201. Contributions to the digital television project using optimization
- Author
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Rodrigues, Christian Fragoas Fernandez, Lovisolo, Lisandro, Tcheou, Michel Pompeu, and Dias, Maurício Henrique Costa
- Subjects
Optimization ,Propagação ,Engenharia eletrônica ,Electronic engineering ,Color television-transmitting and transmitting ,Digital Television ,Otimização ,Frequency converters ,ITU R-P1546 ,MIMO ,Conversores de frequência ,Projeto de cobertura ,SFN ,Televisão a cores - Transmissores e transmissão ,8K ,ENGENHARIAS [CNPQ] ,Coverage Project ,Televisão Digital ,Propagation - Abstract
Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:19:58Z No. of bitstreams: 1 Christian Fragoas Fernandez Rodrigues_ok.pdf: 8813902 bytes, checksum: c8e3cf523506e5a2ebc8013f10d32450 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:19:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Christian Fragoas Fernandez Rodrigues_ok.pdf: 8813902 bytes, checksum: c8e3cf523506e5a2ebc8013f10d32450 (MD5) Previous issue date: 2018-08-09 Considering the possible MIMO (Multiple Input Multiple Output) technology adoption for 8K resolution digital television broadcasting, this dissertation part from experiments with a MIMO OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 4096 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) transmission system in urban environment. The experimental data allow to compare the attenuations measured in horizontal and vertical polarizations, in which small differences are observed. In a way to contribute with the projects of such systems, the broadcasting systems coverage, the experimental data is employed to optimize (tune) the ITU R-P.1546 propagation model parameters; to that end, descendent gradient and Newton-Raphson methods are used to find the parameter set which minimizes the quadratic medium error between the route loss foreseen by the model and the one measured. This optimization is realized in horizontal and vertical polarizations separate and conjunctionally. As a result, parameter sets that confer higher accuracy to the ITU RP. 1546 model are obtained. Next, the SFN (Single Frequency Network) coverage project is considered. An heuristic algorithm is proposed to obtain station positions that allow to cover an interest region with minimum signal intensity. The obtained coverage is evaluated and heuristics are employed to search for system configurations, SFN antennas localizations allocation, which improve performance. The heuristics consider terrain informations and coverage superpositions between different transmitting stations. The proposed algorithm is interactive and supplies as final result a transmitter quantity and its locations in order to supply a region satisfying an intensity signal baseline. Thus, this dissertation approaches aspects that facilitate broadcasting systems projects, mainly SFNs in the UHF bandwidth. The results are quite promising, the optimization of ITU-R P.1546 model parameters improves its coverage prediction accuracy and the proposed heuristic allows to obtain candidate positions to implement SFNs, to further survey. Considerando a possível adoção de tecnologias MIMO (Multiple Input Multiple Output) para a radiodifusão de televisão digital em resolução 8K, esta dissertação parte de experimentos com um sistema de transmissão MIMO OFDM (Otrhogonal Frequency Division Multiplexing) 4096 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) em ambiente urbano. Os dados experimentais permitem comparar as atenuações medidas nas polarizações horizontal e vertical, no que se observa pequenas diferenças. De forma a contribuir com projetos de tais sistemas, a cobertura de sistemas de radiodifusão, os dados experimentais são empregados para otimizar (sintonizar) os parâmetros do modelo de propagação ITU R-P.1546; para isso, utiliza-se os métodos gradiente descendente e Newton-Raphson de forma a encontrar o conjunto de parâmetros que minimiza o erro médio quadrático entre a perda de percurso prevista pelo modelo e a medida. Essa otimização é realizada nas polarizações horizontal e vertical isoladamente e conjuntamente. Como resultado obtêm-se conjuntos de parâmetros que conferem maior acurácia ao modelo ITU R-P.1546. A seguir, considera-se o projeto de cobertura de redes de frequência única (SFN - Single Frequency Network). Propõe-se um algoritmo heurístico para obter posições de estações que permitam cobrir uma região de interesse com uma intensidade mínima de sinal. A cobertura obtida é avaliada e heurísticas são empregadas para buscar por configurações do sistema, a alocação das localizações das antenas da SFN, que melhorem o desempenho. As heurísticas consideram informações de relevo e a sobreposição de coberturas entre diferentes estações transmissoras. O algoritmo proposto é iterativo e como resultado final fornece uma quantidade de transmissores e suas localizações de forma a atender uma região satisfazendo um patamar de intensidade de sinal. Assim, esta dissertação aborda aspectos que permitem facilitar projetos de sistemas de radiodifusão, principalmente de SFNs, na faixa de UHF. Os resultados são bastante promissores, pois a otimização dos parâmetros do modelo ITU R-P.1546 melhora a acurácia da predição de cobertura do mesmo e a heurística proposta permite obter posições candidatas para a implementação de SFNs, para posterior survey.
- Published
- 2018