Riuso UHF televisivo per LTE Simulazione al banco in laboratorio

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1 Simulazione al banco in laboratorio 22 Gennaio 2013 Collaborazione ISCOM - FUB 1

2 Nel Laboratorio Radiodiffusione Sonora e Televisiva ISCTI sono in corso le simulazioni di molteplici condizioni interferenziali viste all ingresso dell impianto TV. 2

3 PARAMETRI DI PROVA DVB-T LTE RICEVITORI TV LIVELLO SCHEMA MOD CODE GUARD RATE INTERVAL FREQ TRAFFICO FREQ RUMORE AMPLIF FILTRO 1/4 1/8 1/16 1/32 MIN MAX ARBITR IDLE 70% SI NO SI NO SI NO 1/2 2/3 3/4 5/6 7/8 QPSK 16QAM 64QAM MHz 30MHz 3

4 Ricorrenze parametri ricavati da una ricognizione effettuata sui segnali DVB in zona Roma EUR (situazione del 14 giugno 2012) Schema di modulazione QPSK 16QAM 64QAM /2 2/3 3/4 5/6 7/8 Code Rate /4 1/8 1/16 1/32 Intervallo di guardia

5 Banco di misura TV Valore massimo del livello del segnale DVB-T ottenibile sul DUT: -22dBm DECODER TV DVB-T SIGNAL SIMULATOR PAD1 ACC1 FILTRO AMPLIFICATORE MONITORAGGIO SPETTRO - ETL LTE SIGNAL SIMULATOR PAD2 ATT1 Valori massimi del livello del segnale LTE ottenibili sul DUT: PAD3 Traffico BW=10MHz BW=30MHz 70% 8 dbm 4 dbm IDLE 0 dbm -3 dbm MONITORAGGIO MISURA - EFA TV

6 L oggetto delle prove consiste nella determinazione del rapporto I/C (LTE/DVB-T) corrispondente al primo evidente degradamento del contenuto audio-video (quadrettamento) Le misurazioni sono state effettuate sui canali TV più vicini alla banda prevista per l LTE Canale Frequenza (MHz) su più televisori con decoder digitale integrato (TV1, TV2, TV3), su di un Set Top Box (DE1), con amplificatori del terminale di testa (AM1, AM2, AM7) con filtri LTE (FI-1, FI-2, FI-3, FI-4, FI-5, FI-6, FI-7) come disponibili sul mercato a dicembre 2012 Durante le prove sono stati rilevati problemi di ripetibilità dei risultati dovuti alle connessioni di tipo F/IEC (TV) di cui sono dotati gli apparati TV commerciali I risultati vengono illustrati di seguito in forma grafica/tabellare 6

7 7

8 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su TV1 25,0 25,0 LTE 796MHz/10MHz Frequenza (MHz) LTE 816MHz/10MHz Frequenza (MHz) Livello DVB-T -64dBm -50dBm -35dBm Le interruzioni dei grafici sono dovute al valore massimo del livello che il banco rende disponibile sul DUT. Livello DVB-T -64dBm -50dBm -35dBm 25,0 25,0 LTE 806MHz/10MHz Frequenza (MHz) LTE 806MHz/30MHz Frequenza (MHz) Livello DVB-T -64dBm -50dBm -35dBm Livello DVB-T -64dBm -50dBm -35dBm 8

9 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su DE1 LTE 796MHz/10MHz LTE 806MHz/10MHz 25,0 Frequenza (MHz) Livello DVB-T -64dBm -50dBm -35dBm 25,0 Frequenza (MHz) Livello DVB-T -64dBm -50dBm -35dBm LTE 816MHz/10MHz LTE 806MHz/30MHz Livello DVB-T -64dBm Livello DVB-T -64dBm 25,0-50dBm -35dBm 25,0-50dBm -35dBm Frequenza (MHz) Frequenza (MHz) 9

10 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su TV2 LTE 796MHz/10MHz LTE 806MHz/10MHz -64 dbm -64 dbm 25,0-50 dbm -35 dbm 25,0-50 dbm -35 dbm Frequenza (MHz) Frequenza (MHz) LTE 816MHz/10MHz LTE 806MHz/30MHz -64 dbm -64 dbm 25,0-50 dbm -35 dbm 25,0-50 dbm -35 dbm Frequenza (MHz) Frequenza (MHz) 10

11 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) 6 Cfr rapporto di protezione vs frequenza su 3 TV diversi Livello DVB-T ingresso TV = -64dBm LTE 796MHz/10MHz 6 LTE 806MHz/10MHz I/C [db] TV1 I/C [db] TV1 1 TV2 TV3 1 TV2 TV3 frequenza [MHz] frequenza [MHz] 6 LTE 816MHz/10MHz 6 LTE 806MHz/30MHz I/C [db] TV1 I/C [db] TV1 1 TV2 TV3 1 TV2 TV3 frequenza [MHz] frequenza [MHz] 11

12 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Cfr rapporto di protezione vs frequenza su 3 TV diversi Livello DVB-T ingresso TV = -50dBm 6 LTE 796MHz/10MHz 6 LTE 806MHz/10MHz I/C [db] TV1 I/C [db] TV1 1 TV2 TV3 1 TV2 TV3 frequenza [MHz] frequenza [MHz] 6 LTE 816MHz/10MHz 6 LTE 806MHz/30MHz I/C [db] TV1 I/C [db] TV1 1 TV2 TV3 1 TV2 TV3 frequenza [MHz] frequenza [MHz] 12

13 6 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Cfr rapporto di protezione vs frequenza su 3 TV diversi Livello DVB-T ingresso TV = -35dBm LTE 796MHz/10MHz 6 LTE 806MHz/10MHz I/C [db] 1 TV1 TV2 TV3 I/C [db] 1 TV1 TV2 TV3 frequenza [MHz] frequenza [MHz] 6 LTE 816MHz/10MHz 6 LTE 806MHz/30MHz I/C [db] TV1 I/C [db] TV1 1 TV2 TV3 1 TV2 TV3 frequenza [MHz] frequenza [MHz] 13

14 Traffico LTE: IDLE e 70% 14

15 LTE / DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Confronto traffico LTE 70% e IDLE LTE 796MHz/10MHz Livello DVB-T ingresso TV3 = -50dBm LTE 806MHz/10MHz % IDLE 1 70% IDLE LTE 816MHz/10MHz LTE 806MHz/30MHz % IDLE 1 70% IDLE 15

16 Presenza Amplificatori 16

17 Amplificatore di terminale di testa per impianti condominiali (AM1) Dati di targa (banda UHF): Cifra rumore: 8 db Liv.Uscita: 126 dbµv (+17dBm) Guadagno: 50 db Misura di guadagno 17

18 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su Amplificatore di terminale di testa (AM1) 25,0 15,0 1 5,0 LTE 796MHz/10MHz con TV1 (L in,dvb-t -50 dbm) -75,6dBm -36,0dBm -31,0dBm -26,0dBm 25,0 15,0 1 5,0 LTE 806MHz/10MHz -75,6dBm -36,0dBm -31,0dBm -26,0dBm 18

19 25,0 15,0 1 5,0 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su Amplificatore di terminale di testa (AM1) LTE 816MHz/10MHz con TV1 (L in,dvb-t -50 dbm) -75,6dBm -36,0dBm -31,0dBm -26,0dBm 25,0 15,0 1 5,0 LTE 806MHz/30MHz -75,6dBm -36,0dBm -31,0dBm -26,0dBm 19

20 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su Amplificatore di terminale di testa (AM1) (L in,dvb-t -26 dbm) Il livello sul TV (Monitor) non è determinante esempio confronto TV1 L in,dvb-t -50 dbm e L in,dvb-t -65 dbm LTE 806MHz/30MHz 25,0 15,0 1 5,0-65,0 dbm - dbm Le differenze di risposta all interferente non sono rilevanti 20

21 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su Amplificatore di terminale di testa (AM1) con TV3 (L in,dvb-t -50 dbm) 25,0 15,0 1 5,0 LTE 796MHz/10MHz -6 dbm -55,0 dbm - dbm G38 25,0 15,0 1 5,0 LTE 806MHz/10MHz -6 dbm -55,0 dbm - dbm Riducendo il guadagno di 15 db la cifra di rumore, nel caso di AM1, peggiora di altrettanto. Si perdono i segnali DVB-T inferiori a -65 dbm 21

22 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su Amplificatore di terminale di testa (AM1) con TV3 (L in,dvb-t -50 dbm) 25,0 15,0 1 5,0 LTE 816MHz/10MHz -6 dbm -55,0 dbm - dbm G38 25,0 15,0 1 5,0 LTE 806MHz/30MHz -6 dbm -55,0 dbm - dbm Riducendo il guadagno di 15 db la cifra di rumore, nel caso di AM1, peggiora di altrettanto. Si perdono i segnali DVB-T inferiori a -65 dbm 22

23 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza Cfr amplificatori di terminale di testa a guadagno massimo (AM1 53dB, AM2 25,0 15,0 1 5,0 25,0 15,0 1 5,0 27dB, AM7 27dB) con monitor TV (L in,dvb-t -50 dbm) LTE 796MHz/10MHz LTE 806MHz/10MHz LTE 816MHz/10MHz AM1 AM2 AM7 AM1 AM2 AM7 25,0 15,0 1 5,0 25,0 15,0 1 5,0 LTE 806MHz/30MHz 23 AM1 AM2 AM7 AM1 AM2 AM7

24 Presenza di Filtro + Amplificatore 24

25 Curve di risposta di FI-2: Ampiezza e ritardo di gruppo in VHF e UHF 25

26 Curve di risposta di FI-3: Ampiezza e ritardo di gruppo in VHF e UHF 26

27 - amplificatore di terminale di testa (AM1) (L in,dvb-t -65,0 dbm) - filtri (FI-2+AM1, FI-3+AM1) (L in,dvb-t -65,0 dbm) LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su con TV3 (L in,dvb-t -50 dbm) LTE 796MHz/10MHz LTE 806MHz/10MHz LTE 816MHz/10MHz AM1 FI-2_AM1 FI-3_AM LTE 806MHz/30MHz AM1 FI-2_AM1 FI-3_AM1 AM1 AM1 1 FI-2_AM1 FI-3_AM1 1 FI-2_AM1 FI-3_AM1 27

28 LTE (Traffico IDLE) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su - amplificatore di terminale di testa (AM1) (L in,dvb-t -65,0 dbm) - filtri (FI-2+AM1, FI-3+AM1) (L in,dvb-t -65,0 dbm) con TV3 (L in,dvb-t -50 dbm) 6 1 LTE 796MHz/10MHz AM1 FI-2_AM1 FI-3_AM1 6 1 LTE 806MHz/10MHz AM1 FI-2_AM1 FI-3_AM1 6 LTE 816MHz/10MHz 6 LTE 806MHz/30MHz 1 AM1 FI-2_AM1 FI-3_AM1 1 AM1 FI-2_AM1 FI-3_AM1 28

29 Curve di risposta di FI-1: Ampiezza e ritardo di gruppo in VHF e UHF 29

30 Curve di risposta di FI-4: Ampiezza e ritardo di gruppo in VHF e UHF 30

31 Curve di risposta di FI-5: Ampiezza e ritardo di gruppo in VHF e UHF 31

32 Curve di risposta di FI-6: Ampiezza e ritardo di gruppo in VHF e UHF 32

33 Curve di risposta di FI-7: Ampiezza e ritardo di gruppo in VHF e UHF 33

34 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su - amplificatore di terminale di testa (AM1) (L in,dvb-t -55,0 dbm) - filtri (FI-1, FI-2, FI-3, FI-4, FI-5) + AM1 (L in,dvb-t -55,0 dbm) con TV3 (L in,dvb-t -50 dbm) 6 LTE 796MHz/10MHz 1 AM1 FI1+AM1 FI2+AM1 FI3+AM1 FI4+AM1 FI5+AM1 34

35 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su - amplificatore di terminale di testa (AM1) (L in,dvb-t -55,0 dbm) - filtri (FI-1, FI-2, FI-3, FI-4, FI-5) + AM1 (L in,dvb-t -55,0 dbm) con TV3 (L in,dvb-t -50 dbm) 6 LTE 806MHz/10MHz 1 AM1 FI1+AM1 FI2+AM1 FI3+AM1 FI4+AM1 FI5+AM1 35

36 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su - amplificatore di terminale di testa (AM1) (L in,dvb-t -55,0 dbm) - filtri (FI-1, FI-2, FI-3, FI-4, FI-5) + AM1 (L in,dvb-t -55,0 dbm) con TV3 (L in,dvb-t -50 dbm) 6 LTE 816MHz/10MHz 1 AM1 FI1+AM1 FI2+AM1 FI3+AM1 FI4+AM1 FI5+AM1 36

37 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su - amplificatore di terminale di testa (AM1) (L in,dvb-t -55,0 dbm) - filtri (FI-1, FI-2, FI-3, FI-4, FI-5) + AM1 (L in,dvb-t -55,0 dbm) con TV3 (L in,dvb-t -50 dbm) 6 LTE 806MHz/30MHz 1 AM1 FI1+AM1 FI2+AM1 FI3+AM1 FI4+AM1 FI5+AM1 37

38 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su - amplificatori di terminale di testa (AM1, AM7) (L in,dvb-t -55,0 dbm) - filtro (FI-2) (L in,dvb-t -55,0 dbm) con monitor TV (L in,dvb-t -50 dbm) LTE 796MHz/10MHz LTE 806MHz/10MHz 25,0 15,0 FI2+AM1 FI2+AM7 25,0 15,0 FI2+AM1 FI2+AM ,0 5,

39 LTE (Traffico 70%) DVB-T (64QAM, C.R. ¾, G.I. ¼) Rapporto di protezione vs frequenza su - amplificatori di terminale di testa (AM1, AM7) (L in,dvb-t -55,0 dbm) - filtro (FI-2) (L in,dvb-t -55,0 dbm) con monitor TV (L in,dvb-t -50 dbm) LTE 816MHz/10MHz LTE 806MHz/30MHz 25,0 15,0 FI2+AM1 FI2+AM7 25,0 15,0 FI2+AM1 FI2+AM ,0 5,

40 Curve di risposta di FI-1: Ampiezza e ritardo di gruppo dettaglio parte Banda V UHF (CH ) 40

41 Curve di risposta di FI-2: Ampiezza e ritardo di gruppo dettaglio parte Banda V UHF (CH ) 41

42 Curve di risposta di FI-3: Ampiezza e ritardo di gruppo dettaglio parte Banda V UHF (CH ) 42

43 Curve di risposta di FI-4: Ampiezza e ritardo di gruppo dettaglio parte Banda V UHF (CH ) 43

44 Curve di risposta di FI-5: Ampiezza e ritardo di gruppo dettaglio parte Banda V UHF (CH ) 44

45 Curve di risposta di FI-6: Ampiezza e ritardo di gruppo dettaglio parte Banda V UHF (CH ) 45

46 Curve di risposta di FI-7: Ampiezza e ritardo di gruppo dettaglio parte Banda V UHF (CH ) 46

47 Degradamento sulla soglia di sensibilità dovuto alla presenza di filtri Canale frequenza in MHZ con filtro FI-1 (db) con filtro FI-2 (db) con filtro FI-3 (db) con filtro FI-4 (db) con filtro FI-5 (db) con filtro FI-6 (db) con filtro FI-7 (db) ,7 8,2 8,4 6,7 9,5 7,1 8, ,3 4,5 5,0 1,3 7,0 4,3 4, ,7 3,1 3,0 0,6 3,6 1,7 3, ,7 4,1 2,4 1,3 3,3 1,3 2, ,3 4,0 2,8 1,1 4,0 1,8 2, ,8 3,0 3,4 1,1 4,9 1,7 2, ,6 2,0 1,8 0,9 2,0 1,0 1,2 Il degradamento è stato rilevato sulla soglia di sensibilità del DUT (TV3) in assenza di interferente LTE 47

48 Degradamento sulla soglia di sensibilità dovuto alla presenza di filtri Degradamento in db 1 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 con filtro FI-1 (db) con filtro FI-2 (db) con filtro FI-3 (db) con filtro FI-4 (db) con filtro FI-5 (db) con filtro FI-6 (db) con filtro FI-7 (db) Canale Il degradamento è stato rilevato sulla soglia di sensibilità del DUT (TV3) in assenza di interferente LTE Si presume che il degradamento misurato corrisponda alla diminuzione del margine sul segnale utile (DVB-T) nel canale considerato 48

49 Filtro Effetto sullo spettro del segnale DVB-T canale 60 (786MHz/8MHz) senza filtro con filtro FI2 con filtro FI3 degradamento 0 db 8,2 db 8,4 db 49

50 Miglioramento sul rapporto di protezione dovuto alla presenza di filtri Frequenza TV: 786/8 MHz; Frequenza LTE: 796/10 MHz L in DUT (dbm) Configurazione (64QAM, C.R. 3/4, G.I. 1/4) I/C (db) Miglioramento (ΔdB) L in DUT (dbm) Configurazione (64QAM, C.R. 3/4, G.I. 1/4) I/C (db) Miglioramento (ΔdB) TV3 32,4 TV3 38,5 - AM1+TV3 5,3 riferimento AM1+TV3 22,8 riferimento FI-1+AM1+TV3 14,3 9,0 FI-1+AM1+TV3 35,7 12,9-55,0 FI-2+AM1+TV3 37,7 32,4 FI-2+AM1+TV3 47,6 24,8 FI-3+AM1+TV3 38,5 33,2 FI-3+AM1+TV3 45,4 22,6 FI-4+AM1+TV3 23,3 18,0 FI-4+AM1+TV3 39,6 16,8 FI-5+AM1+TV3 26,9 21,6 FI-5+AM1+TV3 41,0 18,2 50

51 Possibile uso dell I/C Ipotesi: Propagazione nello spazio libero Definizione delle variabili utilizzate o EIRP: potenza equivalente irradiata isotropicamente dall antenna LTE o d: distanza tra l antenna LTE e l antenna ricevente TV o G r : guadagno dell antenna ricevente riferito ad antenna isotropa o f: frequenza di lavoro o A p : perdita per disadattamento di polarizzazione o A c : attenuazione del cavo o A f : attenuazione del filtro LTE o I i : livello dell LTE all ingresso del DUT per un particolare valore di I/C (soglia di quadrettamento) 51

52 I risultati presentati riportano gli esiti delle prove condotte fino a metà gennaio 2013 La sperimentazione prosegue 52

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