Cobertura das Estações de Televisão Terrestre Digital

Realizamos a avaliação da cobertura de estações de televisão terrestre digital no munícipio de Campinas/SP durante o segundo semestre de 2016 e objetivamos a verificação da correlação entre os parâmetros intensidade de campo elétrico (dBµV/m), relação portadora- ruído - carrier-to-noise ratio - C/N (dB), e taxa de erro de modulação - modulation error

rate - MER (dB) com a cobertura das estações. Além de medirmos os parâmetros técnicos,

realizamos a gravação da programação por 1 minuto. Executamos todo o trabalho de campo tendo como referência o Report UIT BT.2035 [152].

Com a confrontação das medições técnicas, tais como intensidade de campo elétrico (dBµV/m), C/N (dB), MER (dB), distância da estação, tipo de modulação, taxa de bits, etc. com o resultado da gravação determinamos quais parâmetros são relevantes para avaliar a qualidade da prestação do serviço de TV Digital.

5.1.1.1 Planejamento

Escolhemos realizar os testes de campo na região de Campinas/SP, principalmente por questões de logística, devido à localização de nosso laboratório neste município. Inicialmente, no pré-projeto para a atividade de pesquisa desta Tese, foi planejada a medição de canais de TV digital nos municípios de Campinas/SP e São Paulo/SP, basicamente pela característica espectral destas regiões, nas quais o espectro eletromagnético é bastante congestionado. Por razões de limitações de recursos, não pudemos avaliar canais em São Paulo/SP

Em Campinas/SP são utilizados dois locais de transmissão de TV Digital: São Gabriel, com coordenadas geográficas 22°S 56’ 37” / 47°O 01’ 53” (-22,9436/-47,0313); e Castelo, com coordenadas geográficas 22°S 53’ 34” / 47°O 04’ 54” (-22,8927/-47,0816) [84]. A partir destes dois pontos. determinamos diversos pontos de medição, dentro e fora da área de prestação do serviço, de forma a poder coletar dados que possam indicar as regiões onde a prestação do serviço é realizada com qualidade. As Figura 5-1 e Figura 5-2 apresentam a distribuição destes pontos, levando em consideração as estações instaladas no São Gabriel e no Castelo, respectivamente. Em laranja está destacada a área do município de Campinas/SP.

Figura 5-2 - Pontos de Medição Planejados - Castelo

Para a determinação destes pontos de medição, traçamos linhas circulares concêntricas, em vermelho, a cada 1 km, até a distância de 10 km, uma linha a 15 km, e a cada 10 km, até a distância de 50 km. Em amarelo estão as linhas radiais, espaçadas a cada 30°. As intersecções das radiais com as linhas circulares são os pontos onde as medições podem ser realizadas de forma a garantir uma distribuição estatística adequada em ralação aos componentes que podem afetar a cobertura das estações e não estão sob nosso controle, garantindo que os pontos não foram escolhidos para privilegiar qualquer dos parâmetros avaliados. Adicionalmente, levando em consideração as características de plano básico dos canais de maior potência instaladas no São Gabriel e Castelo, determinamos a distância máxima teórica do contorno protegido, em laranja, bem como o limite do contorno protegido, levando em consideração a atenuação provocada pelo nível médio do terreno, em azul.

Como nem todos os pontos planejados podem ser medidos, seja por dificuldades de acesso ou mesmo por otimização dos recursos, realizamos uma subdivisão destes pontos em urbanos, em que a distância da estação foi limitada de 3 a 15 km, e radiais, que podem ser medidos em rodovias que interligam Campinas a outros municípios, permitindo ainda maiores distâncias em relação à estação transmissora. A Figura 5-3(a) e Figura 5-3(b) apresentam a localização destes pontos selecionados. Estão em vermelho os pontos referenciados ao São Gabriel e em amarelo os referenciados ao Castelo. Na Figura 5-3(b) estão destacadas em azul as rodovias que utilizamos para a medição dos pontos radiais.

Figura 5-3 - Pontos de Medição Urbanos (a) - Radiais (b)

Nomeamos os pontos foram a partir do ponto de transmissão (ee), radial (rr e rrr) e distância da estação (dd), formando o mnemônico “ee-RrrDdd” para os pontos urbanos e “ee-Rdrrr_ddk” para os pontos radiais, em rodovias. Portanto os pontos CT-R18D03 e SG- R27D15 representam pontos urbanos, referenciados ao ponto de transmissão Castelo, na radial 180° a 3 km de distância; e ponto de transmissão São Gabriel, na radial 270° a 15 km de distância, respectivamente, e CT-Rd250_50k representa ponto radial, referenciado ao ponto de transmissão Castelo, na radial 250° a 50 km de distância.

Durante o planejamento desta avaliação, havia 15 canais no PBTVD de Campinas/SP [84], sendo que apenas 11 estavam transmitindo. A Figura 5-4 apresenta os canais de TVD no plano básico em 08/09/2016.

Figura 5-4 - Canais TVD em Campinas/SP, em 08/09/2016

De forma a otimizar a realização das medições em termos de recursos e tempo de trabalho fizemos uma seleção de quais canais seriam medidos. Inicialmente, observamos que

apenas uma das onze emissoras em operação estava instalada no Castelo, portanto este canal foi selecionado. Dos demais, todos instalados no São Gabriel, verificamos que 4 eram de classe Especial, 5 de classe A e 1 de classe B, incluímos o canal de classe B para a medição. Em medições preliminares, observamos que todos canais de Classe Especial utilizam de modulação 64QAM, assim este parâmetro não pode ser utilizado como critério de escolha. Escolhemos o canal de maior potência (80 kW) e menor limitação em seu diagrama de irradiação. Dentre os canais de classe A, foi possível selecionarmos dois, com modulação 16QAM e 64QAM, sem limitações no diagrama, permitindo que observássemos diferenças entre estas duas configurações.

Desta forma, realizamos a seleção de 5 canais possibilitando ter como pontos de avaliação o local de instalação, a classe de operação e a modulação utilizada, sendo que dois canais de classe Especial (16 e 38), ambos com modulação 64 QAM, porém com pontos de instalação distintos; dois canais de classe A (44 e 54), no mesmo local de instalação, porém com modulações distintas; e mais um canal de classe B (32), garantindo uma boa diversidade de configurações durante a avaliação. Destacamos que a entidade que ocupava o canal 54 durante a realização dos testes de campo atualmente ocupa o canal 23, por ocasião da liberação da faixa de 700 MHz para o serviço de banda larga móvel. A Tabela 5-1 resume as características dos canais, sendo que a camada A estava configurada em modulação QPSK e FEC de 2/3 em todos os canais.

Tabela 5-1 - Características dos Canais Avaliados

Canal Frequência (MHz) Classe Local de Instalação Modulação FEC IG

16 482-488 Especial São Gabriel 64QAM 3/4 1/8

32 578-584 B São Gabriel 16QAM 2/3 1/8

38 614-620 Especial Castelo 64QAM 3/4 1/16

44 650-656 A São Gabriel 16QAM 3/4 1/4

54 710-716 A São Gabriel 64QAM 3/4 1/8

Simulamos as coberturas dos canais selecionados no modulo Spectrum-E do Sistema Mosaico [66], da Anatel, e as Figura 5-5, Figura 5-6, Figura 5-7, Figura 5-8 e Figura 5-9 apresentam estas simulações. Utilizamos na simulação as curvas E(50,90) do modelo de propagação da recomendação UIT 1546 [13]-[63], com limiar de recepção de 51 dBµV/m [13], com uma antena receptora a 2m do solo. Os dados de instalação das estações também foram obtidos no Sistema Mosaico [66]. Nas Figuras com as simulações da cobertura estão destacados

o perímetro do município de Campinas/SP, em cinza; o contorno protegido corrigido pelo nível médio do terreno, em vermelho; e a mancha de cobertura, em roxo.

Figura 5-5 - Cobertura Simulada do Canal 16

Figura 5-7 - Cobertura Simulada do Canal 38

Figura 5-9 - Cobertura Simulada do Canal 54

5.1.1.2 Medições em Campo

Executamos o trabalho de campo em 6 meses, sendo um total de 18 dias de medição. Do total de pontos planejados, medimos apenas 135 pontos, mas o objetivo de avaliar a área de cobertura das 5 estações foi atingido, conforme pode ser observado na Figura 5-10.

Figura 5-10 - 135 Pontos Medidos

A distribuição da distância dos pontos de medição em relação ao ponto de transmissão do São Gabriel, Figura 5-11, demonstra que a quantidade de pontos urbanos (66) e a de pontos radiais (67) foi bem dividida, garantindo a avaliação da cobertura urbana das estações e a propagação dos sinais ao longo das radiais selecionadas.

Figura 5-11 - Distribuição da Distância dos Pontos de Medição

31 35 14 ₁₃ 10 2 11 3 9 6 1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 7,7 13,6 19,5 25,4 31,3 37,2 43,1 48,9 54,8 60,7 66,6 Qu an tid ad e d e P o n to s Distância (km)