APÊNDICE B. Critérios para Avaliação do Sistema de Rádio Digital FM IBOC

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1 APÊNDICE B Critérios para Avaliação do Sistema de Rádio Digital FM IBOC Junho de 2007

2 Sumário Lista de Figuras...ii Lista de Tabelas... iii 1 INTRODUÇÃO CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA FM IBOC HÍBRIDO CARACTERÍSTICAS ESPECTRAIS DO SINAL FM IBOC HÍBRIDO MODALIDADE DE SERVIÇO DO FM IBOC HÍBRIDO COMUTAÇÃO ENTRE RECEPÇÃO DIGITAL E ANALÓGICA CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DO SERVIÇO DIGITAL Qualidade objetiva do sinal recebido Provável impacto das interferências na área de cobertura AVALIAÇÃO DA COMPATIBILIDADE Compatibilidade com a canalização FM Impacto na recepção do sinal analógico FM hospedeiro Impacto na recepção de sinais analógicos FM não-hospedeiros...12 REFERÊNCIAS...17 i

3 Lista de Figuras Figura Espectro do sinal FM IBOC híbrido (adaptado de [1])...2 Figura Espectro do sinal FM IBOC híbrido estendido (adaptado de [1])....2 Figura Limites para as emissões espectrais de uma estação FM IBOC híbrida (adaptado de [2])..3 Figura Ilustração da interferência potencial causada por um sinal FM IBOC localizado no 1 o canal adjacente (adaptado de [4])....9 Figura Ilustração da interferência potencial causada por um sinal FM IBOC localizado no 2 o canal adjacente (adaptado de [4]) Figura Ilustração da interferência potencial causada por um sinal FM IBOC em um sinal analógico FM, quando ambos usam o mesmo canal (co-canal)...13 Figura Ilustração da interferência potencial causada por um sinal FM IBOC em um sinal analógico FM, quando a separação espectral entre as suas portadoras FM é de 200 khz (1 o adjacente) Figura Ilustração da interferência potencial causada por um sinal FM IBOC em um sinal analógico FM, quando a separação espectral entre as suas portadoras FM é de 400 khz (2º adjacente)...16 ii

4 Lista de Tabelas Tabela Nível de potência das subportadoras OFDM de um sinal FM IBOC híbrido[1],[2]...3 Tabela Limites para as emissões espectrais de uma estação FM IBOC híbrida [2]...4 Tabela Modos de serviço disponíveis para o FM IBOC Híbrido....4 Tabela Caracterização dos canais lógicos de acordo com os modos de serviço...5 iii

5 1 INTRODUÇÃO A finalidade da transmissão experimental de sinais digitais dos serviços de radiodifusão sonora é a realização de testes com os sistemas de radiodifusão sonora digital aprovados pela União Internacional de Telecomunicações (UIT), por meio das recomendações ITU-R BS e ITU-R BS O propósito deste documento é apresentar uma Proposta de Critérios e Procedimentos para Avaliação do Sistema de Rádio Digital FM IBOC. Esse sistema permite que uma emissora, que opere em freqüência modulada (FM), transmita o sinal digital em bandas laterais adjacentes ao sinal analógico. Essa modalidade de transmissão simultânea é denominada simulcast, em inglês. Para esse tipo de sistema é necessário que se realize dois tipos de avaliação: a) Avaliação do desempenho do serviço digital especialmente, a robustez do sinal digital, a sua área de cobertura e a qualidade do áudio digital; b) Avaliação da compatibilidade do sinal FM IBOC híbrido com a canalização distribuída pelo Plano Básico de Distribuição de Canais de Radiodifusão Sonora em Freqüência Modulada PBFM, isto é, avaliação da interferência mútua entre o sinal digital e os sinais analógicos existentes, incluindo aquele que hospeda o sinal digital. 2 CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA FM IBOC HÍBRIDO 2.1 CARACTERÍSTICAS ESPECTRAIS DO SINAL FM IBOC HÍBRIDO Há dois modos de transmissão simulcast do sinal FM IBOC; a transmissão híbrida e a transmissão híbrida estendida. Em ambos os modos, o sinal digital é transmitido em bandas laterais (inferior e superior) do sinal analógico (sinal hospedeiro). Na transmissão híbrida estendida, além das portadoras principais (primary main PM), são transmitidas portadoras adicionais adjacentes cujo espectro adicional é chamado de primary extended (PX). O espectro do sinal digital híbrido está mostrado nas Figura 2.1 e 2.2 [1]. Os dois modos de transmissão ocupam uma faixa de freqüência com largura total de aproximadamente 396,8 khz. 1

6 Figura Espectro do sinal FM IBOC híbrido (adaptado de [1]). Figura Espectro do sinal FM IBOC híbrido estendido (adaptado de [1]). O valor máximo da densidade espectral de potência de cada subportadora OFDM dentro de cada banda lateral digital é dado na Tabela 2.1[2]. As medidas de densidade espectral de potência dos sinais analógico e digital devem ser feitas tomando a média da potência sobre um intervalo de tempo 2

7 de 30 segundos, com uma largura de banda de medição de 1 KHz [2]. A referência 0 dbc é definida como a potência total da portadora analógica FM não-modulada. Transmissão Híbrida Híbrida Estendida Tabela Nível de potência das subportadoras OFDM de um sinal FM IBOC híbrido[1],[2]. Banda Lateral Primária Primária Estendida Sub-portadoras OFDM 356 a a a a a a -355 DEP máxima (dbc/subportadora) DEP Máxima (dbc/khz) Potência Média em cada banda lateral (dbc) Ruído e sinais espúrios gerados por qualquer fonte, incluindo ruído de fase e produtos de intermodulação, devem estar conformados aos limites mostrados na Figura 2.3 e Tabela 2.2 [2]. Figura Limites para as emissões espectrais de uma estação FM IBOC híbrida (adaptado de [2]) 3

8 Tabela Limites para as emissões espectrais de uma estação FM IBOC híbrida [2]. Afastamento entre a freqüência Nível em relação ao nível da portadora FM da emissão e a da portadora FM (dbc/khz) khz khz [-61.4 ( afastamento em khz khz) x 0.867] khz khz [-74.4 ( afastamento em khz khz) x 0.093] > 600 khz -80 Os limites definidos na tabela acima refletem critérios aceitáveis de desempenho. Em certas circunstâncias, pode ser necessário reduzir o nível das emissões abaixo dos limites especificados acima para diminuir a interferência mútua entre estações de rádio. 2.2 MODALIDADE DE SERVIÇO DO FM IBOC HÍBRIDO O sistema FM IBOC pode ser configurado de acordo com os modos de serviço (primário e secundário) ou com o ajuste dos parâmetros atraso por diversidade e potência das bandas laterais. Esta configuração determina como os canais lógicos são combinados para gerar o sinal digital. Os modos de serviço determinam o desempenho e configuração dos canais lógicos, responsáveis pelo conteúdo a ser transmitido. O sistema FM IBOC Híbrido é capaz apenas de transmitir os modos de serviços primários MP1, MP2, MP3, MP4, MP5, MP6 e MP7 de acordo com a largura de banda digital mostrado na Tabela 2.3. Tabela Modos de serviço disponíveis para o FM IBOC Híbrido. Transmissão Modos de Serviço Primário Modos de Serviço Secundário Híbrida MP1 - Híbrida Estendida MP2 - MP7 - A camada de transmissão do sistema FM IBOC híbrido provê quatro canais lógicos para os protocolos das camadas mais altas: P1, P2, P3 e PIDS (Primary IBOC Data Service) [3]. Os canais P1, P2 e P3 são para a transmissão de áudio e dados, enquanto que o canal PIDS se destina ao transporte de informações de controle e identificação da estação de rádio. A Tabela 2.4 mostra a taxa de transporte, a latência e a robustez relativa de cada um quatro três canais de acordo com o modo de serviço [3]. A robustez relativa é um valor entre 1 e 10, sendo que 1 indica o nível de robustez mais alto e 10 o mais baixo. De acordo com a Tabela 2.4, a transmissão híbrida permite apenas o modo MP1, no qual apenas o canal lógico P1 é transmitido, com uma taxa máxima de aproximadamente de 98,4 kbps [3]. Já o modo estendido fornece variações dos parâmetros entre os canais lógicos para uma maior 4

9 diversidade de programações. Por exemplo, o modo MP6 permite o uso de dois canais lógicos, além do PIDS, transmitidos a 49,6 kbps e 48,8 kbps. Tabela Caracterização dos canais lógicos de acordo com os modos de serviço Transmissão Híbrida Híbrida Estendida Modo de Serviço MP1 MP2 MP3 MP4 MP5 MP6 MP7 Parâmetros Canais Lógicos P1 P2 P3 PIDS Taxa (kbps) 98, ,9 Latência (s) 1, ,09 Robustez relativa Taxa (kbps) 98,4-12,4 0,9 Latência (s) 1,49-0,19 0,09 Robustez relativa Taxa (kbps) 98,4-24,8 0,9 Latência (s) 1,49-0,19 0,09 Robustez relativa Taxa (kbps) 98,4-49,6 0,9 Latência (s) 1,49-0,19 0,09 Robustez relativa Taxa (kbps) 24,8 73,6 24,8 0,9 Latência (s) 4,64 1,49 0,19 0,09 Robustez relativa Taxa (kbps) 49,6 48,8-0,9 Latência (s) 4,64 1,49-0,09 Robustez relativa Taxa (kbps) 24,8 98,4 24,8 0,9 Latência (s) 0,19 1,49 0,19 0,09 Robustez relativa COMUTAÇÃO ENTRE RECEPÇÃO DIGITAL E ANALÓGICA Se as condições da recepção não possibilitam a recepção satisfatória, o receptor FM IBOC comuta para a recepção do sinal analógico FM e, conseqüentemente, o ouvinte passa a escutar um áudio com a qualidade e as degradações típicas de uma recepção analógica FM. Caso as condições da recepção melhorem, o receptor FM IBOC comuta de volta para a recepção digital automaticamente. Esse processo de comutação é denominado blending, em inglês. No sistema FM IBOC, cada bloco de bits de áudio codificado é acompanhado por um código CRC (cyclic redundancy check). O receptor FM IBOC verifica, por meio desse código, a integridade de cada bloco de bits de áudio entregue ao decodificador de áudio. Com base nessa verificação é definida a taxa de erro de bloco (block error rate BLER): a razão entre o número de blocos de bits de áudio recebidos com pelo menos um bit errado e o número de blocos recibos, expressa em percentagem. Se a BLER ultrapassa um valor pré-estabelecido, o receptor faz a comutação (ou blending) da recepção digital para a recepção analógica. 5

10 O padrão IBOC NRSC não especifica o receptor IBOC e nem mesmo o valor da BLER para o qual um receptor IBOC deve comutar da recepção digital para a analógica. No relatório de avaliação do sistema FM IBOC [4] submetido ao National Radio Systems Committee (NRSC), em abril de 2002, é sugerido que, nos testes de campo realizados, a comutação da recepção digital para a recepção analógica ocorreu quando a BLER atingiu o valor de aproximadamente 10%. Os testes foram realizados com quatro emissoras. 3 CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO O sistema de radiodifusão digital FM IBOC opera na mesma faixa de freqüência destinada à radiodifusão analógica FM. Além disso, em uma primeira etapa o sistema FM IBOC opera geralmente com transmissão híbrida (ou simulcast). Para avaliar um sistema desse tipo, as seguintes avaliações devem ser realizadas: avaliação do desempenho do serviço digital especialmente, a robustez do sinal digital, a sua área de cobertura e a qualidade do áudio digital; avaliação da compatibilidade do sinal FM IBOC híbrido com a canalização FM com os sinais analógicos FM existentes isto é, avaliação da interferência mútua entre o sinal digital e os sinais analógicos FM existentes, incluindo aquele que hospeda o sinal digital. avaliação do custo de implantação e uso do sistema custos das licenças de uso, dos equipamentos transmissores e dos receptores. Esse documento se restringe às duas primeiras avaliações. 3.1 AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DO SERVIÇO DIGITAL A avaliação do desempenho do serviço digital compreende a avaliação dos seguintes quesitos: Robustez do sinal digital. A robustez de um sinal de rádio é caracterizada pela sua capacidade para suportar a interferência de outros sinais de rádio (especialmente sinais localizados no mesmo canal e no primeiro e segundo canais adjacentes, inferiores e superiores) e para suportar os efeitos deteriorantes do canal. Na faixa destinada à radiodifusão em freqüência modulada, as principais causas de deterioração da recepção são as interferências de outras emissoras, os ruídos atmosféricos, ruídos causados pelo homem e a atenuação causada por estruturas tais como pontes, viadutos e túneis. 6

11 Área de cobertura do sinal digital. A área de cobertura de uma emissora de rádio é a área em torno da antena transmissora na qual o sinal pode ser recebido com uma qualidade mínima especificada. A sua extensão depende da potência de transmissão, da robustez do sinal transmitido, do nível das interferências e do nível de outras deteriorações sofridas pelo sinal radiado. Qualidade do áudio digital transmitido. A qualidade do áudio transmitido é caracterizada basicamente pela sua largura espectral (ou largura de banda) e pelo número de canais. Os sinais digitais são geralmente mais robustos do que os sinais analógicos. No caso do sistema FM IBOC, ele foi projetado para propiciar uma transmissão digital muito mais robusta do que a transmissão analógica FM. Na transmissão FM IBOC híbrida, a potência média contida no sinal digital é apenas 1% (somatório de potência das bandas laterais, 23 db abaixo da portadora analógica), aproximadamente, da potência média do sinal analógico. Apesar disso, é esperado que a área de cobertura do sinal IBOC digital seja praticamente a mesma área de cobertura do sinal analógico FM Qualidade objetiva do sinal recebido A área de cobertura de uma emissora de rádio é a área, como anteriormente descrita, em torno da antena transmissora na qual o sinal pode ser recebido com uma qualidade mínima especificada. Em princípio, essa qualidade mínima deveria ser especificada por meio de uma medida subjetiva de qualidade para o áudio recebido. Contudo, medidas desse tipo são muito difíceis de serem realizadas, por isso procura-se estabelecer relações entre tais medidas e uma medida objetiva de qualidade, que seja mais fácil de ser realizada. Para radiodifusão analógica, a medida objetiva usada é a razão sinalruído medida na entrada do receptor. Para radiodifusão digital, uma medida mais apropriada é algum tipo de taxa de erro dos dados recebidos. No sistema IBOC, a BLER pode ser usada como uma medida objetiva da qualidade da recepção. Infelizmente, conforme já foi dito, no padrão IBOC NRSC não é especificado o valor máximo da BLER que permite ao receptor reproduzir o sinal de áudio com qualidade máxima. No relatório de avaliação do sistema FM IBOC [4] submetido ao National Radio Systems Committee (NRSC), em abril de 2002, é sugerido que, nos testes de campo realizados, a comutação da recepção digital para a recepção analógica ocorreu quando a BLER atingiu o valor de aproximadamente 10%. Contudo, o codificador de áudio usado nos testes não é o mesmo que está sendo utilizado atualmente e, portanto, os valores máximos permitidos para a BLER provavelmente se modificaram também. 7

12 Caso não seja possível registrar o valor da BLER em cada ponto de recepção avaliado, devese registrar pelo menos o estado da recepção, isto é, registrar se no ponto em questão está sendo possível a recepção digital com qualidade máxima, a recepção digital com qualidade reduzida ou a recepção analógica apenas Provável impacto das interferências na área de cobertura Um dos fatores que limita a área de cobertura do sinal de uma emissora de rádio é a interferência de sinais de outras emissoras. Portanto, é preciso avaliar a robustez do sinal FM IBOC digital em relação aos efeitos de quatro tipos de sinais interferentes híbridos: Sinal interferente co-canal, ou seja, localizado no mesmo canal utilizado pelo sinal desejado; Sinal interferente localizado no 1º canal adjacente àquele utilizado pelo sinal desejado; Sinal interferente localizado no 2º canal adjacente àquele utilizado pelo sinal desejado; A localização dos sinais, nesse caso, corresponde à localização da portadora do sinal analógico FM e considera a separação de 200 khz entre portadoras de canais consecutivos, estabelecida no Regulamento Técnico para Emissoras de Radiodifusão Sonora em Freqüência Modulada, aprovado pela Resolução n.º 067, de 12 de novembro de 1998 [5]. A seguir é feita uma análise do provável impacto causado por cada um desses tipos de sinais interferentes híbridos na recepção do sinal FM IBOC digital. Interferência co-canal Testes de laboratório, realizados nos E.U.A., mostraram que um sinal FM IBOC pode suportar a interferência de um outro sinal FM IBOC co-canal se a razão entre os níveis dos sinais desejado e interferente (razão D/I) for maior do que 2 db [4]. No Brasil, os sinais analógicos FM das emissoras em operação devem satisfazer uma a relação de proteção co-canal de 34 db [5]. Portanto, não é esperada a ocorrência de interferência cocanal com nível suficiente para afetar a recepção do sinal FM IBOC digital dentro da área de cobertura atual de uma emissora que passe a transmitir aquele sinal. 8

13 Interferência localizada no 1 o canal adjacente Quando um sinal FM IBOC híbrido sofre a interferência de outro sinal localizado no 1º canal adjacente (inferior ou superior), essa interferência não compromete a recepção de todas as bandas laterais do sinal IBOC digital veja ilustração na Figura 3.1. Se o sinal interferente é um sinal FM analógico ou um sinal FM IBOC Híbrido, apenas a banda lateral superior (ou inferior) do sinal IBOC digital desejado será afetada., pois o espectro do sinal interferente não sobrepõe as duas bandas. Como as bandas laterais superior e inferior contêm cópias redundantes da mesma informação, é possível ter uma recepção satisfatória do sinal IBOC digital mesmo quando a razão D/I é baixa. Em testes de laboratório, realizados nos E.U.A., a comutação da recepção digital para a recepção analógica ocorreu para D/I da ordem de -21 db [4]. No Brasil, um sinal FM interferente localizado no 1º canal adjacente (inferior ou superior) deve ter, dentro do contorno protegido da emissora FM desejada, um nível pelo menos 6 db abaixo do nível do sinal FM desejado, ou seja, a razão D/I mínima é de +6 db [5]. Portanto, dentro da área de cobertura atual de uma emissora FM, não é esperado problemas de recepção do sinal FM IBOC digital devido a sinais interferentes localizados no 1º canal adjacente, desde que esses sinais interferentes estejam localizados apenas no 1º canal adjacente inferior ou apenas no superior, mas não em ambos. Contudo, caso uma emissora desejada tenha sinais interferentes tanto no 1º canal adjacente inferior quanto no superior, poderão ocorrer falhas da recepção digital em pontos dentro do contorno protegido dessa emissora. A ocorrência desse fato depende, naturalmente, da razão D/I. Figura Ilustração da interferência potencial causada por um sinal FM IBOC localizado no 1 o canal adjacente (adaptado de [4]). 9

14 Interferência localizada no 2 o canal adjacente Caso exista um sinal FM IBOC interferente no 2º canal adjacente (inferior ou superior) àquele ocupado pelo sinal FM IBOC desejado, haverá uma banda de guarda de 4 khz entre as bandas laterais digitais primárias desses sinais, como mostra a Figura 3.2. De acordo com [4] esse espaçamento é suficiente para a recepção adequada do sinal digital mesmo com sinais indesejados em segundo adjacente, tanto localizados em um dos lados do sinal desejado quanto em ambos os lados. Apesar disso, é necessário verificar tais conclusões, pois de acordo com as normas brasileiras, um sinal indesejado em segundo adjacente pode possuir uma potência 27 db superior ao sinal desejado. Desta forma, o sinal digital da emissora indesejada será adjacente ao sinal digital da emissora desejada e, além disso, poderá estar a 27 db acima. Figura Ilustração da interferência potencial causada por um sinal FM IBOC localizado no 2 o canal adjacente (adaptado de [4]). 3.2 AVALIAÇÃO DA COMPATIBILIDADE A avaliação da compatibilidade do sinal FM IBOC híbrido com a canalização FM e com os sinais analógicos FM existentes compreende a verificação das seguintes situações indesejadas: Impacto interferente do sinal FM IBOC digital no sinal analógico FM hospedeiro; Impacto interferente do sinal FM IBOC digital em sinais analógicos FM localizados no mesmo canal (co-canal) ou em canais adjacentes ao canal do sinal analógico FM hospedeiro do sinal FM IBOC digital; Impacto interferente entre sinais FM IBOC híbridos. 10

15 Esse último item já foi objeto de discussão na seção anterior. Esta seção discute, portanto, apenas os dois primeiros itens Compatibilidade com a canalização FM O sistema FM IBOC híbrido foi projetado de modo que o sinal por ele gerado fosse compatível com a canalização adotada nos E.U.A. para a radiodifusão sonora FM. O Brasil adota uma canalização bastante semelhante a dos E.U.A., logo o sistema FM IBOC híbrido é, em princípio, compatível com canalização da faixa de Radiodifusão Sonora em Freqüência Modulada adotada no Brasil. A Figura 2.3 mostra os limites para as emissões espectrais de uma estação FM IBOC híbrida, de acordo com o padrão NRSC aprovado em abril de 2005 [2]. O espectro do sinal híbrido fica completamente abaixo dos limites atuais para as emissões de uma emissora analógica FM, estabelecidos pela Anatel (ou pela FCC, nos E.U.A.). Por isso, há quem defenda que o sistema FM IBOC híbrido transmite o sinal analógico FM (existente) e o sinal digital (adicionado) em um único canal FM. Assim, o radiodifusor que já dispõe de uma permissão para operação de um canal de rádio FM não precisaria pleitear a outorga de um novo canal para a transmissão do sinal FM IBOC digital, pois é possível a transmissão no canal disponível, apesar do sistema no modo híbrido requerer uma banda maior que 200 khz. A assunção acima mencionada pode, contudo, ser questionada com base no impacto interferente que os sinais FM IBOC híbridos podem causar uns aos outros veja Subseção 3.1.2, reduzindo a área de cobertura do sinal FM IBOC digital. Uma emissão FM IBOC híbrida pode também interferir na recepção de uma emissora analógica FM existente a ponto de reduzir sua área de cobertura, como será discutido a seguir Impacto na recepção do sinal analógico FM hospedeiro A adição do sinal FM IBOC digital a um sinal analógico FM existente causa uma redução na qualidade objetiva (razão sinal ruído) e subjetiva do sinal de áudio gerado por um receptor analógico. De acordo com a Figura 2.1, dentro da banda passante de um receptor analógico FM encontram-se as portadoras do sinal digital que, dependendo da seletividade do receptor analógico, pode afetar a recepção. Apesar disso, os testes enviados para NRSC do sistema FM IBOC [4] concluíram que apesar da razão sinal ruído diminuir na maioria dos receptores testados, as avaliações subjetivas indicam que não haverá percepção da degradação por parte do ouvinte. Os resultados dos testes foram obtidos 11

16 com a análise de vários tipos de receptores (hi-fi, automotivos, portáteis, etc) mais comercializados nos E.U.A Impacto na recepção de sinais analógicos FM não-hospedeiros Com relação a sinais analógicos FM não hospedeiros, existem três tipos de compatibilidade que precisam ser avaliados: co-canal, 1º canal adjacente e 2º canal adjacente. Impacto na recepção de sinais FM localizados em co-canais A adição do sinal IBOC digital ao sinal analógico FM de uma emissora não deverá causar interferência adicional significativa na recepção do sinal analógico FM de outras emissoras que utilizam o mesmo canal da emissora. Isso se deve a dois fatos: A potência do sinal digital interferente é muito menor (da ordem de 1%) do que a potência do sinal analógico FM interferente (hospedeiro do sinal digital), que por sua vez deve ter um nível muito menor do que o nível do sinal interferido, dentro do contorno protegido desse último no Brasil, é estabelecida uma relação de proteção de 34 db. As bandas laterais do sinal digital interferente, que contêm quase a totalidade da potência desse sinal, não coincidem espectralmente com o sinal analógico FM interferido (ou desejado) veja ilustração mostrada na Figura

17 Figura Ilustração da interferência potencial causada por um sinal FM IBOC em um sinal analógico FM, quando ambos usam o mesmo canal (co-canal). Impacto na recepção de sinais FM localizados no 1 o canal adjacente A Figura 3.4 ilustra o caso em que uma emissora FM (emissora desejada) está sofrendo a interferência de um sinal FM IBOC híbrido cuja portadora FM está separa de 200 khz da portadora FM do sinal desejado. É importante notar que o sinal analógico FM interferente é, para o sinal analógico FM desejado, uma interferência em canal adjacente, contudo parte do sinal IBOC digital representa uma interferência co-canal. Portanto, a recepção do sinal analógico FM desejado será deteriorada devido à presença do sinal IBOC digital interferente, independente de quão estreita possa ser a banda passante do receptor analógico FM. O nível da interferência digital é primariamente dependente da razão D/I. De acordo com o Regulamento Técnico, uma emissora FM é protegida de interferência localizada em seu 1º canal adjacente por uma razão D/I no seu contorno protegido de no mínimo +6 db. Por outro lado, essa mesma emissora é protegida de interferência co-canal por uma razão D/I no seu contorno protegido de no mínimo +34 db. Como a banda lateral digital do sinal híbrido está 23 db abaixo da portadora analógica, é possível inferir que a relação D/I (onde I são as portadoras digitais da banda lateral interferente) será 29 db, prejudicando em 5 db o valor de 34 db estabelecido, tendo em vista a situação em que as emissoras analógicas estejam no limite máximo de 6 db. Apesar disso, 13

18 mesmo no caso em que o sinal é híbrido estendido, o sinal digital possui uma banda de 96 khz, não sobrepondo totalmente o sinal analógico (vide Figuras 2.2 e 3.4). Considerando o pior caso, em que há dois sinais indesejados, um adjacente superior e outro inferior, a relação D/I (onde I são as portadoras digitais das bandas laterais interferentes dos dois sinais) será 26 db, prejudicando em 8 db o valor de 34 db estabelecido. Os resultados dos testes realizados nos E.U. A. concluíram que para uma devida análise de compatibilidade do sistema com canais adjacentes é necessário dois tipos de avaliação: no interior e no exterior do contorno protegido da estação [4]. No interior do contorno protegido o impacto do sinal digital não será significante a ponto de o ouvinte mudar estação, apesar de ocorrer degradação do sinal. Já no exterior do contorno protegido a introdução do FM IBOC terá impacto negativo da recepção analógica. Os testes mostraram que este impacto será mais perceptível em estações que transmitem eminentemente programas de voz. Além disso, este impacto afetará apenas receptores automotivos, pois receptores portáteis e hi-fi geralmente não são capazes de ter boa recepção na presença de canais interferentes analógicos em primeiro adjacente[4]. Figura Ilustração da interferência potencial causada por um sinal FM IBOC em um sinal analógico FM, quando a separação espectral entre as suas portadoras FM é de 200 khz (1 o adjacente). 14

19 Impacto na recepção de sinais FM localizados no 2 o canal adjacente A Figura 3.6 ilustra o caso em que uma emissora FM (emissora desejada) está sofrendo a interferência de um sinal FM IBOC híbrido cuja portadora FM está separa de 400 khz da portadora FM do sinal desejado. Nesse caso, parte do sinal IBOC digital constitui uma interferência localizada em parte do 1º canal adjacente de largura de 200 khz, embora o sinal analógico FM interferente esteja no 2º canal adjacente. Portanto, a deterioração causada pelo sinal IBOC digital interferente à qualidade da recepção do sinal analógico FM desejado será dependente da seletividade do receptor analógico usado e, naturalmente, da razão D/I no ponto de recepção. As normas atuais da Anatel permitem uma razão de D/I de 27 db no contorno protegido de uma emissora FM, quando o sinal interferente (analógico FM) está localizado no 2º canal adjacente ao da emissora desejada. Por outro lado, para um sinal analógico FM interferente localizado no 1º canal adjacente, é especificada uma razão D/I mínima de +6 db [5]. Como a banda lateral digital do sinal híbrido está 23 db abaixo da portadora analógica, é possível inferir que a relação D/I (onde I são as portadoras digitais da banda lateral interferente) será -4 db, prejudicando em 10 db o valor de 6 db estabelecido - tendo em vista a situação em que as emissoras analógicas estejam no limite máximo de -27 db. Apesar disso, há um intervalo de aproximadamente 100 khz entre o limite do sinal analógico e as portadoras digitais (vide Figura 3.4) que diminui o valor de 10 db de grau de interferência. 15

20 Figura Ilustração da interferência potencial causada por um sinal FM IBOC em um sinal analógico FM, quando a separação espectral entre as suas portadoras FM é de 400 khz (2º adjacente). Os testes realizados nos E.U.A. indicaram que a interferência causada em canais em segundo adjacente é altamente dependente das características dos receptores. Para valores de D/U de aproximadamente 30 a 40 db alguns receptores tiveram problemas na recepção [4]. 16

21 REFERÊNCIAS [1] Doc. No. SY_IDD_1011s rev. E, HD Radio Air Interface Design Description Layer 1 FM, ibiquity Digital Corporation, 22/03/2005. [2] Doc. No. SY_SSS_1026s rev. D, HD Radio FM Transmission System Specifications, ibiquity Digital Corporation, 18/02/2005. [3] S. A. Johnson, The Structure and generation of robust waveforms for FM in-band on-channel digital broadcasting [4] National Radio Systems Committee DAB Subcommittee, Evaluation of the ibiquity Digital Corporation IBOC System, Part 1 FM IBOC, Report from the Evaluation Working Group, novembro de [5] Resolução 067/98 Regulamento Técnico para Emissoras de Radiodifusão Sonora em Freqüência Modulada, Anatel. [6] Rec. ITU-R BS , General methods for the subjective assessment of sound quality,

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