Métodos para el calculo de cobertura en sistemas

de TV

Realizado por David Blanco Avendaño

Caracas, septiembre de 2010

Definiciones BasicasEstación de Televisión: Es

un conjunto de trasmisores, receptores y accesorios; necesarios para establecer un servicio de radiodifusión a una zona determinada y se puede clasificar según el trasporte de señal empleado para luego transmitir la señal de televisión hasta la zona de interés.

Definiciones BásicasEstaciones principales: son

aquella destinadas a cubrir áreas extensas que incluyen grandes ciudades y la señal que reciben para luego ser transmitidas, llega por medio de un radio enlace de microondas. Ejemplo: Volcán, Mecedores, Auyarito.

Estaciones Secundarias: Son aquellas que cubren regiones que no pueden ser cubiertas por la estación principal Ejemplo: Bautismo, Tío Pedrote , El Chaure

Definiciones BásicasBandas y Frecuencias

de Radiodifusión:

La FCC asigna 82 canales para el servicio de radiodifusión de TV, de los cuales 12 son para la TX en VHF y 70 para TX en UHF. Cada CH con una BW de 6MHz

Calculo de cobertura en sistemas de televisiónA diferencia de los sistemas de comunicaciones

fijos, en un estudio de cobertura para TV se presentan una serie de factores adicionales:

La intensidad de campo recibida sufre gran atenuación y variabilidad de ubicaciones.

La trayectoria de propagación es afectada por las irregularidades del terreno.

Calculo de cobertura en sistemas de televisiónSe han desarrollado una variedad de métodos

para el calculo de cobertura, entre los mas conocidos se encuentran:

Método BullingtonMétodo OkuraMétodo de la FCC

Es un método teórico basado en la teoría de propagación sobre tierra suave, el cual incluye aproximaciones para estimar el efecto de colinas y otras obstrucciones en el trayecto de propagación.

Método Bullington

Los fenómenos atmosféricos tales como refracción, ductos y absorción son tomados en cuenta por una serie de monogramas simplificados, capaces de predecir la intensidad de campo bajo condiciones climáticas promedio.

Método Bullington

Esta basado en datos experimentales reunidos en detalles a partir de varias pruebas de propagación de diversas condiciones de irregularidad del terreno y congestión ambiental.

Los resultados son analizados estadísticamente y resumidos en diagramas. La predicción básica de la intensidad de campo medido es obtenida a partir de un terreno cuasi – suave en un área urbana

Método Okumura

Esta basado en un análisis estadístico de una cantidad considerable de datos experimentales obtenidos a través de mediciones en Norte América.

Las curvas de predicción para la intensidad de campo, se refieren a un tipo de terreno montañoso irregular encontrado en varias partes de Norte América, para el cual un valor representativo es de 50 mts.

El parámetro ∆h es definido como la diferencia entre el 10% y el 90% de la ondulación del terreno en un rango entre 10Km y 50Km, desde el transmisor hacia el receptor.

Método FCC

Área de Servicio: Porción de territorio que recibe un nivel de señal de televisión superior al mínimo recomendado.

Contorno de servicio: Lugar geométrico de todos los puntos pertenecientes al área de servicio

Términos Básicos de la FCC

Trayecto de propagación

Perfil del terrenoCondición de línea

de vista

Términos Básicos de la FCC

Nivel Medio del Terreno: Es la media aritmética de las cotas promedio de los trayectos trazados en forma de radiales a partir del sitio de TX. Tips: La cota promedio de cada radial se calcula generalmente entre 3Kms y 15 Km, medidos desde el lugar de TX, tomando la altura de cada punto sobre el nivel del mar

Centro de Radiación: Es el punto donde estaría ubicada una fuente puntual de radiación equivalente a la antena de TX. Tips: Para fines prácticos, se asume que el centro de radiación coincide con el centro estructural de la antena.

Términos Básicos de la FCC

Altura sobre el promedio del terreno (ASPT): Es la altura del centro de radiación sobre el nivel medio del terreno TIPS: es la diferencia de cota entre el centro de radiación y la cota promedio del terreno en dicha dirección. Es la medida que permite tener un promedio de la topografía del terreno y la influencia de las condiciones de propagación.

ASPT= Ht – HGA

Términos Básicos de la FCC

Para calcular la ASPT hay que tomar en cuenta los cuatros casos posibles:

Terreno Plano: cuando la antena se encuentra directamente sobre el terreno a cubrir.

Distancias menores a 3Kms: se toma como ASPT la diferencia de altura entre el origen de Tx y la altura del sitio de Rx

Distancia entre 3.1 y 15Kms: Se calcula restándole a la altura origen el promedio de altura de trayecto.

Distancia mayores a 15.1 Km: la ASPT se calcula restándole a la altura origen el promedio de altura del trayecto entre 3 y 15Kms. Tips: Es igual a 3.1Kms

Términos Básicos de la FCC

Potencia Efectiva Radiada (PER): PER=Ptx + Gant – Pa

Curva F(50, 50): El valor F(50,50) se obtiene de la familia de curvas de Magnitud de campo en dB normalizado 1V/m para 1kW de potencia efectiva radiada; recibida a 10mts de altura.

Nivel de señal esperado (NSE): es el nivel de intensidad de campo eléctrico estimado para el punto de recepción a 10mts de altura sobre el trayecto dado, expresado en dBuV/m

NSE=PER + F(50,50) + ∆f

Términos Básicos de la FCC

Donde ∆f es el factor que da el valor en decibeles correspondientes a un grado de irregularidad del terreno (∆h), el cual depende de la frecuencia de operación.

∆f=C-0.03*(∆h)*(1+f/300) (dB)

Donde C es una constante de valor especifico para usar con cada una de las bandas de frecuencia :C= 1.9 para los CH de TV de la banda baja de VHF (2-

6)C= 2.5 para los CH de TV de la banda alta de VHF (7-

13)C= 4.8 para los CH de TV de la banda UHF (14 – 69)

Términos Básicos de la FCC

Contorno de servicio para TV: CONATEL establece las intensidades de campo requeridos para varios grados de servicio. Ellos toman en consideración puntos como ganancia de las antenas de recepción, ruido, perdidas en el espacio, etc. TIPS: Estas intensidades varia según las bandas del espectro que se quieran hacer uso.

Términos Básicos de la FCC

ServicioContorno Ciudad Principal Contorno Grado 2 Contorno Grado 3

TV VHF (2 - 6) 74dBu 68dBu 54dBu

TV VHF (7 - 13) 77dBu 71dBu 60dBu

TV VHF (21 - 69) 92dBu 82dBu 70dBu

Términos Básicos de la FCC

Ciudad Principal: Son núcleos densamente poblados, dentro de una zona urbana donde se debe tener alta intensidad de señal para que los receptores de antenas internas, proporcionen una imagen satisfactoria

Servicio de grado 2: Un nivel de señal que proporciona una imagen satisfactoria libre de ruido, sobre el receptor promedio de una zona urbana

Servicio grado 3: Un nivel de señal tolerable de una imagen, sobre el receptor promedio en una zona rural

Términos Básicos de la FCC

Estudio de PropagaciónObjetivo: encontrar los contornos de

intensidad de campo.

ProcedimientoTrazar radiales espaciados a un ángulo

adecuado y representativo (CONATEL sugiere mínimo 8)

Por cada radial se obtiene datos altimétricosEstimar niveles de potencia de TX (conocer

características técnicas de los equipos)

Gracias

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