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UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE
DANILLO ONO
ANÁLISE DO DESEMPENHO DO SISTEMA BRASILEIRO DE TV
DIGITAL SOB CONDIÇÕES ADVERSAS DE RECEPÇÃO
São Paulo
2008
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2
Danillo Ono
Análise do desempenho do sistema brasileiro de TV digital
sob condições adversas de recepção
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Engenharia Elétrica da
Universidade Presbiteriana Mackenzie, como
requisito para a obtenção do título de Mestre em
Engenharia Elétrica.
Orientador: Prof°. Dr. Fujio Yamada
São Paulo
2008
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O589a Ono, Danillo.
Análise do desempenho do sistema brasileiro de TV digital sob
condições adversas de recepção / Danillo Ono – 2008.
83 f. : il. ; 30 cm.
Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade
Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2008.
Bibliografia: f. 67-69.
1. Recepção com antena interna. 2. TV digital. 3. Multipercursos.
4. Efeito Doppler. 5. Testes de campo. 6. SBTVD (Sistema
Brasileiro de TV Digital). I. Título.
CDD 621.38807
4
DANILLO ONO
ANÁLISE DO DESEMPENHO DO SISTEMA BRASILEIRO DE TV DIGITAL SOB
CONDIÇÕES ADVERSAS DE RECEPÇÃO
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Elétrica da Universidade Presbiteriana
Mackenzie, como requisito para a obtenção do título de
Mestre em Engenharia Elétrica.
Aprovado em junho de 2008.
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Fujio Yamada
Universidade Presbiteriana Mackenzie
Prof. Dr. Nizam Omar
Universidade Presbiteriana Mackenzie
Prof. Dr. Yuzo Iano
Universidade Estadual de Campinas
5
RESUMO
O objetivo deste trabalho é estudar e avaliar as condições de recepção de um sinal de
TV Digital modulado no padrão brasileiro e recebido com o uso de uma antena interna e
externa, e analisar e estudar as interferências que afetam o mesmo. Comparar as condições de
recepção do modelo teórico de Okumura Hata com dados reais coletados em testes de campo.
São realizados testes de campo em determinados pontos da cidade de São Paulo, para coleta
de dados, que serão posteriormente analisados. Utilizar-se-á um processo de captura dos
sinais, no qual os sinais digitais são gravados em um hard-disk e através do uso de
equipamentos de laboratório e com o auxílio de softwares como Matlab e EDX, os dados são
analisados levando-se em consideração sua resposta impulsiva, a quantidade de
multipercursos presentes no sinal e a sensibilidade ao efeito doppler. Foi escolhida a cidade
de São Paulo pois a mesma apresenta condições de recepção muito adversas quando
comparada a outras cidades do mundo. Devido a sua ampla quantidade de prédios e antenas,
geram-se muitos multipercursos. A presença de inúmeros automóveis e eletrodomésticos
antigos contribui com ruído impulsivo. Tem-se a segunda maior frota de helicópteros do
mundo, bem como a grande quantidade de aviões que sobrevoam os céus da cidade, afetando
os sinais com efeito doppler. Cerca de 90% da população que assiste TV, usa algum tipo de
antena, o que ocasiona a recepção de sinais afetados por esses tipos de interferências.
Palavras-chave: Recepção com antena interna, TV Digital, Multipercursos e efeito doppler,
Testes de campo, SBTVD.
6
ABSTRACT
The main objective of this work is to study and evaluate the reception’s conditions of a
Digital TV signal, modulated in Brazilian standard and received with the use of an internal
and external antenna, to analyze and to study the interferences that affect it. Comparing the
conditions for receipt of the theoretical model of Okumura Hata with real data collected in
field tests. Field tests are carried out at several points of Sao Paulo city, to collect data that
will be analyzed later. It will use a process of RF capturing, where digital signals are stored on
a hard-disk and through the use of laboratory equipments, and through the help of softwares
such as Matlab and EDX, data are analyzed taking up account of their impulsive response, the
amount of multipaths present in the signal and sensibility to the doppler effect. It was chosen
Sao Paulo city because it presents very adverse conditions of reception when compared to
other cities in the world, due to its large amount of buildings and antennas, which generate
many multipaths. The presence of a large amount of old cars and old appliances, generate
impulsive noise. Brazil has the second largest fleet of helicopters in the world and also the
large amount of aircrafts flying over the skies of the city, affecting the signals with doppler
effect. About 90% of the population that attends TV, use some kind of antenna, which does
them receive signals affected by these kind of interference.
Key words: Indoor reception, Digital TV, Multipaths and Doppler Effect, field tests, SBTVD.
7
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - (a) Diagrama simplificado do sistema ISDB-T; (b) Diagrama simplificado do
sistema SBTVD
........................................................................................................................18
Figura 2 – Diagrama em blocos da codificação de canal e modulação do sistema SBTVD...19
Figura 3 – Divisão do espectro de transmissão em segmentos e em camadas hierárquicas ....20
Figura 4 – (a) Pacote MPEG-2, (b) Pacote com paridade Reed Solomon................................21
Figura 5 – Circuito embaralhador de dados..............................................................................22
Figura 6 - Entrelaçador e desentrelaçador................................................................................23
Figura 7 - Codificador convolucional....................................................................................... 23
Figura 8 – Diagramas do entrelaçador interno, (a) QPSK, (b) 16QAM, (c) 64 QAM.............25
Figura 9 - Constelações básicas do SBTVD.............................................................................25
Figura 10 - Inserção do intervalo de guarda.............................................................................28
Figura 11 - Diagrama simplificado de um circuito conversor de canal....................................29
Figura 12 – Vista panorâmica da região central da cidade de São Paulo................................. 31
Figura 13 - Diagrama simplificado do sistema de captura e medidas de sinais utilizados no
experimento em campo
.............................................................................................................32
Figura 14 - Sistema de captura de RF e demais equipamentos utilizados............................... 33
Figura 15 – Unidade móvel de medidas de campo................................................................... 34
Figura 16 – Antena interna utilizada nas medições.................................................................. 35
Figura 17 – Diagrama simplificado de uma emissora de televisão..........................................36
Figura 18 – Exemplo de antena painel e torre de transmissão .................................................38
Figura 19 – Mapa da cidade de São Paulo exemplo de radiais traçadas para teste de campo.. 40
Figura 20 - Exemplo de curva Okumura .................................................................................. 43
Figura 21 - Conceito de altura média da antena.......................................................................44
Figura 22 - Curva com fatores de correção de Okumura/Hata.................................................45
Figura 23 – Curva com fatores de correção para inclinação do terreno...................................46
Figura 24 - Curva com fatores de correção por ondulações no terreno....................................46
Figura 25 - Parâmetros do modelo Ikegami ............................................................................. 48
Figura 26 - Gráfico das intensidades de campo com antena externa........................................53
Figura 27 - Gráfico de intensidade de campo com antena interna ........................................... 55
Figura 28 – Nível de recepção dos principais canais na cidade de São Paulo com antena
externa ......................................................................................................................................56
8
Figura 29 – Intensidade de campo para radiais de 1 e 2 Km em relação a estação transmissora
..................................................................................................................................................57
Figura 30 - Intensidade de campo para radiais de 3 e 5 Km em relação a estação transmissora
..................................................................................................................................................58
Figura 31 - Intensidade de campo para radiais de 7 e 10 Km em relação a estação transmissora
..................................................................................................................................................58
Figura 32 - Intensidade de campo para radiais de 20 Km em relação a estação transmissora. 59
Figura 33 - Intensidade de campo para radiais de 30 Km em relação a estação transmissora.59
Figura 34 - Intensidade de campo para radiais de 40 e 57 Km em relação a estação
transmissora
..............................................................................................................................60
Figura 35 – Delay profile para o ponto de recepção de 30 Km................................................ 62
Figura 36 – Delay profile de um sinal com pré-eco ................................................................. 63
9
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Seqüência de puncionamento ................................................................................. 24
Tabela 2 – Parâmetros do entrelaçador temporal ..................................................................... 26
Tabela 3 – Parâmetros de transmissão para 13 segmentos OFDM .......................................... 27
Tabela 4 – Parâmetros da estação transmissora........................................................................ 36
Tabela 5 – Características do sinal digital do canal 18 UHF.................................................... 37
Tabela 6 – Valores para recepção com antena interna ............................................................. 54
Tabela 7 – Interferência por ruído impulsivo...........................................................................61
Tabela 8 – Intensidade e atraso médios para cidade de São Paulo........................................... 63
10
LISTA DE ABREVIATURAS
16 QAM 16 Quadrature Amplitude Modulation
64 QAM 64 Quadrature Amplitude Modulation
AC Auxiliary Channel
ATSC Advanced Television System Committee
BST-OFDM Band Segmented Transmission Orthogonal Frequency Division Multiplexing
COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing
CP Continuous Pilot
DVB-T Digital Video Broadcasting – Terrestrial
DQPSK Differential Quadrature Phase Shift Keying
D/U Desired / Undesired
FDM Frequency Division Multiplexing
FEC Forward Error Corrector
HDTV High Definition TV
IG Intervalo de guarda
ISDB-T Integrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial
LDTV Low Definition TV
MMDS Multipoint Multichannel Distribution System
MPEG Moving Picture Experts Group
OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
TMCC Transmission and Multiplexing Configuration Control
SBTVD Sistema Brasileiro de TV Digital
SDTV Standard Definition TV
SP Scattered Pilot
QPSK Quadrature Phase Shift Keying
11
AGRADECIMENTOS
A Deus, fonte de toda sabedoria, pela força e pela coragem que me concedeu, permanecendo
ao meu lado em todo o percurso desta longa caminhada.
Aos meus pais Kunchi e Lucia, meus irmãos, Priscilla e Rodrigo, que sempre acreditaram,
muito mais que eu, na realização e conclusão desse trabalho, incentivando, motivando,
cobrando e colaborando.
A minha coisa linda, Nathalia Faim, minha namorada, que com muita paciência, pelas longas
ausências para o estudo, soube sempre estar ao meu lado, entendendo e aceitando que a
ausência de hoje, é o caminho para o sucesso de amanhã. Pelo apoio emocional e muito
AMOR, oferecidos sempre em horas oportunas.
Ao Dr. Fujio Yamada, minha eterna gratidão, por ter sido orientador persistente e amigo, que,
com diretrizes seguras, muita paciência, constante acompanhamento e muito incentivo,
usando toda sua sabedoria e competência, que possibilitaram a conclusão dessa empreitada.
A toda equipe de professores e funcionários do laboratório de TV Digital da Universidade
Presbiteriana Mackenzie, que sempre me incentivaram e fizeram mais prazeroso o longo
trilhar desse longo caminho. Professor coordenador do laboratório de TV Digital Gunnar
Bedicks e professor Cristiano Akamine, um especial agradecimento pelo incansável incentivo
e total apoio, sem os quais não seria possível galgar um degrau tão elevado.
Professores Carlos Eduardo Dantas e Francisco Sukys, técnicos Jorge Costa e Ariston Leite,
funcionários Gustavo Melo e Rodrigo Motoyama, simplesmente muito obrigado pela
paciência, auxílio, apoio e confiança, sem os quais não seria possível a realização dessa
dissertação.
Ao fundo de fomento à pesquisa da Universidade Presbiteriana Mackenzie,
MACKPESQUISA, que financiou em parte esta pesquisa.
12
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO..................................................................................................................... 14
2 SISTEMAS DE TV DIGITAL.............................................................................................. 16
2.1 SISTEMA BRASILEIRO DE TV DIGITAL ...........................................................17
2.1.1 Codificador externo (Reed Solomon) ...............................................................21
2.1.2 Dispersor de energia.........................................................................................22
2.1.3 Entrelaçador externo.........................................................................................22
2.1.4 Codificador interno........................................................................................... 23
2.1.5 Entrelaçador interno .........................................................................................24
2.1.6 Modulador QPSK/QAM................................................................................... 25
2.1.7 Entrelaçador temporal.......................................................................................26
2.1.8 Adaptador de quadros....................................................................................... 26
2.1.9 Inserção do intervalo de guarda........................................................................ 27
2.1.10 Amplificador de freqüência intermediária (44 MHz)....................................... 28
2.1.11 Conversor de canal ........................................................................................... 29
2.1.12 Amplificador de radio freqüência (RF) ............................................................ 29
3 CENÁRIO E PROCEDIMENTOS DO TESTE DE CAMPO .............................................. 31
3.1 METODOLOGIAS UTILIZADAS PARA OS TESTES DE CAMPO .................... 32
4 PREDIÇÃO PARA PROPAGAÇÃO DE SINAL DE TV DIGITAL ..................................41
4.1 MODELO DE PREDIÇÃO OKUMURA-HATA .................................................... 42
4.1.1 Conversão para intensidade de campo na recepção.......................................... 44
4.2 MODELO COST 231 – HATA................................................................................. 47
4.3 MODELO WALFISCH IKEGAMI.......................................................................... 47
4.4 RESULTADOS EXPERIMENTAIS DE CAMPO .................................................. 49
4.4.1 Propagação no espaço livre .............................................................................. 50
4.4.2 Atenuação conforme Modelo Okumura Hata...................................................51
4.4.3 Intensidade de potência de sinal na antena do receptor.................................... 51
4.4.4 Conversão para intensidade de campo na recepção.......................................... 52
4.4.5 Teste com antena interna .................................................................................. 53
4.4.6 Análise dos dados coletados em campo ...........................................................55
13
5 CONCLUSÕES..................................................................................................................... 65
REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 67
APÊNDICE A............................................................................................................... 70
ANEXO A .................................................................................................................. 77
ANEXO B .................................................................................................................. 79
14
1 INTRODUÇÃO
Atualmente, com o advento das novas tecnologias para transmissão e recepção de
sinais através de ondas eletromagnéticas, como no caso da TV Digital aberta, surgem nos
países em fase de adoção do seu sistema de transmissão, várias questões sobre a forma de
transmitir e receber esse sinal. Múltiplas antenas transmissoras, múltiplas antenas receptoras,
antena transmissora única, antena receptora simples, recepção móvel, recepção fixa, recepção
portátil etc., são algumas das configurações que podem ocorrer.
Muitos estudos foram realizados para determinação e comparação da robustez dos
diversos sistemas de modulação existentes, como o sistema americano Advanced Television
Systems Committee (ATSC), o sistema europeu Digital Video Broadcasting - Terrestrial
(DVB-T) e o sistema japonês Integrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial (ISDB-
T), (WU et al., 2000; BEDICKS et al., 1999; BEDICKS et al., 2006). Foi levada em
consideração nestes artigos, a análise da recepção do sinal através da utilização de antena
externa, e em sua maioria, para recepção em ponto fixo.
Em Bedicks et al. (2006), são apresentados resultados para recepção móvel e móvel
portátil, mas não foi realizado um estudo mais profundo sobre o desempenho da recepção com
antena interna, ou seja, o caso do telespectador estar utilizando uma antena interna simples,
dentro de sua residência. Neste âmbito, torna-se muito importante um estudo mais profundo
das condições de recepção do sinal digital, de forma a proporcionar uma maior área de
cobertura e maior qualidade de recepção.
Pretende-se estudar as condições de recepção do sinal digital na cidade de São Paulo e
comparar com os modelos teóricos de propagação, que englobam as interferências
provenientes das reflexões (multipercursos ou fantasmas) sofridas pelo sinal desde a estação
transmissora até o receptor. Havendo discrepâncias entre o modelo teórico e o real, deve-se
avaliar as causas e características naturais ou artificiais que contribuíram para essa diferença.
A cidade São Paulo apresenta um número infindável de edifícios de grande porte,
concentrados em determinadas regiões da cidade e nem todos os sinais de TV são transmitidos
de uma mesma torre de transmissão além de existir muitos vales e aclives entre bairros
vizinhos etc. Devido a essa grande quantidade de edifícios espalhados pela cidade, ao grande
número de veículos antigos circulando, a ausência de blindagem nos aparelhos
eletrodomésticos, considera-se a recepção em uma cidade como São Paulo, um ambiente
15
muito mais interferente ao sinal de TV, comparado com outras cidades do mundo, situação
que se torna mais significativa quando se utiliza uma antena simples de baixo ganho.
Segundo levantamento realizado em 2006 pela Agência Nacional de
Telecomunicações (ANATEL), apenas 9,5 % da população possui acesso a algum tipo de TV
por assinatura, seja ela via satélite, MMDS (Multipoint Multichannel Distribution System) ou
via cabo. Os restantes 90,5 % da população recebem o sinal de TV através de uma antena, seja
ela interna ou externa.
É necessário um teste para averiguar a qualidade de recepção, para assegurar que a
maioria receba sinais de TV aberta de boa qualidade, com a entrada da TV Digital a partir de
dezembro de 2007. Caso seja constatada alguma inadequação na recepção do sinal digital,
este trabalho pode servir como um padrão de testes, ajudando os responsáveis pela
transmissão e fabricação de receptores, a programarem as melhorias necessárias.
As principais fases deste trabalho são: a aquisição e análise de dados reais coletados
em testes de campo; comparação com os valores de modelos teóricos de propagação em
grandes cidades, como o modelo de Okumura – Hata ou ITU 1546; avaliação das possíveis
causas da diferença entre os valores reais e teóricos.
Esta dissertação está estruturada da seguinte forma: no capítulo 2 é apresentada uma
introdução sobre o Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) e suas principais
características. No capítulo 3 é realizado um detalhamento dos cenários, condições e
procedimentos empregados nos testes de campo realizados para coleta de dados reais na
cidade de São Paulo, no capítulo 4 é apresentado o embasamento teórico dos modelos de
propagação mais utilizados nos sistemas de telecomunicações e os resultados dos trabalhos de
campo realizados e finalmente no capítulo 5 são apresentadas as conclusões e considerações
finais sobre o desempenho do sistema de TV Digital na cidade de São Paulo. Como etapas
futuras sugerem-se o estudo e desenvolvimento de um modelo de canal que contemple as
características peculiares de uma grande cidade como São Paulo.
Nos anexos desta dissertação são apresentados os dados coletados nos testes de
campo.
16
2 SISTEMAS DE TV DIGITAL
Atualmente, os padrões de transmissão de TV digitais terrestres utilizados no mundo
são: o DVB-T utilizado na Europa, o ATSC nos Estados Unidos e o ISDB-T no Japão.
O sistema ATSC foi desenvolvido nos Estados Unidos, sob plataformas proprietárias,
utilizando a técnica de modulação 8VSB (Vestigial Side Band) e concebido para funcionar
com largura de banda de 6 MHz, além de utilizar o sistema de áudio proprietário Dolby / AC-
3. Desde o início em 1996, esse padrão contempla a HDTV (High Definition TV ), sendo sua
definição de 1.125 linhas intercaladas ou 750 linhas progressivas. Por outro lado, o 8VSB
ainda não possibilita a recepção através de aparelhos móveis, devido à sua baixa imunidade
aos multipercursos e ao efeito doppler.
O sistema DVB-T foi resultante do trabalho conjunto de vários países, sendo utilizado
o padrão de modulação COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing), o
qual pode operar com faixas de 6, 7 e 8 MHz. Suas principais características são: o sistema de
áudio sob plataforma aberta (MPEG-2), possibilidade de transmissão para receptores móveis e
três tipos diferentes de modulação: QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), 16 QAM (16
Quadrature Amplitude Modulation), 64 QAM (64 Quadrature Amplitude Modulation).
Vale ressaltar que esse sistema foi inicialmente concebido com três especificações:
modalidade de transmissão terrestre (DVB-T), por cabo (DVB-C) e satélite (DVB-S). No
início em 1998, a sua implantação não contemplou a HDTV, na medida em que ainda não
possuía escala comercial compatível, o que resultaria em receptores de alta definição com
preços proibitivos. Posteriormente foram realizadas melhorias para contemplar também a
HDTV. Entretanto, o DVB-T disponibiliza imagens e sons de melhor qualidade que os
analógicos. Já estão em operação os primeiros serviços de valor adicionado (transações de
internet e comércio eletrônico, por exemplo).
O ISDB-T foi desenvolvido pelo Japão, como uma evolução do sistema DVB-T,
utilizando a segmentação do espectro de freqüência de transmissão de sinais, o que redunda
na ocupação flexível dos canais. Isso significa que há a possibilidade de veiculação
simultânea de vários programas e serviços. Além dos tipos de modulação definidos pelo
DVB-T, permite também a utilização da modulação DQPSK (Diferencial Quadrature Phase
Shift Keying). Sua premissa de privilegiar a mobilidade dotou o padrão de uma maior
robustez, ou seja, imunidade às interferências. A versão para transmissões pela via terrestre
foi denominada de ISDB-T. Entrou em operação comercial na cidade de Tóquio em 2003.
17
Percebendo essa maior flexibilidade do sistema ISDB-T, possibilitando recepção
móvel em alta velocidade, a interatividade com o telespectador e maior flexibilidade no uso
do canal de 6MHz, o sistema DVB percebeu a necessidade de adequar-se a essa nova
tendência, criando assim o seu sistema mais flexível, o DVB-H, destinado exclusivamente à
recepção móvel, por possuir maior robustez e menor consumo de bateria do que seu
antecessor DVB-T.
Com a definição do padrão do sistema de TV Digital a ser utilizado no Brasil, em 26 de
junho de 2006, muitos estudos complementares se fazem necessários. O governo brasileiro
decidiu investir em uma solução híbrida para compor o sistema a ser adotado no Brasil, o
SBTVD (Sistema Brasileiro de TV Digital), padrão nipo-brasileiro, decisão embasada nos
resultados de testes apresentados em Bedicks et al. (1999 e 2006).
2.1 SISTEMA BRASILEIRO DE TV DIGITAL
Trata-se de um sistema baseado no método de modulação do padrão japonês de TV
Digital (ISDB-T), que utiliza o sistema de modulação BST-OFDM (Band Segmented
Transmission Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Porém, foram adicionadas
algumas modificações no padrão de codificação de vídeo, e no chamado middleware, que é o
software responsável por toda interligação entre as aplicações e a plataforma da TV Digital.
No sistema nacional SBTVD, foi incorporado ao sistema um middleware, com
aplicativos, interatividade e soluções desenvolvidos por pesquisadores brasileiros e substituiu-
se o padrão utilizado no Japão para compressão de vídeos, MPEG-2, por um sistema de
codificação mais eficiente e com um maior poder de compressão, o H.264/AVC, como mostra
a figura 1.
18
Encoder de Vídeo
(H.264)
Encoder de Áudio
(AAC-HE)
Dados
M
U
X
TS
TS
TS
M
U
X
TS
Codificação
de
Canal
IFFT
Modulador ISDB-T
Sinal
OFDM
Encoder de Vídeo
(MPEG-2)
Encoder de Áudio
(AAC)
Dados
M
U
X
TS
TS
TS
M
U
X
TS
Codificação
de
Canal
IFFT
Modulador ISDB-T
Sinal
OFDM
(a)
(b)
Figura 1 - (a) Diagrama simplificado do sistema ISDB-T; (b) Diagrama simplificado do
sistema SBTVD
O sistema OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) consiste de uma
técnica de transmissão que utiliza múltiplas portadoras, na qual se divide o espectro
disponível em várias subportadoras, cada uma sendo modulada por um feixe de baixa taxa de
dados e em uma freqüência diferente. O OFDM é semelhante à técnica de multiplexação por
divisão de freqüência FDM (Frequency Division Multiplexing), entretanto o mesmo utiliza o
espectro de freqüência de forma mais eficiente, com o espaçamento de freqüência menor. Isso
ocorre porque as portadoras são ortogonais entre si eliminando a interferência entre portadoras
(AKAMINE, 2003).
As vantagens da utilização do OFDM são várias, incluindo elevada eficiência
espectral, imunidade contra multipercursos e filtragem de ruído branco gaussiano. A grande
robustez perante aos multipercursos é conseguida através da inserção do chamado intervalo de
guarda. A interferência de multipercurso provoca um espalhamento dos símbolos no domínio
do tempo e se este espalhamento se mantiver dentro do espaço de tempo igual ou menor que o
intervalo de guarda não causa interferência intersimbólica (ISI).
Atualmente, o OFDM é utilizado em sistemas de telecomunicações, como as
aplicações em sistemas de modulação de TV Digital (DVB-T e ISDB-T) e também nos
19
sistemas de rádio digital como no Eureka 147, conhecido como DAB (Digital Audio
Broadcast), IBOC (In Band on Channel) e em redes de computadores, como no padrão ADSL
(Asymmetric Digital Subscriber Line) e nos padrões de rede sem fio Wi-Fi (IEEE 802.11).
A utilização da modulação OFDM associada a um sistema de codificação de canal,
resulta na multiplexação ortogonal por divisão de freqüência codificada (COFDM), que é
semelhante ao OFDM, exceto pela codificação de canal que é aplicada antes do sinal ser
transmitido, a fim de possibilitar ao receptor corrigir os erros causados por interferências do
meio de transmissão.
No sistema brasileiro, utiliza-se um sistema de codificação de canal, como mostra a
figura 2, sendo chamada de BST-OFDM, que divide a banda do canal de TV (6 MHz), em 14
segmentos, de 428,57 kHz cada, permitindo a transmissão simultânea em 13 segmentos, os
quais podem ser agrupados em até 3 camadas, chamadas de layer, como mostra a figura 3.
(ARIB STD-B31, 2005, p. 10).
Codificador
Externo
Divisão em camadas
Hierárquicas
Dispersor
de Energia
Entrelaçador
Externo
Codificador
Interno
Entrelaçador
Interno
Modulador
QAM / QPSK
Combinação das
camadas Hierárquicas
Dispersor
de Energia
Entrelaçador
Externo
Codificador
Interno
Entrelaçador
Interno
Modulador
QAM / QPSK
Dispersor
de Energia
Entrelaçador
Externo
Codificador
Interno
Entrelaçador
Interno
Modulador
QAM / QPSK
Entrelaçador
Temporal
Adaptador de
Quadros
IFFT
Intervalo de
Guarda
Pilotos
TMCC
TS
Amplificador de
FI (44MHz)
Conversor
de canal
Amplificador
de RF
RF
Figura 2 – Diagrama em blocos da codificação de canal e modulação do sistema SBTVD
Fonte: ARIB STD-B31 (2005, p. 16).
Cada camada pode ser configurada de maneira independente, conseguindo-se assim
diferentes graus de robustez do mesmo sinal, de acordo com a necessidade exigida por cada
aplicação. Pode-se ter simultaneamente uma camada transmitindo um programa com uma
modulação mais robusta, com a finalidade de alcançar dispositivos móvel-portáteis, e outra
20
camada transmitindo através de uma modulação menos robusta, porém com maior capacidade
de transmitir dados, enviando um sinal de alta definição (HDTV).
1 Segmento
TV
Programas
HDTV
Layer
A
Layer
C
Layer
B
Codificação
de Canal
Quadro
OFDM
Espectro de Transmissão
Espectro de Transmissão
Segmentos
OFDM
Receptor Fixo
ou Móvel
Receptor
Móvel Portátil
Figura 3 – Divisão do espectro de transmissão em segmentos e em camadas hierárquicas
Fonte: ARIB STD-B31 (2005, p. 16).
O sistema permite três modos de portadora denominados Modo1, Modo 2 e Modo 3,
com diferentes quantidades de portadoras por segmento, o que possibilita diferentes distâncias
entre portadoras, assegurando diferentes graus de robustez. Maior quantidade de portadoras
em cada segmento significa menor distância entre portadoras. Este fato propicia maior
probabilidade de interferência entre as portadoras.
O sistema brasileiro, permite as modulações QPSK, 16 QAM e 64 QAM. A
modulação QPSK é mais robusta e o 64QAM é a menos robusta. Contudo o 64QAM possui
maior capacidade de transmissão de dados, pois seus símbolos transportam mais bits de
dados.
Existem 4 diferentes configurações de intervalo de guarda (IG) possíveis (1/4, 1/8,
1/16 e 1/32) que é o período de tempo sem transmissão de conteúdo útil. O radiodifusor deve
escolher um valor mais adequado ao tipo de serviço a que se propõe.
Embora a configuração com IG 1/4 permita absorver sinais de multipercursos com
maior atraso de tempo em relação ao sinal principal, é o que consome maior tempo, portanto
diminuindo a capacidade de transmissão de dados do sistema.
21
Cinco tipos de FEC’s (Forward Error Correction) disponíveis facilitam o trabalho do
engenheiro responsável pela transmissão, pois possibilita mais opções de escolha, o que torna
o sistema brasileiro muito flexível. FEC de 3/4, por exemplo, significa que para cada 3 bits de
dados transmite-se 4 bits. Quanto for menor a fração mais robusto é o sistema, porém menos
eficaz em relação à capacidade de transmissão de dados.
2.1.1 Codificador externo (Reed Solomon)
Os sinais de áudio e vídeo, digitalizados e comprimidos em H.264, além do sinal de
dados, estão organizados em pacotes de 188 bytes, onde o primeiro byte é reservado para a
palavra de sincronismo e os restantes 187 bytes são destinados à informação útil. Aos bytes
que chegam do codificador (encoder), o codificador externo ou codificador Reed Solomon
acrescenta mais 16 bytes com informação de paridade, para facilitar a correção de erros,
formando um segmento de 204 bytes, como pode ser observado na figura 4.
1 byte de
Sincronismo
Dados
187 bytes
1 byte de
Sincronismo
Dados
187 bytes
Paridade
16 bytes
(a)
(b)
Figura 4 – (a) Pacote MPEG-2, (b) Pacote com paridade Reed Solomon
Fonte: ARIB STD-B31 (2005, p. 30).
Utiliza-se uma versão encurtada do código Reed Solomon (204,188), a qual é gerada
através da adição de 51 bytes no começo dos dados de entrada do código Reed Solomon
(255,239) e posteriormente retiram-se os mesmos 51 bytes. O polinômio gerador primitivo
utilizado p(x) para definir o GF(2
8
), (Galois Field) é:
p(x) = x
8
+ x
4
+ x
3
+ x
2
+ 1
22
2.1.2 Dispersor de energia
No circuito dispersor de energia realiza-se uma distribuição aleatória dos bits de dados
provenientes do codificador externo, em pacotes de 204 bytes, a fim de evitar a repetição de
longas seqüências de bits zeros ou uns, minimizando o aparecimento de concentrações dos
mesmos, ou de espaços vazios, o que causaria interferência intersimbólica. Para efetuar essa
distribuição aleatória dos bits, os mesmos são somados a uma seqüência binária pseudo-
aleatória PRBS, formada pelo polinômio 1 + x
14
+ x
15
. Os registradores de deslocamento
desse gerador PRBS são carregados com uma seqüência inicial “100101010000000”, como
pode ser visto na figura 5.
D D D D D D D D D D D D
123456789101112
D D D
13 14 15
+
Saída
Figura 5 – Circuito embaralhador de dados
Fonte: ARIB STD-B31 (2005, p. 23).
2.1.3 Entrelaçador externo
O entrelaçador externo embaralha o conteúdo dos dados provenientes do bloco
dispersor de energia, para aumentar a sua eficiência quando o mesmo for afetado por uma
interferência em rajadas ou erros de bloco, chamado de ruído impulsivo (Impulsive noise), de
tal modo que, na recepção, quando o conteúdo for desembaralhado, os erros sejam
distribuídos e assim o seu efeito seja minimizado.
Como pode ser observado na figura 6, ele é constituído por um entrelaçador
convolucional com 12 ramos e 17 bytes de memória (registradores de deslocamento). Cada
ramo possui (n-1) x 17 registradores, com n = 12 e cada símbolo tem tamanho de 8 bits. O
primeiro ramo, não possui memória e os símbolos são transferidos imediatamente a saída. Os
12 ramos estão conectados ciclicamente na saída do dispersor de energia e transferem um
símbolo de cada vez em cada ramo. Dessa forma, os símbolos de sincronismo são sempre
23
transmitidos no primeiro ramo. Os demais símbolos vão preenchendo os registradores de
deslocamento de acordo com a quantidade de cada ramo: uma vez preenchido, são enviados.
Na recepção o processo é invertido.
Figura 6 - Entrelaçador e desentrelaçador
Fonte: ARIB STD-B31 (2005, p. 25).
2.1.4 Codificador interno
O codificador interno é um FEC (Corretor de Erros Futuros) programável para 1/2,
2/3, 3/4, 5/6 e 7/8. Por exemplo, para razão 5/6 a cada 5 bits de informação é acrescentado 1
bit de correção. Quanto menor a fração, maior é a robustez do sinal contra as interferências
externas.
Figura 7 - Codificador convolucional
Fonte: ARIB STD-B31 (2005, p. 26).
24
A figura 7 ilustra o circuito do codificador convolucional de taxa mãe 1/2 o que
significa que a cada bit que entra, saem dois. Para efetuar a alteração dessa taxa, é efetuado
um puncionamento, conseguindo-se um FEC de 2/3, 3/4, 5/6 e 7/8, ou seja, se for desejado
um FEC de 2/3, entram dois bits, saem quatro do codificador convolucional, porém um bit é
descartado, de acordo com valores pré-estabelecidos que são mostrados na tabela 1,
resultando em três bits na saída.
Tabela 1 – Seqüência de puncionamento
FEC Padrão de puncionamento Seqüência transmitida
1/2
X : 1
Y : 1
X1, Y1
2/3
X : 1 0
Y : 1 1
X1, Y1, Y2
3/4
X : 1 0 1
Y: 1 1 0
X1, Y1, Y2, X3
5/6
X : 1 0 1 0 1
Y : 1 1 0 1 0
X1, Y1, Y2, X3, Y4, X5
7/8
X : 1 0 0 0 1 0 1
Y : 1 1 1 1 0 1 0
X1, Y1, Y2, Y3, Y4, X5, Y6, X7
2.1.5 Entrelaçador interno
O entrelaçador interno divide o feixe digital de entrada em feixes digitais formados
por pacotes de 2 bits (QPSK), 4 bits (16 QAM) ou 6 bits (64 QAM), de acordo com a
modulação escolhida. Os bits são embaralhados entre si, através da utilização de atrasos no
fluxo de bits, sendo o atraso máximo de 120 bits. Os demais atrasos de cada bit podem ser
calculados através da fórmula, atraso = 120/(nº bits -1), onde nº de bits depende da modulação
escolhida. A figura 8 ilustra o entrelaçador interno.
25
S/P
Modulador
QPSK
120 bits
atraso
bo, b1...
bo
b1
I
Q
S/P
Modulador
16 QAM
80 bits
atraso
bo, b1, b2, b3...
b1
b2
Q
40 bits
atraso
bo
I
120 bits
atraso
b3
(a)
(b)
S/P
Modulador
64 QAM
48 bits
atraso
bo, b1, b2,
b3, b4, b5...
b1
b2
Q
24 bits
atraso
bo
I
72 bits
atraso
b3
(c)
96 bits
atraso
b4
120 bits
atraso
b5
Figura 8 – Diagramas do entrelaçador interno, (a) QPSK, (b) 16QAM, (c) 64 QAM
Fonte: ARIB STD-B31 (2005, p. 29-31).
2.1.6 Modulador QPSK/QAM
O modulador tem a função de mapear os feixes digitais de acordo com o tipo de
modulação escolhido. No caso dos diferentes tipos de modulação, têm-se 2
n
posições para
serem mapeadas, sendo n = 2 para a modulação QPSK, n = 4 para a modulação 16 QAM e n =
6 para a modulação 64 QAM, de acordo com os valores estabelecidos pela norma. Cada ponto
carregará 2, 4 ou 6 bits de dados, de acordo com a modulação escolhida. A figura 9 ilustra as
constelações regulares do sistema SBTVD.
10
11
00
01
1000
0000
1100
0110
100000
000000
110000
010000
Figura 9 - Constelações básicas do SBTVD
Fonte: ARIB STD-B31 (2005, p. 29-31).
26
2.1.7 Entrelaçador temporal
A função do entrelaçador temporal é garantir imunidade do sistema contra as
interferências por desvanecimento (fading), e é realizado através da alocação pseudo-aleatória
dos símbolos no tempo, o que causa um atraso na recepção. Esse atraso pode ser controlado,
de acordo com o grau de robustez desejado, podendo ser de até 400 ms, como mostra a tabela
2.
O entrelaçador pode ser configurado de maneira independente para cada camada
hierárquica, o que resulta em uma maior flexibilidade e robustez, de acordo com o ambiente
de recepção. Uma recepção móvel, requer maior robustez à recepção fixa. Portanto, pode-se
configurar o entrelaçador de maneiras distintas em cada caso.
O entrelaçador temporal utiliza embaralhamento convolucional, de modo a reduzir os
atrasos e diminuir a memória necessária nos aparelhos receptores.
Tabela 2 – Parâmetros do entrelaçador temporal
Modo 1 Modo 2 Modo 3
Tamanho
(I)
Quadros atrasados
Transmissão +
Recepção
Tamanho
(I)
Quadros atrasados
Transmissão +
Recepção
Tamanho
(I)
Quadros atrasados
Transmissão +
Recepção
0 0 0 0 0 0
4 2 2 1 1 1
8 4 4 2 2 1
16 8 8 4 4 2
2.1.8 Adaptador de quadros
O bloco adaptador de quadro realiza as funções: criação e sincronização dos quadros e
acréscimo das informações de piloto. Várias portadoras do quadro OFDM são moduladas com
informações de referência que são conhecidas pelo receptor. Essas portadoras são transmitidas
com uma potência superior às portadoras de dados.
As informações transmitidas nessas portadoras são chamadas de pilotos contínuos ou
espalhados. Cada piloto contínuo coincide com os pilotos espalhados a cada quatro símbolos.
A tabela 3 mostra os parâmetros estabelecidos para um conjunto de 13 segmentos OFDM,
referentes ao número de portadoras, largura de banda, intervalo de guarda etc.
27
Tabela 3 – Parâmetros de transmissão para 13 segmentos OFDM
Modo Modo 1 Modo 2 Modo 3
Número de segmentos
ODFM (Ns)
13
Largura de Banda
3000/7 (kHz) x Ns
+ 250/63 (kHz)
= 5,575... MHz
3000/7 (kHz) x Ns
+ 125/63 (kHz)
= 5,573... MHz
3000/7 (kHz) x Ns
+ 125/126 (kHz)
= 5,572... MHz
Espaçamento de frequência
entre portadoras (kHz)
250/63
= 3,968 ...
125/63
=1,984 ...
125/126
= 0,992 ...
Número de segmentos com
Modulação diferencial
nd
Número de segmentos com
Modulação síncrona
ns = Ns - nd
Total
108 x Ns + 1 =
1405
216 x Ns + 1 =
2809
432 x Ns + 1 =
5617
Dados 96 x Ns = 1248 192 x Ns = 2496 384 x Ns = 4992
SP 9 x ns 18 x ns 36 x ns
CP nd + 1 nd + 1 nd +1
TMCC ns + 5 x nd 2 x ns + 10 x nd 4 x ns + 20 x nd
AC1 2 x Ns = 26 4 x Ns= 52 8 x Ns = 104
Número de
Portadoras
AC2 4 x nd 9 x nd 19 x nd
Tipo de modulação
das Portadoras
DQPSK, QPSK, 16 QAM, 64 QAM
Símbolos por quadro 204
Duração de um símbolo 252 µs 504 µs 1008 µs
Duração do
Intervalo de Guarda
63 µs (1/4),
31,5 µs (1/8,)
15,75 µs (1/16),
7,875 µs (1/32)
126 µs (1/4),
63 µs (1/8),
31,5 µs (1/16,),
15,75 µs (1/32)
252 µs (1/4),
126 µs (1/8),
63 µs (1/16),
31,5 µs (1/32)
Codificador Interno Codificador Convolucional (1/2, 2/3,3/4, 5/6, 7/8)
Codificador Externo RS (204/188)
Como todas essas portadoras moduladas formam um conjunto de sinais ortogonais
entre si, elas podem ser separadas na recepção sem terem sofrido interferências mútuas.
Quanto mais robusto for o método, menor é a taxa útil de bits que se pode transmitir. Assim, o
QPSK é o mais robusto e o 64QAM é o menos robusto.
2.1.9 Inserção do intervalo de guarda
O intervalo de guarda é uma extensão cíclica do símbolo OFDM, como pode ser visto
na figura 10, o qual não carrega nenhuma informação útil. A interferência de multipercurso
28
provoca um espalhamento dos símbolos no domínio do tempo. Sem a existência de intervalo
de guarda os símbolos se interferem mutuamente. O intervalo de guarda evita a interferência
intersimbólica, ou seja, um símbolo não interfere no outro. Esse intervalo de guarda (K = ∆ /
Tu) é programável para 1/4, 1/8, 1/16 e 1/32. Quanto maior a fração, maior é a robustez do
sinal transmitido contra as interferências de multipercurso. Mas, em contrapartida, quanto
maior o intervalo de guarda, menor é a taxa útil de bits transmitida.
I.G.(
∆
)
Tempo útil do símbolo OFDM(Tu)
Dura ç ão do s í mbolo OFDM (Ts )
Figura 10 - Inserção do intervalo de guarda
Fonte: AKAMINE (2004, p. 15).
O intervalo de guarda poderia ser constituído de espaço vazio, porém constatou-se que
eventualmente as portadoras perderiam a ortogonalidade entre si, causando interferência entre
portadoras. Costuma-se utilizar o intervalo de guarda como sendo uma extensão cíclica do
símbolo OFDM, ou seja, copia-se a parte final do símbolo OFDM, e se insere a mesma antes
do início do símbolo.
2.1.10 Amplificador de freqüência intermediária (44 MHz)
O sinal OFDM proveniente da saída do bloco intervalo de guarda, é convertido em
uma freqüência padronizada, conhecida como freqüência intermediária (FI), centrada em 44
MHz, a fim de facilitar a posterior conversão desse sinal para qualquer canal da faixa de
televisão. Essa etapa visa amplificar o sinal, de modo a se ter um nível adequado para a
realização da conversão de freqüência ou conversão de canal, e posteriormente, ter nível
suficiente para excitar o amplificador de potência, fazendo-o trabalhar com máxima
eficiência. Geralmente esse nível é da ordem de +20 dBm.
29
2.1.11 Conversor de canal
Oscilador Local
Sinal de entrada
em FI (44MHz)
Sinal de saída em
canal desejado
Figura 11 - Diagrama simplificado de um circuito conversor de canal
A figura 11 ilustra um circuito simplificado de um conversor de canal. Basicamente
esse circuito consiste em um somador, que irá somar o sinal em FI de 44 MHz com um sinal
proveniente de um oscilador local, de modo a se obter na saída, 44 MHz + freqüência
oscilador e 44 MHz – freqüência do oscilador.
Esses dois sinais somados passam por um filtro passa faixas, sintonizado no canal
desejado, resultando assim em um sinal deslocado em freqüência de exatamente o valor do
oscilador local. Para canal 18 UHF (494-500 MHz), por exemplo, a freqüência do oscilador
local seria de 453 MHz, pois 453 + FI (44MHz) é igual a 497 MHz que é a freqüência central
do canal 18.
2.1.12 Amplificador de radio freqüência (RF)
Essa etapa consiste em vários amplificadores de potência, combinados no seu estágio
final, de modo a se conseguir níveis elevados de potência. Tais amplificadores são conectados
em um conjunto de antenas transmissoras, encarregadas de difundir o sinal em todas as
direções.
Na cidade de São Paulo, as principais emissoras de TV, são consideradas segundo
norma N284 da ANATEL (Agencia Nacional de Telecomunicações), classe super especial,
tendo assim limite de contorno de área de cobertura de 57 km e limite de proteção de nível de
30
sinal E(50,90), o que corresponde à 51dBuV/m no contorno protegido. Isso redunda numa
potência calculada do amplificador de RF de 15KW, para a torre de 150m.
31
3 CENÁRIO E PROCEDIMENTOS DO TESTE DE CAMPO
O cenário escolhido para a realização da coleta de dados em campo foi a cidade de São
Paulo e seus municípios adjacentes, que formam a região metropolitana de São Paulo ou a
grande São Paulo. O processo de implantação da TV Digital no Brasil iniciou-se
primeiramente por São Paulo e posteriormente para os demais estados brasileiros.
São Paulo foi escolhida como cenário de testes, pois é uma cidade que apresenta
características peculiares às outras cidades brasileiras. Possui uma densidade demográfica
muito grande, segundo pesquisas do IBGE (2000), atualmente existem 11 milhões de
habitantes, distribuídos ao longo dos seus 1509 km
2
de área, o que a torna a cidade mais
populosa do Brasil e a terceira mais populosa do mundo. Considerando também a população
dos municípios vizinhos, forma assim a região metropolitana de São Paulo, cuja população
sobe para 19 milhões de habitantes.
É considerada uma das principais cidades do Brasil, sob diversos pontos de vista:
social, cultural, econômico ou político. É também considerada uma cidade global, exercendo
significativa influência em âmbito regional, nacional e internacional. Sua importância no setor
econômico do país é muito grande, uma vez que abriga a sede das principais empresas
nacionais e internacionais.
Possui uma quantidade infindável de edifícios altos, casas, construções, montanhas e
outros obstáculos naturais e artificiais, que degradam significativamente a propagação dos
sinais de radiofreqüência. A figura 12 ilustra a vista do centro da cidade de São Paulo.
Figura 12 – Vista panorâmica da região central da cidade de São Paulo
Essa grande quantidade de obstáculos à recepção dos sinais de radiofreqüência, torna a
cidade um local ideal para avaliação da robustez do sistema brasileiro de TV Digital
(SBTVD), pois há diversas interferências no sinal que chega aos receptores, tais como: muitos
32
multipercursos (fantasmas) devido as reflexões nos edifícios e montanhas, ruídos impulsivos
gerados pela faísca de motores automotivos, eletrodomésticos e linhas de transmissão de
energia e pelo efeito doppler gerado por aviões e helicópteros que sobrevoam a cidade ou
ainda gerado em recepção do sinal em movimento.
3.1 METODOLOGIAS UTILIZADAS PARA OS TESTES DE CAMPO
A primeira etapa do projeto de pesquisa consistiu na aquisição de dados em testes de
campo, em locais pré-determinados. Para a captura e posterior análise do sinal digital, foi
utilizado um sistema de captura de sinal de radiofreqüência fabricado pela Eiden, como
mostra a figura 13. Uma vez capturados os dados em campo, foi realizada uma análise dos
mesmos e caso necessário, uma nova coleta de dados.
Filtro Passa Faixa
Eiden 4406A-003
Splitter
Mini-circuits 1- 3
Analisador de Espectro
Anritsu MS8901A
Downconverter
Eiden 5212B-003
Conversor A/D
Eiden 4406A-101
RF Capture
Eiden 4406A-002
Receptor
(Set Top Box)
Monitor TV
123
Figura 13 - Diagrama simplificado do sistema de captura e medidas de sinais utilizados no
experimento em campo
A etapa de captura dos sinais consiste em receber o sinal digital, com o auxílio de uma
antena Bi-log Schaffner, modelo CBL6111D. Esse sinal passa por um divisor (Mini-Circuits
ZFSC-4-1-S+) e então, uma amostra vai para o analisador de espectros (Anritsu MS8901A),
33
outra é ligada ao receptor de TV Digital (Aiko HD1018), e uma terceira parte entra no sistema
de captura da Eiden. O primeiro passo é a realização de uma filtragem do sinal, através de um
filtro passa-faixas seletivo, ou seja, com ajuste para o canal desejado.
Uma vez filtrado, o sinal é então convertido para uma freqüência intermediária (FI) de
44 MHz e posteriormente passa por um sistema de digitalização, onde é amostrado a uma
freqüência de 21,5244755244 MHz e armazenado em uma memória flash de 100 Gbytes,
podendo depois ser armazenado em um disco rígido (HD) para backup. A figura 14 ilustra o
sistema de captura da Eiden utilizado nos testes de campo. Todas as interconexões entre os
equipamentos foram realizadas utilizando cabos Huber Suhner modelo EF142, que possuem
baixa perda e são calibrados na fábrica.
Figura 14 - Sistema de captura de RF e demais equipamentos utilizados
Todos os equipamentos descritos, foram montados e transportados até os pontos de
recepção com o auxílio da unidade móvel de medidas para testes de campo do Laboratório de
TV Digital da Universidade Presbiteriana Mackenzie, como mostra a figura 15.
A unidade móvel para medidas de campo possui um mastro retrátil de 10 metros de
altura que em sua parte superior aloja uma antena receptora. Em cada ponto de recepção o
mastro é erguido até totalizar sua altura máxima. Em seguida, procurou-se o nível mais forte
de recepção do sinal digital e esse valor foi anotado em uma planilha de cálculos. Verificou-se
também o apontamento da antena, de modo a verificar sua direção em relação à torre de
transmissão, anotando-se na planilha o desvio em relação à mesma.
34
Figura 15 – Unidade móvel de medidas de campo
Foram observadas as condições de recepção do local e foram apontadas algumas
características relevantes à recepção do sinal, como a altura do ponto de recepção, presença de
prédios, construções, montanhas, árvores e carros na proximidade do local de teste.
Classificaram-se os pontos de recepção segundo critérios estabelecidos e desenvolvidos,
baseados no artigo de Semmar et. al. (2006).
Foi verificado e apontado a presença de interferências como imagem fantasmas, ruídos
impulsivos, ruído branco e efeito doppler no sinal recebido, através da análise subjetiva do
sinal analógico da mesma TV Globo, que também é irradiado do mesmo sítio transmissor.
Foram realizadas também, medidas com a utilização de uma antena interna, de modelo
comercial da marca Aquário, que pode ser encontrada nas principais lojas do ramo, modelo
VT-300, como mostra a figura 16. Nessa medida, a antena foi colocada a uma altura de 1,5 m,
com as hastes telescópicas ajustadas para o comprimento de 0,60 m, comprimento esse
coerente com o comprimento de onda do canal 18 UHF.
Mediu-se a melhor condição de recepção no interior das construções, ou seja, o melhor
nível de sinal encontrado usando a antena interna e posteriormente mediu-se também em um
local com uma maior quantidade de obstruções.
35
0,6 m
Figura 16 – Antena interna utilizada nas medições
A estação transmissora escolhida foi a estação da empresa Globo Comunicações e
Participações S.A (TV Globo), localizada na Alameda Santos, localização geográfica 23ºS 33’
53,00” / 46º W 39’04,00”.
A norma ABNT NBR 15601 2007 Edição 1 TVD-T Subsistema de transmissão, em seu
capítulo 7, estabelece os parâmetros de operação da TV Digital que foi utilizada neste
trabalho. Os resultados apresentados são frutos do desempenho do canal digital 18 UHF
(494MHz a 500MHz) que foi configurado para testes nos seguintes parâmetros, como mostra
a tabela 4.
36
Tabela 4 – Parâmetros da estação transmissora
Característica
Valor
Freqüência central do canal (18) 497MHz
Largura de banda do canal 6MHz
Potência 2x 7,5kW 15KW
Ganho da antena transmissora 13,2 dB
Perda do cabo entre o transmissor e a antena 2,4dB
Altura da antena transmissora em relação altitude média do terreno 205 m
FEC 3/4
Intervalo de guarda
Modo
1/16
3
Largura de banda efetiva 5,572MHz
A figura 17 ilustra um diagrama simplificado do sistema de transmissão de uma
emissora de TV, desde a captura das imagens no estúdio, passando pela etapa de digitalização
e codificação (Codificador H.264), multiplexação e seguindo pela modulação OFDM
(Modulador ISDB-T), passando pela etapa de potência e por último sendo levado via cabo
coaxial de baixa perda até as antenas transmissoras localizadas à 205 metros de altura.
•
•
Codificador
HD H.264
Modulador ISDB-T
TX
Amplificador
de Potência
Antena
e
Torre de
Transmissão
Codificador
SD H.264
Codificador
1 SEG
Multiplexador
Figura 17 – Diagrama simplificado de uma emissora de televisão
37
O sistema mostrado na figura 17, apresenta um sistema simplificado de uma emissora
de televisão, na qual pode-se ter até 3 camadas hierárquicas ao mesmo tempo. As imagens
captadas pelas câmeras dos estúdios vão para os codificadores. Um codificador de alta
definição (HDTV, High Definition TV), para fornecer imagens de alta qualidade para os
receptores fixos, um codificador de definição normal (SDTV, Standard Definition TV), para
aplicações móveis em ônibus e trens e um codificador de baixa definição (LDTV, Low
Definition TV), para os serviços conhecidos como 1 SEG, pois os mesmos são destinados a
receptores móvel-portatéis, com tela pequena e que utilizam apenas um segmento OFDM para
transmissão podem ser configurados neste esquema. Os três sinais codificados passam por um
multiplexador, o qual tem a função básica de juntar os fluxos de entrada e obter-se em sua
saída apenas um feixe de dados, o qual será entregue ao modulador que se encarregará de
fazer a modulação.
Nos testes realizados e apresentados nesta dissertação, o modulador foi configurado
para funcionar com dois níveis hierárquicos, um em alta definição, usando 12 segmentos
modulados em 64 QAM, com FEC 3/4 e entrelaçador temporal de 200 ms e outro de baixa
definição usando 1 segmento, modulado em QPSK, FEC 2/3 e entrelaçador temporal de 400
ms.
Alguns resultados, de testes realizados no laboratório de Rádio e TV Digital da
Universidade Presbiteriana Mackenzie para o canal 18 UHF, são mostrados na tabela 5, os
quais foram realizados a fim de constatarem-se as principais características do comportamento
do sinal digital.
Tabela 5 – Características do sinal digital do canal 18 UHF
Característica Descrição Valor
Taxa máximo de dados
Valor para FEC=3/4,
IG=1/16, 64QAM, Modo 3
19,3Mbps
HDTV em 64QAM -75,7 dBm
Mínimo nível de sinal
One Seg em QPSK -87,8 dBm
HDTV em 64QAM 18,0 dB
Relação sinal ruído C/N
One Seg em QPSK 3,1dB
D/U = 0dB para atraso até
+ 65µs
Interferência por
multipercurso
D/U = 0dB para atraso até
- 65µs
64QAM, IG=1/16, FEC=3/4 46 Hz ou 100 km/h
Efeito doppler
QPSK, IG=1/16, FEC=3/4 130 Hz ou 282km/h
38
D/U = Desired / Undesired, mede a relação do sinal Desejável/Indesejável, ou seja, é a
relação da potência do sinal direto sobre a potência do sinal interferente. Para um D/U = 0,
significa que o sistema funciona com os dois sinais com a mesma potência, tanto o direto
quanto o interferente tem a mesma potência.
A TV Globo, foi a primeira emissora a iniciar as transmissões digitais na cidade de
São Paulo, com a finalidade de realizar testes de cobertura do sinal, transmitindo já com
potência de transmissão total de 15 KW, e por esse motivo foi escolhida como um sinal de
estudo e referência para os testes de campo desta pesquisa. A antena transmissora está
localizada a uma altura de 205 m em relação ao solo, com ganho de 13,23 dB. A figura 18
ilustra uma antena tipo painel, semelhante à utilizada para transmissão na torre da TV Globo.
Figura 18 – Exemplo de antena painel e torre de transmissão
A divisão da cidade por zonas com características comuns foi utilizada pois auxiliar na
caracterização da cidade, o que reflete em regiões com interferências semelhantes. A cidade
de São Paulo foi dividida em quatro segmentos que possuem características de interferências
em comum: Urbana Densa, Urbana, Periferia e Rural.
• Área urbana densa caracterizada como o centro da cidade, com obstruções de prédios
altos, sem vegetação, densidade alta/media de veículos, localizada a 2 e 3 km do transmissor.
• Área urbana caracterizada pela proximidade com centro da cidade, com algumas
obstruções por prédios altos, pouca vegetação, densidade média de veículos, localizada a 5 km
do transmissor.
39
• Periferia consiste em local com casas baixas, de um ou dois andares, pouca
arborização e localizado a 10 km do transmissor.
• Área rural caracteriza-se pela ausência de obstruções, local aberto e descampado.
Localizado a mais de 20 km da antena transmissora.
Foram selecionados pontos de recepção ao longo da cidade de São Paulo, de modo a
obter uma boa caracterização das condições de recepção que podem ocorrer nas diversas
regiões, conseguindo-se assim uma boa amostragem que represente a cidade de São Paulo.
Para escolha dos pontos de recepção, foram traçadas radiais a partir da estação
transmissora, localizada na região da avenida Paulista, no ponto mais alto da cidade. A figura
19 ilustra o mapa da cidade de São Paulo e algumas radiais traçadas para localização e
determinação dos pontos de recepção. Foram traçadas radiais de 1, 2, 3, 5, 7, 10, 20, 30, 40 e
57 km de distância da estação transmissora.
40
PAULISTA
0 5 10 15
Figura 19 – Mapa da cidade de São Paulo e exemplo das radiais traçadas para teste de campo
41
4 PREDIÇÃO PARA PROPAGAÇÃO DE SINAL DE TV DIGITAL
Os modelos de predição de propagação propostos pelas literaturas técnicas nem
sempre são suficientes para caracterizar com precisão os sinais recebidos e processados pelos
dispositivos de recepção de TV Digital, devido às múltiplas causas de degradação existentes
nas grandes metrópoles. Além dos experimentos em laboratório, a coleta e análise de dados de
campo tornam-se imprescindíveis para detecção das anomalias não previstas nos modelos
teóricos. Normalmente, os modelos de predição de propagação são baseados em valores
médios aos quais são agregadas as variações presumidas obtidas pelas análises estatísticas de
medidas efetuadas. A ocorrência simultânea de várias causas de degradação do sinal, como a
atenuação por obstrução, a difração nos contornos das obstruções, reflexão nas paredes de
edifícios, o efeito doppler e o fading (cuja variação depende da alteração das características da
atmosfera, as quais são acentuadas na faixa de freqüência da TV Digital), tornam difícil o
trabalho de avaliação das condições possíveis de recepção do sinal.
Outro aspecto importante a considerar é a atenuação provocada pelas paredes, móveis
e objetos no interior da construção, pois, muitas vezes o receptor se encontra no interior das
residências e está sendo utilizada uma antena interna de baixo ganho. Essa obstrução é função
da natureza do material com que são feitas as paredes e divisórias da residência, sendo
proporcional ao valor de freqüência do canal.
Conseqüentemente, para a estimação de sinal nos locais onde se encontram os
receptores é necessário utilizar métodos estatísticos devido à sua variabilidade e para isso
torna-se imprescindível se conhecer os fatores que influenciam a propagação, bem como, a
distribuição estatística da variação do sinal. Por outro lado, devido à elevada capacidade de
cálculo, o uso de ferramenta de simulação computacional da propagação dos sinais, simplifica
o trabalho dos inúmeros cálculos necessários para avaliação precisa da predição de sinais, e a
determinação da área de cobertura de uma emissora de TV.
O uso de modelo digital de território, que representa a massa da superfície, relacionada
com a variação de altitude e os obstáculos representados por construções são parâmetros
disponíveis em programas usualmente empregados nesses modelos computacionais.
Essas ferramentas de planejamento calculam a intensidade de campo disponível em
determinado ponto a partir da estimação de atenuação do enlace, associado à perda adicional
por obstrução, difração da onda e possíveis múltiplas reflexões.
Nos sistemas digitais, as anomalias provocadas pelas interferências produzidas pelos
elementos existentes ao longo do trajeto de propagação são perceptíveis ao usuário somente
42
quando o receptor se encontra em local onde o sinal está no limiar de recepção do mesmo.
Para qualquer valor de sinal acima desse limiar a qualidade da imagem no display se
apresenta como se o receptor estivesse recebendo um nível de sinal excelente.
O uso do programa de software EDX que está sendo aplicado neste trabalho permite
numa primeira aproximação, a visualização da área de cobertura preconizada.
4.1 MODELO DE PREDIÇÃO OKUMURA-HATA
A atenuação da onda no espaço livre, isto é, sem nenhuma forma de obstrução ou
interferência pode ser calculada por:
At=
2
.4
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
λ
π
d
sendo At = atenuação d = distância em km e λ = comprimento da onda
Na forma logarítmica, tem-se:
At = [32,43 + 20log d + 20log f ] (dB)
onde d é a distância em km e f é a freqüência em MHz
Contudo, em transmissão de televisão, normalmente o receptor encontra-se em locais
nos quais não existe a visibilidade entre a antena de transmissão e a antena de recepção,
devido à existência das paredes das construções, interferência de edifícios e obstrução devido
à irregularidade do solo.
Além disso, os sinais sofrem interferências por ruídos gerados por máquinas e
motores, linhas de alta tensão e sinais de multipercurso. Para efetuar a predição do sinal que
chega ao receptor nessas condições, Yoshihisa Okumura e Masaharu Hata desenvolveram
métodos de cálculo de sinal de recepção em condições adversas, como as que existem em
regiões urbanas densas, região suburbana e zona rural. Por simplicidade de apresentação,
neste trabalho será tratado só o tipo urbano denso, que é a pior condição que se pode encontrar
na prática.
43
Em 1968 Okumura realizou exaustivas medições das condições de atenuação do sinal
de RF na banda de VHF e UHF, e apresentou os valores resultantes em forma de gráficos em
“Field Strength and its Variability in VHF and UHF Land Mobile Radioservice”, como pode
ser visto na figura 20.
Figura 20 - Exemplo de curva Okumura
Em 1980 Hata transformou esses gráficos em equação[1] em “Empirical Formula for
Propagation Loss in Land Móbile Radioservice” aplicável para a banda de 150MHz a 2GHz
(SEYBOLD,2005):
At = [69,55 +26,16 log f -13,82 log ht – [ 1,1log f -0,7] hm – [1,56 log f -0,8] + X] (dB)
onde X = {[44,9 – 6,55 log ht ] log d} (dB)
f =freqüência do canal medido em MHz
ht = altura média da antena transmissora relativo ao solo em metros
44
hm = altura da antena receptora em relação ao solo em metros
d= distância entre transmissor e receptor em km
A figura 21 ilustra o conceito de altura média da antena.
Figura 21 - Conceito de altura média da antena
4.1.1 Conversão para intensidade de campo na recepção
A conversão da energia do campo eletromagnético ao redor da antena de recepção na
correspondente potência no circuito da entrada do receptor pode ser conseguida da seguinte
forma:
L
R
R
V
P
4
2
=
Onde V é a tensão em volts e R
L
é a impedância do circuito de entrada e admitindo
que a impedância do cabo de conexão bem como a da antena estão perfeitamente casados.
A tensão induzida V pode ser relacionada com a intensidade de campo E expresso em
Volt como:
π
λ
E
V =
L
R
R
E
P
2
22
4
π
λ
=
Se adotar R
L
igual a 50Ω, P
R
em decibel acima de 1mW, e E em decibel acima de 1
µV/m a equação torna-se:
45
()
2
log10.113.)(
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+−=
π
λ
µ
dBmVdBEdBmP
R
A notação “dB
µV” na equação acima é uma simplificação de decibel acima de 1
µV/m e tem sido aceito pelos institutos internacionais de normalização.
Nessa dedução foi considerada que a antena receptora localizada a uma distância d da
antena transmissora com uma abertura A, irá receber uma potência:
2
4 d
AP
AP
t
R
π
ρ
==
0
2
Z
E
=
ρ
onde Z
o
é a impedância intrínseca do espaço (120π).
Pela substituição obtém-se o valor equivalente de A:
L
R
Z
A
2
0
2
4
π
λ
=
O modelo Okumura/Hata apresenta fatores de correção para zona urbana densa
conforme o receptor se encontre em via transversal ou em via paralela à direção de
propagação, para 50% de probabilidade de ocorrência, como se pode observar na figura 22.
Figura 22 - Curva com fatores de correção de Okumura/Hata
46
A inclinação do terreno também influencia nas condições de propagação da onda.
Okumura Hata apresenta em forma de curva os fatores de correção por inclinação do terreno
como se pode observar na figura 23.
Figura 23 – Curva com fatores de correção para inclinação do terreno
Existem também os fatores de correção por ondulação de terreno, como mostra a figura 24.
Figura 24 - Curva com fatores de correção por ondulações no terreno
Para outras dimensões podem-se usar valores obtidos por interpolação
47
4.2
MODELO COST 231 – HATA
O modelo Okumura Hata é um dos mais empregados nos trabalhos de predição de
propagação na faixa de 150MHz a 2000MHz. Contudo, como em algumas aplicações tem-se
observado discrepâncias, muitas sugestões tem sido apresentadas como alternativas para o
modelo Okumura Hata. Uma delas é o COST 231 – Hata Model que é uma adaptação ao
modelo original visando aplicação principalmente em receptores móveis
(ZETTERBERG,2004):
(
)
dhCahfBAA
ttt
loglog55,6log82,13log
−
+
−
−+
=
(dB )
f = freqüência em MHz
d = distância em km
ht = altura da antena de transmissão em relação à altitude média do terreno
a = ganho da antena do receptor
A, B e C são parâmetros que foram determinados para ajustar o modelo com aos valores
obtidos experimentalmente e situam nas faixas: A = 75 a 80dB; B=20 a 25dB e C=44 a 47dB
4.3
MODELO WALFISCH IKEGAMI
O modelo Walfisch Ikegami é também derivado do método Okumura Hata e tem sido
usado extensivamente para ambientes urbanos onde a altura dos edifícios é quase uniforme.
Contempla condições de multipercurso associado com perdas por difração em que apesar da
elevada altura da antena transmissora usa antena receptora quase rés do chão. Esse modelo
considera a localização da antena receptora em via paralela ou transversal à direção
propagação da onda.
48
Figura 25 - Parâmetros do modelo Ikegami
Para esse modelo as seguintes considerações são seguidas:
• Atenuação no espaço livre é expressa por:
At = [32,43 + 20log d +20log f ] (dB)
• Atenuação com obstrução:
At = A
o
+ Ah
roof
+ A
m
A
o
é a perda no espaço livre, Ah
roof
é a atenuação devido difração no topo dos edifícios e A
m
é a perda devido a efeito do multipercurso.
A
o
= [32,43 + 20log d +20log f ] (dB)
Ah
roof
=-16,9 -10log w + 10 log f [MHz] +20log ∆ht + A
street
A
Street
= -10 + 0,354α para 0 ≤ α <35
A
Street
= 2,5 + 0,075 (α -35) para 35 ≤ α < 55
A
Street
= 4,0 – 0,114 (α - 55) para 55 ≤ α < 90
A
m
= A
m1
+ k
a +
k
d
log d [km] + k
f
log f [MHz] – 9log b
A
m1
= -18 log (1+ ∆t)
k
a
= 54-0,8 ∆ht para d ≥ 0,5 km , ht ≤ h
roof
k
d
=18 para ht > h
roof
49
k
d
= 18- 15(∆ht / ∆h
roof
) para ht ≤ h
roof
k
f
= -4 +1,5 (f/925 -1) para área metropolitana.
Medições conduzidas na área metropolitana da São Paulo mostraram que as dispersões
ocorridas são mais condizentes com o método Okumura Hata para distâncias acima de 5km da
antena transmissora.
4.4
RESULTADOS EXPERIMENTAIS DE CAMPO
A análise apresentada neste trabalho é o resultado verificado nos testes de campo
efetuado para o sistema brasileiro de TV Digital a partir da implantação da TV Digital na
cidade de São Paulo. Todos os canais autorizados para o município implantaram o canal
digital com programação em duas camadas hierárquicas, sendo uma em HDTV com 12
segmentos e uma camada para recepção portátil usando um segmento.
O local determinado para os testes de campo foi a cidade de São Paulo por representar
um cenário mais agressivo existentes no país devido a superfície do solo ser irregular,
existência de muitos edifícios que obstruem a propagação do sinal e há geração de ruído
impulsivo pelos motores elétricos e ignição de veículos. Isso significa que se o sistema é
aprovado para essa cidade é provável que não haja restrição para outras localidades, que
possuem um ambiente de recepção mais brando.
A coleta de dados de campo foi desenvolvida com o auxílio de uma
van equipada com
os recursos já mostrados no capítulo 3 referente ao cenário e procedimentos para os testes de
campo.
Para o teste foi escolhido a emissora do canal 18 de TV Digital, devido ao fato de que
desde o início da instalação da estação transmissora, todos os requisitos técnicos
recomendados pelas normas de TV Digital foram obedecidos.
A norma N284 da ANATEL define para estação localizada em São Paulo o contorno
protegido de E(50,90) de 51dBµV/m. Como a estação em questão possui outorga classe
especial, a distância máxima ao contorno protegido é de 57 km. Esses parâmetros associados à
altura e ganho da antena definem a potência máxima do transmissor.
50
4.4.1 Propagação no espaço livre
A propagação no espaço livre ocorre quando há visibilidade entre a antena do
transmissor e a antena do receptor. Para definir a linha de atenuação para o espaço livre deve-
se calcular a mesma para pelo menos dois pontos do traçado:
At = [32,43 + log d +log f ] (dB)
At1 = [32,43 +20 log 5 +20 log 497 ] dB = 100,32 dB para 5km
At2 = [32,43 +20 log 30 +20log 497 ] dB =115,89 dB para 30km
Potência Rx = Potência Tx + Ganho antena Tx – Atenuação no cabo – Atenuação no ar
Potência Tx = 15KW = 71,76 dBm
Ganho da antena transmissora = 13,2 dB
Perda no cabo e no combinador = 2,4 dB
P
R1
=71,76+13,2 -2,4 -100,32 = -17,76 dBm para 5km
P
R2
= 71,76 +13,2 -2,4 – 115,89 = -33,33 dBm para 30km
()
2
log10.113.)(
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−−=
π
λ
µ
dBmVdBEdBmP
R
()
2
log10.113)(
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+=
π
λ
µ
dBmdBmPVdBE
R
()
VdBdBmdBmVdBE
µ
π
µ
.56,109
497
300
log10.113)(76,17
2
1
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+−=
para 5km
()
VdBdBmdBmVdBE
µ
π
µ
.99,93
497
300
log10.113)(33,33
2
2
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+−=
para 30km
51
4.4.2 Atenuação conforme Modelo Okumura Hata
Aplicando o modelo Okumura Hata para o canal acima mencionado tem-se:
At = [69,55 +26,16 log f -13,82 log ht – a + X] (dB)
a = [ 1,1log f -0,7] hm – [1,56 log f -0,8] (dB)
a = [1,1.log 497 -0,7] 1,5 – [1,56 log 497 -0,8] = -0,42
considerada a altura da antena receptora de 1,5m
X = {[44,9 – 6,55 log ht ] log d} (dB)
X1 = {[44,9 – 6,55 log 200 ] log 2} dB = 8,97 dB
X2 = {[44,9 – 6,55 log 200] log 10} dB= 29,82 dB
X3 = {[44,9 – 6,55 log 200] log 50} dB= 58,64 dB
Atenuação do sinal na propagação:
At1 = [69,55 +26,16 log 497 -13,82 log 200 – (-0,42) + 8,97] dB = 117,69 dB para 2km
At2 = [69,55 +26,16 log 497 -13,82 log 200 –(-0,42) + 29,82] dB = 138,54 dB para 10km
At3 = [69,55 +26,16 log 497 -13,82 log 200 –(-0,42) + 58,64] dB = 167,36 dB para 50km
4.4.3 Intensidade de potência de sinal na antena do receptor
Potência Rx = Potência Tx + Ganho antena Tx – Atenuação no cabo – Atenuação no ar
Potência Tx = 15KW =71,76 dBm
Ganho da antena transmissora = 13,2 dB
Perda no cabo e combinador =2,4 dB
P
R1
= 71,76 + 13,2 – 2,4 -117,69 = -35,09 dBm para 2km
52
P
R2
= 71,76 + 13,2 – 2,4 -138,54 = - 55,94 dBm para 10km
P
R3
= 71,76 + 13,2 – 2,4 -167,36 = - 84.76dBm para 50 km
4.4.4 Conversão para intensidade de campo na recepção
Aplicando-se os conceitos de conversão de densidade de potência em intensidade de
campo eletromagnético anteriormente mostrado, tem-se:
()
2
log10.113)(
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+=
π
λ
µ
dBmdBmPVdBE
R
Para as distâncias de 2km, 10km e 50km na freqüência de 497MHz têm-se:
()
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+−=
2
1
497.
300
log10.11309,35
π
µ
dBmVdBE
92,23 dBµV para 2km
()
38,71
497.
300
log10.11394,55
2
2
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+−=
π
µ
dBmVdBE
dBµV para 10 km
()
VdBdBmVdBE
µ
π
µ
56,42.
497.
300
log10.11376,84
2
3
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+−=
para 50km
Plotando os dados levantados em campo, no gráfico monolog, a intensidade de campo
versus distância, tem-se o gráfico que é mostrado na figura 26.
53
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
1 10 100
Distância em km
Intensidade de campo dBuV
Okumura Hata Recepção com antena externa Atenuação do espaço livre
Figura 26 - Gráfico das intensidades de campo com antena externa
Observa-se que para locais muito próximos da estação transmissora os valores
levantados são inferiores aos calculados pelo modelo Okumura Hata, enquanto que para
distâncias maiores do que 3 km os valores obtidos são coerentes com o cálculo. A provável
causa dessa discrepância é a distribuição densa de altos edifícios nas proximidades da estação
que obstrui a propagação do sinal. Uma possível correção dessa deficiência poderia ser a
adoção de inclinação do lóbulo da antena, mas prejudicaria a cobertura em locais distantes da
torre de transmissão.
4.4.5 Teste com antena interna
Com o objetivo de verificar as condições de recepção no interior das residências com o
uso de antena interna, que corresponde a uma gama enorme de situação real, foram
executadas medições comparativas, primeiro usando antena externa e depois com antena
54
interna em duas posições: local aparentemente de melhor recepção e em local com maior
obstrução.
Os resultados foram tabulados e calculou-se a média nas três condições como mostra a
tabela 6:
Tabela 6 – Valores para recepção com antena interna
Distância do transmissor 3 km 5 km
Com antena externa
76,8 dB
µV 88,45 dBµV
Com antena interna em local de melhor recepção
53,84 dB
µV 64,93 dBµV
Com antena interna com maior obstrução
47,71 dB
µV 57,25 dBµV
Diferença entre antena externa e antena interna 22,96dB 23,52 dB
Diferença entre locais de maior e menor
recepção
6,12 dB 7,68 dB
Inserindo no gráfico os resultados das medições com antena interna e antena externa,
tem-se o gráfico abaixo, como mostra a figura 27:
55
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
110,0
1 10 100
Distância em km
Intensidade de campo dBuV
Recepção com antena interna em local de pior sinal Recepção com antena interna em local de melhor sinal
Okumura Hata Recepção com antena externa
Figura 27 - Gráfico de intensidade de campo com antena interna
4.4.6 Análise dos dados coletados em campo
Plotando os dados obtidos nas coletas em campo, obteve-se o gráfico, conforme ilustra
a figura 28, na qual a fim de comparação, plotou-se os principais canais da cidade de São
Paulo, que estão atualmente transmitindo com potência máxima de transmissão.
56
1
20
39
58
77
96
115
134
Globo
18 UHF
Record
20 UHF
SBT 28
UHF
Rede
TV 29
UHF
MTV 31
UHF
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
Intensidade de campo dBuV
Figura 28 – Nível de recepção dos principais canais na cidade de São Paulo com antena
externa
Através da análise deste gráfico, pode-se observar que em geral, apesar das antenas
transmissoras estarem em posições geográficas distintas e possuírem equipamentos distintos,
todas as emissoras possuem basicamente as mesmas características, o que revelam grandes
influências do relevo na propagação dos sinais.
Nota-se também, que o maior problema da TV Digital hoje, na cidade de São Paulo,
não é a falta de nível de sinal quando se considera a recepção com antena externa, pois em
todos os pontos testados o nível de sinal ficou acima do mínimo nível teórico testado de 51
dB
µV. O grande problema da TV Digital são as interferências que são agregadas ao sinal ao
longo do canal de propagação, como os multipercursos, o efeito
doppler e o ruído impulsivo.
As figuras 29, 30, 31, 32, 33 e 34 ilustram os níveis de recepção com antena externa
para todos os pontos testados com sinal da TV Globo digital. Até 10 Km em relação à estação
transmissora, não foi notado nenhum ponto onde não foi possível a recepção do sinal digital.
A partir de 15 Km, alguns pontos interessantes começam a surgir, onde possuem um nível de
57
sinal superior ao mínimo nível de sinal necessário, porém os receptores não conseguem abrir
o sinal de vídeo.
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
Intensidade de campo (dBuV)
Funciona
Não Funciona
Intermitente
1 Km
2 Km
Figura 29 – Intensidade de campo para radiais de 1 e 2 Km em relação a estação transmissora
58
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
Intensidade de campo (dBuV)
Funciona
Não Funciona
Intermitente
3 Km
5 Km
Figura 30 - Intensidade de campo para radiais de 3 e 5 Km em relação a estação transmissora
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
Intensidade de campo (dBuV)
Funciona
Não Funciona
Intermitente
7 Km
10 Km
Figura 31 - Intensidade de campo para radiais de 7 e 10 Km em relação a estação
transmissora
59
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
Intensidade de campo (dBuV)
Funciona
Intermitente
Não Funciona
Figura 32 - Intensidade de campo para radiais de 20 Km em relação a estação transmissora
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
Intensidade de campo (dBuV)
Funciona
Intermitente
Não Funciona
Figura 33 - Intensidade de campo para radiais de 30 Km em relação a estação transmissora
60
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
Intensidade de campo (dBuV)
Funciona
Não Funciona
Intermitente
40 Km
57 Km
Figura 34 - Intensidade de campo para radiais de 40 e 57 Km em relação a estação
transmissora
Quando comparada a qualidade de sinal da TV analógica com o sinal da TV digital,
observa-se que com a entrada da TV digital, a quantidade de pessoas que passam a ter uma
imagem com qualidade nota 5, segundo a classificação da ITU-R BT. 500-11, passa de 13,4%
da população para 87,8 % com uso de antena externa e para 78,4% com uso de antena interna.
Uma nota 5 segundo o
ranking ITU significa uma imagem sem nenhuma degradação, limpa e
com qualidade de DVD, no caso da transmissão analógica.
Por outro lado, com a TV analógica, apenas 3,2% da população não possuía nenhum
tipo de imagem. Com a TV digital, essa parcela sobe para 12,2 % com uso de antena externa e
para 21,6% com uso de antena interna. Esse fato é importante, pois as emissoras precisam
garantir que pelo menos aquelas pessoas que recebiam algum tipo de imagem com a TV
analógica, possam continuar assistindo TV aberta e gratuita, porém com muito mais qualidade
de imagem e som.
A tabela 7 ilustra a quantidade de pontos de recepção em que foi constatada a presença
de ruído impulsivo, outro fator degradante de muita relevância nas grandes cidades e que deve
61
ser levado em conta no desenvolvimento futuro de um modelo de canal para a cidade de São
Paulo.
Tabela 7 – Interferência por ruído impulsivo
Raio (Km) Número de pontos de recepção Porcentagem (%)
1 - 2 9 37,5
3 - 5 10 41,7
7 – 10 28 93,3
20 23 95,8
30 23 95,8
40 9 37,5
57 6 25,0
Total 108 64,3
Cerca de 2/3 dos pontos avaliados houve interferência por ruído impulsivo, que pode
ser constatado através da avaliação subjetiva da imagem analógica. As maiores fontes
geradoras desse tipo de interferência são os veículos automotores, motocicletas, ônibus e
caminhões que circulam pela cidade e também pelas linhas de transmissão de alta tensão de
energia elétrica.
A análise da resposta impulsiva do canal foi realizada para os dados coletados em
campo, através da reprodução destes arquivos em laboratório e análise através do analisador
de espectros Anritsu. A figura 35 ilustra a resposta impulsiva de um ponto da cidade de São
Paulo.
62
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
-40 -20 0 20 40
Atraso (us)
D/U (dB)
Ponto G063 30 Km Referência
Figura 35 – Delay profile para um ponto de recepção de 30 Km
A curva cor de rosa representa a resposta impulsiva de um canal sem nenhuma
interferência por multipercurso, ou seja, existe apenas um sinal chegando ao receptor. A curva
em azul representa a resposta impulsiva de um ponto de recepção situado a 30 Km de
distância da estação transmissora.
Os outros picos representam sinais que estão chegando ao receptor ao mesmo tempo
em que chega um sinal direto, porém com atraso, medido em micro segundos. O analisador de
espectros da Anritsu sempre procura o sinal mais forte para ser o principal e então sintonizá-lo
para fazer as análises. Com isso, devido às características do local de recepção, às vezes o
sinal que chega mais forte, nem sempre é o sinal que chega primeiro ao receptor,
caracterizado assim o que é chamado de pré-eco, ou seja, é o caso em que o receptor
sintoniza o sinal que chegou atrasado, pois este possui maior intensidade de campo. A figura
36 ilustra um sinal de pré-eco.
63
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
-20-18-16-14-12-10-8-6-4-2024681012141618202224262830
Atraso (us)
D/U (dB)
Ponto G027 10 Km
Referência
Figura 36 – Delay profile de um sinal com pré-eco
Através da análise do
delay profile, pode-se verificar a intensidade dos ecos que
chegam aos mais diversos pontos de recepção da cidade de São Paulo, bem como os atrasos
dos sinais refletidos nos prédios e construções que também chegam ao receptor. A tabela 8
ilustra os atrasos e intensidades médias para a cidade de São Paulo constatado nesse
levantamento de dados em campo.
Tabela 8 – Intensidade e atraso médios para cidade de São Paulo
Raio (Km) Pré-Eco Pós-Eco
- Intensidade (dB) Atraso (µs) Intensidade (dB) Atraso (µs)
1 - 2 15,89 -2,08 13,21 6,67
3 - 5 13,36 -1,68 14,76 13,49
7 – 10 17,70 -3,05 12,78 14,18
20 - - 10,28 6,41
30 - - 17,14 3,35
40 - 57 18,77 -2,67 13,56 1,47
64
Nota-se que os atrasos, em média, são pequenos em relação ao tamanho do intervalo
de guarda atualmente utilizado pelas emissoras que é de 1/16, o que representa um atraso
máximo de 63 µs. Constatou-se a existência de pré-ecos para as radiais menores que 10 Km e
também para as radiais entre 40 e 57 Km, que apresentaram atraso médio pequeno e baixa
intensidade.
65
5 CONCLUSÕES
Existe uma diferença média de aproximadamente 23 dB entre a recepção com antena
externa e antena interna. Este resultado mostra que existe condição de recepção de imagem
com uso de antena interna até a uma determinada distância, de aproximadamente 20 km em
relação à estação transmissora, como mostraram os resultados obtidos em campo. Para
localidades situadas mais distante do transmissor, o uso da antena externa é mandatório para
que haja uma recepção de imagem de boa qualidade.
Observa-se também uma discrepância entre os valores estimados pelo modelo de
Okumura Hata para distâncias muito próximas da estação transmissora, com um raio de até 5
km. Acima desta distância, a propagação segue na média, condizente com os valores teóricos
calculados. Este fato pode ser explicado devido à alta concentração de edifícios altos na região
central da cidade de São Paulo, o que dificulta e interfere gravemente na radiodifusão das
ondas eletromagnéticas.
Foi detectado, que em cerca de 2/3 dos pontos de recepção existe a interferência por
ruído impulsivo, principalmente gerado por motores de ignição dos carros e motos e por redes
de alta tensão utilizadas na distribuição de energia elétrica, caracterizando-se assim por ser
uma interferência bastante relevante nos estudos futuros de modelagem de canal aplicados à
cidade de São Paulo.
A interferência por multipercursos está presente em quase 100% dos pontos de
recepção, principalmente nos pontos localizados na região classificada com urbana densa, que
á a região mais próxima a torre de transmissão, abaixo de 5 km, fato explicado pela grande
concentração de prédio altos, ao redor dos pontos de recepção, e devido à geografia muito
acidentada da cidade.
A constatação de que os atrasos encontrados na cidade de São Paulo, são em média
menores que o intervalo de guarda, sugere a possibilidade de trocar-se o modo de transmissão
para um modo com menos portadoras, como o modo 2 , por exemplo, de forma a propiciar um
maior distanciamento entre as portadoras e melhorar a recepção em ambientes móveis. Outra
possibilidade seria a redução do intervalo de guarda para 1/32, possibilitando assim a
transmissão de uma maior quantidade de bits/s.
A entrada da TV digital no Brasil trouxe muitos benefícios para os telespectadores,
como a maior definição nas imagens, cores mais reais, sensação de profundidade, um maior
66
campo de visão etc., mas pode-se verificar a maior vantagem através dos testes realizados, que
foi a qualidade de imagem recebida pelos telespectadores. Antes, apenas 13,4% da população
possuíam uma imagem limpa, nítida e com qualidade semelhante ao DVD, o que passou para
87,8 % com a entrada da TV digital.
Estudos mais profundos são necessários, para garantir uma maior cobertura das
emissoras de TV, elevando ainda mais essa porcentagem de recepção com qualidade, para
próximo de 100% da população.
67
REFERÊNCIAS
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entrelaçador temporal em canais com ruído impulsivo
. 2004. 204 f. Dissertação (Mestrado
em Engenharia Elétrica)–Faculdade de Engenharia Elétrica e Computação, Universidade
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IEEE Trans. Broadcasting, v. 46, n. 2, pp.
101–113, jun. 2000.
70
APÊNDICE A
Artigo publicado nos anais do XXV Simpósio Brasileiro de Telecomunicações
(SBrT07), realizado nos dias 03 a 06 de setembro de 2007, em Recife, Brasil. Apresentado de
forma oral pelo autor.
XXV SIMPÓSIO BRASILEIRO DE TELECOMUNICAÇÕES – SBrT 2007, 03-06 DE SETEMBRO DE 2007, RECIFE, PE
Resultados dos testes de campo para o sistema
Brasileiro de TV Digital ISDTV
Danillo Ono, Fujio Yamada e Cristiano Akamine
Resumo— Em julho de 2006, o governo brasileiro
estabeleceu o sistema ISDTV como padrão de radiodifusão
terrestre para TV digital no Brasil. As principais inovações
foram à adoção do padrão de compressão de vídeo H264/AVC
para toda a transmissão e o uso do middleware desenvolvido no
Brasil. Este trabalho apresenta um estudo do sistema de
transmissão do ISDTV e resultados de testes de campo
realizados em São Paulo para avaliação do sistema. Os
procedimentos do teste de campo incluem a captura e
armazenamento dos sinais de RF, utilizando um sistema de
captura de RF, e posterior análise dos dados em laboratório.
Palavras-chave— TV Digital, ISDTV, Testes de campo,
Captura de RF, Recepção Portátil.
Abstract— In July, 2006, the Brazilian Government
established, the ISDTV as standard for digital terrestrial
broadcasting TV in Brazil. The main innovations of ISDTV
were the use of H264/AVC video coding in all transmissions
layers and the use of a brazilian developed middleware. This
work presents a summary of the new modulation scheme
(ISDTV) and the results of a field test carried out to evaluate
the new system performance, in Sao Paulo. The field test
procedure included the capture and record of the RF signal,
using a “RF capture” equipment and analyzing the results in
the laboratory.
Keywords— TV Digital, ISDTV, Field Tests, RF Capture,
Portable reception.
I. INTRODUÇÃO
No Brasil, as principais cidades estão localizadas perto ou
entre a costa e a serra, portanto, a maior parcela da
população, vive perto ou entre a costa e as montanhas. As
conseqüências desta geografia acidentada e montanhosa, na
transmissão de sinais de TV aberta, exigem o uso de técnicas
de modulação robustas, garantindo assim a qualidade do
sistema de comunicação.
A TV aberta no Brasil tem grande importância como meio
de comunicação em massa, uma vez que segundo
levantamento da Agência Nacional de Telecomunicações
(ANATEL), apenas 9,5% da população possui algum tipo de
TV paga, ou seja, todos os 90,5% restantes da população
recebem o sinal de TV aberta, através da utilização de uma
antena receptora, seja ela interna ou externa.
Em julho de 2006, o governo brasileiro estabeleceu como
padrão para transmissão de TV Digital no Brasil, o ISDTV
(International System for Digital TV), que utiliza um sistema
baseado na modulação BST-OFDM (Band Segmented
Transmission – Orthogonal Frequency Division
Multiplexing), similar ao utilizado pelo padrão japonês
(ISDB-T) [1].
O sistema ISDTV é composto por sete normas que
especificam o sistema de transmissão, codificação fonte,
multiplexação, terminal de acesso, direitos autorais,
codificação de dados e canal de retorno.
Danillo Ono, Fujio Yamada e Cristiano Akamine, Escola de Engenharia
Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, Brasil, E-mails:
d.ono@mackenzie.br, akamine@mackenzie.br e fyamada @mackenzie.br.
Este padrão de modulação, divide a banda de 6 MHz do
canal de TV em 14 segmentos de 428 kHz cada, o que
permite a transmissão simultânea de até 13 segmentos,
divididos em até 3 camadas, os quais possuem diferentes
graus de robustez, dependendo da aplicação.
As principais inovações do ISDTV foram a adoção do
sistema de compressão de vídeo H264/AVC para toda a
transmissão, ao invés da utilização do MPEG-2 e o uso do
middleware desenvolvido por brasileiros.
Para a análise do desempenho do novo sistema ISDTV, foi
utilizado um transmissor digital de 1kW, transmitindo no
canal 24 UHF (533 MHz) na cidade de São Paulo, onde
existem mais de 18 milhões de pessoas.
Os equipamentos foram ajustados para permitir a
transmissão no modo “12+1”: 12 segmentos transmitindo um
sinal HDTV para receptores fixos e 1 segmento destinado à
transmissão para receptores móvel-portáteis.
Os pontos de recepção, setenta e dois no total, foram
escolhidos através de circunferências traçadas com o centro
na estação transmissora, com distâncias de 2, 5 e 10 km da
torre.
Os procedimentos do teste de campo incluíram a análise
subjetiva da qualidade de áudio e vídeo nos pontos de
medição e a captura e armazenamento dos sinais de RF, para
posterior análise dos dados em laboratório.
Este artigo apresenta os resultados dos testes de campo
realizados na cidade de São Paulo utilizando o sistema
ISDTV.
Na Seção II será descrito o sistema ISDTV, considerando
os aspectos referentes à modulação. Os parâmetros de
medição, equipamentos de transmissão e recepção serão
descritos na Seção III. A Seção IV apresenta a análise dos
resultados dos testes e por fim, na Seção V as conclusões.
II. O
SISTEMA ISDTV
O sistema ISDTV, utiliza a modulação BST-OFDM, que
consiste em dividir a banda de 6 MHz do canal de TV em 14
segmentos de 428,57 kHz cada, chamados de segmentos
OFDM, como mostra a Figura 1. Esses segmentos podem ser
combinados em grupos, formando até 3 camadas
hierárquicas, que aqui são chamadas de camadas A, B e C,
cada qual podendo transmitir o mesmo ou diferentes
programas, com diferentes graus de robustez cada.
A codificação de canal, para cada layer, pode ser
configurada para diversos graus de robustez, dependendo da
exigência de cada aplicação. O segmento localizado no
centro do canal é chamado de segmento “0” e quando existe
transmissão de conteúdo para dispositivos móvel-portáteis,
este é o segmento utilizado.
XXV SIMPÓSIO BRASILEIRO DE TELECOMUNICAÇÕES – SBrT 2007, 03-06 DE SETEMBRO DE 2007, RECIFE, PE
1 Segmento
TV
Programas
HDTV
Layer
A
Layer
C
Layer
B
Codificação
de Canal
Quadro
OFDM
Espectro de Transmissão
Espectro de Transmissão
Segmentos
OFDM
Receptor Fixo
ou Móvel
Receptor
Móvel Portátil
Fig. 1. Conceito do sistema de modulação BST-OFDM utilizado no ISDTV
Os segmentos são numerados do centro para as laterais,
mantendo os segmentos pares a direita do zero e os
segmentos ímpares a esquerda do zero, como mostra a figura
2.
11
9
75310246810 12
428,57 kHz
Recepção
Móvel-portátil
5,571 MHz
6 MHz
Fig. 2. Enumeração dos segmentos no espectro digital .
Do lado da recepção, cada receptor escolhe o layer, que
vai decodificar. Para isso, o transmissor envia além dos
dados referentes ao áudio e vídeo codificados, portadoras
pilotos que levam informações que permitem ao receptor
auto configurar-se, de acordo com os parâmetros que estão
sendo utilizados na transmissão. Essas pilotos são chamadas
de TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration
Control).
A. Transmissão
A figura 3 mostra um diagrama de blocos que compõe o
sistema ISDTV. As entradas de dados A, B ou C, codificadas
previamente em H.264, são multiplexadas para serem
submetidas a um único codificador Reed Solomon [2].
Depois, o feixe de dados é novamente dividido, de acordo
com as configurações do codificador convolucional e de
modulação, escolhidas previamente para cada segmento
OFDM.
Os dados são novamente agrupados em um único bloco, o
que significa que se pode ter ao mesmo tempo, em um
mesmo canal de televisão, um sinal destinado a receptores
fixos, receptores móveis e receptores móvel-portáteis.
Os parâmetros de modulação OFDM, a taxa do
codificador convolucional e o tempo do entrelaçador
temporal podem ser especificados de forma independente
para cada camada.
A
B
C
Transmissor
Re-multiplexador
R
e
e
d
S
o
l
o
m
o
n
D
i
v
i
s
o
r
Convolucional
Convolucional
Mapeamento
Temporal
M
o
d
u
l
a
ç
à
o
O
F
D
M
U
p
c
o
n
v
e
r
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-
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-
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n
t
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l
a
ç
a
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r
T
e
m
p
o
r
a
l
De-mapeamento
Viterbi
R
e
e
d
S
o
l
o
m
o
n
A, B or C
Receptor
Codificação de canal Modulação
RF
Seleção do Layer de acordo com o serviço
Convolucional
Mapeamento
Mapeamento
E
n
t
r
e
l
a
ç
a
d
o
r
A
m
p
l
i
f
i
c
a
d
o
r
R
F
Fig. 3. Diagrama em blocos do sistema ISDTV
O sistema permite a definição de até 3 camadas, sendo que
um segmento pode ser utilizado para transmissão móvel-
portátil, sendo considerado como uma camada. O número de
segmentos e os parâmetros podem ser configurados para
cada camada, pelo transmissor, de acordo com suas
necessidades.
B. Modos de Transmissão
O número de portadoras em um símbolo OFDM são
identificados como modos de transmissão 1, 2 e 3. O número
de portadoras depende do modo utilizado, mas a taxa de bits
não é alterada para os três modos. Para cada modo existem
diferentes configurações para intervalo de guarda,
codificador convolucional e período do entrelaçador
temporal, como mostra a tabela 1 [3].
TABELA 1
P
ARÂMETROS DO SISTEMA ISDTV
Parâmetros de
configuração
Valores do ISDTV
Número de
segmentos
13
Segmentação de
Banda (kHz)
6 000/14 = 428,57
Modos de
transmissão
1 2 3
Banda útil do canal
(MHz)
5,575 5,573 5,.752
Número de
portadoras por
segmento
108 216 432
Número total de
portadoras
1405 2809 5617
Espaçamento entre
portadoras
3,968 Hz 1,984 Hz 992 Hz
Tamanho do símbolo
(µs)
252 504 1008
Modulação
QPSK, 16QAM, 64QAM
Modo 1/4 1/8 1/16 1/32
1 63 31,5 15,75 7,875
2 126 63 31,5 15,75
Tamanho do
Intervalo de Guarda
(∆) em (µs)
3 252 126 63 31,5
1 315 283,5 267,75 259,87
2 628 565 533,5 517,75
Tamanho total do
símbolo
T
S
= (T
U
+ ∆) em (µs)
3 1260 1134 1071 1039,5
Número de símbolo
por quadro
204 OFDM símbolos
Codificador Externo
Reed Solomon (204,188)
Codificador
Convoluciona
1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8
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C. Configuração básica da codificação de canal
As informações transmitidas através do sistema ISDTV
consistem de um fluxo de dados, chamado de TS (Transport
Stream), que é constituído de uma série de TSP (Transport
Stream Packets). A quantidade de pacotes depende do modo
e as configurações de cada segmento OFDM. Esses
segmentos são submetidos à codificação de canal, para
aumentar sua robustez perante as interferências, como
descritos a seguir [4]:
• Reed Solomon, acrescenta aos dados, 16 bytes de
redundância ao TSP, para correção de eventuais
erros em rajada;
• Dispersor de Energia, tem como função espalhar
seqüências longas de zeros ou uns, que poderiam
gerar concentrações de energia, causando
interferência intersimbólica.
• Entrelaçador de Bytes, espalha os pacotes do
Reed Solomom, aumentando mais a eficiência
contra erros de bloco.
• Codificador convolucional, com taxa mãe de 1/2
e opções de puncionamento variável, para ajustar
a taxa de correção de erros.
D. Mapeamento e modulação
O mapeamento consiste na distribuição dos dados á serem
modulados, de acordo com a configuração desejada. A
Tabela 2 mostra o número de bits em cada portadora:
T
ABELA 2
M
ODULAÇÃO DO FLUXO DE BITS
Modulação QPSK 16QAM 64QAM
Fluxo de Bits
2 4 6
Na modulação hierárquica, dois ou três fluxos de dados
são modulados e transmitidos ao mesmo tempo. A camada
mais robusta utiliza a modulação QPSK, e a camada menos
robusta utiliza a modulação 64 QAM.
A codificação de canal e a transmissão hierárquica,
permitem que diferentes parâmetros de transmissão sejam
configurados e transmitidos simultaneamente no mesmo
canal.
Portadoras pilotos (TMCC, AC1 e AC2, SP e CP) são
inseridas aos segmentos de dados, no quadro OFDM. Os 13
segmentos são submetidos à IFFT (Inverse Fast Fourier
Transform), realizando a modulação OFDM.
Neste ponto, é inserido o intervalo de guarda, que pode ser
configurado pelo transmissor. O IG consiste em uma
extensão cíclica do símbolo OFDM, como mostra a figura 4,
que é inserido no início do símbolo OFDM, o qual não
transporta nenhuma informação útil.
I.G.(
∆
)
Tempo útil do símbolo OFDM(Tu)
Dura ç ão do s í mbolo OFDM ( Ts )
Fig. 4. Inserção do intervalo de guarda (IG)
III. TESTES DE CAMPO
Testes de campo foram realizados em outras cidades do
mundo [5-6], porém utilizou-se o sistema de modulação
adotado naquele país, o ATSC 8-VSB. A metodologia
aplicada nos testes do ISDTV aqui apresentada foi baseada
na metodologia utilizada nos artigos [5-6], uma vez que os
resultados neles apresentados não se aplicam à realidade das
cidades brasileiras.
A cidade de São Paulo, em sua área metropolitana, onde
foram realizados os testes de campo no Brasil, possui mais
de 18 milhões de habitantes. A ocorrência de multipercursos
é uma realidade permanente em todas as regiões da cidade,
devido à irregularidade do relevo e principalmente aos
inúmeros edifícios espalhados pela cidade.
O ruído impulsivo é outra interferência presente em
muitos pontos da cidade, uma vez que 50 % da frota de
veículos possuem mais de 10 anos de idade. O ruído
impulsivo é gerado através do chaveamento de motores que
utilizam faísca, como motores automotivos, eletrodomésticos
como o secador de cabelo, liquidificador, furadeira etc.
Foi realizado testes de campo para o ISDTV, utilizando
um transmissor de UHF sintonizado no canal 24 (533 MHz),
com 1 kW de potência, utilizando uma antena com ganho de
8 dB, instalada na torre de transmissão da TVA (Grupo
Abril), de aproximadamente 100 m de altura. A torre de
transmissão fica localizada no Sumaré, um dos pontos mais
altos da cidade de São Paulo.
Utilizando a estação transmissora como centro, foram
traçadas 24 radiais espaçadas entre si de 15º, com raios de 2,
5 e 10 km da estação.
Fig. 5. Unidade móvel de testes de campo
Em cada ponto de recepção, foram testados com a unidade
móvel de testes de campo, utilizando uma antena de recepção
Schaffner com 18 dB de ganho, instalada no topo de um
mastro retrátil de 10 m de altura, como mostra a figura 5.
A etapa de captura dos sinais consiste em receber o sinal
com a antena, esse sinal passa por um divisor (Mini-Circuits)
e então, uma amostra vai para o analisador de espectros,
outra é ligada ao receptor de TV Digital, e uma terceira parte
entra no sistema de captura de RF da Eiden.
O primeiro passo é a realização de uma filtragem do sinal,
através de um filtro passa-faixas seletivo, ou seja, com ajuste
para o canal desejado. Uma vez filtrado, o sinal é então
convertido para uma freqüência intermediária (FI) de 44
MHz e posteriormente passa por um sistema de digitalização,
XXV SIMPÓSIO BRASILEIRO DE TELECOMUNICAÇÕES – SBrT 2007, 03-06 DE SETEMBRO DE 2007, RECIFE, PE
aonde é amostrado a uma freqüência de 21,5244755244
MHz e armazenado em um disco rígido de 100 Gbytes (HD).
A figura 6 ilustra o diagrama em blocos do sistema de
captura de RF.
Filtro Passa Faixa
Eiden 4406A-003
Splitter
Mini-circuits 1- 3
Analisador de Espectro
Anritsu MS8901A
Downconverter
Eiden 5212B-003
Conversor A/D
Eiden 4406A-101
RF Capture
Eiden 4406A-002
Receptor
(Setup Box)
Monitor TV
123
Fig. 6. Diagrama em blocos do sistema de captura de RF
A. Testes realizados em campo
O modulador foi ajustado para transmitir na configuração
conhecida como “12+1”, o que significa que ao mesmo
tempo transmitiu-se um sinal HDTV, utilizando 12
segmentos, com modulação 64QAM, modo 3, FEC de 3/4,
intervalo de guarda de 1/16 e time interleaving de 0,2 s.
Para o segmento “0”, foi utilizada uma modulação mais
robusta, uma vez que este segmento foi destinado à recepção
móvel-portátil. Utilizou-se o QPSK, com FEC de 2/3 e time
interleaving de 0,4 s.
Em cada ponto de recepção, foi analisada a qualidade de
imagem do sinal HDTV, do receptor móvel-portátil e de um
sinal analógico do canal 32 UHF, que é transmitido da
mesma torre que foi utilizada para o teste.
Foram anotados os valores da intensidade do sinal
recebido, tanto para o sinal analógico como para o sinal
digital, com a antena direcionada para a torre de transmissão
e posteriormente direcionada para o maior nível de sinal
encontrado naquele ponto. Ambos os sinais foram
capturados e armazenados utilizando os equipamentos de
captura de sinais de RF, para posterior análise em
laboratório.
Durante os testes de campo foram levadas em
consideração, características do local de recepção, como a
presença obstáculos à recepção do sinal, como prédios,
torres, casas, árvores, indústrias, tráfego de veículos, linhas
de transmissão de energia, efeito Doppler etc, dados que
foram utilizados para ajudar nas análises do sinal em
laboratório [7].
B. Testes em laboratório
Os sinais capturados em cada ponto de recepção do teste
de campo, foram recuperados e gerados no mesmo canal 24
UHF, utilizando à mesma intensidade de potência verificada
em campo.
Utilizando os equipamentos de laboratório foi realizada
uma análise do chamado “Delay Profile”, que consiste na
análise da quantidade de multipercursos presentes no sinal
recebido.
Na seqüência, foi realizado um teste de desempenho da
robustez do sinal, injetando-se ruído branco gaussiano até o
limiar de percepção, quando a imagem começa a apresentar
artefatos (blocos) [8]. Foi medido a intensidade do ruído N
i
(dBm) para o canal de 6MHz e calculado a relação
Sinal/Ruído (dB).
IV. A
NÁLISE DOS RESULTADOS DOS TESTES
A. Caracterização dos pontos de recepção
Para obtermos uma boa caracterização do ambiente de
recepção estudado e estabelecer uma relação entre os valores
encontrados com as características do meio foram
estabelecidos seis critérios:
A: Caracterização pelo tipo de região;
B: Caracterização pelo perfil sócio-econômico;
C: Tráfego de veículos;
D: Altitude dos pontos de recepção;
E: Caracterização da altura das construções próximas,
F: Caracterização da vegetação.
A tabela 3 ilustra a porcentagem dos pontos de recepção
para cada critério definido.
TABELA 3
C
LASSIFICAÇÃO DOS PONTOS DE RECEPÇÃO POR CRITÉRIOS DEFINIDOS
Critérios Distância 2km 5km 10km
A Tipo de região
1 Urbana Central 8% 21% 38%
2 Urbana 92% 46% 50%
3 Periferia - 33% 12%
4 Rural - - -
B Caracterização Sócio-econômica
1 Industrial - 4% 12%
2 Comercial 30% 33% 14%
3 Residencial 62% 46% 67%
4 Mista 8% 17% 4%
C Tráfego de veículos
1 Alto 17% 21% 13%
2 Médio 33% 42% 29%
3 Baixo 50% 37% 58%
D Altitude do ponto de recepção
1 Alto 21% 25% 33%
2 Médio 21% 25% 17%
3 Baixo 58% 50% 50%
E Altura das construções ao redor
1 Alto 17% 25% 9%
2 Médio 46% 29% 33%
3 Baixo 37% 46% 50%
F Vegetação
1 Muito Arborizada 13% 9% 8%
2 Arborizada 25% 29% 17%
3 Pouco Arborizada 37% 29% 33%
4 Sem Arborização 25% 33% 42%
Comentários gerais:
- Para o raio de 2 km, os locais analisados foram
predominantemente na área urbana (92%), residencial
(62%), com baixo tráfego de veículos (50%), localizados em
XXV SIMPÓSIO BRASILEIRO DE TELECOMUNICAÇÕES – SBrT 2007, 03-06 DE SETEMBRO DE 2007, RECIFE, PE
locais baixos (58%), cercado de construções médias (46%) e
com pouca arborização (37%).
- Para o raio de 5 km, os locais foram predominantemente
na área urbana (46%), residencial (46%) mas dividem espaço
com atividades comerciais (33%), com médio tráfego de
veículos (42%), localizados em locais baixos (50%), cercado
de construções baixas (46%) e sem arborização (33%).
- Para o raio de 10 km, os locais foram
predominantemente na área periférica da cidade (50%),
residencial (67%), com baixo tráfego de veículos (58%),
localizados em locais baixos (50%), cercado de construções
baixas (58%) e com sem arborização (42%). É a região que
apresenta maior atividade industrial.
B. Parâmetros avaliados e resultados obtidos
No geral, os resultados para a recepção fixa de TV Digital
mostraram que o receptor comportou-se perfeitamente em
todos os pontos analisados. O receptor móvel-portátil,
apresentou problemas na imagem em 8 dos 72 pontos de
recepção, quando o teste foi realizado dentro do veículo, dos
quais, em apenas 2 pontos não foi possível receber o sinal
dentro do veículo de testes, porém ao realizar o mesmo teste
do lado de fora do veículo, o receptor comportou-se
perfeitamente bem.
Os sinais capturados foram analisados em laboratório para
a identificação das interferências presentes nos locais de
recepção. Foram analisados os seguintes parâmetros:
1) Nível de sinal recebido
Para a análise, o nível de sinal recebido foi classificado em
quatro categorias:
Sinal forte: 80 dBµV/m a 70 dBµV/m
Sinal bom: 70 dBµV/m a 60 dBµV/m
Sinal fraco: 60 dBµV/m a 50 dBµV/m
Sinal muito fraco: abaixo de 50 dBµV/m
De acordo com estes critérios, foi estabelecida a tabela 4,
que ilustra o número de pontos de recepção de acordo com o
nível de sinal recebido.
TABELA 4
N
ÍVEL DE SINAL RECEBIDO
Raio km
Nível de Sinal
2 5 10
Forte
3 7 0
Bom
11 7 3
Fraco
5 3 7
Muito Fraco
5 7 14
Para o raio de 2 km, nota-se o grande número de locais
que apresentam nível de sinal fraco ou muito fraco, mesmo
estando localizados próximos á estação transmissora. Este
comportamento, pode ser justificado pela tabela 3, que
indicam locais de recepção baixos e envoltos por construções
médias.
Para o raio de 5 km, observa-se o aumento do número de
locais com nível de sinal muito fraco, o que através da tabela
3, indica ser devido à baixa localização dos pontos de
recepção.
Para o raio de 10 km, apresentou resultado esperado, com
níveis de sinal fraco e muito fraco predominante (21), uma
vez que se aumentou a distância da estação transmissora.
2) Relação Sinal/Ruído na entrada do receptor
Esta relação foi obtida através da inserção de ruído branco
gaussiano (N
i
) na entrada do receptor, o qual foi lentamente
aumentado até alcançar o limiar de recepção C/N. Quanto
menos interferido for o sinal recebido S
i
, mais a relação S
i
/N
i
(dB) aproxima-se do valor teórico C/N. O valor de C/N
obtido em laboratório foi de 18,11 dB.
Os sinais recebidos foram classificados em três categorias
de acordo com a relação obtida. A tabela 5 ilustra os
resultados obtidos.
Margem alta: 18,1 dB ≤ S
i
/N
i
≤ 19,1 dB
Margem média: 19,1 dB ≤ S
i
/N
i
≤ 21,1 dB
Margem baixa: S
i
/N
i
> 21,1 dB
TABELA5
L
OCAIS DE RECEPÇÃO X MARGEM
Raio
Margem
2km 5km 10km
Alta
15 8 1
Média
1 6 5
Baixa
8 10 18
Para o raio de 2 km foi obtido um resultado inesperado, a
grande quantidade de locais com baixa margem, fato que
pode ser explicado devido à existência de construções altas e
médias ao redor do ponto de recepção. Para os demais raios,
os resultados foram os esperados.
3) Multipercurso
A degradação por multipercursos representa a
interferência mais significativa para a recepção de TV
Digital, uma vez que 90,5% da população brasileira recebem
o sinal proveniente de uma antena.
Esta análise expressa à quantidade de pré-ecos e pós-ecos,
com seus atrasos e níveis de sinal associados. Foi definido o
sinal mais forte como sendo o sinal principal. A tabela 6
mostra a quantidade de pré-ecos em cada local de recepção.
TABELA 6
Q
UANTIDADE DE PRÉ-ECOS
Raio de 2km Raio de 5km Raio de10km
Número
Pré-ecos
Número
de locais
Número
Pré-ecos
Número
de locais
Número
Pré-ecos
Número
de locais
1 2 1 2 1 4
2 3 2 4 2 0
3 6 3 5 3 1
4 4 4 2 4 1
5 3 5 1 5 1
6 0 6 0 6 2
7 1 7 0 7 2
8 1 8 0 8 1
9 0 9 0 9 0
10 1 10 0 10 0
Total 21 Total 14 Total 12
Nota-se que para o raio de 2 km, existem apenas 3 pontos
de recepção que apresentam apenas pós-ecos.
Para o raio de 5 km, existem 10 pontos de recepção
apresentando apenas pós-ecos e para o raio de 10 km,
XXV SIMPÓSIO BRASILEIRO DE TELECOMUNICAÇÕES – SBrT 2007, 03-06 DE SETEMBRO DE 2007, RECIFE, PE
existem 12 locais de recepção com apenas pós-ecos.
TABELA 7
A
TRASOS PARA O PÓS E PRÉ-ECOS
Pré-ecos Pós-ecos
Raio
Maior
atraso
(µs)
Média dos
atrasos (µs)
Maior
atraso (µs)
Média dos
atrasos (µs)
2km
-9,97 -2,68 +32,24 +6,67
5km
-3,69 -1,68 +55,70 +13,49
10km
-7,01 -3,05 +34,82 +14,18
A tabela 7 mostra os valores máximos e a média,
encontrados para os atrasos, tanto dos pré-ecos, como dos
pós-ecos.
Para o raio de 2 km, a presença de pré-ecos com valores
fortes, os quais são mais degradantes para o sinal que os pós-
ecos, e com atrasos maiores que -9,97 µs, indicam uma
região com muitos obstáculos, como mostrou a tabela 3, a
presença de 63% de prédios de média e alta atura.
Para o raio de 5 km, quando comparado com o raio de 2
km, nota-se uma queda no número de pré-ecos, de 21 para
14 e o aumento de pós-ecos, de 3 para 10. Os valores de
atrasos para os pré-ecos diminuíram, mas por outro lado o
valor máximo de atraso para o pós-eco aumentou para
+55,5µs.
Para os valores encontrados no raio de 10 km, não
apresentaram mudanças significativas em relação ao raio de
5 km, apenas o decréscimo do atraso máximo encontrado
para o pós-eco, ficando bastante próximo do valor
encontrado para o raio de 2km.
4) Ruído Impulsivo
A avaliação do ruído impulsivo foi possível apenas através
da observação do sinal analógico de TV, pois o mesmo
manifesta-se de forma característica na imagem da TV.
Enquanto realizou-se a medição e análise do sinal
analógico do canal 32 UHF, foi verificada a presença ou
ausência da interferência por ruído impulsivo. A origem
destes ruídos foram em 30% dos casos devido á presença de
linhas de transmissão de energia próximo ao ponto de
recepção e em 70 % dos casos devido à presença de
automóveis, motocicletas ou caminhões transitando
próximos ao ponto de recepção.
A tabela 8 mostra a quantidade de locais onde foram
encontrados a presença de ruído impulsivo.
TABELA 8
P
RESENÇA DE RUÍDO IMPULSIVO
Raio
Número de
pontos de
recepção
Porcentagem
%
2km
7 29%
5km
7 29%
10km
10 52%
A presença de ruído impulsivo em 52% dos locais de
recepção para o raio de 10 km, indica a presença de muita
atividade industrial na região, a grande presença de linhas de
transmissão e ao grande tráfego de automóveis.
V. C
ONCLUSÕES
Podem-se concluir através dos testes de campo algumas
características da propagação e condições de recepção dos
sinais de TV Digital em uma cidade de grande porte como a
cidade de São Paulo, como:
• O sinal de HDTV do sistema ISDTV apresentou
uma robustez satisfatória em todos os 72 pontos
de recepção selecionados, mesmo na presença de
interferências de todos os tipos .
• A recepção do sinal móvel-portátil, mostrou-se
satisfatória em 62 pontos de recepção, quando
recebido dentro do veículo de testes, o que
representa uma degradação ainda maior para o
sinal. Este número representa 86% dos pontos de
recepção avaliados.
• Existe uma grande relação entre sinal fraco de
recepção (≤ 60 dBµV/m) e uma margem de
recepção baixa (S
i
/N
i
> 21,1 dB). Em todos os
pontos que apresentaram sinal fraco ou muito
fraco (41), 36 apresentaram uma baixa margem.
• A degradação por multipercursos é a principal
interferência ao sinal digital. Dos 72 pontos de
recepção estudados, em 16 constatou-se a
presença de ecos fortes (0-12 dB) e em 47
pontos, presenciou-se a existência de ecos médios
(12- 24 dB).
• Em cerca de 33 % dos locais de recepção
avaliados, houve a presença de ruído impulsivo,
capaz de degradar o sinal digital de forma
significativa, o que demonstra que este tipo de
interferência tem relevância nos estudos de
performance do sinal digital.
Como trabalho futuro, pretende-se analisar em campo
e em laboratório, as condições de recepção utilizando
antena interna. Esta pesquisa foi em parte financiada
pelo fundo de incentivo à pesquisa do Instituto
Presbiteriano Mackenzie (MACKPESQUISA).
R
EFERÊNCIAS
[1] Transmission System for digital terrestrial broadcasting, ARIB
Standard STB-31, Ver. 1.6 EI, Nov. 2005.
[2] Error correction, data framing, modulation and emission Method for
digital terrestrial television broadcasting, ITU-R BT. 1306-3.
[3] M. Uehara, M. Takada, and T. Kuroda, “Transmission scheme for
theterrestrial ISDB system,” IEEE Trans. on Consumer Electronics,
vol.45, no. 1, pp. 101–106, Feb. 1999.
[4] M. Takada and M. Saito, “Transmission System for ISDB-T”,
Proceedings of the IEEE, Volume 94, Número 1, Jan. 2006.
[5] A. Semmar, J-Y. Chouinard, V.H. Phan, X. Wang, Y. Wu, S. Laflèche,
“Digital Broadcasting Television Channel Measurements and
Characterization for SIMO Mobile Reception”, IEEE Transaction on
Broadcasting, Volume 52, Número 4, Dec. 2006.
[6] S. I. Park, Y-T. Lee, J. Y. Lee, S. W. Kim, S. I. Lee, “Field Test
Results of the E-VSB System in Korea”, IEEE Transaction on
Broadcasting, Volume 33, Número 1, Mar. 2007.
[7] G. Bedicks, F. Yamada, Francisco Sukys, C. Dantas, L. T. M.
Raunheitte, C. Akamine, “Results of the ISDB-T System Tests as part
of Digital TV Study Carried Out in Brazil”, IEEE Transaction on
Broadcasting, Volume 52, Número 1, Mar. 2006.
[8] F. Yamada, F. Sukys, G. Bedicks Jr, C. Akamine, L.T.M. Rauneitte, C.
Dantas, Revista Mackenzie de Engenharia e Computação, Ano 5,
Numero 5, São Paulo, 2004.
[9] Y..Wu, E. Pliszka, B. Caron, P. Bouchard, G. Chouinard, “Comparison
of Terrestrial DTV Transmission Systems: The ATSC 8 VSB, the
DVB-T COFDM, and the ISDB-T BST-OFDM”, IEEE Transaction on
Broadcasting, Volume 46, Número 2, Jun. 2006.
77
ANEXO A
Planilha com valores levantados nos testes de campo, para utilização de antena interna
Nível recebido com
antena interna em
ponto de maior
obstrução (dµV)
Nível recebido com
antena interna em
ponto de menor
obstrução (dµV)
Radial
(Km)
Nº
ponto
GLOBO GLOBO
3 145 54,6 59,7
3 146 46,2 54,3
3 147 46,8 54,5
3 148 48,4 61,5
3 149 45,2 50,1
3 150 57,8 60,5
3 151 47,5 57,2
3 152 47,1 52,2
3 153 44,8 49,6
3 154 45,2 48,3
3 155 40,6 43,4
3 156 48,4 54,8
Nível médio
47,7 53,8
5 13 48,3 53,8
5 14 56,4 61,4
5 15 52,6 60,1
5 16 51,0 58,0
5 17 63,3 66,4
5 18 50,7 56,8
5 19 51,2 56,1
5 20 55,4 65,3
5 21 52,2 66,1
5 22 45,5 52,8
Nível médio
52,7 59,7
10 28 41,4 47,4
10 29
52,7 58,0
10 30 35,2 37,7
10 31 53,6 58,3
10 32 46,5 50,5
10 33
44,4 54,4
10 34 46,6 53,4
78
Nível médio
45,8 51,4
20 39 37,2 39,4
20 40 38,3 42,8
20 41 36,0 37,6
20 42 37,4 40,8
20 43 39,4 44,8
20 44 36,7 38,0
20 45 40,4 47,1
Nível médio
37,9 41,5
dB
Perda
GLOBO
21,7
Balloon 4
79
ANEXO B
Planilha com valores levantados nos testes de campo, para utilização de antena externa.
Nível recebido a 10
metros de altura
com antena externa
(dµV)
Radial
(Km)
Graus
Nº
ponto
GLOBO
Avaliação subjetiva da qualidade
do sinal analógico CH 5
1 30 1 65,2 MP LEVE, RI LEVE
1 60 2 65,7 MP, DES
1 90 3 83,2 MP LEVE,RI LEVE
1 120 4 96,7 RUIDO, MP LONGOS, PSINC
1 150 5 77,7 MP LEVE
1 180 6 76,7 DOP, MP FORTE, PCRO
1 210 7 83,7 MP LEVE
1 240 8 81,7 MP LEVE
1 270 9 82,7 MP
1 300 10 69,7 MP, DOP
1 330 11 72,7 MP, RI LEVE
1 360 12 66,7 RI, MP
Nível médio
76,9 -
2 10 133 63,7 RI LEVE, DOP LEVE, MP
2 40 134 68,7 MP
2 70 135 71,9 MP
2 100 136 72,7 MP, RI LEVE
2 130 137 73,7 MP LEVE,RI LEVE
2 160 138 69,7 MP FORTE, RI, PSINC
2 190 139 71,2 MP LEVE,RI LEVE
2 220 140 81,5 MP LONGO LEVE
2 250 141 71,7 MP LEVE E LONGO
80
2 280 142 73,2 MP FORTE
2 310 143 69,4 RI, MP
2 340 144 68,2 MP LEVES,RI LEVE
Nível médio
71,3 -
3 20 145 74,7 MP LEVE
3 50 146 79,7 MP LEVE, RI LEVE
3 80 147 69,7 MP, PCRO, RI, INTER
3 110 148 72,7 MP
3 140 149 66,7 MP LEVE E RI
3 170 150 83,7 MP, RI
3 200 151 79,9 MP, RI LEVE
3 230 152 78,7 -
3 260 153 83,7 RI LEVE, MP
3 290 154 78,2 MP
3 320 155 68,7 MP LEVE
3 350 156 85,2 -
Nível médio
76,8 -
5 30 13 102,7 MP LEVE
5 60 14 89,2 RI, MP
5 90 15 70,7 RI, MP, LEVE DOPPLER
5 120 16 74,5 FORTE FANASMA, LEVE DOP
5 150 17 80,7 MP
5 180 18 74,6 MP
5 210 19 71,2 RI MÉDIO
5 240 20 83,2 LEVISSIMO MP
5 270 21 87,0 MP LONGOS
5 300 22 75,7 DOP,MP LONGOS
Nível médio
81,0 -
7 15 157 72,7 MP LONGO E FRACO, RI
81
7 45 158 77,7 MP FORTE, RI
7 75 159 98,2 RI FORTE, MP LEVE
7 105 160 81,7 MP FORTE E LONGO, RI
7 135 161 85,7 MP LONGO E FRACO, RI
7 165 162 69,7 RI, MP LONGO E FORTE
7 195 163 86,7 MP FORTE
7 225 164 86,7 RI FORTE, MP LONGO
7 255 165 72,7 RI FORTE, MP FORTE
7 285 166 85,7 RI FORTE, MP FORTE
7 315 167 83,7 RI, MP
7 345 168 88,7 RI LEVE, MP LONGO
Nível médio
82,5 -
10 120 28 74,7 RI FORTE, MP
10 150 29 82,7 RI, MP FORTE
10 180 30 65,7 RI, MP FORTES,PSINC, DOP
10 210 31 88,7 MP FORTE
10 240 32 61,7 RI, MP FORTE, PSINC, DOP
10 270 33 85,7 MP LEVE
10 300 34 84,7 MP FORTE, RI,
Nível médio
77,7 -
20 45 39 57,1 RI FORTE, MP FORTE, DES
20 60 40 70,7 RI FORTE, MP LEVE
20 75 41 70,7 RI LEVE, MP CURTOS
20 90 42 66,7 RI FORTE, MP FORTE
20 105 43 69,2 RI FORTE, MP CURTOS FORTES
20 120 44 66,7 RI FORTE, MP
20 135 45 62,7 RI, MP FORTE, PSINC
Nível médio
66,3 -
82
30 45 61 70,7 RI FORTE, MP LEVE, INT
30 60 62 78,7 RI FORTE, MP FORTE, INT
30 75 63 68,2 RI FORTE, MP E INT
30 90 64 77,7 RI, MP CURTO
30 105 65 79,7 RI LEVE, MP
30 120 66 53,4 RI LEVE, MP CURTOS
30 135 67 62,6 RI FORTE, MP LEVE
30 120 68 60,3 RI FORTE, MP LEVE
30 45 69 59,2 RI FRACO, MP FRACO
30 60 70 60,8 RI, MP FORTE
30 75 71 54,7 RI, MP
30 90 72 58,7 RI FORTE
30 105 73 62,7 RI FRACO
30 120 74 60,2 RI FORTE, DES FORTE
30 135 75 57,2 RI FORTE
30 120 76 53,7 RI,MP FRACO
30 105 78 52,7 RI, MP
30 120 79 59,2 RI FORTE, DES
30 135 80 60,7 RI, DES
30 120 81 55,7 DES FORTE, PCRO
Nível médio
62,3 -
40 45 89 70,2 RI LEVE, MP LEVE,
40 60 90 60,7 RI, MP LONGO, DES
40 75 91 56,7 RI, MP LEVE
40 90 92 52,7 RI,DES
40 105 94 56,7 RI, MP, DES
40 120 95 62,7 FORTE DES, RI FORTE
40 135 96 52,7 RI FORTE, MP LONGO
40 120 99 53,3 RI, MP FRACO
40 45 101 53,4 PCRO, PSINC, FORTE DES
40 60 102 61,7 RI, DES
83
40 75 103 52,8 RI FORTE, MP
40 90 106 55,3 MP, DOP
Nível médio
57,4 -
57 45 112 51,7 DES FORTE,
57 60 113 61,7 DES, RI FORTE, MP
57 75 114 60,7 RI, DES
57 90 123 53,4 FORTE RI, DES
57 105 125 57,4 RI FORTE, INT, MP DIVERSOS
57 120 126 53,3 RI, MP, DES
57 135 127 52,7 RI FORTE, INT, PSINC, MP
57 120 130 53,1 RI, MP, DES
MP = Multipercurso ou fantasma RI = Ruído impulsivo
PSINC = Perda de sincronismo PCRO = Perda de Crominância
DES = Desvanecimento DOP = Efeito Doopler
INT = Intermodulação
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