capítulo iii – descrição geral dos testes de campo o valor de -30 dbm na entrada do receptor,...

REVISADO:ELABORADO:07/02/2000 - Mackenzie/ABERT/SET

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DESCRIÇÃO GERAL DOS TESTES DECAMPO

Capítulo III – Descrição geral dos testes de campo

A) Teste de Campo de Cobertura para Comparação de Desempenho dosSistemas 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 potênciamédia de 5 kW, operando com 2.5 kW, com possibilidade, através dechaveamento, de operar com moduladores dos três sistemas. Foi utilizado,também, um transmissor PAL-M, de 1 kW de potência de pico, operando nomesmo canal que o transmissor digital, com a finalidade de servir como referênciapara identificação de possíveis problemas com a imagem em cada ponto.

Para enriquecer a avaliação de cobertura, em todos os pontos foram feitasmedidas de intensidade de campo através do analisador de espectro, bem como aobservação 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 foiinstalada na Torre da TV Cultura canal 2, localizada no Sumaré.

Foi utilizado um sistema diretivo, através de uma antena “Slot”, queapresenta o zero grau do diagrama de irradiação voltado para 117o 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 dodiagrama de irradiação da antena. Em cada radial, o passo foi de 3 km , para d≤15km, 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). Porocasião dos testes, o número de pontos foi reduzido sempre que constatadarepetição 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 feitasmediante a metodologia da Portaria 53.


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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 desinal e menor degradação por multipercurso, ajustar o atenuador existente noveículo 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 forconseguido o valor de -30 dBm na entrada do receptor, poderão ser usadosvalores menores porém nunca inferiores a -50 dBm, para minimizar as influênciasda figura de ruído do sistema de amplificação e atenuação bem como dosreceptores. A seguir, registrar o campo elétrico existente na posição da antenaatravés de sua medida indireta na entrada do receptor.

No caso do receptor PAL M, analisar a qualidade da imagem: presença deruído 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 aimagem atinja o LOP (limite de perceptibilidade). Anotar a “quantidade de ruídoinjetada” 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.


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A5. Instrumentos utilizadosA 5.1 – Estação transmissora- Transmissor Harris – canal 34 com moduladores para os três sistemas compotência média 5 kW, operando com 2,5 kW.- Transmissor Linear canal 34 com modulação em PAL-M, potência de pico de 1kW.- 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.- 130 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 NCT6110.- Amplificador HP 8447E- Analisador de espectro R&S FSEB30.- Analisador de espectro R&S U3641.- Decoder MPEG2 Mitsubishi MH1000D.- Conversor SPI(LVDS) – TTL Nucomm GA Interface.- TV PAL-M.Philips.- Divisor 2:1 simétrico.- Receptor DVB-T NDS System 3000.- Receptor ATSC.Zenith.- Receptor ISDB-T NEC.- Monitor HDTV Barco HDM 5049.- GPS. Garmin.- "Trunking" NEXTEL.- Conversor YPbPr - RGB CVC100.- Antena receptora doméstica para UHF.- Receptor doméstico NOKIA DVB.


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A6. “Lay out" básico das medidas

A 6.1.– Esquema de interligação de RF para testes de comparação dos sinaisdigitais.

TX DIGITALHARRIS

5 kWCH 34

TX ANALÓGICOLINEAR

1 kWCH 34

CARGA 10 kW

MEDIDOR DEPOTÊNCIA BIRD

ANTENASLOT

CHAVE COAXIAL (TRANSTEL)


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A 6.2.– “Lay out” de viatura

GPS

RÁDIO

ANALISADORESPECTRO

R & S FSEB 30

CONVERSORY Pb Pr/RGB

BARCOHDM5049

SISTEMAPRÉ-

AMPLIFICADORERRO

HP NCT6110GERADOR DE

RUIDOS

RECEPTORDOMÉSTICOPAL-M

ANALISADOR DEESPECTRO

R&S U3641

CONVERSORLVDS - TTL

BARCOHDM5049

RXATSC

RXISDB-T

RXDVB-T

DECODERMPEG2

MitsubishiMH1000D

MONITOR

CVC100

RX DVB-TDOMÉSTICO

CONVERSORPAL-B / PAL-M

AO TVDOMÉSTICO


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A 6.2 a- Esquema da caixa de amplificação / atenuação

3dB

20dB

3dB3dB

28dBRF

PONTO DE INSERÇÃO DERUÍDO


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A7 – Procedimento de aferições, testes e medidas

A 7.1 – Procedimentos necessários no sistema de recepção antes do início dafase de testes de campo.

Calcular e medir todas as perdas e ganhos que estejam no caminho do sinal deRF ( antena, cabos, atenuadores, filtros etc...) . Particularmente, estabelecer oslimites permitidos para a operação do sistema de amplificadores e atenuadores daZenith, 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 àestação transmissora)

A7.2.1 – Medir a potência de saída dos transmissores (Analógico e Digital emtodas as modulações).

A7.2.2 – Para cada sistema, atuar nos atenuadores do veículo para obter o nívelde –30 dBm na entrada dos respectivos receptores (valor de referência). Anotar asleituras.

A7.2.3 – Medir as características do ruído gerado pelo veículo através doanalisador 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 iníciodas 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 maispróximo aceitável.

A7.3.3 – Orientar a antena receptora para obter o maior nível de sinal e sinalmenos degradado por multipercurso possível.


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A7.3.4 – Com os transmissores desligados, e os atenuadores do sistema deamplificação e atenuação na posição para obter –30dBm na entrada dosreceptores, verificar os sinais interferentes na banda do canal.

A7.3.5 - 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 registradovalor mínimo, máximo e médio e o desvio padrão correspondente a um intervalode tempo de 10 minutos.

A 7.4.1 – Medidas para canal PAL M (34)

A7.4.1.1 - Na estação transmissora, acionar a chave coaxial para a transmissãodo sinal PAL M – canal 34.

A7.4.1.2 – Fazer a análise subjetiva do vídeo e do áudio usando doisobservadores, particularmente observando a presença de ruído branco (chuvisco),ruídos interferentes, fantasmas e efeito Doppler. Quando necessário, descrever oproblema com detalhes. Anotar na planilha de resultados de campo a nota daavaliação subjetiva.

A7.4.1.3 – Medir o nível de sinal analógico no “pico” da portadora de vídeo.

A7.4.1.4 – Repetir tal procedimento para todos os canais analógicos que estãosendo avaliados.


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A7.4.1.6 – Na estação transmissora, tirar o canal PAL M do ar.

A 7.4.2 – Medidas para o canal 34 – ATSC

A7.4.2.1 - Na estação transmissora, acionar a chave coaxial para a transmissãodo sinal digital no canal 34. Além disto, no transmissor digital, mudar a modulaçãopara o sistema ATSC.

A7.4.2.2 - Ajustar os atenuadores e ou os amplificadores de modo que o nível depotência média seja –30 dBm na entrada do receptor ATSC. A medida de potênciadeve ser feita no analisador de espectro.

A7.4.2.3 - Registrar as leituras de atenuadores do item A 7.4.2.2, e calcular aintensidade de campo em dBµ V/m, e o nível de sinal em dBm na entrada do caboconectado à antena.

A7.4.2.4 – Salvar o espectro do sinal ATSC usando o analisador de espectro.Fazer esta análise dentro de uma banda de 20 MHz observando a existência desinais interferentes nas vizinhanças, com escala de 10 dB/divisão.

A7.4.2.5 – Salvar o espectro do sinal ATSC dentro de uma banda de 6 MHz comescala de 1 dB/divisão.

A7.4.2.6 – Adicionar ruído branco em passos de 0,1 dB até alcançar o limite deperceptibilidade (LOP). Anotar o nível do ruído branco adicionado em 6 MHz, emdBm. Este número servirá para calcular a relação sinal/ruído (C/N)dB no limiar deperceptibilidade, nas condições do ponto.

A7.4.2.7 – Na estação transmissora tirar o canal digital ATSC do ar.

A7.4.2.8 – Medir o ruído do sistema nas condições A 7.4.2.7 através do analisadorde espectro. Registrar a potência média de ruído na banda do canal.

A7.4.2.9 - Calcular a relação sinal/ruído (C/N) do ponto subtraindo o resultadoobtido no item A 7.4.2.8 de (-30 dBm). Registrar.


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A 7.4.3 – Medidas para o canal 34 – DVB-T

Repetir todos os procedimentos anteriores já descritos, dos itens A7.4.2.1 atéA7.4.2.9.

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 umaconfiguração mais robusta:

-Modulação : 64QAM-No de portadoras : 8K-FEC : 2/3-Intervalo de Guarda : 1/32-Taxa de Bits resultante: 18,09Mbps

A 7.4.3 – Medidas para o canal 34 – ISDB-T

Repetir todos os procedimentos anteriores já descritos, dos itens A7.4.2.1 atéA7.4.2.9.

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 testadauma 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


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A8 – Resultados dos testes

A8.1 - Pela distribuição de pontos de medição sugerida no item A2, foramdemarcados 152 localidades para visita da unidade móvel de campo. Com olevantamento teórico da cobertura utilizando um software de geoprocessamentocom uma base de dados de relevo da cidade de São Paulo, foi possível eliminar28 pontos onde o campo irradiado era inferior a 45 dBµ V/m.

40Km

30Km

25Km

20Km

15Km12Km

9Km6Km

3Km

357o 12o

27o

42o

57o

72o

87o

102o

117o

132o

147o

162o

177o192o

207o

222o

237o


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A8.2 – O gráfico abaixo indica a porcentagem de pontos com êxito de cada umdos sistemas, ou seja, pontos onde a recepção do sistema foi satisfatória, peladistância em relação a torre da TV Cultura.

A8.3 – O levantamento estatístico dos problemas encontrados no campo nosmostra a seguinte realidade:

Problema Encontrado Porcentagem de PontosMultipercurso 100%Ruído Impulsivo 23%Doppler 2%Flutuação de Sinal 2%Nível Baixo de Sinal 15%

Percentual Cumulativo de Recepção em Função da Distância

60%

65%

70%

75%

80%

85%

90%

95%

100%

3 6 9 12 15 20 25 30

Distância em Km

Per

cen

tual DVB-T 2K

DVB-T 8K

ATSC 1 (Zenith)

ISDB-T 4K

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