DESAFIOS DA IMPLANTAÇÃO DA TV DIGITAL EM GOIÂNIA

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1 DESAFIOS DA IMPLANTAÇÃO DA TV DIGITAL EM GOIÂNIA Matheus Aires Sirqueira Neto 1, João Batista Jose Pereira 2 1 Bolsista de Iniciação Cientifica/PIBIC/CNPq/IFG E PBIC/IFG. e-ail: atheus.neto@estudantes.ifg.edu.br 2 Professor Doutor do IFG. e-ail: jb@ifg.edu.br Resuo: A iplantação da TV digital e Goiânia está passando por u processo delicado que é a transição de u sistea de transissão analógico para u sistea de transissão digital. O prazo de 10 anos para o desligaento do sistea de transissão analógico está chegando ao fi e é de grande iportância estudos relacionado às dificuldades que se encontra ao irradiar u sinal no espaço livre. É iportante que se tenha conheciento dos ecanisos que atua no processo de degradação do sinal para que se tenha u sistea confiável, criando então a expectativa do desligaento do sistea analógico, caso contrário, cria-se u novo problea na iplantação do novo sistea. Miniizando os efeitos na propagação (ruído, dispersão, atenuação, desvaneciento, etc.) o sinal recebido pelo telespectador será de qualidade, auentando a confiabilidade do sistea irradiante, aí si pode-se pensar na extinção do sistea analógico que está iplantado visto que o sistea digital agrega outros serviços e reduz os custos de anutenção. Palavras chave: desafio, desvaneciento, HDTV, iplantação, propagação 1. INTRODUÇÃO Este projeto de pesquisa aborda ua tecnologia que alé de estar e u processo de iplantação existe variáveis negativas que atrapalha a transissão. Sabe-se que a transissão digital do sinal de TV foi iplantada e 2007 a fi de integrar esse novo sistea às deais capitais do Brasil garantindo ou abrindo portas para futuras perspectivas. Poré, coo sendo u eio de transissão que utiliza o espaço livre, está susceptível a diversos obstáculos que dificulta a qualidade do sinal. U dos desafios é iniizar tais efeitos (ruído, dispersão, atenuação, desvaneciento, etc.) para que viabilize a cobertura do sinal e pontos distantes. Isso só será possível através de estudos e desenvolviento de tecnologias para dar suporte à troca de inforação. 2. MATERIAL E MÉTODOS A revisão bibliográfica é a base do projeto. Foi utilizado de outros recursos para o desenvolviento fazendo uso de experiências co o equipaento de siulação de transissão e recepção para vários tipos de antenas. Estas siulações fora efetuadas e abientes indoor, situação próxia à realidade de recepção de sinais de TV, ou seja, e locais onde o sinal sofre alguns efeitos e sua propagação tais coo dispersão, interferência, reflexão, etc. Alé da revisão bibliográfica e das siulações foi realizada ua pesquisa co eissoras de televisão que fornece serviços de transissão digital de TV e Goiânia. Esta pesquisa foi efetuada através de questionaento escrito enviado diretaente para o setor de engenharia e expansão destas eissoras. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Iplantação da transissão digital no Brasil ipulsionou as atividades na área de radiodifusão. Co a iplantação de novas tecnologias e novos padrões na codificação de vídeo, áudio, iddleware (utilizado para transportar dados de diferentes protocolos de counicação) e tabé na transissão dos sinais de RF (Radio Frequência). Logo de início, a prieira dificuldade encontrada foi a definição do SBTVD-T (Sistea Brasileiro de Televisão Digital Terrestre), onde pelo decreto n 5820, de junho de 2006, foi instituído

2 o sistea Japonês de serviços digital o ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial - Serviços integrados de radiodifusão digital terrestre) coo o padrão de transissão [1]. Esse sistea escolhido é considerado o ais avançado e capaz de englobar diversas udanças ou serviços. Tais coo recepção óvel, serviços de TV para celular, notebooks, etc. Para fazer a copressão de vídeo é utilizado nesse sistea o forato MPEG-2. Esse forato é adotado coo padrão para qualquer digitalização e diversos foratos de transissão. O sinal do ISDB-T é subdividido e três partes co esa frequência, noeadas na Figura 1, coo canal analógico adjacente inferior (6MHz), canal analógico adjacente superior (6MHz) e por fi o canal do centro (6MHz). Os canais adjacentes transporta as portadoras de áudio e vídeo e sistea analógico, ou seja, odulação de vídeo e AM-VSB (Aplitude Modulation with Vestigial Side Band - Modulação e Aplitude co Vestígio da Banda Lateral) e para áudio e FM (Frequency Modulation - Modulação e Frequência). No canal do centro teos e seu centro a largura de banda de 5,6MHz para transissão do sinal ISDB-T, onde se utiliza odulação OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal), e ais duas bandas de frequência de 3/14MHz acia e abaixo deste que serve para garantir o tepo de guarda superior e inferior. Podeos então concluir que o tepo de guarda do canal diinui a perda de inforação causada por interferências intersibólicas. Figura 1 Deonstra o sinal do ISDB-T. Disponibilizado pela ANATEL [1]. Após a escolha do sistea japonês de serviços digital o ISDB-T foi estabelecido u prazo de até junho de 2016 para a extinção do sistea de transissão analógica passando a ser usado apenas o sistea de transissão digital coo ostra a Figura 2. Atualente estaos na fase de 'siulcast', onde teos a prograação transitida e analógica e siultaneaente a prograação transitida e digital, poré e canais distintos, coo por exeplo, a transissão da eissora Record que transite sinal analógico pelo canal 4 e digital pelo canal 18 (6,2 kw) para a cidade de Goiânia e região etropolitana. E u sistea de transissão e ondas eletroagnéticas, o sinal que chega ao receptor é constituído por várias coponentes do sinal irradiado. Essas coponentes do sinal recebido pela antena receptora são resultados de reflexões e terrenos irregulares e prédios espelhados, variações na constante dielétrica do eio, condutividade do solo, obstruções existentes no abiente (árvores, prédios, orros e outras), últiplas trajetórias e outros fatores [2].

3 Figura 2 Processo de transição entre as transissões analógica e a digital [1]. Portanto a estiativa da atenuação por propagação é coplexa devido à grande quantidade de variáveis envolvidas, coo as condições abientais, as condições do terreno ao longo do percurso da propagação e os obstáculos da agloeração urbana no contorno do receptor. Para esta estiativa fora desenvolvidos vários odelos de propagação, sendo alguns deterinísticos e outros estatísticos. O odelo epírico que serve atualente de padrão foi proposto por Okuura e 1968, baseado e edidas nas bandas de 150 MHz e MHz. Okuura apresenta os resultados e fora de curvas, posteriorente, Hata e 1980 estabeleceu expressões que aproxia alguas dessas curvas. O Modelo Hata é válido soente dentro dos seguintes parâetros: 150 f MHz 30 h h 10 b 1 k d 20 k Para o uso do odelo proposto e abientes urbanos deve-se utilizar a seguinte a Equação: PLur = 69,55+ 26,16log 10( f ) 13,83log 10( ht ) + [ 44,9 6,55log( ht )] log10 ( d) a( hr ) (1) Onde: hr é a altura da antena do receptor; f é a freqüência e MHz; ht é a altura da antena na transissor; d é a distância e relação do transissor ao receptor; E, a(hr) é dado pela Equação 2. a( hr) = ( 1,11log ( f ) 0,7) hr ( 1,56log ( f ) 0,8) (2) Para abientes suburbano deve-se decreentar o valor calculado no abiente urbano, através da Equação 3: 2 f PL = PL 2 log 5,4 28 (3) su ur Do eso odo te-se a Equação 4 para abientes rurais. 2 PLru = PLur 4,78[ log( f )] 18,33log ( f ) 40, 98 (4) Este odelo foi odificado pela Européia COST para se adaptar a novas faixas de frequência, sendo uitas vezes referido coo o Modelo COST-231 Hata. Os odelos de Hata para área urbana e cidades grandes e e cidades pequenas e édias e o étodo da ITU-R P1546 obté estiativas pessiistas na distância de cobertura entre 24 k e 43 k.

4 O Anexo II da Resolução da Anatel nº 398 define a recoendação ITU-R P.1546 para a estiativa da atenuação por propagação. Já a nora ABNT NBR define a sensibilidade de recepção co nível ínio de -77,0 db. Modelo geral para define a Equação (5) para deterinar o nível de sinal de recepção e espaço livre. P = P Pc + G PL+ G Pc (5) Sendo a perda e espaço livre dada pela Equação 6. PL( db) = 32,44+ 20log( f ) + 20log( d ) (6) Onde: P é a potência de recepção e db; P é a potência de transissão e db; G é o ganho da antena transissora e dbi; G é o ganho da antena receptora e dbi; Pc é a perda do cabo entre o transissor e a antena e db; Pc é a perda do cabo entre a antena e o receptor e db; PL é a perda no espaço livre e db. E Goiânia as antenas transissoras fica localizadas no orro do Mendanha e a região etropolitana de Goiânia possui perfil topográfico coo o ostrado na Figura 3, ou seja, é ua região de planalto co poucas obstruções naturais. Seja o exeplo de ua eissora de TV digital operando e Goiânia co potência de transissão igual 4,1 kw (66,13 db), canal 41 (635, MHz), cabo coaxial RG-11 co perda de 0,1 db/, antena de transissão instalada a 90 de altura e ganho igual 19 dbi. U enlace de 25,7 k entre o transissor e o receptor. U receptor co antena instalada a 5 de altura, ganho igual a 13 dbi e cabo coaxial RG-59 co perda de 0,2 db/. Figura 3 Perfil topográfico típico da região etropolitana de Goiânia. Dado o exeplo, podeos estiar o nível de potencia do sinal recebido pelo odelo Hata igual, ou seja: Pela Equação 2: a h = 1,11log 635, ,7 5 1,56log 635, ,8 ( ) ( ( ) ) ( ( ) ) ( h ) = 8, 35 a Pela Equação 1: PL = 69, ,16log ur PLur = 152,8 db Pela Equação 5: P = P P + G c ( f ) 13,83log ( h ) + [ 44,9 6,55log( h )] log( d) a( h ) PL + G P c t P = 64,67 db Sendo o liiar de recepção igual a -77,0 db, este enlace possui alta probabilidade de ua recepção boa do sinal de TV digital desta eissora. E, pela propagação e espaço livre: t r

5 Pela Equação 6: PL db =, log ( ) 32 10( f ) + 20log10 ( d) ( ) = 116,64dB PL db Pela Equação 5: P = P P + G c PL + G P c P = 28,51 db Sendo o liiar de recepção igual a -77,0 db, este enlace possui alta probabilidade de ua recepção ótia do sinal de TV digital desta eissora. Testes de capo pode ser realizados co várias estações eissoras transitindo e várias bandas nua grande variedade de abientes de propagação, tentando explorar os fatores fundaentais que influencia a propagação desde a orfologia do terreno à existência de edifícios, orientação de ruas, existência de superfícies abertas, superfícies aquáticas, etc. U dos principais probleas na recepção do sinal no receptor é causado pelo desvaneciento do sinal, que é o fenôeno que descreve as flutuações de aplitudes do sinal irradiado, podendo assuir u desvaneciento de longa ou curta duração. Esse fenôeno ocorre e consequência do sinal chegar ao receptor constituído por várias coponentes e tabé por udança na posição relativa ao transissor, coo é o caso da recepção da TV digital e u sistea de counicação óvel, coo por exeplo, o celular [1, 3]. O Ruído Branco é outro problea na recepção do sinal, pois ele está presente e todo o espectro de frequência e não te coo evitá-lo. Esse ruído é soado ao sinal transitido independente da frequência do sinal. Na TV digital, o sinal transitido está na fora digital, co isto há queda na relação sinal/ruído do canal, provocada pelo ruído branco causando u auento de erro de bits. O padrão de transissão escolhido no Brasil o ISDB-T possui códigos de correção que são capazes de corrigir estes possíveis erros, até certo liiar. Portanto se a taxa de erro de bit estiver acia deste liiar de correção, o decodificador (receptor) passa a introduzir erros ao invés de corrigi-los, de odo que a recepção torna-se inviável e não há reprodução na iage. Caso o sistea não seja diensionado corretaente, o sinal recebido estará coproetido, pois, a iage recebida é de alta qualidade ou não se te a iage. Causando probleas na cobertura do sinal e áreas de sobra ou áreas distantes do transissor. 6. CONCLUSÕES Este estudo proporcionou aior copreensão sobre o novo processo de transissão de TV e os prováveis probleas na recepção do sinal digital. Pode-se verificar que a região de Goiânia não oferece grandes obstáculos a iplantação da TV digital sob o ponto de vista da topografia natural. Quanto aos obstáculos não naturais, edidas intensivas de capo seria necessárias para definir a qualidade do sinal recebido nas diversas localidades dentro da região etropolitana de Goiânia. REFERÊNCIAS [1] LIMA, F.F. Estudo da Propagação de Sinal e Ondas Médias: Contribuição para a Iplantação da Radiodifusão Digital no Brasil. Tese de Doutorado, Universidade de Brasília, DF. Publicação [2] MENDONÇA, L.A. Análise da Propagação da Onda Eletroagnética e Canais co Desvaneciento. Instituto Nacional de Telecounicações. Santa Rita do Sapucaí, [3] SILVA, D. D. A Utilização das Redes Neurais Artificiais na Estiação da Cobertura do Sinal de Televisão Digital. Universidade Federal de Goiás.Goiânia, 2009.