Universidad Católica Boliviana San Pablo Telecomunicaciones III SFN (Single Frecuency Network) Alumnos: - Gonzalo Boris Rodriguez Calderón - David Samuel Cardenas Maldonado - Gabriela Katherine Rocha Ruiz Docente: Juan Carlos Machicao Aparicio
Nombre del proyecto: SFN (Single Frecuency Network)
Materia: Telecomunicaciones III
Grupo: Los Toborochis
La Paz - Bolivia
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SFN (Single Frecuency Network)
Índice.Pg 1 …………………………………………………………….. Índice Pg 2 …………………….…………………………………... Objetivos
Pg 2 ………………………………………….………….. Introducción Pg 3 ……………………………….………..……...… Difusión Digital Pg 5 …………………………………........…...… Conceptos para SFN Pg 7 …..………………………………… Característica de transmisión Pg 14 ………………………………..………………..……. Gap Fillers Pg 17 ………………………………… ………….. Descripción Técnica ………………….……… Clasificación de redes de Isofrecuencia Isofrecuencia Pg 18 ………………….……… Pg 20…………………………...… 20…………………………...… Área de servicio y área de cobertura Pg 23 …………………..……………… Ventajas y Desventajas de FSN
Pg 26 …………………………………………………….… Bibliografía
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SFN (Single Frecuency Network) Network) 1.- Objetivos: Explicar de manera clara la función, ventajas y desventajas y funcionamiento de Single Frecuency Network para una fácil comprensión para el auditorio.
2.- Introducción: Debido a las desventajas del sistema analógico, se ha estado trabajando en una serie de avances digitales para la transmisión más eficiente de datos con menor uso del espectro de radio frecuencias. Los sistemas digitales de transmisión abren un nuevo capítulo en la difusión de entretenimiento. La calidad de audio y video aumentan de manera considerable y los servicios son cada vez más accesibles. Quizás la característica más importante en la implementación de la difusión digital es el cambio drástico en el uso del espectro de frecuencias. El avance más importante en los estándares digitales es el concepto de SFN (Single Frequency Network). Una red de transmisores que emiten una señal de información idéntica y de manera simultánea a la misma frecuencia. Entonces, gracias a esta característica, la difusión de un canal en un área determinada requiere solamente de un bloque de frecuencias único. El uso de este nuevo método trae consigo una serie de requisitos técnicos y de diseño para la correcta planificación e instalación de dichas redes. La Televisión Digital Terrestre (TDT o DVB-T y ISDB-T) usa este concepto con el propósito de conseguir un mejor provecho del espectro en las bandas de televisión en comparación con las que se usan en televisión analógica, que era con Red de Frecuencia Múltiple (MFN o Multiple Frequency Network). Una de las grandes ventajas que posee la implantación del sistema digital frente al analógico es la posibilidad de crear redes de una sola frecuencia (SFN : Single Frecuency
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Networks) consiguiendo por tanto una mejor aprovechamiento del espectro en las bandas de TV.
3.- Difusión Digital: Ambos sistemas, Difusión de Audio Digital y Difusión de Video Digital, están basados en un método de modulación de banda ancha y multi-portadoras, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). Ésta es capaz de operar de manera exitosa en ambientes de señales multi-trayecto y alta propagación. El multi-trayecto genera dos efectos, Interferencia de Inter-Símbolos (ISI – Inter-symbol Interference) y el Desvanecimiento Selectivo de frecuencias (Frequency Selective Fading). Como los transmisores están sincronizados para enviar la misma información, los transmisores no deben usar la potencia que era utilizada para redes de múltiples frecuencias. Una amplia cantidad de emisores de misma frecuencia pueden contribuir constructivamente al receptor, para que este reciba la señal a la potencia deseada.
Interferencia Inter-Símbolo
Esta se produce por la propagación retrasada que produce cada símbolo en un tiempo determinado.
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Cuando los símbolos no están lo suficientemente separados, la propagación de cada símbolo hace interferencia con los símbolos adyacentes. De ésta manera, se forman amplitudes indeseadas a causa de la propagación en el tiempo de los símbolos.
Se sabe también que es producida por los ecos. Tanto los desvanecimientos como la ISI se pueden solucionar con esquemas de diversidad y filtros ecualizadores. Aunque los desvanecimientos sean selectivos en frecuencia, los podemos considerar llanos ya que las subportadoras que se usan son mucho más estrechas.
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Desvanecimiento Selectivo de frecuencia
Este se produce cuando la señal se cancela a sí misma por efecto de la multi-trayectoria. Es decir, cuando la señal llega al receptor por distintos caminos, reflejándose en distintos lugares. Este retraso puede causar cambios en la fase de la señal y eliminarse a sí misma.
Como el desvanecimiento selectivo solamente afecta a algunas portadoras, como podemos ver en el gráfico, es posible recuperar la información a través de rigorosos controles de error en el receptor.
4.- Conceptos para SFN: Para entender de mejor manera el concepto de SFN, se debe entender que a diferencia de las redes de múltiples frecuencias, éstas solamente utilizan una frecuencia para difundir la misma información simultáneamente.
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Eficiencia en Frecuencia
Con la técnica de redes isofrecuenciales, se pueden cubrir grandes áreas con un frecuencia central común. Visto desde este punto, las redes de una sola frecuencia parecen ser mucho mejor que las redes de frecuencia múltiple. Pero si tomamos en cuenta que pueden haber otras redes similares ofreciendo distintos servicios, en lugares cercanos, se debe proceder a utilizar más frecuencias irremediablemente. El número de canales necesitados para la coordinación internacional es de 4 cómo mínimo y 5 o 6 para la práctica. Una ventaja importante de las SFN es la rápida solución que se puede dar a las áreas sin cobertura. Pues se pueden instalar nuevos transmisores sin necesidad de utilizar frecuencias adicionales.
Eficiencia en Potencia
La técnica SFN no solo es eficiente en frecuencia, sino también en potencia. Esto se puede explicar considerando las fuertes variaciones locales de intensidad de campo de cualquier transmisor dado. En las redes convencionales, especialmente en las situaciones de un solo transmisor, se tiene generalmente un alto nivel de margen de desvanecimiento. En estos casos, es necesario aumentar la potencia de los transmisores de manera significante. 6
Con las redes de frecuencia única, la señal de recepción consiste en varias componentes de señales de transmisores diferentes. La variación en fase es mínima, por lo que se puede recuperar la señal de manera completa. Esta relación de varias señales de diferentes transmisores con la misma información, permite que la potencia de los transmisores sea menor. Esta eficiencia energética es importante en el área periférica de un emisor determinado y es generalmente llamado Ganancia de Red (Network Gain).
Operación Síncrona
Es importante mencionar que la sincronía de la emisión de las señales no afecta ni modifica en absoluto la modulación de la señal. Es necesario que las emisiones estén sincronizadas para poder disminuir los efectos de multi-trayecto de la señal. Si los transmisores no están sincronizados para el envío de señales, se pueden cancelar así mismas y ser interferencia una de la otra.
5.- Características de transmisión: Como se había mencionado previamente, las señales que emiten los transmisores deben ser sincronizadas para disminuir el efecto multi-trayecto en el receptor. La sincronía en los emisores se puede conseguir de diferentes formas. La más utilizada es con un receptor GPS en los transmisores. Este receptor es instalado en cada una de las estaciones de difusión y recibe una señal vía satélite para la sincronización de envío. Es importante recordar que la sincronización no afecta en absoluto a la información que se está emitiendo.
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Para poder instalar una red de frecuencia única se deben cumplir tres condiciones básicas. Bajo cualquier estándar que soporte redes de frecuencia única, los transmisores de una celda SFN deben irradiar: 1) Bajo la misma frecuencia 2) Al mismo tiempo 3) Los mismo símbolos OFDM
La primera condición es fácil de satisfacer, pues los transmisores pueden ser configurados para operar en la misma frecuencia de difusión. Esto al nivel del modulador. Para las otras dos condiciones se necesita información adicional. Es necesario saber acerca de:
Sincronización
Parámetros de Transmisión
Para la configuración de estas características se debe tomar en cuenta el Adpatador SFN (SFN Adapter). Que será el encargado de incluir al TS (Transport Stream) toda la información necesaria para la sincronización y opciones adicionales. Las opciones adicionales pueden ser enviadas a los transmisores de manera individual. Información como Retraso de Transmisión (Delay Transmission), desplazamiento de frecuencia (Frequency Offset), etc. Dependiendo del estándar que se esté manejando las opciones adicionales pueden variar. Sin embargo, información adicional como las id de los transmisores (tx_cell_id) es necesaria para los moduladores en cada estación de difusión.
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MIP Packet (Megaframe Initialization Packet) La información del sincronización y transmisión enviada a los transmisores están
almacenadas dentro del Transport Stream, a este se lo denomina MIP Packet. El contenido de este paquete puede ser visto de la siguiente manera:
Parámetros de Transmisión
Los parámetros de transmisión están también referidos a los bits de TPS (Transmission Parameter Signalling). Estos bits de TPS representan la configuración de modulación como el Intervalo de Guarda, Ancho de Banda y FFT Mode. Por ejemplo, para el estándar DVBT, la información sería similar a la siguiente: a. 4k mode b. 5 MHz Bandwidth c. In-Depth interleaving d. MPE-FEC e. Time-Slicing TPS signalling
Información de Sincronización
Para la información de sincronización son importantes dos datos: a. TimeStamp (STS: Synchronization TimeStamp) b. Time Budget (Maximum Network Delay)
Funciones Opcionales
Las funciones opcionales están apuntadas a la dirección individual de cada transmisor por medio de su ID de transmisor. Hablita ciertas características en un transmisor entre varios de su misma radio frecuencia. Estas funciones se las puede utilizar en casos especiales como la posibilidad de ampliar la cobertura en el caso de fallas en otros transmisores, y otros.
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MIP Insertion and Megaframe
La norma que especifica la introducción de un MIP en un nuevo grupo de paquetes se denomina Megaframe. El tamaño del megaframe depende de la relación de código (Code Rate) tanto como de la constelación utilizada. Los adaptadores SFN forman un megaframe con una cantidad n de TS-Packets, correspondiendo a 8 frames (o 2 superframes) en el modo 8k, 16 frames (o 4 superframes) en el modo 4k y 32 frames (o 8 superframes) en el modo 2k. El número de paquetes Reed Solomon (RS-Packets) por cada OFDM superframe está en la siguiente tabla.
Es importante notar que para una constelación dada y una relación de codigo establecida, el tamaño del megaframe es independiente del modo de modulación (FFT). La duración del megaframe solo depende en el ancho de banda del canal y el intervalo de guarda. 10
En resumen, el tamaño del megaframe depende de la relación de código y la constelación (independiente del modo FFT), y la duración es determinada en base al intervalo de guarda y el ancho de banda del canal. El adaptador SFN insertará exactamente un paquete MIP por megaframe. La posición del MIP dentro del megaframe está determinada por el campo “pointer”.
Parámetros de Transmisión
Es importante mencionar en esta parte que el adaptador SFN tendrá en la salida un bitrate de modulación exacto. Es por eso, que el MIP insertado no debe afectar al bitrate de modulación. Para solucionar este problema, la entrada de datos antes de ser incluido el MIP debe ser menor al del bitrate de modulación. De otra forma, se produciría un error de sobrecarga. Asumiendo que la carga de entrada es siempre menor que el bitrate de modulación, el MIP es insertado por medio del adaptador. 11
Al contrario de las Redes de frecuencias multiples, donde los transmisores tienen que desarrollar esta tarea, en SFN los transmisores extraen del paquete MIP la información de los parámetros de transmisión y se configuran acorde a los mismos. La única tarea restante es la sincronización, ya que el bitrate de salida es estrictamente igual al bitrate de entrada.
Interferencia debido a falta de Sincronización
Sincronización
Las redes de frecuencia única o SFN ofrecen ventajas significativas en la difusión de televisión digital terrenal. La principal ventaja es que la eficiencia espectral que se puede obtener, ya que un servicio compuesto por 4 ó 5 programas de televisión puede ser difundido en un área extensa o incluso a nivel nacional usando tan sólo un único canal RF. Sin embargo, el modo de operación SFN requiere una perfecta técnica de sincronización de red debido a que se necesita radiar la misma información, al mismo tiempo y a la misma frecuencia. Esto se debe al hecho de que cualquier señal a la misma frecuencia que llegue al receptor fuera del intervalo de guarda, pueda interferir. A esto se suman los retardos de 12
distribución, que siguen la señales antes de ser radiadas, ya que los mismos son los producidos por el procesamiento de cada uno de los equipos, así como del medio de transmisión empleado, como es el caso de la comunicación multiplexor y modulador. En este sentido en una red de frecuencia única si el modulador y el multiplexor se encuentran juntos y a la vez v ez existe otro centro de transmisión con su multiplexor ubicado en otro lugar, el segundo generaría un retardo, que puede ser visto como interferencia en el receptor. Por lo tanto, es necesario definir métodos de sincronización en los distintos centros de la red, para que todos transmitan al mismo instante, de tal manera que la diferencia de trayectos entre transmisores y receptor, caiga en el intervalo de guarda y no fuera de él.
La sincronización de frecuencia es especialmente crítica en la televisión digital terrenal debido al esquema de modulación multiportadora empleado. La modulación COFDM emplea portadoras 2K/8K que se deben difundir a la misma frecuencia RF por todos los transmisores que pertenecen a la red SFN. Cada portadora debe ser transmitida a una frecuencia igual a fk ±( ±( Df Df /100), donde fk es la posición ideal de la portadora k-ésima e Df es el espaciamiento de las portadoras (1116 Hz en el sistema 8K).
La sincronización temporal también es necesaria para poder aprovechar la robustez frente al efecto de propagación multitrayecto que ofrece la modulación COFDM (cuando la duración del eco es menor que el intervalo de guarda). Pero esto sólo es posible cuando el sistema de sincronización temporal hace que el mismo símbolo se difunda en el mismo instante por todos los transmisores. En realidad se puede aceptar una precisión temporal de Tn±1ms, donde Tn es el instante de muestreo ideal para el símbolo n-ésimo que se emite, para que el sistema funcione correctamente.
La sincronización de bit implica emitir el mismo símbolo al tiempo de modo que todas las portadoras estén moduladas igual. Por tanto los mismos bits modulan la misma portadora adecuada.
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La sincronización de dispersión de energía es necesaria para asegurar que las transiciones binarias de los datos del MPEG-2 transport stream son aleatorizados tan pronto como entran en el codificador de canal.
En las redes de frecuencia única, los transmisores y los receptores normalmente están sincronizados con los otros mediante GPS o una señal emitida por la estación base principal o por un reloj de referencia. Para sincronizar los transmisores, la información de sincronización se introduce mediante un adaptador de SFN. Estos adaptadores introducen la información de sincronización en la trama de transporte de MPEG-2. Según que estándar que se use, tenemos: •
Paquetes MIP (Paquetes de Inicialización de Megatrama) (en DVB-T y DVB-H)
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Paquetes SIP (en el estándar chino DTMB)
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Paquetes SHIP (en DVB-SH)
Para cada megaframe de salida del adaptador SFN, un STS (Synchronization TimeStamp) es insertado. El STS es un referencia de tiempo computada por el adaptador SFN relativo con el último PPS recibido. El valor deriva de la cuenta de la señal de 10 Mhz que se comporta como contador. Eso da una precisión cercana a los 100 nanosegundos.
Restricción de Frecuencias
Como se había explicado, el clock de 10MHz de referencia es relevante para la sincronización del SFN (valor STS). Sin embargo, no solamente se debe tomar en cuenta la sincronización temporal.
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Es importante mencionar que en los estándares se utiliza la modulación OFDM que permite hacer frente al desvanecimiento del multi-trayecto. Un gran número de portadoras es usado para llevar esta información. La precisión de 10MHz permitirá a cualquier transmisor perteneciente a una celda SFN a emitir la misma configuración de portadoras.
6.- Gap Fillers: Cuando hablamos de redes de una sola frecuencia, debemos mencionar a los Gap Fillers. Estos son pequeñas estaciones de difusión que se encargan de recibir una señal débil y remodularla. Esto permite que una zona que tenía recepción mala o nula pueda acceder a la señal. Los Gap Fillers trabajan la señal de entrada y salida en una misma frecuencia. Estos dispositivos no pueden ser considerados transmisores masivos por el corto alcance que tienen.
Zonas de sombra
Las zonas de sombra son aquellos lugares dentro de una celda de cobertura de transmisión que tiene una recepción mala o nula de una determinada señal. Se puede producir de distintas maneras: Gran cantidad de reflejo de señal, edificios que forman jaulas de Faraday, grandes fuentes de energía eléctrica o magnética que afecte la señal, etc.
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Como podemos ver en la figura anterior, la zona de sombra tiene una recepción muy mala debido a la cantidad y disposición de montañas. El aspecto geográfico es muy pocas veces posible de alterar, es por eso que el Gap Filler debe ser utilizado en este caso. Se puede observar que la antena reemisora es muy pequeña en relación a la antena transmisora principal, ya que solamente debe cubrir el área de sombra.
Anteriormente, para cubrir un área de sombra, se requería de otra frecuencia. Actualmente, la solución digital nos permite utilizar la misma frecuencia para emitir la señal débil bajo algunas condiciones que serán explicadas posteriormente. 16
Acoplamiento
El efecto menos deseado en los Gap Fillers es el acoplamiento. Como se trata de un simple retransmisor de señales, la salida del mismo puede afectar de manera recursiva a la entrada. Como analogía, podemos tomar el ejemplo del acople de audio con un micrófono y un parlante. El parlante es un simple retransmisor de la señal del micrófono, si juntamos el micrófono a la salida del parlante, la señal se vuelve recursiva y se acopla. En el siguiente esquema de un Gap Filler explicaremos de que se trata el acoplamiento y como poder evitarlo.
Como podemos ver, el efecto no deseado es evidente. La señal de salida vuelve a entrar como si fuera una señal débil y es nuevamente amplificada de manera recursiva. En el receptor se tendría el siguiente comportamiento de la señal.
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Cancelador de Eco
El cancelador de eco es un circuito integrado interno que se encarga de identificar y suprimir gran parte del efecto de acoplamiento. Evitando parcialmente el efecto recursivo de amplificación de señal. Durante años, las empresas han estado intentando construir un algoritmo implementado que elimine por completo la señal de acople. Los siguientes gráficos comparan algunas señales con eco y después de implementar el cancelador de Eco.
7.Descripción técnica: Al momento de hacer la planificación de una red de frecuencia única, se debe tomar en cuenta los factores de modulación de la señal que se va a manipular. El más importante que se debe tomar en cuenta, es el intervalo de guarda.
Intervalo de Guarda en redes SFN
El intervalo de guarda será aquello que protege a los datos del retardo artificial que pueda ocasionarse por el efecto multi-trayecto. La elección del intervalo de guarda es una situación crítica a la hora de diseñar nuestro sistema. Por un lado un mayor tiempo de guarda se traduce en una disminución de la tasa binaria disponible con lo que los servicios disponibles en la TDT se verían afectados, por otro lado un mayor tiempo de guarda redunda en la mejora de la ganancia de nuestra red SFN dando así una alta probabilidad de cobertura.
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Distancia máxima entre transmisores
Como el intervalo de guarda es aquello que nos determine el retardo minimo que puede tener una señal para no crear efectos de interferencia, se puede traducir en distancia máxima que puede separarse un transmisor de otro. Utilizando una sencilla relación matemática con la velocidad de la luz.
Es esto por lo que se han definido distintas longitudes de guarda dependiendo de las condiciones de implantación. Así por ejemplo, para difundir emisiones locales o regionales este tiempo de guarda podemos considerarlo más pequeño; mientras para grandes redes SFN se hace necesario un intervalo mayor.
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8.- Clasificación de redes de Isofrecuencia: En función del ámbito geográfico las redes de frecuencia única se clasifican en:
Redes de ámbito extenso
Se trata de redes de frecuencia única que cubren un gran territorio. Este modelo de red de ámbito extenso se basa en una red regular con transmisores idénticos entre sí, donde cada transmisor tiene asociada un área de cobertura. En conjunto la zona de cobertura de la red es el resultado de la unión de las áreas de cobertura de cada transmisor.
Redes de ámbito reducido
Son redes de frecuencia única de área local que cubren un territorio más reducido, con radio de zona de servicio del orden de 10 a 20 kilómetros y hasta provincias enteras; el modelo de red de ámbito reducido contempla la situación de redes interferentes. De acuerdo a la ubicación del modulador OFDM las redes SFN se clasifican en:
Redes SFN centralizadas
En este tipo de red SFN con modulación centralizada sólo existe un modulador OFDM para toda la red de transmisores, los servicios de audio y datos son enviados por la red de transporte hasta el lugar donde se realiza el multiplexado y la trama de transmisión es modulada en OFDM, la señal enviada a los transmisores por la red de transporte es la señal modulada. Cada estación transmisora recibe la señal digital modulada y la sitúa en el canal de radiofrecuencia asignado. Es necesario utilizar un modulador OFDM para toda la red, independientemente del número de transmisores que constituyan la red SFN como se muestra en la siguiente figura:
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SFN descentralizadas
En redes SFN con modulación descentralizada cada centro transmisor debe disponer de un modulador OFDM, los servicios de audio y datos se envían por la red de transporte hasta el punto donde se realiza su multiplexado, formando la trama de transmisión, la misma que es enviada a la red de transporte y se distribuye la información a todos los transmisores que constituyen la red. En cada uno de los transmisores se recibe la misma trama de la señal digital y se modula utilizando OFDM, para ser radiada en el canal de radiofrecuencia asignado se tiene un equipo modulador OFDM en cada estación transmisora de la red como se muestra en la siguiente figura:
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9.- Área de servicio y área de cobertura: Existen dos grandes área que son comúnmente usadas como un concepto en la planificación o cálculo de la cobertura: -
Área de cobertura: Ac, es, estrictamente - la zona (conjunto infinito de puntos) en el que se proporciona la cobertura, por lo que c (x,y) = 1. Una definición más suave de la zona de cobertura se basa en el concepto de elementos del área: el área de cobertura es la colección de elementos de área en la que un determinado nivel de cobertura, donde
se logra. En cualquier caso, el área de cobertura es el
resultado de la planificación de la cobertura y lo ideal es que cubre el área de servicio de la medida de lo posible.
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Área de servicio: Es el área As en la que el servicio de radio está destinado a ser conocido. El área de servicio normalmente es un parámetro de entrada a la planificación de cobertura, en la práctica se define por una o más líneas de contorno sobre el terreno. El nivel de cobertura dentro de As es el aspecto de calidad más importante en el cálculo de la cobertura:
La probabilidad de cobertura As se puede definir como la probabilidad de que un punto al azar
es un punto cubierto:
Para calcular el área de cobertura total, se tienen que tomar en cuenta los datos de PROBABILIDAD DE COBERTURA TOTAL y NIVEL DE COBERTURA TOTAL. Para el cálculo de este se debe usar también la PROBABILIDAD DE COBERTURA LOCAL. Como se tienen que tomar muchos datos específicos en cuenta, deja de ser una solución práctica examinar la cobertura en CADA punto del área cerca del transmisor. Es por eso que vamos a utilizar los llamados TEST POINTS. 22
Los testpoints también fueron utilizados en las transmisiones analógicas. Junto con ellos se desarrollaron varios métodos que ayudan a seleccionar un área REPRESENTATIVA cerca del transmisor. Uno de los métodos es asumir que el SIR (Signal to Interference Ratio) es peor en el borde del área de cobertura de cada transmisor. Esto solo se puede asumir si el decrecimiento de la señal es uniforme y constante en relación a la distancia al transmisor y si las interferencias de redes de frecuencia múltiple (MFN) vienen de FUERA del área de cobertura.
“Si la probabilidad de cobertura en el BORDE es satisfactoria se puede SUPONER que es
satisfactoria dentro del área de cobertura teórico” Para esto, es suficiente hacer TESTPOINTS en el perímetro del área de servicio y evaluar Pc (probabilidad de cobertura local). Estos puntos están distribuidos uniformemente con una separación de ángulo azimutal de 10 o 30 grados. Se lo llama el MÉTODO DEL CONTORNO. El método del TESTPOINT CRITICO centra su atención en los lugares donde se sabe que hay una interferencia por otras antenas. Se hace un par de mediciones en estos puntos críticos para saber la situación en la que se encuentra el área de cobertura total que tenemos. Es importante mencionar que con este método no se puede calcular la PROBABILIDAD LOCAL NI TOTAL DE COBERTURA en el sentido completo de la palabra. Es más una herramienta para comparar y solucionar problemas pequeños. Gracias a que la tecnología ha facilitado equipos para una más sencilla medición de potencia en el área de cobertura, podemos ahora hacer varias mediciones en varios lugares. Estas mediciones no están centradas en un solo transmisor o en una sola interferencia. La 23
estimación es general, por lo que llamamos a este método el método generalizado de TESTPOINT
Estimación del Área de Cobertura Total con TESTPOINTS
Para poder estimar la cobertura del servicio vamos a utilizar los valores de P0 y L0 que son variables complementarias a la probabilidad de cobertura local (Pc) y al nivel de cobertura local (Lc). Utilizar estas variables nos ayuda a calcular y estimar los valores para los casos extremos de interferencia, dentro del área más importante de cobertura. Utilizando las formulas correspondientes podemos inferir que el cálculo de probabilidad de cobertura es dependiente de varios factores como: -
Número de TestPoints realizados en el área de cobertura
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Diseño de selección de los TestPoints
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Características del terreno
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Configuración de la red
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Probabilidad inversa de cobertura o probabilidad de interferencia
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10.- Ventajas y Desventajas de SFN:
Ventajas de SFN Las redes de frecuencia única permiten a los radiodifusores un uso más eficiente del espectro de frecuencias disponibles, por el uso de una sola frecuencia para cubrir grandes áreas usando una red con transmisores de baja potencia para crear una cobertura confiable.
La potencia necesaria es menor en conjunto y gran parte de los puntos de recepción están cubiertos por más de un transmisor, este efecto es conocido como Ganancia de red.
Se necesita un reducido número de canales para realizar la cobertura de una determinada área que depende de la distancia entre transmisores en función del intervalo de guarda (modo de transmisión).
Permite una mejora y diversidad de la relación señal a ruido, basado en el hecho de que la suma de dos señales idénticas independientes del ruido genera como resultado una ganancia considerable.
Si el receptor ve dos señales independientemente desvanecidas, la probabilidad de que las dos señales sean afectadas por el ruido es significativamente baja que para una sola señal.
El uso de redes SFN evita que un usuario al desplazarse, si desea seguir escuchando la misma programación de la emisora, tenga que volver a sintonizar en su receptor cuando abandone el área de cubierta por un transmisor y entre a la zona de cobertura de otro.
En la radiodifusión la señal emitida por dos transmisores geográficamente adyacentes, necesariamente deben usar dos canales distintos, debido a la propagación multi-trayectoria. Mediante el uso de la modulación OFDM en una red de transmisores que operen en la misma frecuencia el uso del intervalo de guarda permite aliviar los efectos de la multi-trayectoria, donde el receptor recibe las señales procedentes de diversos transmisores.
El espectro radio eléctrico para aplicaciones de radiodifusión está muy saturado ya que con el actual sistema de modulación un canal de radio se ve afectado por los 25
canales adyacentes, en redes de frecuencia única los canales de la estación radiodifusora tiene un mejor aprovechamiento del espectro.
En redes de frecuencia única la adición de las señales provenientes de dos transmisores cercanos pertenecientes a la red, se produce una ganancia de la red, por lo que la infraestructura de la estación de radiodifusión será más barata, y se necesitará menos potencia en los transmisores y consecuentemente se puede obtener una mejor cobertura.
Al introducir nuevos servicios, la capacidad finita de red SFN (velocidad de datos total) llega a ser un recurso compartido, donde si la demanda total excede la capacidad de red SFN, la demanda del servicio de radiodifusión puede ser satisfecha solamente creando SFNs adicionales.
Los recursos de la red tales como bandas de frecuencia asignadas, la potencia emitida, las torres de las antenas y transmisores son bastante costosos, las configuraciones de red SFN permite minimizar los costos ya que en el diseño se debe tomar muy en cuenta aspectos técnicos y económicos.
Permite una alta flexibilidad ante el crecimiento de las áreas de cobertura para servicios de radiodifusión, ajustando las áreas de cobertura a los requerimientos del mercado como se observa en la siguiente figura:
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Desventajas de SFN En redes de isofrecuencia se dificulta la implementación de una red con el modulador OFDM centralizado, donde no se puede realizar desconexiones de la red SFN debido a que el contenido de los multiplex es el mismo para toda la red (la red no puede dividirse); en casi de proporcionar radiodifusión regional sería necesaria la creación de una red por zonas.
La eficiencia de las redes SFN disminuye al diseñar un sistema internacional basado en redes SFN locales.
Cada uno de los elementos que forman parte de la red SFN necesitan estar dentro de un proceso de sincronización.
En redes SFN se debe respetar una distancia mínima entre los transmisores que usen la misma frecuencia o incluso canales adyacentes para así poder evitar la interferencia en aquellas zonas en las que se solapen las áreas de cobertura de los transmisores.
11. Bibliografía.
www.enensys.com/.../Single_frequency_network www.telecomabc.com/s/sfn.html kth.diva-portal.org/smash/get/diva2%3A8583/FULLTEXT01 spectracom.bentech-taiwan.com user.informatik.uni-goettingen www.iad-de.com/plcsym/SFN_paper02.pdf es.scribd.com/doc/.../Single-Frequency-Network-Multicast-Services www.digitaluk.co.uk broadcastengineering.com citeseerx.ist.psu.edu www.youtube.com/watch?v=TZO1Z7NfZIE www.tvtechnology.com/single-frequency-netw
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