Capítulo III Descrição geral dos testes de campo

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1 Capítulo III Descrição geral dos testes de campo A) Teste de Campo de Cobertura para Comparação de Desempenho dos Sistemas ATSC, DVB-T e ISDB-T A1. Objetivo Este teste tem como objetivo comparar o desempenho dos sistemas DVB-T, ATSC, ISDB-T. Para esse teste foi utilizado um transmissor digital no canal 34 com potência média de 5 kw, operando com 2.5 kw, com possibilidade, através de chaveamento, de operar com moduladores dos três sistemas. Foi utilizado, também, um transmissor PAL-M, de 1 kw de potência de pico, operando no mesmo canal que o transmissor digital, com a finalidade de servir como referência para identificação de possíveis problemas com a imagem em cada ponto. Para enriquecer a avaliação de cobertura, em todos os pontos foram feitas medidas de intensidade de campo através do analisador de espectro, bem como a observação qualitativa da imagem dos seguintes canais analógicos em operação: VHF baixo: TV Cultura canal 2 instalada no mesmo local. VHF alto: TV Bandeirantes canal 13 ( ponto próximo). UHF: MTV canal 32, ponto próximo com potência alta. A2. Escolha dos pontos de medidas Para o teste de campo, realizado em São Paulo, a estação transmissora foi instalada na Torre da TV Cultura canal 2, localizada no Sumaré. Foi utilizado um sistema diretivo, através de uma antena Slot, que apresenta o zero grau do diagrama de irradiação voltado para 117 o Nv. Foram feitas medidas nos pontos de interseção entre círculos de 3 a 40 km, com radiais de abertura de 15 em 15 graus nos 220 graus de abertura do diagrama de irradiação da antena. Em cada radial, o passo foi de 3 km, para d 15 km, de 5 km para 15< d 30 km e de 10 km para 30<d 40 km O mapa ilustra os pontos onde foram feitas as medidas (anexo 2). Por ocasião dos testes, o número de pontos foi reduzido sempre que constatada repetição das medidas, bem como impossibilidade de acesso. As medidas foram feitas utilizando-se um veículo especialmente equipado ( ver item 6.2 ). As estimativas de nível de sinal (cálculo teórico, sem prédios) foram feitas mediante a metodologia da Portaria 53. Página 1 de 12

2 A3. Características dos parâmetros básicos Intensidade de campo (dbµ V/m) Margem de erro relativa (db) Potência de ruído na banda do receptor (dbm). Relação Sinal/Ruído (C/N) db A4. Descrição geral da medida Estando a antena do veículo de teste orientada conforme o melhor nível de sinal e menor degradação por multipercurso, ajustar o atenuador existente no veículo para que o nível de potência na entrada do receptor seja 30 dbm ( média para os receptores DVB-T, ATSC e ISDB-T). Note-se que, senão for conseguido o valor de -30 dbm na entrada do receptor, poderão ser usados valores menores porém nunca inferiores a -50 dbm, para minimizar as influências da figura de ruído do sistema de amplificação e atenuação bem como dos receptores. A seguir, registrar o campo elétrico existente na posição da antena através de sua medida indireta na entrada do receptor. No caso do receptor PAL M, analisar a qualidade da imagem: presença de ruído branco, ruídos interferentes, fantasma, efeito Doppler, ruído impulsivo, registrando na coluna de observações da planilha. Para os receptores DVB-T, ATSC ou ISDB-T, injetar ruído branco até que a imagem atinja o LOP (limite de perceptibilidade). Anotar a quantidade de ruído injetada em db: ela será a margem de erro relativa ". Avaliar subjetivamente a recepção do sistema analógico. Também avaliar o desempenho dos canais:2,13 e 32. Página 2 de 12

3 A5. Instrumentos utilizados A 5.1 Estação transmissora - Transmissor Harris canal 34 com moduladores para os três sistemas com potência média 5 kw, operando com 2,5 kw. - Transmissor Linear canal 34 com modulação em PAL-M, potência de pico de 1 kw. - Antena "Slot" da Transtel padrão Q, cobertura de 220 graus modelo TTSLUQ. - Carga de 10 kw, de 50 Ohms, acoplada à chave coaxial. - Um medidor de potência Bird - Chave Coaxial automática. - 3 Kits de aterramento metros de linha 1 5/8 com conectores EIA. - Abraçadeiras. - MTS 210 "stream player" com imagem "Zone Plate". - Network analyser. - Gerador de sinais de vídeo "color bar" PAL-M. A 5.2 Viatura de Medidas: - Carro modelo Sprinter. - Antena receptora padrão da Rohde & Schwarz no modelo CBL 6111C. - Sistema de Amplificadores e Atenuadores da Zenith. - Gerador de ruídos HP NCT Amplificador HP 8447E - Analisador de espectro R&S FSEB30. - Analisador de espectro R&S U Decoder MPEG2 Mitsubishi MH1000D. - Conversor SPI(LVDS) TTL Nucomm GA Interface. - TV PAL-M.Philips. - Divisor 2:1 simétrico. - Receptor DVB-T NDS System Receptor ATSC.Zenith. - Receptor ISDB-T NEC. - Monitor HDTV Barco HDM GPS. Garmin. - "Trunking" NEXTEL. - Conversor YPbPr - RGB CVC Antena receptora doméstica para UHF. - Receptor doméstico NOKIA DVB. Página 3 de 12

4 A6. Lay out" básico das medidas A 6.1. Esquema de interligação de RF para testes de comparação dos sinais digitais. TX DIGITAL HARRIS 5 kw CH 34 TX ANALÓGICO LINEAR 1 kw CH 34 CARGA 10 kw CHAVE COAXIAL (TRANSTEL) MEDIDOR DE POTÊNCIA BIRD ANTENA SLOT Página 4 de 12

5 A 6.2. Lay out de viatura RECEPTOR DOMÉSTICO PAL-M SISTEMA PRÉ- AMPLIFICADOR ERRO GERADOR DE RUIDOS HP NCT6110 GPS RÁDIO ANALISADOR DE ESPECTRO ANALISADOR ESPECTRO R&S U3641 R & S FSEB 30 RX ISDB-T RX ATSC RX DVB-T RX DVB-T DOMÉSTICO BARCO HDM5049 CONVERSOR LVDS - TTL CONVERSOR PAL-B / PAL-M Mitsubishi MH1000D CVC100 DECODER MPEG2 CONVERSOR Y Pb Pr/RGB AO TV DOMÉSTICO BARCO HDM5049 MONITOR Página 5 de 12

6 A 6.2 a- Esquema da caixa de amplificação / atenuação RF 3dB 28dB 3dB 20dB 3dB PONTO DE INSERÇÃO DE RUÍDO Página 6 de 12

7 A7 Procedimento de aferições, testes e medidas A 7.1 Procedimentos necessários no sistema de recepção antes do início da fase de testes de campo. Calcular e medir todas as perdas e ganhos que estejam no caminho do sinal de RF ( antena, cabos, atenuadores, filtros etc...). Particularmente, estabelecer os limites permitidos para a operação do sistema de amplificadores e atenuadores da Zenith, avaliando estabilidade e níveis que causam distorção por intermodulação (ponto de compressão de 1 db). A 7.2 Calibração a ser feita todos os dias pela manhã ( com o veículo próximo à estação transmissora) A7.2.1 Medir a potência de saída dos transmissores (Analógico e Digital em todas as modulações). A7.2.2 Para cada sistema, atuar nos atenuadores do veículo para obter o nível de 30 dbm na entrada dos respectivos receptores (valor de referência). Anotar as leituras. A7.2.3 Medir as características do ruído gerado pelo veículo através do analisador de espectro na banda de interesse. A7.2.4 Salvar o resultado da análise do espectro de cada sistema. A 7.3 Procedimentos gerais a serem feitos em todos os pontos, antes do início das medições. A7.3.1 Elevar a antena a 10m de altura, evitando obstruções: árvores, prédios, fios de distribuição de energia elétrica, etc. A7.3.2 Se as localização não for satisfatória, mover o veículo para o local mais próximo aceitável. A7.3.3 Orientar a antena receptora para obter o maior nível de sinal e sinal menos degradado por multipercurso possível. Página 7 de 12

8 A7.3.4 Com os transmissores desligados, e os atenuadores do sistema de amplificação e atenuação na posição para obter 30dBm na entrada dos receptores, verificar os sinais interferentes na banda do canal. A Ligar os transmissores. A 7.4 Procedimentos de medidas feitos em cada ponto. Sempre que foi notada uma instabilidade do nível de sinal, deverá ser registrado valor mínimo, máximo e médio e o desvio padrão correspondente a um intervalo de tempo de 10 minutos. A Medidas para canal PAL M (34) A Na estação transmissora, acionar a chave coaxial para a transmissão do sinal PAL M canal 34. A Fazer a análise subjetiva do vídeo e do áudio usando dois observadores, particularmente observando a presença de ruído branco (chuvisco), ruídos interferentes, fantasmas e efeito Doppler. Quando necessário, descrever o problema com detalhes. Anotar na planilha de resultados de campo a nota da avaliação subjetiva. A Medir o nível de sinal analógico no pico da portadora de vídeo. A Repetir tal procedimento para todos os canais analógicos que estão sendo avaliados. Página 8 de 12

9 A Na estação transmissora, tirar o canal PAL M do ar. A Medidas para o canal 34 ATSC A Na estação transmissora, acionar a chave coaxial para a transmissão do sinal digital no canal 34. Além disto, no transmissor digital, mudar a modulação para o sistema ATSC. A Ajustar os atenuadores e ou os amplificadores de modo que o nível de potência média seja 30 dbm na entrada do receptor ATSC. A medida de potência deve ser feita no analisador de espectro. A Registrar as leituras de atenuadores do item A , e calcular a intensidade de campo em dbµ V/m, e o nível de sinal em dbm na entrada do cabo conectado à antena. A Salvar o espectro do sinal ATSC usando o analisador de espectro. Fazer esta análise dentro de uma banda de 20 MHz observando a existência de sinais interferentes nas vizinhanças, com escala de 10 db/divisão. A Salvar o espectro do sinal ATSC dentro de uma banda de 6 MHz com escala de 1 db/divisão. A Adicionar ruído branco em passos de 0,1 db até alcançar o limite de perceptibilidade (LOP). Anotar o nível do ruído branco adicionado em 6 MHz, em dbm. Este número servirá para calcular a relação sinal/ruído (C/N)dB no limiar de perceptibilidade, nas condições do ponto. A Na estação transmissora tirar o canal digital ATSC do ar. A Medir o ruído do sistema nas condições A através do analisador de espectro. Registrar a potência média de ruído na banda do canal. A Calcular a relação sinal/ruído (C/N) do ponto subtraindo o resultado obtido no item A de (-30 dbm). Registrar. Página 9 de 12

10 A Medidas para o canal 34 DVB-T Repetir todos os procedimentos anteriores já descritos, dos itens A até A Os testes devem ser realizados na seguinte configuração do DVB-T: -Modulação : 64QAM -No de portadoras : 2K -FEC : 3/4 -Intervalo de Guarda : 1/16 -Taxa de Bits resultante: 19,75Mbps Caso o sistema DVB-T não funcione com esta configuração, deve ser testada uma configuração mais robusta: -Modulação : 64QAM -No de portadoras : 8K -FEC : 2/3 -Intervalo de Guarda : 1/32 -Taxa de Bits resultante: 18,09Mbps A Medidas para o canal 34 ISDB-T Repetir todos os procedimentos anteriores já descritos, dos itens A até A Os testes devem ser realizados na seguinte configuração do ISDB-T: -Modulação : 64QAM -No de portadoras : 4K -FEC : 3/4 -Intervalo de Guarda : 1/16 -Interliver : 0,1s -Taxa de Bits resultante: 19,3Mbps Caso o sistema ISDB-T não funcione com esta configuração, deve ser testada uma configuração mais robusta: -Modulação : 64QAM -No de portadoras : 8K -FEC : 2/3 -Intervalo de Guarda : 1/32 -Interliver : 0,1s -Taxa de Bits resultante: 17,7Mbps Página 10 de 12

11 A8 Resultados dos testes A8.1 - Pela distribuição de pontos de medição sugerida no item A2, foram demarcados 152 localidades para visita da unidade móvel de campo. Com o levantamento teórico da cobertura utilizando um software de geoprocessamento com uma base de dados de relevo da cidade de São Paulo, foi possível eliminar 28 pontos onde o campo irradiado era inferior a 45 dbµ V/m. 357 o 12 o 27 o 40Km 30Km 42 o 25Km 20Km 57 o 15Km 12Km 9Km 6Km 3Km 72 o 87 o 102 o 117 o 237 o 132 o 222 o 147 o 207 o 192o 177 o 162 o Página 11 de 12

12 A8.2 O gráfico abaixo indica a porcentagem de pontos com êxito de cada um dos sistemas, ou seja, pontos onde a recepção do sistema foi satisfatória, pela distância em relação a torre da TV Cultura. Percentual Cumulativo de Recepção em Função da Distância 100% 95% 90% Percentual 85% 80% 75% DVB-T 2K DVB-T 8K ATSC 1 (Zenith) ISDB-T 4K 70% 65% 60% Distância em Km A8.3 O levantamento estatístico dos problemas encontrados no campo nos mostra a seguinte realidade: Problema Encontrado Porcentagem de Pontos Multipercurso 100% Ruído Impulsivo 23% Doppler 2% Flutuação de Sinal 2% Nível Baixo de Sinal 15% Página 12 de 12