 6 corresponden a
los datos técnicos utilizados por Televisión Nacional de Chile (TVN)1.
A continuación se muestran los datos necesarios para la configuración de la
simulación del área de cobertura y para los enlaces punto a punto. Los datos se
describirán en el mismo orden en el que deben ser ingresados en el software.
La configuración del transmisor es la misma para ambos estudios (área de
cobertura y enlace punto a punto), por lo cual sólo se configura una vez. En cuanto al
receptor, los parámetros también son los mismos, pero en los enlaces punto a punto se
deben configurar nuevamente y agregar nuevos datos como la antena de recepción, las
coordenadas geográficas y la elevación del sitio de recepción. Cabe destacar que se
deben configurar cuarenta receptores para los cuarenta enlaces punto a punto. Este
número de receptores debe coincidir con el número de mediciones prácticas tomadas en
terreno, con el propósito de comparar resultados teóricos con prácticos.
Antes de pasar a la descripción de los parámetros de las simulaciones es
necesario incorporar las antenas de transmisión y recepción en la lista de antenas del
software, para esto se deben ingresar los patrones de radiación de cada una. Esto es
importantísimo para obtener resultados cercanos a los reales.
El patrón de radiación para cada una de las antenas se describe y tabula a
continuación:
_____________________________________________________________________________
(1) Los datos técnicos del transmisor fueron proporcionados por el canal de Televisión Nacional de Chile a través del jefe del
departamento de mantención de red Raúl Cid Sepúlveda.
57
Patrón de Radiación de la antena transmisora Jampro JA/MS-16/33-BB SHO.
A continuación se muestra el azimut y la elevación de la antena [14].
Azimut
0 grado = norte verdadero
Tabla 4.2: Azimut de la antena JA/MS-16/33-BB SHO [14].
Azimut dB Azimut dB Azimut dB
0 0 120 -4.41 240 -4.41
10 -0.05 130 -4.32 250 -4.31
20 -0.19 140 -4.11 260 -4
30 -0.44 150 -3.85 270 -3.5
40 -0.77 160 -3.62 280 -2.91
50 -1.2 170 -3.45 290 -2.3
60 -1.72 180 -3.4 300 -1.72
70 -2.3 190 -3.45 310 -1.2
80 -2.91 200 -3.62 320 -0.77
90 -3.5 210 -3.85 330 -0.44
100 -4 220 -4.11 340 -0.19
110 -4.31 230 -4.32 350 -0.05
Elevación
Tabla 4.3: Elevación de la antena JA/MS-16/33-BB SHO [14].
Elev dB Elev dB Elev dB Elev dB
10 -19.02 -16 -50.46 -42 -24.58 -68 -22.73
9 -26.74 -17 -21.94 -43 -24.29 -69 -22.27
8 -18.49 -18 -19.17 -44 -27.13 -70 -22.38
7 -15.55 -19 -21.94 -45 -33.56 -71 -23.10
6 -17.46 -20 -30.75 -46 -27.96 -72 -24.44
5 -17.92 -21 -24.73 -47 -23.48 -73 -25.85
4 -13.76 -22 -22.05 -48 -22.27 -74 -26.94
3 -13.68 -23 -24.15 -49 -23.61 -75 -26.94
2 -15.39 -24 -27.74 -50 -28.87 -76 -25.68
1 -7.64 -25 -25.51 -51 -47.96 -77 -24.29
0 -2.50 -26 -25.04 -52 -27.33 -78 -23.22
-1 -0.26 -27 -28.64 -53 -22.85 -79 -22.38
-2 -0.26 -28 -29.63 -54 -21.51 -80 -21.94
-3 -2.51 -29 -25.68 -55 -22.16 -81 -21.83
58
-4 -7.64 -30 -25.35 -56 -24.88 -82 -22.05
-5 -15.39 -31 -30.75 -57 -29.90 -83 -22.50
-6 -13.72 -32 -40.00 -58 -30.75 -84 -23.35
-7 -13.76 -33 -27.54 -59 -25.68 -85 -24.58
-8 -17.92 -34 -25.35 -60 -22.97 -86 -26.20
-9 -17.59 -35 -27.54 -61 -21.94 -87 -28.40
-10 -15.60 -36 -31.37 -62 -22.16 -88 -31.70
-11 -18.34 -37 -28.40 -63 -23.48 -89 -37.72
-12 -26.94 -38 -26.02 -64 -25.19
-13 -19.41 -39 -26.74 -65 -26.38
-14 -17.14 -40 -29.12 -66 -25.51
-15 -20.54 -41 -27.33 -67 -23.88
Cuando el patrón de radiación de la antena transmisora es ingresado en el
software TAP 6, automáticamente aparece el diagrama de radiación para el azimut y la
elevación, tal como se muestra en la figura que viene a continuación.
Fig. 4.2: Patrón de radiación de la antena transmisora.
59
Patrón de radiación de la antena receptora digital Walito DA-600
Azimut
Tabla 4.4: Azimut de la antena receptora digital Walito DA-600.
Azimut dB Azimut dB Azimut dB
0 -0.910 120 -0.500 240 0.000
10 -0.660 130 -0.500 250 0.000
20 -0.500 140 -0.330 260 -0.330
30 -0.830 150 -0.500 270 -0.500
40 -0.330 160 -0.500 280 -0.660
50 -0.330 170 -0.330 290 -0.500
60 -0.170 180 -0.830 300 -0.500
70 -0.330 190 -0.660 310 -0.830
80 -0.330 200 -0.330 320 -0.330
90 -0.830 210 -0.660 330 -0.330
100 -0.830 220 -0.330 340 -0.830
110 -0.330 230 -0.330 350 -0.500
Elevación
Tabla 4.5: Elevación de la antena receptora digital Walito DA-600.
Elevación dB Elevación dB Elevación dB
0 -2.300 120 -7.830 -120 -4.330
10 -4.330 130 -5.830 -110 -3.500
20 -2.160 140 -2.660 -100 -5.000
30 -4.000 150 -1.660 -90 -5.000
40 -5.830 160 -3.000 -80 -5.500
50 -3.160 180 -2.000 -70 -6.500
60 -2.500 -180 -0.130 -60 -6.330
70 -4.830 -170 -3.160 -50 -4.500
80 -6.000 -160 -6.000 -40 -2.160
90 5.830 150 -4.330 -30 -1.000
100 -6.330 140 -6.330 -20 0.000
110 -6.330 130 -6.160 -10 -2.330
60
Al igual que la antena de transmisión, una vez ingresados los valores de azimut
y elevación de la antena receptora en el software, el diagrama de radiación queda tal
como se muestra en la fig. 4.3.
Cabe mencionar que para obtener el patrón de radiación de la antena Walito DA
600 fue necesario montar un setup en el laboratorio de microondas y medir de forma
práctica el azimut y la elevación de la antena receptora.
Fig. 4.3: Patrón de radiación de la antena receptora
Una vez ingresados los patrones de radiación, se puede continuar con la
descripción de los parámetros necesarios para las configuraciones de las simulaciones
del área de cobertura y del enlace punto a punto.
61
1. Parámetros generales:
Transmisor
El sitio
- Las coordenadas corresponden al sitio de transmisión ubicado en el cerro San
Cristóbal:
Latitud 33°25‘13.20‘‘ Sur.
Longitud 70°37‘47.20‘‘ Oeste.
El transmisor
- La potencia de transmisión es 7.6 KW.
- La frecuencia central de transmisión es 587.142857 MHz (584 – 590 MHz, con
1/7MHz de offset).
Datos técnicos utilizados por el canal TVN [14].
Las pérdidas en el transmisor
En este caso fueron considerados valores de pérdidas muy pequeños.
- Circulator 0.02 dB
- Connector 0.04 dB
- Jumper 0.07 dB
- Combiner 0.08 dB
- Misc1 0.05 dB
- Misc2 0.02 dB
- Cable Andrew HJ8-50B 3‖ Air dielectric 50 Ohm 200 metros 2.65 dB
- Cable Andrew HJ11-50B 4‖ Air dielectric 50 Ohm 200 metros 2.07 dB
Antena transmisora
- La altura de la torre de transmisión respecto del suelo es de 75 metros.
- Antena Jampro Broadband Side-mounted, Prostar UHF Slot Antenna. Tipo
JA/MS-16/33-BB SHO.
- Polarización Elíptica.
- Ganancia de la antena de transmisión con H Polarización RMS es 11.07dBd.
Estos datos son los utilizados por el canal de TVN [14].
62
Receptor fijo
Antena receptora
- La altura de la antena receptora con respecto al suelo es de 10 metros.
- Antena digital Walito de interior y exterior.
- La ganancia de la antena receptora es 20 dBd.
Este tipo de receptor es el más utilizado STB, conocido como receptor casero. Utiliza
una antena exterior ubicada por lo general a 10 metros del suelo.
Receptor
- La frecuencia de recepción debe ser la misma que el transmisor.
- la impedancia de recepción es de 75 Ohms.
- La sensibilidad en el receptor o el umbral del receptor es de -77 dBm.
Pérdidas en el receptor
- Las pérdidas correspondientes fueron todas consideradas como 0 dB.
Receptor móvil
Coordenadas geográficas: utilizadas sólo en el estudio del enlace punto a punto.
Latitud: 33° 27‘ 9.38‘‘ Sur
Longitud: 70° 41‘ 47.96‘‘ Oeste
En este caso se mencionó sólo una de cuarenta coordenadas.
Antena receptora
- La altura de la antena receptora con respecto al suelo es de 1.5 metros.
- Antena digital Walito de interior y exterior.
- La ganancia de la antena receptora es 20 dBd.
Este tipo de receptor puede ser considerado como un receptor de TV portátil
incorporado en teléfonos celular, o como receptores caseros utilizando antenas de
interior.
Receptor
- La frecuencia de recepción debe ser la misma que el transmisor.
- la impedancia de recepción es de 75 Ohms.
- La sensibilidad en el receptor o el umbral del receptor es de -77 dBm.
63
Pérdidas en el receptor
- Las pérdidas en el receptor fueron todas consideradas como 0 dB.
Los datos de ambos receptores (fijo y móvil) corresponden a los mínimos
utilizados por el software. Éstos a su vez son los estipulados en la norma técnica
(establecida por el Ministerio de Transporte y Telecomunicaciones) que establece las
especificaciones técnicas mínimas que deberían cumplir los receptores de televisión
digital terrestre [13].
2. Parámetros específicos
Parámetros necesarios para las configuraciones del estudio del área de cobertura
y del estudio del enlace punto a punto.
Unidades : utilizadas sólo en el estudio del enlace punto a punto.
- Distancia : kilómetros
- Elevación : metros
1. Coverage Area: utilizada en el estudio del área de cobertura.
En esta parte se mencionan dos tipos de estudios, estos deben ser realizados uno
a la vez.
i. Contour Study:
- Number:
- Radial: 36
- Distance: 100Km
- Step: 0.1 Km
- Contour: 90%
Los ángulos considerados en el radial en este caso son 36, y corresponden
a los 36 ángulos de azimut tabulados en la antena transmisora, considerando las
delimitaciones del área a una distancia de 100 kilómetros desde el transmisor.
El estudio al ser ejecutado analiza los datos topográficos cada 0.1 kilómetros. El
contorno del área en este caso se realiza con un porcentaje del 90%, esto quiere
64
decir que el 90% de los valores de potencia recibida deberían ser iguales o
superiores a los valores mínimos requeridos.
ii. Tile Study:
En este campo se debe ingresar el rango de distancia del transmisor que
en este caso corresponde a 100 Km. También es necesario ingresar la resolución
espacial de la grilla que es de 1Km.
2. Topo Data: utilizada en ambos estudios (área de cobertura y enlace punto a punto).
En este campo se deben ingresar los siguientes datos:
- El paso se definió de 0.100 Km.
- La interpolación fue seleccionada como FCC interpolation (4 puntos)
- La curvatura efectiva de la tierra se obtuvo mediante la fórmula 3.19
considerando el gradiente del índice de refracción como el valor estándar (-40 N
unidades/ Km), resultando K=4/3 ó K=1.333.
- Luego seleccionar selec topo data types y seleccionar todos los tipos entregados
por defecto.
Cabe mencionar que el paso y la interpolación, el software los entrega por
defecto. Estos valores son los mejores entregados para este tipo de estudio.
3. Propagation Model: utilizado en ambos estudios (área de cobertura y enlace punto
a punto).
Se debe seleccionar el modelo de propagación Longley Rice entre los
modelos disponibles que son Broadcast, Carey, Bullington, Okumura, Egli,
Hata/Davidson, Rounded Obstacle y Longley Rice. El modelo Longley Rice fue
elegido para realizar el estudio, ya que trabaja con terrenos irregulares como los
terrenos de la región en estudio.
4. Templates: utilizado en ambos estudios (área de cobertura y enlace punto a punto).
Al abrir la plantilla Longley-Rice Parameters Template se deben ingresar
y seleccionar lo siguiente:
65
- Polarization (Horizontal or Vertical): Horizontal.
- Surface Ns (N-units) : 300.9000
- Curvatura efectiva de la Tierra: K=1.3333
- Sea level No (N-units): 0.000
- Climate Code(1-7) : 5 continental Temperate.
- Relativite Permitivity: 15.000 Average ground.
- Conductivity (siemens/m): 0.005 Average ground.
- Variability: Broadcast
- Mode: 1 3
- No location Variability.
- Situation : 50%
- Time: 90%
- Location: 90%
Los datos seleccionados anteriormente son los mejores, entregados por defecto,
en donde se consideran entre muchas cosas la geografía del terreno, el tipo de
transmisión, los porcentajes de situación, de tiempo, y de ubicación, etc.
5. Fresnel: utilizado sólo en el estudio del enlace punto a punto.
- Number : 1 , se refiere a la primera zona de Fresnel
- Ratio: 0.5, la mitad del radio de la primera zona de Fresnel.
Estos datos son utilizados para determinar las pérdidas por obstrucción.
6. Surface Features: utilizado en ambos estudios (área de cobertura y enlace punto a
punto).
- En este campo se utiliza el archivo de las características de la superficie llamada
Tutorial.dbf. Este archivo sirve para completar los datos topográficos, como las
obstrucciones del terreno provocadas por el hombre.
Las simulaciones del área de cobertura deben realizarse considerando los dos
tipos de estudios de cobertura (contour y tile), teniendo en cuenta que se puede realizar
uno a la vez.
66
Para el estudio del enlace punto a punto, una vez ingresados todos los
parámetros necesarios es posible utilizar las herramientas del software para poder
analizar la trayectoria recorrida de la señal de TDT de TVN.
A continuación se describen las herramientas a utilizar:
- Compute path VHF/UHF Link Budget.
- Compute path Microwave Link Budget.
Los resultados obtenidos tanto para el estudio del área de cobertura como para
el estudio del enlace punto a punto se verán en el capítulo 5 de resultados y análisis.
4.4.2. Parámetros utilizados en las simulaciones del área de cobertura
de la señal de TDT en la provincia de Concepción
Para realizar las simulaciones del sistema en la provincia de Concepción se
deben configurar lo mismos campos vistos en el estudio del área de cobertura de la
provincia de Santiago. A continuación se verán los campos y parámetros necesarios
para la configuración de este estudio. Cabe mencionar que se analizarán tres sitios de
transmisión.
Los sitios junto con sus coordenadas geográficas son:
Sitio 1: Cerro Centinela
Latitud 36°42‘ 42.75‘‘ Sur.
Longitud 73° 07‘ 39.04‘‘ Oeste.
Sitio 2: Cerro Caracol
Latitud 36° 50‘ 6.29‘‘ Sur.
Longitud 73° 02‘ 39.23‘‘ Oeste.
Sitio 3: Cerro Andalué
Latitud 36° 52‘ 48.26‘‘ Sur.
Longitud 73° 05‘ 46.85‘‘ Oeste.
67
De los tres sitios vistos anteriormente se puede destacar el cerro Centinela, ya
que en éste se encuentran instaladas las antenas de transmisión análoga de algunos
canales de televisión, tanto locales como nacionales, entre ellos se pueden mencionar a
TVN, UC, TVU, etc.
Los parámetros para la configuración del sitio de transmisión ubicado en el cerro
Centinela se describen a continuación.
1. Parámetros generales
Transmisor
El sitio
- Las coordenadas del cerro Centinela son:
Latitud 36°42‘ 42.75‘‘ Sur.
Longitud 73° 07‘ 39.04‘‘ Oeste.
El transmisor
- La potencia de transmisión es 7.6 KW.
- La frecuencia central de transmisión es 587.142857 MHz (584 – 590 MHz,
1/7MHz de offset).
Las pérdidas en el transmisor
Fueron considerados valores muy pequeños de pérdidas.
- Circulator 0.02 dB
- Connector 0.04 dB
- Jumper 0.07 dB
- Combiner 0.08 dB
- Misc1 0.05 dB
- Misc2 0.02 dB
- Cable Andrew HJ8-50B 3‖ Air dielectric 50 Ohm 200 metros 2.65 dB
- Cable Andrew HJ11-50B 4‖ Air dielectric 50 Ohm 200 metros 2.07 dB
68
Antena transmisora
- La altura de la torre de transmisión respecto del suelo es de 75 metros.
- Antena Jampro Broadband Side-mounted, Prostar UHF Slot Antenna. Tipo
JA/MS-16/33-BB SHO.
- Polarización Elíptica.
- Ganancia de la antena de Tx con H Polarización RMS es 11.07dBd.
Los parámetros del sitio, del transmisor y de la antena transmisora
corresponden a los datos técnicos utilizados exclusivamente por el canal TVN [14].
Receptor móvil
Cuando se habla de receptor móvil se refiere a los típicos receptores portátiles
incorporados por ejemplo en los teléfonos celulares, o también se puede atribuir a los
receptores de televisión tradicional STB que utilizan antenas de interior.
Antena receptora
- La altura de la antena receptora con respecto al suelo es de 1.5 metros.
- Antena digital Walito de interior y exterior.
- La ganancia de la antena receptora es 20 dBd.
Receptor
- La frecuencia de recepción debe ser la misma que el transmisor.
- La impedancia de recepción es de 75 Ohms.
- La sensibilidad en el receptor o el umbral del receptor es de -77 dBm.
Pérdidas en el receptor
- Las pérdidas correspondientes fueron todas consideradas como 0 dB.
Receptor fijo
Este receptor es el tradicional STB, utilizado por la mayoría de las familias, su
característica principal se debe a que utiliza antenas de exterior ubicadas a una altura
aproximada de 10 metros.
Antena receptora
69
- La altura de la antena receptora con respecto al suelo es 10 metros.
- Antena digital Walito de interior y exterior.
- La ganancia de la antena receptora es 20 dBd.
Receptor
- La frecuencia de recepción debe ser la misma que el transmisor.
- La impedancia de recepción es de 75 Ohms.
- La sensibilidad en el receptor o el umbral del receptor es de -77 dBm.
Pérdidas en el receptor
- Las pérdidas correspondientes fueron todas consideradas como 0 dB.
Los datos de ambos receptores (fijo y móvil) corresponden a los mínimos
utilizados por el software. Éstos a su vez son los estipulados en la norma técnica
(establecida por el Ministerio de Transporte y Telecomunicaciones) [13].
2. Parámetros específicos.
Coverage Study Setting
1. Coverage Area:
Primero se realizará un estudio utilizando el tipo de área de cobertura
llamada Contour Study, luego de terminar con toda la configuración se realizará
un segundo estudio utilizando Tile Study. Cabe mencionar que debe
configurarse sólo uno a la vez.
i. Contour Study:
- Number:
- Radial: 36
- Distance: 100Km
- Step : 0.1 Km
- Contour : 90%
Al igual que el estudio de área de cobertura realizada en Santiago, los
ángulos considerados en el radial son 36, y corresponden a los 36 ángulos de
azimut de la antena transmisora, las delimitaciones del área deberían estar a
70
una distancia de 100 kilómetros desde el transmisor. El estudio al ser ejecutado
analiza los datos topográficos cada 0.1 kilómetros. Por último el contorno del
área también se realiza con un porcentaje del 90%, que quiere decir que el 90%
de los valores de potencia recibida deberían ser iguales o superiores a los valores
mínimos requeridos.
ii. Tile Study:
- Range : 100Km
- Grid step: 1Km
El rango corresponde a la distancia desde el transmisor. Es necesario
ingresar también la resolución espacial de la grilla para mejorar el estudio.
2. Topo Data
En este campo se deben ingresar los siguientes datos:
- El paso se definió de 0.100 Km
- La interpolación fue seleccionada como FCC interpolation (4 puntos)
- La curvatura efectiva de la tierra se obtuvo mediante la fórmula 3.19
considerando el gradiente del índice de refracción como el valor estándar (-40 N
unidades/ Km), resultando K=4/3 ó K=1.333.
- Luego seleccionar selec topo data types y seleccionar todos los tipos entregados
por defecto.
Como se dijo en los estudios anteriores el paso y la interpolación, son entregados
por defecto por el software. Pero estos valores son los mejores seleccionados para
este tipo de estudio.
3. Propagation Model
Seleccionar el modelo de propagación Longley Rice.
4. Templates: sólo se debe hacer click en el botón a la derecha y se desplegará una
ventana llamada Longley-Rice Parameters Template. En esta plantilla se deben
ingresar y seleccionar lo siguiente:
71
- Polarization (Horizontal or Vertical): Horizontal.
- Surface Ns (N-units) : 300.9000
- Curvatura efectiva de la Tierra : K=1.3333
- Sea level No (N-units): 0.000
- Climate Code(1-7) : 5 continental Temperate.
- Relativite Permitivity: 15.000 Average ground.
- Conductivity (siemens/m): 0.005 Average ground.
- Variability: Broascast
- Mode :1 3
- No location Variability.
- Situation : 50%
- Time: 90%
- Location: 90%
Los datos seleccionados son entregados por defecto, pero esto a su vez son
los mejores considerando la geografía y tipo de clima de nuestra región.
5. Surface Features: acá se utiliza el archivo de las características de la superficie
llamada Tutorial.dbf. Como se dijo anteriormente este archivo sirve para
completar los datos topográficos, como las obstrucciones del terreno provocadas
por el hombre.
Finalizado el ingreso de todos los parámetros en el estudio del área de cobertura.
Éste debe ser guardado y ejecutado para completar la configuración de la simulación
del área de cobertura del sistema de TDT en la provincia de Concepción.
Los parámetros y los campos vistos en los parámetros específicos fueron
mostrados en el mismo idioma y orden entregado por el software. Con el objetivo de
facilitar la lectura y configuración de las simulaciones al lector.
Los resultados obtenidos mediantes las configuraciones de las simulaciones del
área de cobertura serán mostrados en el capítulo 5 de resultados y análisis.
72
Capítulo 5
Resultados y análisis
5.1. Introducción
En este capítulo se presentarán todos los resultados obtenidos en las
simulaciones y en las mediciones prácticas de la señal de televisión digital terrestre de
TVN. Luego de haber presentado todos los resultados junto con la explicación básica de
cada imagen o tablas de contenidos, pasaremos al análisis de todos ellos. La idea
principal es aclarar, dando a conocer las razones del porqué se obtuvieron estos los
resultados, con la finalidad de que todo público sea capaz de entender e identificar el
porqué existen algunas diferencias entre algunos valores ya sean teóricos y prácticos.
5.2. Resultados y análisis del sistema ISDB-Tb en la provincia
de Santiago.
En esta sección se verán y analizarán los resultados obtenidos en las
simulaciones realizadas para la provincia de Santiago, tanto para el estudio del área de
cobertura como para el estudio de los enlaces punto a punto. También se verán los
resultados prácticos obtenidos por las mediciones. Cabe mencionar que el simulador
utilizado para los estudios correspondientes es el software Terrain Analysis Package
versión 6.0.
73
5.2.1. Resultados y análisis del estudio del área de cobertura
Los resultados que vienen a continuación corresponden a los del estudio del área
de cobertura, considerando el transmisor fijo ubicado en el cerro San Cristóbal y el
receptor móvil con 1.5 metros de altura de la antena. Además se muestra lo que
ocurre cuando la sensibilidad del receptor es cambiada de -77.0dBm a -94.77 dBm y -
114.77 dBm.
i. Resultados del área de cobertura del sistema ISDB-Tb usando Contour
Study.
Fig. 5.1: Estudio utilizando una sensibilidad de -77.00dBm en el receptor.
74
Fig. 5.2: Resultados de los tres estudios al variar la sensibilidad del receptor. El color
amarillo corresponde a una sensibilidad de -77.00dBm, el color azul a una sensibilidad
de -94.77dBm, y el color rojo a una sensibilidad de -114.77dBm en el receptor.
El área de color rojo corresponde a los resultados del estudio utilizando en el
receptor una sensibilidad o potencia umbral de -114.77 dBm. El área de color azul
corresponde a los resultados obtenidos al usar una sensibilidad de -94.77 dBm en el
receptor móvil. Y por último el área amarilla corresponde a los resultados utilizando el
receptor descrito en las simulaciones en el capítulo 4 con una sensibilidad de -77.0
dBm como mínimo estipulado en la norma técnica.
75
ii. Resultados del área de cobertura del sistema ISDB-Tb usando Tile Study.
Fig. 5.3: Estudio utilizando una sensibilidad de -77.00dBm en el receptor. El color
verde indica una buena recepción, el color rojo indica una señal bajo el mínimo
requerido.
El área de color verde corresponde al área de cobertura de la señal de TDT de
TVN. En toda esta zona la señal tiene como mínimo una intensidad de campo
requerido igual a 35.17549dBu ó 57.38183 a la entrada de la antena receptora. El
área de color rojo corresponde entonces al área en donde no hay señal ya que la
intensidad de campo está por debajo del mínimo requerido.
76
Fig. 5.4: Estudio utilizando una sensibilidad de -114.77dBm en el receptor. El color
verde indica una buena recepción, el color rojo indica una señal bajo el mínimo
requerido.
El color del área verde corresponde al área de cobertura de la señal de televisión
digital terrestre ISDB-Tb de TVN, y tiene como mínimo una intensidad campo
requerido igual a -2.59571dBu ó 0.74168 a la entrada de la antena receptora. El
área de color rojo corresponde al área donde la intensidad de campo está bajo el
mínimo requerido, por lo tanto en esta área no debería haber recepción.
Las imágenes que vienen a continuación corresponden a los resultados obtenidos
utilizando la antena receptora a una altura de 10 metros versus los resultados
obtenidos usando la antena receptora a 1.5 metros de altura. Ambas con la misma
sensibilidad en el receptor.
77
Fig. 5.5: Estudio de cobertura considerando distintas alturas de las antenas receptoras
para -77.0dBm de sensibilidad en el receptor. Color amarillo utiliza antenas receptoras
a 1.5 metros de altura, color morado utiliza antenas receptoras a 10 metros de altura.
El color amarillo corresponde al área de cobertura del sistema de TDT de TVN
usando 1.5 metros de altura para las antenas receptoras. El color morado corresponde
al área de cobertura del mismo sistema usando 10 metros de altura para las antenas
receptoras. Ambas están configuradas con una sensibilidad de -77.0dBm en el receptor.
De la fig. 5.6 se puede decir que el color rojo corresponde al área de cobertura del
sistema de TDT de TVN usando 10 metros de altura para las antenas receptoras. El
color negro corresponde al área de cobertura del sistema de transmisión de TVN
utilizando 1.5 metros de altura para las antenas receptoras. En este caso ambas tienen
una sensibilidad de -114.77dBm en el receptor.
78
Fig. 5. 6: Estudio de cobertura considerando distintas alturas de las antenas receptoras
para -114.77dBm de sensibilidad en el receptor. Color negro utiliza antenas receptoras
a 1.5 metros de altura, color rojo utiliza antenas receptoras a 10 metros de altura.
Análisis del estudio
De las figuras mostradas anteriormente se puede decir que el área de cobertura
depende de muchos factores, como la potencia de transmisión, la frecuencia central, las
pérdidas asociadas al transmisor, los obstáculos presentes en la trayectoria de la señal
y por supuesto la distancia que existe entre el transmisor y los posibles receptores.
Pero también se deben mencionar los parámetros asociados al receptor que influyen
directamente en las delimitaciones del área de cobertura, como la frecuencia de
recepción, la ganancia y la altura a nivel del suelo de la antena receptora, la
impedancia y la sensibilidad del receptor. De las figs. 5.1, 5.2, 5.3 y 5.4 mostradas
anteriormente se puede destacar la diferencia en las delimitaciones de las áreas
producidas sólo al cambiar la sensibilidad en el receptor, es decir que si la potencia
79
umbral del receptor es -114.77dBm el área de cobertura es mayor en comparación con
la de un receptor con potencia umbral de -77.00dBm, dicho de otra forma, a medida que
el valor de sensibilidad se hace más pequeño, el receptor se vuelve más sensible, por lo
que se espera que el área cubierta sea mayor. Si nos concentramos en las áreas de
cobertura en donde se utiliza una sensibilidad en el receptor de -77.00dBm se puede
decir que la intensidad de campo del área delimitada tiene un valor mínimo requerido
que corresponde a 35.17549dBu. Lo mismo ocurre para las áreas de cobertura que
utilizan una sensibilidad de -94.77dBm y -114.77dBm en donde tienen una intensidad
de campo mínima requerida de 17.40428dBu y -2.59571dBu respectivamente.
Ahora si se comparan los resultados obtenidos con Contour Study y Tile Study se
puede decir que el área delimitada por el primero sólo muestra la zona en donde la
intensidad de campo es igual o superior al mínimo requerido. En las figs. 5.1 y 5.2 se
ven claramente que cuando la señal transmitida se encuentra con algún obstáculo la
señal inmediatamente sufre un corte drástico y nos limita la información entregada
por el estudio. El Contour Study es normalmente utilizado por todo público, pero
mediante éste no hay forma de saber con exactitud los puntos en donde podría o no
estar presente la señal. Es por eso que resultó interesante realizar el Tile Study ya que
a diferencia del anterior éste nos entrega mayor información. El uso de una malla
uniforme (cada grilla del área cubre 1 ) sobre las áreas ayuda a evitar todos los
problemas antes mencionados. Ahora las tendencias y variaciones en los niveles de
intensidad de campo suelen ser más fáciles de ver. El área verde nos indica entonces
las zonas en donde la intensidad de campo es igual o superior al valor mínimo
requerido a la entrada de las antenas receptoras, y por supuesto el área roja nos indica
que la intensidad de campo se encuentra bajo el mínimo requerido.
En las figs. 5.5 y 5.6 se pueden ver como las alturas de las antenas receptoras
también influyen en las variaciones del área de cobertura. En estas figuras se aprecia
claramente como aumentan las áreas de cobertura, a medida que aumentan las alturas
de las antenas receptoras. Por lo tanto se puede decir que mientras más altas se
encuentren las antenas receptoras, mejor será la recepción del servicio, y mayor será
el área de cobertura. Esto ocurre porque ahora la señal llega a esos lugares en donde
80
antes no existía cobertura producto de las obstrucciones presentes entre el transmisor
y receptor.
5.2.2. Resultados y análisis de los estudios de enlaces punto a punto.
En esta subsección se muestran y analizan todos los resultados obtenidos en las
simulaciones de los enlaces punto a punto. Cabe destacar que se realizaron 40
simulaciones, para tener un nivel de confianza del 93%.
Los parámetros del transmisor y del receptor que permanecen constantes en
todos los enlaces son los siguientes:
Tabla 5.1: Parámetros constantes en el transmisor y receptor
Transmisor Transmisor Receptor
Latitude 33 25 13.20 S -
Longitude 70 37 47.20 W -
Site Elevation 874.77 m -
Antenna Center 75.00 m AGL 1.50 m AGL
Freq (MHz) 587.14286 587.143
TX Power 7.600 kW No plica
RX Threshold No aplica -77.000 dBm
Antenna JAMS1633 Antenna
TV digital
Walito Antena
Omnidireccional
Ant Gain (Major Lobe) 11.07 dBd / 13.22 dBi 20.00 dBd / 22.15 dBi
Line1 Length 200.00 m 0.00 m
Line1 Loss 2.65 dB 0.00 dB
Line2 Length 200.00 m 0.00 m
Line2 Loss 2.07 dB 0.00 dB
Circulator Loss 0.02 dB 0.00 dB
Connector Loss 0.04 dB 0.00 dB
Jumper Loss 0.07 dB 0.00 dB
Combiner Loss 0.08 dB No aplica
Splitter Loss No aplica 0.00 dB
Misc1 Loss 0.05 dB 0.00 dB
Misc2 Loss 0.02 dB 0.00 dB
Radome Loss 0.00 dB 0.00 dB
Terrain Factor (a) 1.000 1.000
81
Climate Factor (b) 0.5 0.5
A continuación se muestran tres resultados obtenidos de los enlaces punto a
punto junto con todos los datos entregados por el simulador.
Tabla 5.2: Resultados de tres receptores utilizados en los enlaces punto a punto.
Site SantiagoRx1 SantiagoRx2 SantiagoRx3
Parámetros generales
Latitude 33 27 9.38 S 33 27 44.65 S 33 29 12.50 S
Longitude 70 41 47.96 W 70 44 19.02 W 70 44 32.60 W
Site Elevation (m) 516 490.77 484.53
Path Angle Tx, Rx -3.45 , 3.45 -2.35 , 2.35 -2.07 , 2.07
Bearing (T) Tx , Rx 240.06 , 60.1 245.22 , 65.28 234.82 , 54.88
Distance Km 7.18 11.14 12.81 km
UHF
Ant Gain (Along Path)Tx ,
Rx (dBd)
-15.88 , -23.91 -12.12 , - 23.69 -11.50 , -23.63
Free Space Loss dB 100.66 104.48 105.69
Path Loss: Longley-Rice
dB
0.04 0.1 0.12
Net received field dBu 78.06 77.64 76.98
Total Gains dBm 29.02 33 33.68
Total Loss dB 105.7 109.58 110.81
Received Signal Level dBm -76.68 -76.58 -77.14
Unfaded Fade Margin dB 0.32 0.42 -0.14
MICROWAVE
Ant Gain (Along Path)Tx,
Rx (dBi)
-13.73 , -21.76 -9.97 , -21.54 -9.35 , -21.48
Free Space Loss dB 104.96 108.78 109.99
82
Total Gains dBm 33.32 37.3 37.98
Total Loss dB 109.96 113.78 114.99
Received Signal Level dBm -76.64 -76.48 -77.01
Unfaded Fade Margin dB 0.36 0.52 -0.01
En los parámetros generales se encuentran las referencias geográficas, el sitio
de elevación a nivel del mar del receptor, el ángulo de trayectoria de la señal, el
Bearing que corresponde a los ángulos de orientación, específicamente el azimut de
cada antena.
En el enlace UHF se encuentran todos los resultados obtenidos por el algoritmo
del modelo Longley-Rice, como las ganancias de las antenas a lo largo de la trayectoria,
es decir, las ganancias correspondientes a los azimut de cada antena ya sea
transmisora o receptora, la intensidad de campo neto recibido, las pérdidas por espacio
libre y por la trayectoria, las ganancias y las pérdidas totales, el margen de
desvanecimiento y el nivel de señal recibida.
En el enlace Microwave se encuentran los resultados obtenidos mediante el
algoritmo del modelo de propagación en espacio libre, en donde se utilizan las
ecuaciones 3.8 (pérdidas en espacio libre), 4.4 (ganancia total), 4.5 (pérdidas totales),
4.6 (nivel de señal recibida). La última línea que corresponde al margen de
desvanecimiento es la diferencia que ocurre con la señal recibida y la mínima señal de
entrada al receptor (potencia umbral), ecuación 3.1. Y al igual que en UHF se
encuentran las ganancias de las antenas a lo largo de la trayectoria, pero ahora en dBi.
De las tablas y lo dicho anteriormente se puede destacar la diferencia existente
entre los resultados UHF y Microondas, esta diferencia se puede atribuir a los
parámetros utilizados en ambos modelos. Para calcular las pérdidas en espacio libre,
para Microondas sólo basta aplicar la fórmula 3.8 que es la que todos conocemos, pero
para UHF no resulta tan fácil. El modelo Longley-Rice calcula la pérdida utilizando
información sobre la geometría del terreno entre el receptor y el transmisor, y las
características refractivas de la tropósfera.
83
Como se vio en la sección 4.4 el modelo Longley-Rice involucra muchos factores
que hacen que los valores obtenidos difieran del de Microondas. Este modelo incluye
los efectos del terreno, el clima, las condiciones del subsuelo, y la curvatura de la
tierra. De forma específica se puede decir que considera el tipo de polarización del
enlace, la refracción de la atmosfera, que determina la cantidad de reflexión de las
ondas de radio, la permitividad relativa y la conductividad del suelo, el tipo de clima,
las alturas efectivas de las antenas, la distancia horizontal, la irregularidad del
terreno, las atenuaciones por obstrucción, y la variabilidad (tiempo, situación, y
ubicación). En el porcentaje de variabilidad de situación se encuentran las variables
ocultas, variables que no pueden predecirse con exactitud. Los valores de estas
variables se encuentran en el entorno, por lo cual impide que existan situaciones
idénticas, produciendo cambios en las estadísticas. Como el porcentaje de situación
ingresado en este caso es de 50%, no reduce la variabilidad resultante de estas
variables, resultando con esto algunas diferencias.
En UHF las pérdidas de la trayectoria son las pérdidas por difracción por
obstáculos aislados, y son estimadas utilizando el modelo de ‗‖filo de cuchillo‖ (Knife
Edge) de Fresnel-Kirchoff. Las intensidades de campo netos recibidos se calculan
mediante la ecuación 4.2. Las ganancias totales se calculan igual que en la fórmula 4.4
pero acá las ganancias de las antenas deben estar en dBd. Las pérdidas totales son las
sumas de todas las pérdidas calculadas por el modelo. Y por último el nivel de señal
recibido se calcula restando a las ganancias totales las pérdidas totales igual que en la
ecuación 4.6. El margen de desvanecimiento se calcula igual que para Microondas
usando la fórmula 3.1.
A continuación se muestran todos los resultados correspondientes a los 40
enlaces pero esta vez sólo se muestran los resultados del nivel de señal recibido para
UHF como para Microondas, junto con las referencias geográficas y las distancias de
cada receptor con respecto al transmisor.
84
Tabla 5.3: Resultados de las 40 simulaciones de enlaces punto a punto utilizando
587.14286 MHz como frecuencia central.
Medición Latitud
Sur
Longitud
Oeste
UHF
dBm
Microwave
dBm
Distancia
Km
1 33° 27' 9.38'' 70° 41' 47.96'' -76.68 -76.64 7.18
2 33° 27' 44.65'' 70° 44' 19.02'' -76.58 -76.48 11.14
3 33° 29' 12.50'' 70° 44' 32.60'' -77.14 -77.01 12.81
4 33° 30' 45.86'' 70° 43' 45.94'' -77.59 -77.46 13.81
5 33° 31' 23.79'' 70° 44' 58.61'' -78.85 -78.66 15.95
6 33° 32' 20.88'' 70° 46' 26.82'' -80.32 -80.05 18.80
7 33° 33' 48.11'' 70° 46' 27.95'' -81.23 -80.90 20.79
8 33° 35' 4.02'' 70° 47' 26.38'' -84.59 -81.96 23.55
9 33° 35' 18.43'' 70° 50' 16.33'' -85.51 -83.09 26.86
10 33° 34' 1.72'' 70° 51' 9.78'' -83.49 -82.93 26.35
11 33° 33' 27.22'' 70° 49' 2.48'' -82.24 -81.82 23.14
12 33° 31' 50.30" 70°47'53.13" -80.84 -80.53 19.86
13 33° 31' 7.3'' 70° 46' 20.96'' -79.52 -79.30 17.18
14 33° 30' 22.93'' 70° 47' 38.82'' -79.95 -79.71 18.01
15 33° 29' 55.17'' 70° 45' 36.0'' -78.26 -78.11 14.90
16 33° 26' 51.59'' 70° 46' 29.45'' -77.63 -77.48 13.83
17 33° 23' 56.80'' 70° 46' 29.68'' -77.54 -77.41 13.70
18 33° 24' 42.65'' 70° 43' 40.28'' -75.95 -75.89 9.17
19 33° 23' 10.43'' 70° 45' 35.07'' -121.12 -76.95 12.67
20 33°22'15.61" 70°44'24.32" -104.63 -76.58 11.63
21 33° 21' 59.28'' 70° 41' 48.20'' -75.72 -75.67 8.63
22 33° 22' 32.63'' 70° 39' 39.11'' -80.23 -80.21 5.73
23 33° 22' 58.95'' 70° 38' 30.06'' -81.98 -81.97 4.28
24 33° 23' 27.46'' 70° 37' 25.40'' -81.39 -81.38 3.31
25 33° 25' 0.9'' 70° 38' 27.35'' -80.74 -80.74 1.10
85
26 33° 23' 52.16'' 70° 40' 5.69'' -82.37 -82.36 4.36
27 33° 24' 5.25'' 70° 43' 1.42'' -75.80 -75.75 8.38
28 33° 26' 3.57'' 70° 39' 39.34'' -79.50 -79.49 3.29
29 33° 25' 34.49'' 70° 36' 46.23'' -78.46 -78.46 1.71
30 33° 28' 2.29" 70° 38' 53.94" -78.89 -78.87 5.49
31 33° 28' 0.00'' 70° 35' 9.44'' -73.89 -73.85 6.56
32 33° 29' 26.95'' 70° 36' 21.82'' -74.55 -74.51 8.12
33 33° 30' 25.51'' 70° 37' 40.31'' -74.97 -74.91 9.62
34 33° 31' 37.25'' 70° 35' 56.10'' -76.41 -76.31 12.18
35 33° 32' 53.29'' 70° 33' 55.13'' -78.40 -78.25 15.39
36 33° 31' 21.47'' 70° 33' 41.53'' -76.95 -76.83 13.00
37 33° 29' 51.94'' 70° 33' 33.66'' -75.34 -75.26 10.80
38 33° 27' 35.54'' 70° 33' 14.81'' -73.49 -73.43 8.29
39 33° 26' 3.95'' 70° 34' 22.24'' -72.79 -72.77 5.52
40 33° 25' 37.14'' 70° 32' 7.14'' -73.53 -73.48 8.82
En la tabla 5.3 se pueden ver las diferencias entre los estudios de UHF y
Microondas antes mencionadas, además los valores obtenidos se encuentran en
muchas ocasiones bajo el valor de potencia umbral del receptor, pero esto se debe a que
la potencia umbral o sensibilidad del receptor es alta en comparación a los valores
típicos, además el simulador nos entrega valores menores a los reales, atribuyendo el
aumento del valor negativo del margen de desvanecimiento.
5.2.3. Resultados y análisis de las mediciones prácticas tomadas en la
Provincia de Santiago
Las mediciones tomadas en terreno específicamente en la provincia de Santiago
poseen las mismas coordenadas utilizadas en las simulaciones de dicha provincia, esto
debe ser así ya que se necesita saber con exactitud la diferencia que puede existir entre
ambos resultados.
86
En esta parte del estudio será necesario utilizar la fórmula del cálculo de
número de muestras a tomar para obtener un nivel de confianza deseado. La fórmula
se define como:
(5.1)
Para obtener un nivel de confianza de 93%, los parámetros deben tener los
siguientes valores:
= 1.500 valor especificado para obtener 93% de confianza.
= 0.12 12% Error máximo tolerado para el resultado
= 0.5 50% frecuencia de ocurrencia.
Dado a que no se conoce mucha información se toma una frecuencia de
ocurrencia de 50%. El error debe tener este valor para que se cumpla con el nivel de
confianza estipulado.
Entonces si se reemplazan los datos anteriores, el número de muestras a tomar
será igual a 40. Este resultado nos indica que se tienen que realizar 40 mediciones de
potencias recibidas de la señal TDT de TVN para tener un nivel de confianza de 93%.
A continuación se muestra una imagen en donde fueron tomadas las muestras.
87
Fig. 5.7: Imagen extraída de Google Earth con las posiciones de las mediciones de
potencia de TDT de TVN.
Equipos utilizados en las mediciones
- Analizado de espectros Hameg
- Antena receptora Walito DA-600.
- Notebook Toshiba
- Inversor de corriente Black and Decker de 750 Watt.
- GPS incorporado en Sansung Galaxy Tab 10.1
A continuación se muestran los resultados de las mediciones prácticas. En este
estudio se trató de abarcar la mayor área posible con el objetivo de comparar luego
estos resultados con los teóricos.
88
Resultados prácticos
La señal recibida con el analizador de espectro tiene la siguiente forma:
Fig. 5.8: Señal digital de televisión ISDB-Tb de TVN obtenida con el analizador de
espectros.
Si la figura anterior se compara con la fig. 1.3, como se muestra en la fig. 5.8, se
ve claramente que la señal tiene la misma forma del espectro teórico, ahora recordemos
que la frecuencia inferior de la señal de TVN es 584 MHz y la frecuencia superior es
590MHz, con un offset de 1/7MHz. Dentro de este espectro se encuentran los trece
segmentos, y entre estos trece el llamado one-seg, que transmite una señal en
definición estándar, la agrupación de los 12 segmentos restantes queda definida según
las expectativas del canal de televisión. El estándar permite trasmitir a la vez como
máximo tres capaz jerárquicas, es decir, puede transmitir a la vez tres canales de
televisión en definición estándar o sólo uno en alta definición.
89
Fig. 5.9: Comparación entre la señal real y la teórica.
A continuación se muestran los resultados de las potencias recibidas después de
la antena receptora tomadas en la provincia de Santiago.
Tabla 5.4: Resultados de mediciones prácticas de TDT de TVN tomadas en Santiago.
Medición Frecuencia
central [MHz]
Potencia
recibida [dB]
Latitud
Sur
Longitud
Oeste
1 587.14286 -57.2 33° 27' 9.38'' 70° 41' 47.96''
2 587.14286 -50.4 33° 27' 44.65'' 70° 44' 19.02''
3 587.14286 -58.0 33° 29' 12.50'' 70° 44' 32.60''
90
4 587.14286 -42.4 33° 30' 45.86'' 70° 43' 45.94''
5 587.14286 -48.4 33° 31' 23.79'' 70° 44' 58.61''
6 587.14286 -48.8 33° 32' 20.88'' 70° 46' 26.82''
7 587.14286 -54.4 33° 33' 48.11'' 70° 46' 27.95''
8 587.14286 -59.2 33° 35' 4.02'' 70° 47' 26.38''
9 587.14286 -58.0 33° 35' 18.43'' 70° 50' 16.33''
10 587.14286 -58.8 33° 34' 1.72'' 70° 51' 9.78''
11 587.14286 -64.4 33° 33' 27.22'' 70° 49' 2.48''
12 587.14286 -46.8 33° 33' 35.33'' 70° 49' 10.90''
13 587.14286 -58.0 33° 31' 7.3'' 70° 46' 20.96''
14 587.14286 -47.6 33° 30' 22.93'' 70° 47' 38.82''
15 587.14286 -60.8 33° 29' 55.17'' 70° 45' 36.0''
16 587.14286 -46.0 33° 26' 51.59'' 70° 46' 29.45''
17 587.14286 -64.4 33° 23' 56.80'' 70° 46' 29.68''
18 587.14286 -52.0 33° 24' 42.65'' 70° 43' 40.28''
19 587.14286 -73.6 33° 23' 10.43'' 70° 45' 35.07''
20 587.14286 -68.0 33° 23' 8.04'' 70° 45' 36.77''
21 587.14286 -44.8 33° 21' 59.28'' 70° 41' 48.20''
22 587.14286 -43.6 33° 22' 32.63'' 70° 39' 39.11''
23 587.14286 -41.6 33° 22' 58.95'' 70° 38' 30.06''
24 587.14286 -39.2 33° 23' 27.46'' 70° 37' 25.40''
25 587.14286 -28.4 33° 25' 0.9'' 70° 38' 27.35''
26 587.14286 -43.2 33° 23' 52.16'' 70° 40' 5.69''
27 587.14286 -41.2 33° 24' 5.25'' 70° 43' 1.42''
28 587.14286 -48.0 33° 26' 3.57'' 70° 39' 39.34''
29 587.14286 -39.6 33° 25' 34.49'' 70° 36' 46.23''
30 587.14286 -46.4 33° 28' 2.29" 70° 38' 53.94"
31 587.14286 -44.8 33° 28' 0.00'' 70° 35' 9.44''
32 587.14286 -35.6 33° 29' 26.95'' 70° 36' 21.82''
91
33 587.14286 -35.6 33° 30' 25.51'' 70° 37' 40.31''
34 587.14286 -44.0 33° 31' 37.25'' 70° 35' 56.10''
35 587.14286 -39.6 33° 32' 53.29'' 70° 33' 55.13''
36 587.14286 -54.0 33° 31' 21.47'' 70° 33' 41.53''
37 587.14286 -38.0 33° 29' 51.94'' 70° 33' 33.66''
38 587.14286 -51.2 33° 27' 35.54'' 70° 33' 14.81''
39 587.14286 -38.0 33° 26' 3.95'' 70° 34' 22.24''
40 587.14286 -37.6 33° 25' 37.14'' 70° 32' 7.14''
De la tabla anterior se puede ver que se obtuvieron excelentes valores de
potencia, por lo tanto se puede decir que el servicio de televisión digital de TVN está
presente en todos estos lugares. Cabe mencionar que en las mediciones 19 y 20 nos
encontramos con obstrucciones, pero gracias al multitrayecto de la señal transmitida
se logró tomar una medición aceptable que se encuentra sobre la potencia umbral del
receptor. Los valores de potencias tabulados anteriormente se obtuvieron directamente
del analizador de espectros, concentrándonos sólo en la frecuencia central del espectro
de la señal recibida. Se consideró sólo esta frecuencia y no el valor promedio, ya que en
el simulador sólo se logró ingresar la frecuencia central de transmisión.
5.2.4. Discusión y contrastación de resultados
A continuación se contrastarán los resultados prácticos con los resultados
teóricos obtenidos en las simulaciones antes mencionadas. La contrastación de datos se
realiza para tener una visión más clara de los resultados, en ésta se determina si los
resultados se acercan a los reales, sino es así, se explica el por qué.
92
Tabla 5.5: Contrastación de resultados
Medición Potencia
recibida [dB]
UHF dBm Microwave
dBm
Distancia Km
1 -57.20 -76.68 -76.64 7.18
2 -50.40 -76.58 -76.48 11.14
3 -58.00 -77.14 -77.01 12.81
4 -42.40 -77.59 -77.46 13.81
5 -48.40 -78.85 -78.66 15.95
6 -48.80 -80.32 -80.05 18.80
7 -54.40 -81.23 -80.90 20.79
8 -59.20 -84.59 -81.96 23.55
9 -58.00 -85.51 -83.09 26.86
10 -58.80 -83.49 -82.93 26.35
11 -64.40 -82.24 -81.82 23.14
12 -46.80 -80.84 -80.53 19.86
13 -58.00 -79.52 -79.30 17.18
14 -47.60 -79.95 -79.71 18.01
15 -60.80 -78.26 -78.11 14.90
16 -46.00 -77.63 -77.48 13.83
17 -64.40 -77.54 -77.41 13.70
18 -52.00 -75.95 -75.89 9.17
19 -73.60 -121.12 -76.95 12.67
20 -68.00 -104.63 -76.58 11.63
21 -44.80 -75.72 -75.67 8.63
22 -43.60 -80.23 -80.21 5.73
23 -41.60 -81.98 -81.97 4.28
24 -39.20 -81.39 -81.38 3.31
25 -28.40 -80.74 -80.74 1.10
26 -43.20 -82.37 -82.36 4.36
93
27 -41.20 -75.80 -75.75 8.38
28 -48.00 -79.50 -79.49 3.29
29 -39.60 -78.46 -78.46 1.71
30 -46.40 -78.89 -78.87 5.49
31 -44.80 -73.89 -73.85 6.56
32 -35.60 -74.55 -74.51 8.12
33 -35.60 -74.97 -74.91 9.62
34 -44.00 -76.41 -76.31 12.18
35 -39.60 -78.40 -78.25 15.39
36 -54.00 -76.95 -76.83 13.00
37 -38.00 -75.34 -75.26 10.80
38 -51.20 -73.49 -73.43 8.29
39 -38.00 -72.79 -72.77 5.52
40 -37.60 -73.53 -73.48 8.82
En la tabla 5.5 se puede ver claramente la diferencia que existe entre los valores
prácticos y los valores teóricos de nivel de potencia recibida, a simple vista la diferencia
entre ellos resulta ser muy alta, la razón de ésta tiene directa relación con los
parámetros considerados en el estudio por el simulador. Como se dijo anteriormente el
software considera muchos factores, entre ellos se puede mencionar a los porcentajes
de variabilidad, que hacen que los resultados de intensidades de campo netos recibidos
sean inferiores a los valores reales [15] tomados en el mismo punto geográfico, con el
objetivo de dar mayor confiabilidad a los resultados entregados por el simulador,
tomando esta información relevante se puede relacionar directamente con los valores
de niveles de potencia recibida. Por lo tanto se espera que estos valores también sean
menores que los valores reales de potencia recibida. Si bien no es fácil de relacionar la
intensidad de campo neto recibido con el nivel de potencia recibida, se debe decir con
certeza que la intensidad de campo se encuentra implícitamente contenida en el nivel
de potencia recibida.
94
Es importante tener claro que la intensidad de campo eléctrico neto recibido es
distinta de la intensidad de campo eléctrico requerido por las antenas receptoras. La
primera es una función que depende de la ERP (potencia radiada eficaz), la distancia
de la línea de vista desde el transmisor hasta el receptor, y de las pérdidas por las
obstrucciones del terreno. Por lo tanto no depende del receptor, como la intensidad de
campo requerida, que está directamente relacionada con los parámetros de éste, como
la frecuencia de recepción, la ganancia de la antena receptora, y la impedancia del
receptor, sin olvidar la sensibilidad del receptor, que fue una de las variables en
estudio, y a demás de las pérdidas en la línea de recepción. Entonces cuando se
mencionó en los estudios de áreas de cobertura sobre la intensidad de campo eléctrico
mínimo requerido, la cual dependía de los valores tabulados en el receptor, nos
referíamos a los valores mínimos esperados a la entrada de la antena receptora para
que el servicio de televisión digital estuviera presente. Pero cuando se mencionaron los
valores netos de intensidades de campo recibidos se refería a los valores de
intensidades de campo de la señal transmitida a la entrada de las antenas receptoras.
5.3. Resultados y análisis de las simulaciones del sistema
ISDB-Tb en la provincia de Concepción
En esta sección se analizarán los resultados obtenidos para el sistema de TDT
ISDB-Tb propuesto para la provincia de Concepción. La idea principal es identificar
mediante los resultados de las simulaciones aquellos lugares en donde el sistema
podría funcionar de mejor manera abarcando la mayor área de cobertura posible.
5.3.1. Resultados y análisis del estudio del área de cobertura
Los resultados que se verán a continuación corresponden a los resultados
obtenidos por el estudio del área de cobertura en donde fueron considerados tres sitios
para la instalación del sistema de transmisión. Aquí también se muestran resultados
con distintos valores de sensibilidad en el receptor y alturas de las antenas receptoras.
95
Antes de pasar a los resultados primero se describirán los colores de las áreas de
coberturas según los tipos de estudios, ya que se identifican con ellos en el resto del
capítulo.
a. Área de cobertura usando Contour Study:
- Amarillo: receptor con sensibilidad de -77.0dBm, el área tiene una mínima
intensidad de campo requerido 35.17549dBu.
- Azul: receptor con sensibilidad de -94.77dBm, el área tiene como mínima
intensidad de campo requerido 17.40428dBu
- Rojo: receptor con sensibilidad de -114.77dBm, el área tiene como mínima
intensidad de campo requerido -2.59571dBu.
b. Área de cobertura usando Tile Study:
i. Receptor con sensibilidad de -77.00dBm
Verde: señal con mínima intensidad de campo requerido de 35.17549dBu.
Rojo: señal con mala recepción, tiene una intensidad de campo bajo el mínimo
requerido.
ii. Receptor con sensibilidad de -114.77dBm
Verde: señal con mínima intensidad de campo requerido de -2.59571dBu.
Rojo: señal con mala recepción, tiene una intensidad de campo bajo el mínimo
requerido.
1. Transmisor ubicado en cerro Centinela.
i. resultados del área de cobertura del sistema ISDB-Tb usando Contour Study.
96
Fig. 5.10: Transmisor en el cerro Centinela y una sensibilidad de-77.00dBm en el
receptor.
Fig. 5.11: Transmisor en el cerro Centinela y variación de la sensibilidad en el receptor.
Color amarillo utiliza una sensibilidad de -77.0dBm, color azul utiliza una sensibilidad
de -94.77dBm, y el color rojo utiliza una sensibilidad de -114.77dBm en el receptor.
97
ii. Resultados del área de cobertura del sistema ISDB-Tb usando Tile Study.
Fig. 5.12: Estudio utilizando Tile Study, transmisor en cerro Centinela, y sensibilidad
de -77.00dBm en el receptor. El color verde indica una buena recepción, el color rojo
indica una señal bajo el mínimo requerido.
98
Fig. 5.13: Estudio utilizando Tile Study, transmisor ubicado en cerro Centinela, y
sensibilidad de -114.77dBm en el receptor. El color verde indica una buena recepción,
el color rojo indica una señal bajo el mínimo requerido.
99
2. Transmisor ubicado en el cerro Caracol.
i. Resultados del área de cobertura del sistema ISDB-Tb usando Contour
Study.
Fig. 5.14: Transmisor en cerro Caracol, y receptor con sensibilidad de-77.00dBm.
Fig. 5.15: Transmisor ubicado en cerro Caracol, y variaciones de la sensibilidad del
receptor. Color amarillo utiliza una sensibilidad de -77.0dBm, color azul utiliza una
100
sensibilidad de -94.77dBm, y el color rojo utiliza una sensibilidad de -114.77dBm en el
receptor.
ii. Resultados del área de cobertura del sistema ISDB-Tb usando Tile Study.
Fig. 5.16: Estudio utilizando Tile Study, transmisor ubicado en cerro Caracol y
sensibilidad de -77.00dBm en el receptor. El color verde indica una buena recepción, el
color rojo indica una señal bajo el mínimo requerido.
101
Fig. 5.17: Estudio utilizando Tile Study, transmisor ubicado en cerro Caracol, y
sensibilidad de -114.77dBm en el receptor. El color verde indica una buena recepción,
el color rojo indica una señal bajo el mínimo requerido.
102
3. Transmisor ubicado en cerro Andalué.
i. Resultados del área de cobertura del sistema ISDB-Tb usando Contour
Study.
Fig. 5.18: Transmisor ubicado en cerro Andalué, y receptor con sensibilidad de-
77.00dBm.
Fig. 5.19: Transmisor ubicado en cerro Andalué, y variaciones de la sensibilidad en el
receptor. Color amarillo utiliza una sensibilidad de -77.0dBm, color azul utiliza una
103
sensibilidad de -94.77dBm, y el color rojo utiliza una sensibilidad de -114.77dBm en el
receptor.
ii. Resultados del área de cobertura del sistema ISDB-Tb usando Tile Study.
Fig. 5.20: Estudio utilizando Tile Study, transmisor ubicado en cerro Andalué, y
sensibilidad de -77.00dBm en el receptor. El color verde indica una buena recepción, el
color rojo indica una señal bajo el mínimo requerido.
104
Fig. 5.21: Estudio utilizando Tile Study, transmisor ubicado en cerro Andalué, y
sensibilidad de -114.77dBm en el receptor. El color verde indica una buena recepción,
el color rojo indica una señal bajo el mínimo requerido.
Comparación de los tres sitios
A continuación se muestran algunas imágenes comparativas de los tres sitios
posibles de instalación del sistema de transmisión. En esta parte los colores de las
áreas de coberturas corresponden a:
- Rojo: transmisor ubicado en cerro Centinela.
- Azul: transmisor ubicado en cerro Caracol.
- Amarillo: transmisor ubicado en cerro Andalué.
La fig. 5.22 corresponde a los estudios de áreas de coberturas utilizando una
sensibilidad en el receptor de -77dBm para los tres sitios. La fig. 5.23 corresponde a los
105
estudios de áreas de coberturas utilizando -114.77dBm como sensibilidad en el receptor
también para los tres sitios.
Fig. 5.22: Comparación de los tres sitios usando -77.00dBm de sensibilidad en el
receptor. El color rojo corresponde al transmisor ubicado en cerro Centinela, color azul
al transmisor ubicado en cerro Caracol, y el color amarillo al transmisor ubicado en
cerro Andalué.
106
Fig. 5.23: Comparación de los tres sitios usando -114.77dBm de sensibilidad en el
receptor. El color rojo corresponde al transmisor ubicado en cerro Centinela, color azul
al transmisor ubicado en cerro Caracol, y el color amarillo al transmisor ubicado en
cerro Andalué.
Comparación de las áreas utilizando el receptor móvil y el receptor fijo.
Para finalizar sólo nos queda comparar los estudios variando las alturas de las
antenas receptoras. Cuando se utiliza la altura de 1.5 metros se refiere al receptor
móvil, y cuando se utiliza la altura de 10 metros se refiere al receptor fijo, ambos
descritos en el capítulo 4. En este caso se consideró en el receptor -77.00dBm de
sensibilidad para todos los sitios.
107
Los colores corresponden a:
Amarillo: altura antenas receptoras 1.5 metros (receptor móvil).
Rojo: alturas antenas receptoras 10 metros (receptor fijo).
Fig. 5.24: Transmisor ubicado en cerro Centinela, antenas receptoras con distintas
alturas. El color amarillo utiliza antenas receptoras a 1.5 metros de altura, el color rojo
utiliza antenas receptoras a 10 metros de altura.
108
Fig. 5.25: Transmisor ubicado en cerro Caracol, antenas receptoras con distintas
alturas. El color amarillo utiliza antenas receptoras a 1.5 metros de altura, el color rojo
utiliza antenas receptoras a 10 metros de altura.
109
Fig. 5.26: Transmisor ubicado en cerro Andalué, antenas receptoras con distintas
alturas. El color amarillo utiliza antenas receptoras a 1.5 metros de altura, el color rojo
utiliza antenas receptoras a 10 metros de altura.
110
Fig. 5.27: Comparación de los tres transmisores, antenas receptoras con 10 metros de
altura, y -77.00dBm de sensibilidad en el receptor. El color rojo corresponde al sitio
ubicado en cerro Centinela, el color azul al sitio ubicado en el cerro Caracol, y el color
amarillo al sitio ubicado en cerro Andalué.
Análisis del estudio
De las imágenes vistas anteriormente de forma general se puede decir que las
áreas de cobertura, al igual que el estudio realizado en la provincia de Santiago,
dependen de muchos factores, tanto en el transmisor como en el receptor. Pero los
factores que influyeron en este caso, fueron la sensibilidad del receptor y las alturas de
las antenas receptoras. La variación de la sensibilidad provoca cambios en las
delimitaciones de las áreas, independientemente de que estudio de área se utilice en el
simulador. Por lo tanto, a medida que la sensibilidad en el receptor se hace más
pequeña el área de cobertura aumenta. En este estudio se vio claramente como las
111
variaciones en las alturas de las antenas receptoras influyeron en las delimitaciones de
las áreas de cobertura, ya que a medida que las alturas de las antenas receptoras
aumentaban el área de cobertura también lo hacía. Además se debe decir que el tipo de
área que nos entrega mayor información es sin duda el área realizada con Tile Study,
cubriendo cada punto de la zona en estudio.
Las áreas de coberturas realizadas en los tres sitios, fueron de gran ayuda para
determinar el sitio de ubicación del transmisor, el cual debe cubrir la mayor área
posible. En las figs. 5.12, 5.16 y 5.20 se pueden ver claramente como la señal se pierde
hacia el interior del continente, estas pérdidas son producidas por la presencia de
bosques y cerros. Por lo tanto el área de cobertura en estos estudios se ve muy afectada
debido a la geografía de la región, además muchas de nuestras comunas se encuentran
ubicadas en zonas costeras, razón por la cual la recepción de la señal también se ve
muy afectada producto del desvanecimiento de la señal transmitida, causada
principalmente por la presencia de agua y árboles cercanos a la zona. Pero a pesar de
estas circunstancias el transmisor que entregó mejores resultados fue sin duda el
transmisor ubicado en el cerro Centinela, posterior a este se debe mencionar al
receptor ubicado en el cerro Caracol, y finalmente el transmisor ubicado en cerro
Andalué.
La intensidad de campo mínimo requerido a la entrada de las antenas
receptoras en cualquier punto del área o zona de cobertura está directamente
relacionada con los valores de sensibilidad en el receptor, recordemos que las
intensidades de campo mínimo requerido para los receptores con sensibilidad de
-77.00dBm, -94.77dBm y -114.77dBm corresponden a 35.17549dBu, 17.40428dBu y
-2.59571dBu respectivamente. Esta diferencia ocurre porque el simulador al bajar la
sensibilidad en el receptor inmediatamente baja la intensidad de campo requerido a la
entrada de las antenas receptoras, y todos esos puntos del área de cobertura en donde
antes la intensidad de campo estaba bajo el mínimo requerido ahora se encuentran
sobre éste. Ésta es la razón por la cual el área de cobertura tiene un incremento.
112
Capítulo 6
Conclusiones
6.1. Conclusiones
Mediante los estudios de áreas de cobertura realizados en la provincia de
Santiago y Concepción, se han logrado identificar los parámetros necesarios para
establecer los servicios de televisión digital terrestre ISDB-Tb de TVN. Además se han
logrado discriminar aquellos parámetros que influyen en la mejora de los estudios
técnicos del sistema. Como ya sabemos para realizar un enlace de comunicaciones se
debe tener obligatoriamente un transmisor y a lo menos un receptor para lograr
establecer el servicio. Por lo tanto el transmisor y el receptor son considerados
importantísimos en los estudios del sistema de TDT.
En los estudios de áreas de cobertura no se realizaron cambios en los parámetros
del transmisor, pero si en el receptor, en éste se variaron algunos parámetros tales
como la sensibilidad del receptor y las alturas de las antenas receptoras. Estos cambios
establecieron en algunos casos el incremento del área de cobertura y en otros casos el
decremento. De lo anterior se puede aclarar que a medida que la sensibilidad en el
receptor se hace más negativa, el receptor se vuelve más sensible, por lo tanto el área
de cobertura aumenta, ya que el receptor es capaz de recibir una señal igual o superior
a la sensibilidad estipulada. Si las alturas de las antenas receptoras aumentan el área
de cobertura también lo hace. Esto ocurre porque ahora la señal llega a esos lugares en
donde antes no llegaba producto de las obstrucciones presentes entre el transmisor y
receptor.
De los sitios para la ubicación del transmisor, considerados en los estudios de
área de cobertura en la provincia de Concepción, el que obtuvo mejores resultados fue
113
el sitio correspondiente al cerro Centinela. Pero sin embargo, gran parte del área de
cobertura de la señal se pierde debido a la geografía de nuestra región, principalmente
porque nos encontramos en zonas costeras y cercanas a estas zonas nos encontramos
con la presencia de bosques y cerros.
Cuando se realizaron los estudios de enlaces punto a punto, en las simulaciones
nos encontramos con dos tipos de estudios, el UHF y el Microondas. Entre estos dos
existen pequeñas diferencias, pero estas diferencias se atribuyen a los parámetros
utilizados por cada uno. El UHF nos entregó todos los resultados obtenidos mediante el
modelo de propagación Longley-Rice. Este modelo considera muchas más variables que
las consideradas en el modelo de propagación en espacio libre, utilizado por
Microondas, entre las que se destacan son el porcentaje de variabilidad de situación (en
donde se encuentran consideradas las variables ocultas), tipo de clima, polarización del
enlace, refracción de la atmósfera, permitividad relativa y conductividad del suelo. Es
por esta razón que existen pequeñas diferencias. Además se debe decir que muchas
veces estos valores de potencias están por debajo del valor de potencia umbral del
receptor, debido a que se está trabajando con un valor de sensibilidad alto en
comparación con los valores típicos.
Al comparar los resultados de las simulaciones con las mediciones prácticas
tomadas en la provincia de Santiago nos encontramos con diferencias significativas.
Estas diferencias pueden atribuirse a que el simulador entrega valores de potencias
recibidas menores a los reales, con el objetivo de dar mayor confiabilidad a los
resultados. Además cabe mencionar que no se considera la digitalización de la señal, y
que sólo fueron considerados los parámetros mínimos requeridos en el transmisor, por
lo tanto la señal transmitida por el simulador debe tener ciertas diferencias en
comparación con la real.
114
6.2. Trabajo futuro
A continuación se listan algunas posibles líneas de investigación.
1. Realizar el mismo estudio de propagación de la señal ISBB-Tb, pero esta vez
utilizando repetidores. El estudio debe sacar el máximo rendimiento de la señal
digital para lograr obtener un área de cobertura que cubra gran parte de la
población de la región del Biobío. Es por eso que debe necesariamente utilizar
repetidores para llevar la señal a esos lugares difíciles, que producto de la
variabilidad de la topografía del terreno no es capaz de llegar.
2. Realizar una simulación de la generación de la señal digital ISDB-Tb,
considerando cada una de las características propias del estándar. El estudio
debe enfocarse sólo en la elaboración de la señal digital, considerando por
ejemplo la transmisión jerárquica, la modulación OFDM, el one-seg, etc. Por lo
cual se necesitará de la ayuda de un software para lograr tal objetivo.
115
Bibliografía
[1] ATSC Forum (Advanced Television System Committee), ―Respuesta del ATSC
Forum sobre Consulta: Estándar de Televisión Digital Terrestre al Ministerio de
Transporte y Telecomunicaciones, Subsecretaria de Telecomunicaciones.
[2] DVB (Digital Video Broadcasting), ―Respuesta a Pablo Bello Arellano,
Subsecretaria de Telecomunicaciones.
[3] Estado actual de la televisión digital terrestre: http://es.dtvstatus.net/.
[4] ABNT NBR 15602, 1ª edición 30. 11. 2007, ―Televisión digital terrestre —
Codificación de video, audio y multiplexación Parte 1: Codificación de video‖
http://www.dtv.org.br/download/es-es/ABNTNBR15602_2D1_2007Esp_2008.pdf.
[5] ABNT NBR 15601, 1ª edición 30.11.2007, ―Televisión digital terrestre — Sistema
de transmisión‖ http://www.dtv.org.br/download/es-
es/ABNTNBR15601_2007Esp_2008.pdf.
[6] ABNT NBR 15602-3, 1ª edición 30.11.2007, ―Televisión digital terrestre —
Codificación de video, audio y multiplexación Parte 3: Sistemas de
multiplexación de señales http://www.dtv.org.br/download/es-
es/ABNTNBR15602_2D3_2007Esp_2008.pdf.
[7] ABNT NBR 15606-2, 1ªedición 30.11.2007, ―Televisión digital terrestre —
Codificación de datos y especificaciones de transmisión para radiodifusión
116
digital Parte 2: Ginga-NCL para receptores fijos y móviles – Lenguaje de
aplicación XML para codificación de aplicaciones‖,
http://www.dtv.org.br/download/es-es/ABNTNBR15606-
2_2007Esp_2008Vc_2009.pdf
[8] Televisión Digital ISDB-T, ―La norma ISDB-T en funcionamiento.
Características principales‖, http://www.isdbt-television-
digital.com/2009/09/24/la-norma-isdb-t-en-funcionamiento-caracteristicas-
principales/.
[9] Documentos de recomendación UIT-R P.453-9.
[10] ARES, Roberto. Propagación y campo recibido. Manual de telecomunicaciones.
Disponible desde internet en: http://www.rares.com.ar/
[11] Feeman, Roger L. ―Radio System Design for Telecommunications (1-100 GHz)‖.
John Wiley & Sons. Inc.1987.
[12] Pappaport, T.S., ―Wireless Comunications, Theory and Practice‖, 2ª edición,
Prentice Hall, 2002.
[13] Norma técnica que establece las especificaciones técnicas mínimas que deberán
cumplir los receptores de televisión digital terrestre:
http://www.tvd.cl/prontus_tvd/site/artic/20101203/asocfile/20101203155716/04_0
9_res7219.pdf.
[14] Documentos de datos técnicos utilizados en televisión Nacional de Chile.
[15] Descripción del modelo de propagación Longley-Rice, o más conocido como
Modelo de Terreno Irregular:
http://www.softwright.com/faq/engineering/prop_longley_rice.html,
http://flattop.its.bldrdoc.gov/itm/itm_alg.pdf,http://flattop.its.bldrdoc.gov/itm.htm
l.
117
Anexo A
Configuración de las simulaciones del área de
cobertura de la señal de TDT de TVN.
Los parámetros del transmisor requeridos por el software TAP 6 corresponden a
los datos técnicos utilizados por Televisión Nacional de Chile (TVN).
Es importante mencionar que las descripciones de las simulaciones que vienen a
continuación son realizadas para aclarar cómo se obtuvieron los resultados mostrados
en el capítulo 5. A modo de ejemplo solo será descrita una simulación de cada tipo de
área utilizada.
Dado a que las simulaciones del área de cobertura de Concepción como de
Santiago se configuran de la misma forma, e incluso consideran los mismos
parámetros, nos resulta cómodo explicar la configuración de uno de ellos. Recordemos
que el único parámetro que cambia es la referencia geográfica del sitio de transmisión.
Para comenzar con el estudio primero se debe abrir del menú principal del
software la herramienta llamada Area, luego ingresar los datos que vienen a
continuación.
Transmisor
El sitio
- Las coordenadas correspondientes al sitio del transmisor ubicado en el cerro San
Cristóbal son:
Latitud 33°25‘13.20‘‘ Sur.
118
Longitud 70°37‘47.20‘‘ Oeste.
El transmisor
- La potencia de transmisión es 7.6 KW.
- La frecuencia central de transmisión es 587.142857 MHz (584 – 590 MHz, con
1/7MHz de offset).
Las pérdidas en el transmisor
En este caso fueron considerados valores de pérdidas muy pequeños.
- Circulator 0.02 dB
- Connector 0.04 dB
- Jumper 0.07 dB
- Combiner 0.08 dB
- Misc1 0.05 dB
- Misc2 0.02 dB
- Cable Andrew HJ8-50B 3‖ Air dielectric 50 Ohm 200 metros 2.65 dB
- Cable Andrew HJ11-50B 4‖ Air dielectric 50 Ohm 200 metros 2.07 dB
Antena transmisora
- La altura de la torre de transmisión respecto del suelo es de 75 metros.
- Antena Jampro Broadband Side-mounted, Prostar UHF Slot Antenna. Tipo
JA/MS-16/33-BB SHO.
- Polarización Elíptica.
- Ganancia de la antena de transmisión con H Polarización RMS es 11.07dBd.
Receptor fijo
Antena receptora
- La altura de la antena receptora con respecto al suelo es de 10 metros.
- Antena digital Walito de interior y exterior.
- La ganancia de la antena receptora es 20 dBd.
Receptor
- La frecuencia de recepción debe ser la misma que el transmisor.
119
- la impedancia de recepción es de 75 Ohms.
- La sensibilidad en el receptor o el umbral del receptor es de -77 dBm.
Pérdidas en el receptor
- Las pérdidas correspondientes fueron todas consideradas como 0 dB.
Receptor móvil
Antena receptora
- La altura de la antena receptora con respecto al suelo es de 1.5 metros.
- Antena digital Walito de interior y exterior.
- La ganancia de la antena receptora es 20 dBd.
Receptor
- La frecuencia de recepción debe ser la misma que el transmisor.
- la impedancia de recepción es de 75 Ohms.
- La sensibilidad en el receptor o el umbral del receptor es de -77 dBm.
Pérdidas en el receptor
- Las pérdidas correspondientes fueron todas consideradas como 0 dB.
Antes de continuar con el desarrollo de la simulación es necesario incorporar las
antenas de transmisión y recepción en la lista de antenas del software, para esto se
deben ingresar los patrones de radiación de cada una. Esto es importantísimo para
obtener resultados cercanos a los reales.
Una vez ingresados los patrones de radiación de las dos antenas (vistas en el
capítulo 4) en el software y los datos del transmisor y receptor antes mencionados se
puede comenzar con el desarrollo de la simulación. Antes de pasar a la siguiente etapa,
en las figs. A.1 y A.2 se muestra, para ejemplificar lo intuitivo del uso del software, el
ingreso de los parámetros.
120
Fig. A.1: Datos del transmisor ingresados en el software TAP 6.
Fig. A.2: Datos del receptor móvil ingresados en el software TAP 6.
121
De las dos figuras antes vistas se puede decir que algunos valores como la
elevación del sitio con respecto al nivel del mar en la instalación fija (transmisor) es
entregado por el simulador, lo mismo ocurre con el campo requerido en la instalación
móvil (receptor móvil), en donde aparece de forma automática, al ingresar la ganancia
de la antena, la frecuencia de recepción, la impedancia y la sensibilidad del receptor.
Para pasar a la etapa final del estudio del área de cobertura es necesario
configurar en el software lo siguiente:
Coverage Study Setting
7. Coverage Area:
- Contour Study :
- Number:
- Radial: 36
- Distance: 100Km
- Step: 0.1 Km
- Contour: 90%
Luego de ingresar lo anterior se despliegan de forma automática los valores de
azimut con las distancias correspondientes. Tal como se muestra a continuación.
Fig. A.3: Configuración del área de cobertura utilizando Contour Study.
122
8. Topo Data
En este campo se deben ingresar los siguientes datos:
- El paso se definió de 0.100 Km
- La interpolación fue seleccionada como FCC interpolation (4 puntos)
- La curvatura efectiva de la tierra se obtuvo mediante la fórmula 3.19
considerando el gradiente del índice de refracción como el valor estándar (-40 N
unidades/ Km), resultando K=4/3 ó K=1.333.
- Luego seleccionar selec topo data types y seleccionar todos los tipos.
A continuación se muestra lo antes descrito.
Fig. A.4: Datos ingresados en Topo Data.
9. Propagation Model: se debe seleccionar el modelo de propagación Longley Rice.
123
Fig. A.5: Datos seleccionados en Propagation Model.
10. Templates: sólo se debe hacer click en el botón a la derecha y se desplegará una
ventana llamada Longley-Rice Parameters Template. En esta plantilla se deben
ingresar y seleccionar lo siguiente:
- Polarization (Horizontal or Vertical): Horizontal.
- Surface Ns (N-units) : 300.9000
- Curvatura efectiva de la Tierra : K=1.3333
- Sea level No (N-units): 0.000
- Climate Code(1-7) : 5 continental Temperate.
- Relativite Permitivity: 15.000 Average ground.
- Conductivity (siemens/m): 0.005 Average ground.
- Variability: Broadcast
- Mode: 1 3
- No location Variability.
- Situation : 50%
- Time: 90%
- Location: 90%
Una vez realizado lo anterior se debe hacer click en el botón close.
124
A continuación se muestra la plantilla antes mencionada con la configuración
correcta.
Fig. A.6: Datos seleccionados en Longley-Rice Parameters Template.
11. Surface Features: en este campo se debe hacer click en el botón de la derecha y
automáticamente se desplegará una ventana para seleccionar el archivo de las
características de la superficie llamada Tutorial.dbf.
125
Fig. A.7: Selección del archivo Tutorial.dbf.
Luego de abrir el archivo se debe seleccionar el campo que dice Use Surface
Features. Tal como se muestra en la fig. A.8.
Fig. A.8: Uso de las características de la superficie.
Después de haber configurado cada uno de los campos antes mencionados el
estudio debe guardarse con el nombre que se estime conveniente. Para finalizar, el
126
estudio se debe ejecutar para obtener los resultados del área de cobertura del sistema
ISDB-Tb.
Para realizar otro estudio del área de cobertura, pero esta vez utilizando Tile
Study se deben seguir los pasos que vienen a continuación.
Coverage Study Setting
1. Coverage Area
- Tile Study: en este campo se debe ingresar el rango de distancia del
transmisor que en este caso corresponde a 100 Km, después de realizar esto se
puede observar de forma automática las delimitaciones del área. También es
necesario ingresar la resolución espacial de la grilla que es de 1Km.
Las delimitaciones geográficas del área de cobertura antes mencionadas se pueden
apreciar en la siguiente figura.
Fig. A.9: Delimitaciones del área de cobertura usando Tile Study.
Cabe destacar que es la única parte del estudio que debe ser cambiada, las
demás deben seguir configuradas tal cual como fueron configuradas en el estudio
anterior.
127
Anexo B
Configuración de las simulaciones de los enlaces
punto a punto de la señal de TDT de TVN en la
provincia de Santiago.
La configuración del transmisor es la misma realizada en el estudio del área de
cobertura. En cuanto al receptor, los parámetros también son los mismos, pero en esta
ocasión se deben configurar nuevamente y agregar nuevos datos como la antena de
recepción, las coordenadas geográficas y la elevación del sitio de recepción.
Se explicará la configuración de sólo un receptor para no caer en redundancia.
Para comenzar con el estudio primero se debe abrir del menú principal del
software la herramienta llamada Path, luego ingresar los datos que vienen a
continuación.
Transmitter
El transmisor es el mismo utilizado en el estudio del área de cobertura.
Receiver
Los datos de la antena receptora, del receptor, y las pérdidas en el receptor,
corresponden a los datos del receptor móvil descritos también en el estudio del área de
cobertura.
- Coordenadas geográficas del receptor ubicado en la región Metropolitana de
Santiago:
Latitud: 33° 27‘ 9.38‘‘ Sur
128
Longitud: 70° 41‘ 47.96‘‘ Oeste
A continuación se muestran los datos ya ingresados en el software TAP 6.
Fig. B.1: Datos ingresados en el transmisor y receptor.
Path Setting
Unidades
- Distancia : kilómetros
- Elevación : metros
Topo data
- El paso se definió de 0.100 Km
- La interpolación fue seleccionada como FCC interpolation (4 puntos)
- La curvatura efectiva de la tierra se obtuvo mediante la fórmula 3.19
considerando el gradiente del índice de refracción como el valor estándar (-40 N
unidades/ Km), resultando K=4/3 ó K=1.333.
129
- Luego seleccionar selec topo data types y seleccionar todos los tipos.
Estos datos son los mismos utilizados en el estudio del área de cobertura vistos
anteriormente.
Fresnel
- Number : 1
- Ratio : 0.5
Propagation Model y Surface Features
Igual que en Topo data, las configuraciones para estos dos campos son las
mismas del estudio del área de cobertura.
Una vez ya configurados todos los campos es posible utilizar las herramientas
del software para poder analizar el estudio de la trayectoria recorrida de la señal de
TDT de TVN.
A continuación se describen las herramientas a utilizar en el presente estudio:
- Compute path VHF/UHF Link Budget.
- Compute path Microwave Link Budget.
