Relazione sui risultati ottenuti dall applicazione delle tecniche di ottimizzazione ad alcune situazioni particolari

Transcript

1 Ottimizzazione dei progetti di impianto di trasmettitori televisivi ai fini della massimizzazione dell efficienza d uso della risorsa radioelettrica e del rispetto dei vincoli di coordinamento internazionali Relazione sui risultati ottenuti dall applicazione delle tecniche di ottimizzazione ad alcune situazioni particolari

2 Sommario 1 Sigle e abbreviazioni Struttura del documento Richiami sulle tecniche di ottimizzazione Ottimizzazione dei diagrammi di antenna dei trasmettitori DVB-T Ottimizzazione delle reti SFN Applicazione dell ottimizzazione del diagramma verticale dell antenna Ottimizzazione reti SFN Individuazione dei casi specifici di analisi Modalità di applicazione del metodo di ottimizzazione Risultati ottenuti in alcuni casi specifici Area padana: canale Area padana: canale Area padana: canale Area Padana: canale Conclusioni Riferimenti

3 1 Sigle e abbreviazioni Le sigle ed abbreviazioni utilizzate nel presente documento hanno i significati qui sotto riportati. AGCOM DVB-T ERP Autorità per le garanzie nelle comunicazioni Digital Video Broadcasting - Terrestrial Effective Radiated Power GE 06 Conferenza di Ginevra 2006 FUB Fondazione MFN MUX pdv ROC SFN Fondazione Ugo Bordoni Fondazione Ugo Bordoni (ove non diversamente specificato) Multi Frequency Network Multiplex dei programmi trasmessi sul medesimo canale radio Punto di Verifica Registro Operatori di Comunicazioni Single Frequency Network 2 Struttura del documento L obiettivo principale di questa attività riguarda l applicazione delle tecniche di ottimizzazione, presentate e discusse nel Deliverable 4 di questo progetto [3] e implementate in strumenti software, ad alcune situazioni specifiche, selezionate in base alla loro criticità [4]. Questa analisi riprende ed estende l attività avviata in [3] riguardo all applicazione delle tecniche di ottimizzazione a casi reali. La sezione 3 contiene alcuni brevi richiami alle tecniche di ottimizzazione di impianti e reti televisive reali ideate e implementate nel corso di questo progetto. Queste tecniche operano in due direzioni distinte: da una parte l ottimizzazione del diagramma verticale dell antenna; dall altra l ottimizzazione dei valori di ERP utilizzati da ognuno degli impianti di una rete SFN. Si tratta di tecniche di ottimizzazione indipendenti tra loro, ma è comunque possibile applicarle in successione ad una stessa rete per combinarne i vantaggi. Nella sezione 4, sono presentati i risultati dell applicazione dell ottimizzazione dei diagrammi verticali di antenna ad alcuni impianti criticamente interferenti verso l estero. La sezione 5 è dedicata alla tecnica di ottimizzazione delle potenze trasmesse per reti SFN, applicata ad alcune situazioni reali di canali dell area padana a seguito dello switch-off delle Aree Tecniche 3,5,6,7, avvenuto a fine

4 3 Richiami sulle tecniche di ottimizzazione 3.1 Ottimizzazione dei diagrammi di antenna dei trasmettitori DVB-T Gli impianti di radiodiffusione televisiva DVB-T sono generalmente realizzati attraverso una o più cortine su ognuna delle quali presenta un numero di pannelli o antenne elementari ed è disposta in una specifica direzione sul piano orizzontale. Considerando diverse tipologie di antenne ed agendo opportunamente sul numero di pannelli delle cortine è possibile sagomare con notevoli gradi di libertà il diagramma complessivo di un sistema radiante. Attraverso l ottimizzazione di parametri sia geometrici che elettrici del diagramma di radiazione del trasmettitore è quindi possibile, entro certi limiti, sagomare le dimensioni e la forma dell area di copertura e dell area di possibile interferenza prodotta da un impianto televisivi. Una prima caratterizzazione delle antenne radiotelevisive si può basare sui seguenti parametri fondamentali: potenza; frequenza di lavoro; guadagno di antenna; diagramma di radiazione sul piano orizzontale; diagramma di radiazione sul piano verticale; puntamento; tilt. Nella Figura 1 si mostra un esempio di rappresentazione grafica dei diagrammi di radiazione verticale e orizzontale di un antenna televisiva. Diagramma verticale Diagramma orizzontale Figura 1. televisiva esempio del diagramma di radiazione verticale e orizzontale di un antenna reale La Figura 1 mostra maggiore direttività del diagramma verticale; questa dipende dal numero di pannelli della (n) e dalla distanza (d) tra i pannelli in base alla seguente formula: 3

5 (1) 2 arccos 2 n d Lo scopo del presente lavoro è di ottimizzare il diagramma di radiazione in modo da massimizzare l area di copertura dei trasmettitori DVB-T e ridurre al minimo le aree di interferenza. In particolare, l attività si è concentrata sull ottimizzazione della direttività e del tilt del diagramma verticale delle cortine. E stata formulata e implementata in software dedicato una procedura di ottimizzazione applicabile ad ogni singola dell impianto a partire da diagrammi di radiazione di configurazioni di antenne reali. La procedura di ottimizzazione richiede la definizione di una funzione obiettivo il cui valore massimo (o minimo) individui la configurazione migliore. La funzione obiettivo Fo è stata definita [3] tramite la seguente espressione: (2) F O K S * P S K I * P I dove P S rappresenta la popolazione intesa come numero di abitanti, P I rappresenta la popolazione calcolata come numero di abitanti interferiti, K S e K I sono due costanti intere moltiplicative il cui valore è da scegliere opportunamente per l impianto specifico oggetto di ottimizzazione. Tramite le costanti (intere, per semplicità e senza perdita di generalità) K S e K I è possibile regolare il rapporto tra l importanza da attribuire all area di servizio e quella da attribuire all interferenza e quindi indirizzare nel senso voluto la procedura di ottimizzazione. L algoritmo di ottimizzazione richiede la valutazione del servizio e dell interferenza nei punti di verifica effettivamente rilevanti per l area di copertura della considerata. Il modello di propagazione adottato è ITU-R 526 [6]: il campo ricevuto in ogni punto di verifica è calcolato al 50% di disponibilità temporale per l area di servizio, all 1% o 10% per l area di interferenza. Le fasi dell ottimizzazione si basano su una procedura software che a partire dal diagramma realizzabile con il numero di pannelli a disposizione, ricerca i valori ottimali della coppia (tilt, ERP). L ottimizzazione può essere ripetuta, a discrezione dell operatore, modificando altri parametri dell antenna quali l azimut della o le caratteristiche delle antenne utilizzate. 3.2 Ottimizzazione delle reti SFN L Italia ha adottato, per la transizione ai segnali televisivi terrestri esclusivamente in tecnica digitale, la pianificazione di tipo SFN, anche per le reti locali [7]. Al momento dello switch-off, la transizione avviene generalmente sugli stessi impianti utilizzati in precedenza, con le stesse caratteristiche di radiazione a meno di una riduzione di potenza pari a 6 db. Il passaggio alla pianificazione SFN in luogo di quella MFN, comporta una serie di vantaggi anche nell ipotesi che i trasmettitori delle reti DVB-T siano gli stessi impiegati per le reti analogiche, in particolare: 4

6 aumento di efficienza spettrale riduzione della potenza trasmessa L aumento di efficienza spettrale è dovuto al meccanismo per cui una parte dei segnali che in pianificazione MFN costituivano interferenza diventano contributi utili nella pianificazione SFN. L aumento di efficienza rispetto al caso MFN è particolarmente accentuato quando la rete di trasmettitori è composta da trasmettitori con caratteristiche uniformi, cioè quando le aree di servizio dei singoli impianti hanno dimensioni simili. Un altro importante vantaggio della pianificazione SFN è di permettere l inserimento di nuovi trasmettitori o la sostituzione di trasmettitori senza necessità di ripianificazione. Nel corso di questo progetto, sono state implementate varie procedure di valutazione delle prestazioni di reti SFN come risultano dai database degli impianti televisivi reali, tra cui il confronto con la pianificazione MFN precedente allo switch-off. In particolare è stata implementata una procedura di ottimizzazione delle reti SFN che ricerca i valori ottimali per le potenze trasmesse da ognuno degli impianti della rete. La procedura può ottimizzare contemporaneamente anche più reti SFN sullo stesso canale. L obiettivo della procedura di ottimizzazione è la massima riduzione della potenza trasmessa da ognuno dei trasmettitori di una rete SFN senza ridurre l area di servizio globale della rete, espressa in quantità di popolazione. 4 Applicazione dell ottimizzazione del diagramma verticale dell antenna In questa sezione si mostrano esempi di applicazione della procedura di ottimizzazione del diagramma verticale di antenna, descritta nel Deliverable 4 [3] e richiamata nella sezione 3.1, ad alcuni casi risultati particolarmente critici per l interferenza verso paesi confinanti dalle analisi presentate nel Deliverable 6 [4]. I risultati dell ottimizzazione dipendono da molteplici fattori, tra cui i parametri che definiscono l interferenza, ovvero il valore di soglia per il campo interferente e il peso attribuito alla popolazione interferente nella funzione obiettivo. In generale, la procedura cerca il miglior compromesso tra area di servizio e popolazione, e propone anche soluzioni con popolazione maggiore di zero. Questo non esclude che come caso particolare si possa impostare la procedura a considerare solo valori di popolazione pari a 0 (impostando un valore del fattore popolazione molto alto). Per ognuno degli esempi è mostrata una tabella: essa riassume i parametri di ottimizzazione e i risultati dell ottimizzazione per i diversi valori di numero di pannelli considerati. Le coordinate geografiche e l altezza dell antenna considerate nel calcolo della propagazione sono riferite allo specifico impianto identificato dal codice che è riportato nella tabella. La Tabella 1 si riferisce ad un impianto di Monte Serra: in questo caso l adozione di antenne direttive e tilt si conferma efficace (vedi [3]): la popolazione è quasi completamente conservata pur riducendo la popolazione a valori molto bassi. La Tabella 2 si riferisce ad un impianto di Monte Bignone, per il quale si conferma la possibilità di ridurre a zero l interferenza verso la Corsica (vedi [3]); si notano particolarità nella propagazione verso la propria area di servizio, verosimilmente legati alle irregolarità geografiche della costa ligure: c è una piccola porzione di popolazione non recuperabile senza interferire in Corsica, e occorre un notevole aumento di potenza (circa 12 db) per includere nell area di servizio ulteriori circa 1500 abitanti. 5

7 La Tabella 3 si riferisce ad un impianto di Monte Bignone diverso dal precedente, soprattutto per valori di popolazione ; si nota lo stesso comportamento a gradini. In questo esempio è stato usato un valore di fattore popolazione relativamente piccolo (pari a 1), per cui nelle soluzioni individuate permane un modesto valore di popolazione in Corsica. La Tabella 4 si riferisce ad un impianto di Maiella che interferisce notevolmente in Croazia. La procedura non riesce a mantenere l area di servizio per antenne poco direttive (fino a 6 pannelli); i risultati con questo valore di fattore popolazione mostrano che è possibile mantenere con antenne direttive l area di servizio in Abruzzo solo se è possibile tollerare circa diecimila abitanti soggetti ad interferenza. Lo stesso impianto sottoposto a ottimizzazione con fattore popolazione pari a 12 invece di 10 ( Tabella 5) mostra che è possibile ridurre di circa la metà la popolazione ma a spese di una notevole riduzione della popolazione (fino a circa persone). Ridurre drasticamente la popolazione porta ad un valore massimo di popolazione pari a circa 33000, il che equivale ad uno spegnimento. In Tabella 6 e Tabella 7 sono mostrati i risultati riferiti sempre al sito di Maiella ma ad un diverso impianto e una diversa direzione di puntamento. In questo caso si riesce quasi interamente a mantenere la popolazione, tollerando meno di tremila abitanti interferiti ( Tabella 6). Aumentando il fattore popolazione a 20 ( Tabella 7), le soluzioni ottime trovate mostrano che scendere a poche centinaia di persone interferite comporta la perdita di decine di migliaia di persone raggiunte da servizio. Eliminare l interferenza rende necessario rinunciare a una buona parte dell area di servizio, ma il sito si può mantenere acceso. Le tabelle da 8 a 10 si riferiscono ad uno stesso impianto di Monte Carpegna. Le tabelle si riferiscono a tre diversi valori del fattore popolazione, pari a 1, 10, 0.7. Questo impianto, puntato a 60, appare incompatibile con la Croazia: nessuna soluzione soddisfacente è stata individuata. 6

8 Tabella 1. SITO MONTE SERRA IMPIANTO Canale 40 Area di servizio Toscana Azimut 210 Soglia campo servizio Area interferente Soglia campo interferente 70 dbmv/m Corsica 45 dbmv/m Fattore popolazione 10 Configurazione di riferimento Tilt ( ) EIRP (dbw) Configurazione Best Solution ottenuta dalla procedura di ottimizzazione Tilt ( ) EIRP (dbw)

9 Tabella 2. SITO MONTE BIGNONE - IMPIANTO Canale 44 Area di servizio Liguria Azimut 150 Soglia campo servizio Area interferente Soglia campo interferente 70 db V/m Corsica 45 db V/m Fattore popolazione 1 Configurazione di riferimento Tilt ( ) EIRP (dbw) Configurazione Best Solution ottenuta dalla procedura di ottimizzazione Tilt ( ) EIRP (dbw)

10 Tabella 3. SITO MONTE BIGNONE IMPIANTO Canale 32 Area di servizio Liguria Azimut 160 Soglia campo servizio Area interferente Soglia campo interferente 70 db V/m Corsica 45 db V/m Fattore popolazione 1 Configurazione di riferimento Tilt ( ) EIRP (dbw) Configurazione Best Solution ottenuta dalla procedura di ottimizzazione Tilt ( ) EIRP (dbw)

11 Tabella 4. SITO MAIELLA IMPIANTO FATTORE POPOLAZIONE INTERFERITA 10 Canale 59 Area di servizio Abruzzo Azimut 40 Soglia campo servizio Area interferente Soglia campo interferente 70 db V/m Slovenia e Croazia 45 db V/m Fattore popolazione 10 Configurazione di riferimento Tilt ( ) EIRP (dbw) Configurazione Best Solution ottenuta dalla procedura di ottimizzazione Tilt ( ) EIRP (dbw)

14 Tabella 7. SITO MAIELLA - IMPIANTO FATTORE POPOLAZIONE INTERFERITA 20 Canale 39 Area di servizio Abruzzo Azimut 100 Soglia campo servizio Area interferente Soglia campo interferente 70 db V/m Slovenia e Croazia 45 db V/m Fattore popolazione 20 Configurazione di riferimento Tilt ( ) EIRP (dbw) Configurazione Best Solution ottenuta dalla procedura di ottimizzazione Tilt ( ) EIRP (dbw)

15 Tabella 8. SITO CARPEGNA IMPIANTO FATTORE POPOLAZIONE INTERFERITA 1 Canale 21 Area di servizio Marche Azimut 60 Soglia campo servizio Area interferente Soglia campo interferente 70 db V/m Slovenia e Croazia 45 db V/m Fattore popolazione 1 Configurazione di riferimento Tilt ( ) EIRP (dbw) Configurazione Best Solution ottenuta dalla procedura di ottimizzazione Tilt ( ) EIRP (dbw)

16 Tabella 9. SITO CARPEGNA - IMPIANTO FATTORE POPOLAZIONE INTERFERITA 10 Canale 21 Area di servizio Marche Azimut 60 Soglia campo servizio Area interferente Soglia campo interferente 70 db V/m Slovenia e Croazia 45 db V/m Fattore popolazione 10 Configurazione di riferimento Tilt ( ) EIRP (dbw) Configurazione Best Solution ottenuta dalla procedura di ottimizzazione Tilt ( ) EIRP (dbw) Tabella 10. SITO CARPEGNA - IMPIANTO FATTORE POPOLAZIONE INTERFERITA 0.7 Canale 21 Area di servizio Marche Azimut 60 Soglia campo servizio Area interferente Soglia campo interferente 70 db V/m Slovenia e Croazia 45 db V/m Fattore popolazione 0.7 Configurazione di riferimento Tilt ( ) EIRP (dbw) Configurazione Best Solution ottenuta dalla procedura di ottimizzazione Tilt ( ) EIRP (dbw)

17 Ottimizzazione reti SFN In questa sezione sono mostrati esempi di applicazione a casi reali della procedura di ottimizzazione delle potenza trasmesse dagli impianti di una rete SFN. 5.1 Individuazione dei casi specifici di analisi Nel seguito sono presentati alcuni risultati riferiti alla zona padana (Aree Tecniche 3,5,6,7), seguendo le linee-guida già seguite nel Deliverable 4 [3]. I canali più critici per l interferenza sia nazionale che verso l estero sono quelli assegnati perlopiù a reti locali: infatti, le reti di emittenti diverse operanti in SFN sullo stesso canale risultano tra loro interferenti, per cui l eccesso di potenza eventualmente presente in un impianto può avere effetti a catena sui livelli di potenza trasmessi da parte di impianti di altre reti; l ottimizzazione appare quindi particolarmente opportuna. Per questi motivi gli esempi sono stati scelti tra i canali generalmente non assegnati all Italia nel piano di GE06 [5], su cui operano più emittenti locali nell area padana. Inoltre, sono mostrati due casi di canali non assegnati all Italia dal piano di GE06 e assegnati ognuno ad un unica emittente nazionale. 5.2 Modalità di applicazione del metodo di ottimizzazione La procedura esegue l ottimizzazione simultanea della potenza trasmessa da tutti gli impianti operanti su uno stesso canale nell area considerata. Per ottimizzazione si intende la massima riduzione di potenza trasmessa rispetto ad un valore iniziale, generalmente estratto dai database ufficiali. In questo contesto non si è considerata la possibilità di incrementare la potenza trasmessa da un impianto rispetto ai valori dei database ufficiali, assumendoli come limiti superiori; in qualche caso è possibile che un aumento di potenza trasmessa si riveli ottimale per le prestazioni complessive della rete. La procedura implementata ha comunque carattere generale: nel caso si desideri considerare anche la possibilità di incrementare la potenza degli impianti, è sufficiente porre il valore iniziale di potenza trasmessa di un impianto pari al suo valore massimo ammissibile. Gli impianti operanti su di un canale specifico sono ordinati per valori decrescenti di popolazione. La procedura agisce a partire dal primo impianto, riducendo la potenza trasmessa fintantoché si mantiene (o aumenta) la popolazione dalla rete SFN (identificata dal MUX trasmesso) in cui l impianto opera. La procedura è ripetuta iterativamente per tutti gli impianti; al termine della lista di impianti, si riparte dal primo, fino a che nessun ulteriore calo di potenza trasmessa è possibile. La procedura consente che sia tollerata una piccola percentuale di perdita di popolazione complessivamente dalla rete e per ogni singolo impianto (il valore di queste percentuali sono parametri della procedura); questa tolleranza è utile perché in alcuni casi l ottimizzazione potrebbe essere inibita dalla necessità di salvaguardare pixel che risultano serviti in base ai calcoli ma in realtà non fanno parte delle aree di servizio naturali dei vari impianti. Informazioni più precise sull area di servizio attesa per ogni impianto sarebbero molto utili per indirizzare nel modo più proficuo la procedura di ottimizzazione. 16

18 5.3 Risultati ottenuti in alcuni casi specifici In questa sezione si presentano i risultati dell applicazione della procedura di ottimizzazione delle potenze trasmesse dagli impianti di una rete SFN a quattro canali nell area padana (Aree Tecniche 3,5,6,7). Nel deliverable 4 [3] sono presenti analisi simili su altri canali. Per ognuno dei canali esaminati, sono riportate tre figure, ognuna con il seguente significato: 1) area di servizio a seguito dello switch-off; 2) area di servizio a seguito dell applicazione della procedura di ottimizzazione, con due differenti ipotesi sulla tolleranza di perdita di popolazione ; 3) esiti della procedura di ottimizzazione: per ogni impianto, riduzione di potenza e variazione di popolazione Area padana: canale 27 Sul canale 27 operano sei diverse emittenti nell area padana, di cui tre sono piccole emittenti locali con un solo impianto; le aree di servizio risultanti a seguito dello switch-off sono mostrate in Figura 2: Figura 2. Aree di servizio nell area padana a seguito dello switch-off, canale 27 L immagine suggerisce una buona situazione di copertura, almeno per le emittenti più rilevanti. Tuttavia, questo canale è critico per l interferenza verso la Slovenia, per cui l ottimizzazione delle potenze è fondamentale. Due esempi di soluzione finale al termine della procedura di ottimizzazione sono mostrati in Figura 3 e Figura 4. I risultati sono mostrati per due diverse scelte riguardo alla riduzione ammissibile di popolazione per emittente: in un caso, nessuna riduzione è ammessa, nell altro caso è ammessa una riduzione del 5% di popolazione per ognuna delle emittenti. 17

19 Figura 3. Aree di servizio nell area padana a seguito di esempi di applicazione della procedura di ottimizzazione, canale 27. A sinistra: fino al 5% di perdita di popolazione per emittente è ammessa. A destra: non è ammessa alcuna riduzione della popolazione per emittente Figura 4. Ottimizzazione delle potenze trasmesse dagli impianti sul canale 27: ogni punto rappresenta un singolo impianto (in ascissa: riduzione di potenza [db]; in ordinata: variazione di popolazione [migliaia]). La Figura 3 mostra che la procedura di ottimizzazione, anche quando deve ottemperare al vincolo di non ridurre la popolazione (figure a destra), può portare alla perdita di servizio in piccole porzioni d area, se la perdita di popolazione è compensata su altre aree. Quando si ammette una perdita massima del 5% di popolazione per ognuna delle emittenti (figure a sinistra), effettivamente per questo canale si nota una piccola restrizione dell area di servizio. La Figura 4 mostra che la procedura di ottimizzazione suggerisce notevoli variazioni alla configurazione di impianti, più marcate, com è logico, nel caso sia tollerata un piccola perdita di popolazione : per molti impianti la riduzione di potenza tollerabile è di molti db, in alcuni casi fino al limite massimo posto pari a 21 db nell esecuzione della procedura Area padana: canale 31 Il canale 31 presenta una situazione simile a quella del canale 27: vi operano sette diverse emittenti nell area padana, di cui tre sono piccolissime emittenti locali; le aree di servizio risultanti a seguito dello switch-off sono mostrate in Figura 5: 18

20 Figura 5. Aree di servizio nell area padana a seguito dello switch-off, canale 31 Figura 6. Aree di servizio nell area padana a seguito di esempi di applicazione della procedura di ottimizzazione, canale 31. Figura a sinistra: fino al 5% di perdita di popolazione per ognuna delle emittenti è ammessa. Figura a destra: non è ammessa alcuna riduzione della popolazione. 19

21 Figura 7. Ottimizzazione delle potenze trasmesse dagli impianti sul canale 27: ogni punto rappresenta un singolo impianto (in ascissa: riduzione di potenza [db]; in ordinata: variazione di popolazione [migliaia]). In questo caso si nota che le riduzioni di potenza ammissibili sono molto più limitate rispetto al canale esaminato in precedenza, in particolare se non è tollerata alcuna perdita di popolazione (figure a destra) Area padana: canale 44 Il canale 44 è allocato nell area padana ad una sola emittente nazionale. La Figura 8 mostra i pixel in cui il servizio è soddisfacente, evidenziando alcune aree di scopertura verosimilmente dovute ad auto-interferenza dei segnali SFN. La Figura 9 mostra che la procedura di ottimizzazione, anche agendo solo sulla potenza trasmessa e non sulla sincronia di trasmissione, riduce apprezzabilmente l estensione di queste aree. Ammettendo una perdita di popolazione ( Figura 9, sinistra), si nota che l area del Delta del Po (poco abitata) tende a non essere. La Figura 10 mostra che anche nel caso non sia ammessa alcuna perdita di popolazione (figura a destra) sono applicabili notevoli riduzioni di potenza. Figura 8. Aree di servizio nell area padana a seguito dello switch-off, canale 44 20

22 Figura 9. Aree di servizio nell area padana a seguito di esempi di applicazione della procedura di ottimizzazione, canale 44. Figura a sinistra: fino al 5% di perdita di popolazione è ammessa. Figura a destra: non è ammessa alcuna riduzione della popolazione. Figura 10. Ottimizzazione delle potenze trasmesse dagli impianti sul canale 44: ogni punto rappresenta un singolo impianto (in ascissa: riduzione di potenza [db]; in ordinata: variazione di popolazione ) Area Padana: canale 57 Il canale 57 è allocato nell area padana ad una sola emittente nazionale. La Figura 11 mostra i pixel in cui il servizio è soddisfacente, evidenziando buchi in cui il servizio non è garantito, in alcuni casi verosimilmente per auto-interferenza. Nel caso di questo canale, la Figura 12 mostra che la soluzione ottenuta tollerando una perdita di popolazione può rivelarsi migliore di quella ottenuta senza tolleranza: l immagine a sinistra mostra infatti una copertura più compatta. La Figura 13 mostra che nel caso non sia ammessa alcuna perdita di popolazione (figura a destra), solo per pochi impianti è applicabile una riduzione di potenza; la situazione è notevolmente diversa quando si tollera un piccola percentuale di perdita di popolazione (figura a sinistra). Figura 11. Aree di servizio nell area padana a seguito dello switch-off, canale 57 21

23 Figura 12. Aree di servizio nell area padana a seguito di esempi di applicazione della procedura di ottimizzazione, canale 57. Figura a sinistra: fino al 5% di perdita di popolazione per emittente è ammesso. Figura a destra: non è ammessa alcuna riduzione della popolazione per emittente Figura 13. Ottimizzazione delle potenze trasmesse dagli impianti sul canale 57: ogni punto rappresenta un singolo impianto (in ascissa: riduzione di potenza [db]; in ordinata: variazione di popolazione ) 6 Conclusioni In questo documento sono state presentati alcuni esempi di applicazione delle procedure di ottimizzazione, ideate e implementate nel corso di questo progetto, ad alcuni casi specifici reali, con l obiettivo di fornire esempi dei possibili esiti di tali analisi nelle situazioni reali, sulle stesse linee-guida delle analisi mostrate nel Deliverable 4 [3]. Le procedure di ottimizzazione implementate agiscono su due livelli distinti: 1) ottimizzazione del diagramma verticale di ogni di cui è composta l antenna trasmettente, con l obiettivo di ridurre l interferenza causata dall impianto; 2) ottimizzazione dei valori di potenza trasmessa degli impianti operanti in SFN. I casi specifici considerati sono casi reali selezionati in base alla loro criticità. Per quanto riguarda l ottimizzazione dei diagrammi di radiazione, sono stati selezionati alcuni impianti tra quelli maggiormente critici per l interferenza verso l estero, come risulta dalle analisi contenute in [4]. Per quanto riguarda le reti 22

24 SFN, sono state considerate reti SFN operanti nell area padana, sia nel caso di canali condivisi tra più reti locali sia su canali su cui opera una sola rete. In tutti i casi, le analisi sono basate sui calcoli di propagazione ottenuti applicando un modello realistico che considera l altimetria del territorio. Gli esiti delle procedure di ottimizzazione variano ampiamente. In linea generale, l adozione del tilt verticale porta notevoli vantaggi quanto è possibile la discriminazione angolare tra area di servizio e area da proteggere dall interferenza. In alcuni casi, i miglioramenti ottenuti con antenne direttive sul piano verticale e applicazione del tilt sono molto significativi: per alcuni impianti notoriamente interferenti verso l estero, l obiettivo (mantenere almeno gran parte dell area di servizio ed eliminare l interferenza verso l estero) può essere sostanzialmente raggiunto, mentre in altre situazioni occorre ripensare la pianificazione di rete ed eventualmente sostituire l impianto interferente con uno o più impianti differenti. La procedura di ottimizzazione può essere uno strumento utile per valutare l entità del vantaggio ottenibile. La procedura di ottimizzazione delle potenze trasmesse per gli impianti di reti SFN, applicata a reti realmente operanti sul territorio, ha mostrato per tutti i canali esaminati la possibilità di notevoli riduzioni di potenza trasmessa senza intaccare le aree di servizio, quanto meno per un numero significativo di impianti. 7 Riferimenti [1] Deliverable D1 di questo progetto: Relazione sui benefici teorici derivanti da tilt verticale e reti SFN [2] Deliverable D3 di questo progetto: Rapporto sull effettivo stato di realizzazione delle reti TV nazionali [3] Deliverable D4 di questo progetto: Valutazione ed analisi dei risultati teoricamente ottenibili dall applicazione delle tecniche di ottimizzazione al piano [4] Deliverable D6 di questo progetto: Relazione sull analisi di alcune criticità delle reti realmente in campo [5] ITU, Final Acts of Geneva 2006 [6] ITU, Recommendation ITU-R P : Propagation by diffraction, Ottobre 2009 [7] DELIBERA n. 300/10/CONS: Piano nazionale di assegnazione delle frequenze per il servizio di radiodiffusione televisiva terrestre in tecnica digitale, AGCOM giugno