COESISTENZA DVB-T E LTE A 800 MHZ - Paolo Gianola, Mariano Giunta 124

 
COESISTENZA DVB-T E LTE A 800 MHZ - Paolo Gianola, Mariano Giunta 124
Usa il tuo
                           124                                  smartphone per
                                                                   visualizzare
                                                               approfondimenti
                                                                   multimediali

                           COESISTENZA DVB-T E LTE A 800 MHZ
                           Paolo Gianola, Mariano Giunta
GLI USI DELLE NUOVE RETI
COESISTENZA DVB-T E LTE A 800 MHZ - Paolo Gianola, Mariano Giunta 124
125

                                                                                                                                                 SOSTENIBILITÀ DELLE NUOVE RETI
E
    xcursus sull’insieme di condizioni tecniche tali da garantire la coesistenza tra le trasmissioni
    televisive DVB-T ed il nuovo servizio LTE

                                                                                                                                                 LE TECNOLOGIE DELLE NUOVE RETI
1   Introduzione                                                          Other 7%
                                                                                          Business radio 5%
                                                                                                          Cellular 4%
                                                 Emergency services 2%
Con il passaggio dalla TV analogi-                                                                                     Aeronautical and
                                                                                                                        marittime 14%
ca alla TV digitale terrestre DVB-T
(Digital Video Broadcasting - Ter-
restrial), è emersa a livello mon-
diale la necessità di un uso più ef-                                                                                     Science 1%
                                                  Defence 30%
ficiente dello spettro radio (Figura
1). Conseguentemente una por-
                                                                                                                        Broadcasting 13%
zione di banda televisiva a 800
MHz (banda 800 MHz) è stata
assegnata ai servizi di telefonia
mobile (791-862 MHz) di quar-
ta generazione conosciuta anche                                                      Fixed/satellite 23%
come LTE (Long Term Evolution).

                                                                                                                                                  GLI USI DELLE NUOVE RETI
La nuova allocazione spettrale è        Figura 1 – Attuale utilizzo dello spettro radio suddiviso per i vari servizi

stata definita a livello internazio-
nale dalla WRC (Conferenza Mon-         Con la Decisione 2010/267/EU                                  mobili aggiudicatari delle fre-
diale delle Radiocomunicazioni)         [1] adottata dalla Commissione                                quenze a 800MHz possono utiliz-
sin dal 2007. La WRC ha infatti         Europea nel mese di Maggio del                                zare i canali a loro assegnati per il
il compito di riesaminare ogni tre      2010 sono stati identificati, a se-                           nuovo servizio LTE a partire dal 1
o quattro anni il trattato interna-     guito degli studi di compatibilità                            gennaio 2013.
zionale che disciplina l'uso e la       svolti tra il 2008 ed il 2010, un in-                         I dispositivi per la ricezione del
destinazione delle diverse bande        sieme di condizioni tecniche tali                             segnale televisivo attualmente in
di frequenze radio ai vari servizi.     da garantire la coesistenza tra le                            uso (televisori, decoder, set top
In seguito la EC (Commissione           trasmissioni televisive DVB-T ed                              box, centraline di amplificazione,
Europea) ha identificato in que-        il nuovo servizio LTE [2]. L’Italia                           ecc.) sono stati progettati per ri-
sto passaggio dei benefici socio-       ha recepito questa Decisione e                                cevere tutta la porzione di banda
economici legati alla diffusione        nell’autunno del 2011 ha messo                                UHF (470-862 MHz), di conse-
di servizi digitali a larga banda. Il   all’asta le frequenze della banda                             guenza, il segnale LTE, emesso
piano delle frequenze assegnate al      800MHz che sono state aggiudi-                                dalle BS (Stazioni Base) o dai ter-
servizio LTE è riportato nella Fi-      cate ai tre operatori mobili TIM,                             minali UE (User Equipment), sarà
gura 2.                                 Vodafone e Wind. Gli operatori                                ricevuto dagli amplificatori di te-
COESISTENZA DVB-T E LTE A 800 MHZ - Paolo Gianola, Mariano Giunta 124
126

                                                                           Banda di guardia 1 MHz
SOSTENIBILITÀ DELLE NUOVE RETI

                                                                                                                          Intervallo
                                                                                                   Downlink                 duplex                  Uplink
                                                                      59       60
                                                                                                   6 x 5 MHx                11 MHx                 6 x 5 MHx

                                                 Diffusione televisiva 790 MHz                                                                                       862 MHz
                                                                                                                    Telefonica mobile LTE

                                                            Fc: 796 MHx             Fc: 806 MHx           Fc: 816 MHx                       Fc: 837 MHx             Fc: 847 MHx           Fc: 857 MHx

                                         782-790              791-801                  801-811              801-811                           832-842                 842-852               852-862
                                         can. 60                  A                       B                     B                                 A                       B                      B
                                           DTT
                                                                                     Downlink                                                                          Uplink
LE TECNOLOGIE DELLE NUOVE RETI

                                              Banda libera                                                                 Intervallo
                                                1 MHz                                                                        duplex
                                                                                                                            11 MHz
                                       Fc: Frequenza centrale

                                 Figura 2 – Bande DL e UL del sistema LTE 800 (791 MHz – 862 MHz). Il blocco A è stato assegnati a Wind, il blocco B a Telecom Italia e il blocco C a Vodafone

                                 sta dei sistemi TV o direttamente                          protezione possono comportare                               ne si considera il rapporto tra la
                                 all’ingresso degli apparecchi tele-                        un rischio di degradazione del-                             potenza, del singolo canale inter-
                                 visivi, come un segnale “in banda”.                        la ricezione del segnale DVB-T.                             ferito e la potenza del canale in-
                                 La potenza complessiva ricevuta,                           Quest’ultimo fenomeno è deno-                               terferente DVB-T o LTE. Nel caso
                                 ai morsetti dell’amplificatore, a                          minato interferenza da canale                               di interferenza co-canale, per la
                                 causa del segnale LTE irradiato                            adiacente o da canale immagine.                             quale ad un segnale DVB-T si so-
                                 dalle Stazioni Radio Base che sa-                                                                                      vrappone un altro segnale DVB-T
                                 ranno dispiegate diffusamente                                                                                          trasmesso alla stessa frequenza da
                                 nelle aree urbanizzate, potrebbe                                                                                       un secondo trasmettitore posto
                                 essere, in alcune situazioni, supe-                        2   Vulnerabilità dei ricevitori DVB-T alle
                                                                                                trasmissioni LTE                                        a distanza, un rapporto di pro-
 GLI USI DELLE NUOVE RETI

                                 riore a quella ricevuta dai canali                                                                                     tezione inferiore a 20 dB può già
                                 TV irradiati da postazioni televi-                         Nelle trasmissioni broadcasting, e                          provocare un degrado della rice-
                                 sive, posizionate anche a decine                           nei sistemi radio in generale, i fe-                        zione delle immagini. Per evita-
                                 di km di distanza dai centri urba-                         nomeni di interferenza vengono                              re queste interferenze la norma
                                 ni. Non essendo gli amplificatori                          quantificati in termini di rapporto                         sugli impianti TV EN60728-1-2
                                 TV progettati e installati per un                          di protezione. Il rapporto di pro-                          [3] prevede, in questo caso, che il
                                 simile scenario, l’“eccesso di po-                         tezione esprime la capacità di un                           rapporto di protezione tra due se-
                                 tenza” ricevuta potrebbe, in certe                         ricevitore di decodificare corretta-                        gnali DVB-T co-canale sia sempre
                                 condizioni, causare la saturazione                         mente un segnale desiderato (se-                            superiore a 26 dB. Analogamente
                                 dell’amplificatore di testa e com-                         gnale interferito), per esempio il                          se l’interferente è un canale adia-
                                 promettere la ricezione dell’intera                        segnale del canale che si sta rice-                         cente alcune specifiche definite
                                 gamma di canali DVB-T. Analoga-                            vendo, in presenza di un segnale                            dai costruttori [4] prevedono un
                                 mente per gli apparecchi televisi-                         non desiderato (segnale interfe-                            rapporto di protezione di -29 dB.
                                 vi, i segnali adiacenti alla banda                         rente) che eccede un determina-                             In altre parole il dislivello tra ca-
                                 DVB-T, ed in particolare al canale                         to livello di potenza. Nel caso di                          nale interferente e canale interfe-
                                 60, o alle frequenze immagine del                          segnali digitali, che occupano un                           rito adiacente può arrivare fino a
                                 canale ricevuto (N) poste a N+91,                          certa larghezza di banda, nel de-                           29 dB, mentre per il canale imma-
                                 se superano determinati livelli di                         terminare il rapporto di protezio-                          gine (N+9) il dislivello può arriva-

                                 1 Poiché l’ampiezza del canale DVB-T è pari a 8MHz, il canale immagine N+9 si posiziona a 72MHz sopra il canale ricevuto N
127

re fino a 33 dB. I valori effettivi di                                                                         centralina con amplificatore. Tut-
questi due parametri dipendono                          3   Condizioni di interferenza da canale
                                                            adiacente nel caso di segnali LTE                  tavia nella pratica, in presenza di

                                                                                                                                                       SOSTENIBILITÀ DELLE NUOVE RETI
principalmente dalla bontà co-                                                                                 segnali LTE dominanti rispetto ai
struttiva del sintonizzatore TV.                        Il fenomeno di interferenza da                         segnali TV, il fenomeno di distur-
Per alcuni apparecchi TV questi                         canale adiacente tra ultimi ca-                        bo più riscontrabile in questo caso
valori di protezione possono an-                        nali DVB-T e primo blocco LTE,                         è quello della saturazione dell’am-
che essere superiori. Nelle norme                       in Italia assegnato a Wind, può                        plificatore stesso che deteriora la
di riferimento per gli impianti di                      presentarsi, in particolare, per gli                   qualità dei segnali TV prima che
distribuzione via cavo per segna-                       impianti di ricezione del segnale                      questi possano essere ricevuti
li televisivi [3] sono stati definiti                   TV privi di centralina con ampli-                      dall’apparato televisivo. Il feno-
anche altri rapporti di protezione                      ficatore. In questo caso il segnale                    meno della saturazione è trattato
per esempio fra il singolo canale                       TV, intercettato dall’antenna, è ri-                   nel paragrafo successivo.
e i prodotti di intermodulazione                        cevuto direttamente dall’apparato                      Gli impianti TV privi di centrali-
che deve essere maggiore di 37                          televisivo senza subire amplifica-                     na sono tipicamente utilizzati per
dB, e per il rapporto minimo fra                        zioni. Qualora l’antenna TV si tro-                    servire un singolo utente con uno
segnale utile e rumore (C/N) che                        vi in prossimità di un trasmettito-                    o più ricevitori TV collegati diret-
in banda UHF deve essere supe-                          re LTE, in particolare operante sui                    tamente all’antenna. Questa tipo-

                                                                                                                                                       LE TECNOLOGIE DELLE NUOVE RETI
riore a 27 dB.                                          primi blocchi, il relativo segnale                     logia di installazione è frequente
In Italia le specifiche tecniche per                    potrebbe essere ricevuto all’in-                       in abitazioni singole (villette, bas-
la realizzazione di sintonizzatori-                     gresso dell’apparato TV con livelli                    si caseggiati, ecc.), ma possono
decodificatori per la ricezione                         superiori agli ultimi canali TV, in                    essere presenti anche presso abi-
dei segnali di televisione digitale                     particolare al 60, rispetto ad una                     tazioni condominiali. I segnali
numerica sono state definite nel-                       certa soglia critica. La soglia di-                    LTE hanno uno spettro molto si-
la delibera AGCom n. 216/00/                            pende dalla capacità del ricevito-                     mile ai segnali DVB-T in quanto
CONS. Questa delibera stabilisce                        re di filtrare i segnali dei canali                    entrambe le tecnologie utilizzano
che per tutti i modi (eccetto per                       adiacenti una volta sintonizzato                       una modulazione OFDM. La dif-
64QAM rate 3/4, 5/6 e 7/8) il rap-                      sul canale desiderato e dall’entità                    ferenza spettrale consiste nell’oc-
porti di protezione da canali adia-                     delle emissioni fuori banda degli                      cupazione di banda che nel caso
centi DVB-T deve essere migliore                        stessi canali adiacenti che sono                       dell’LTE può presentare in gene-
di -25 dB sia per il canale interfe-                    visti come interferenti. Il supera-                    rale diverse larghezze, mentre per
rente inferiore, sia per quello su-                     mento della soglia critica causa                       il sistema DVB-T è pari a 8 MHz.
periore. Per tutti gli altri canali il                  l’accecamento degli ultimi canali                      In virtù delle assegnazione dei
rapporto di protezione è migliore                       TV, in particolare del canale 60.                      blocchi di frequenza per il sistema

                                                                                                                                                        GLI USI DELLE NUOVE RETI
di -50 dB, esclusi i canali immagi-                     Tale fenomeno potrebbe essere                          LTE@800MHz (Figura 2) si assu-
ne, per i quali il rapporto di prote-                   riscontrato anche su impianti di                       me una larghezza di banda pari a
zione è migliore di -30 dB.                             ricezione del segnale TV dotati di                     10 MHz per ogni canale.
                                                                                                               Come anticipato al paragrafo pre-
 Figura 3 - Esempio di rapporto di protezione tra segnali dello stesso servizio DVB-T come da delibera AGCOM   cedente, i requisiti di immunità
                                                                                                               in banda UHF dei ricevitori DVB-
            30 dB                                                                                              T commerciali venduti in Europa
                                                                                                               sono specificati nel D-Book [4].
            25 dB
                                                                                                               L’immunità del generico canale
                                                                                                               N-esimo è definita con riferimen-
  Potenza

                                                                                                               to al livello relativo dei canali N±1
             0 dB                                                                                              (canali adiacenti) e N+9 (canale
                                 DVB-T                                                                         immagine) come riportato in Fi-
            -20 dB                                                                                             gura 5. È importante notare che
                                                  Canale                                Canale                 i requisiti specificati nel D-Book,
                              Co-canale          Adiacente                            Immagine                 e nella norma EN 55020 relativa
                                                      Frequenza                                                alla marcatura CE dei ricevitori
                                                                                                               TV, non tengono conto:
128

                                                                                                                                                le DVB-T potrebbe abbassare
                                                                                                                                                significativamente la soglia di
SOSTENIBILITÀ DELLE NUOVE RETI

                                                                                                                                                protezione da canale adiacente;
                                                                                                                                              dei livelli di segnale LTE+DVB-
                                                                                                                                                T che portano in condizione di
                                                                                                                                                sovraccarico i ricevitori TV.
                                                                                                                                             Le verifiche sperimentali esegui-
                                                                                                                                             te in laboratorio [5] hanno per-
                                                                                                                                             messo di verificare che i ricevito-
                                                                                                                                             ri DVB-T di nuova generazione
                                                                                                                                             presentano un rapporto di prote-
                                                                                                                                             zione rispetto ai canali adiacenti
                                                                                                                                             N+1 e N-1 ed al canale immagine
                                                                                                                                             N+9 che varia tra -36 dB e -33 dB.
                                                                                                                                             Questa condizione è sempre sod-
                                                                                                                                             disfatta, purché la potenza com-
                                                                                                                                             plessiva all’ingresso del ricevitore
LE TECNOLOGIE DELLE NUOVE RETI

                                                                                                                                             non superi la soglia di -13 dBm.
                                                                                                                                             Oltre questo valore infatti per al-
                                                                                                                                             cuni apparecchi TV commercia-
                                                                                                                                             li, meno performanti, si rischia di
                                                                                                                                             mandare in sovraccarico il sinto-
                                                                                                                                             nizzatore di ingresso. Raggiunta
                                                                                                                                             questa condizione di sovracca-
                                 Figura 4 - Spettro di un segnale LTE relativo ad un canale da 10 MHz                                        rico non ha più senso parlare di
                                                                                                                                             rapporto di protezione in quanto,
                                                                                              (Adiacent Channel Leakage Ra-                  indipendentemente dalla varia-
                                  degli effetti dovuti all’emis-                             tio) del primo canale LTE, che                 zione del segnale utile in ingres-
                                   sione fuori banda dell’ACLR                                in alcune condizioni di segna-                 so al ricevitore, esso non è più in

                                 Figura 5 – Requisiti di immunità in banda UHF dei ricevitori DVB-T (D-Book)

                                                                                                        Inband Immunity DVB-T (UHF)
 GLI USI DELLE NUOVE RETI

                                                                                                                                       800 MHz LTE Band
                                                     100
                                                                                                                       BS (Downlink)                       TS (Uplink)
                                                      90
                                                                                                                                                           82 dBμV
                                                      80               78 dBμV
                                                                                          N-1                  N+1                                                       N+9
                                                      70
                                  Amplitude (dBμV)

                                                                                                                          29 dB                               33 dB
                                                      60

                                                      50               49 dBμV
                                                                                                        N
                                                      40

                                                      30

                                                      20

                                                      10
                                                       0
                                                           746   754   762      770       778           786    794       802    810    818    826    834   842    850    858
                                                                                                                     Frequency (MHz)
129

grado di decodificare l’immagi-          picamente regolato in modo da ot-                         pari a circa -35 dBc, 19 dB supe-
ne. In realtà misure più recenti         tenere un livello in uscita prossimo                      riore al valore di -54 dBc richiesto

                                                                                                                                                     SOSTENIBILITÀ DELLE NUOVE RETI
hanno messo in evidenza che per          al valore più alto che il dispositivo                     per i sistemi analogici (CEI 100-
molti sintonizzatori TV la soglia        è in grado di erogare. Poiché il se-                      83 e CEI 100-7).
di saturazione può arrivare fino a       gnale LTE a 800 MHz rientra nella                         Poiché ad ogni dB di incremen-
-5 dBm. Poiché il segnale LTE dal        banda di progetto dell’amplifica-                         to della potenza di ingresso cor-
punto di vista spettrale è del tut-      tore, esso è ricevuto e amplificato                       rispondono 3 dB di incremento
to paragonabile a quello DVB-T, i        dalla centralina in modo equiva-                          della potenza IMD3, le prove di
risultati si possono estendere an-       lente ad un segnale TV. Qualora il                        laboratorio dimostrano che, se
che alle trasmissioni LTE. In con-       livello del segnale LTE@800 MHz                           gli amplificatori sono regolati con
clusione si può affermare che, in        in ingresso all’amplificatore risul-                      IMD3 a -54 dBc, è possibile incre-
modo conservativo, per i segnali         tasse tale da fare superare il mas-                       mentare teoricamente la potenza
LTE adiacenti al canale 60 DVB-          simo livello di segnale erogabile in                      in ingresso fino a circa 6 dB rispet-
T, o alla frequenza immagine, la         uscita, si incorrerebbe in fenomeni                       to alla massima potenza dichiara-
condizione di interferenza si può        di intermodulazione o saturazione                         ta dal costruttore senza incorre-
riscontrare solo quando il dislivel-     provocando l’accecamento di tutti                         re nella condizione di blocco. Le
lo tra i due segnali supera rispetti-    i canali TV.                                              prove di laboratorio suggeriscono

                                                                                                                                                     LE TECNOLOGIE DELLE NUOVE RETI
vamente le soglie sopra indicate.        Gli amplificatori impiegati negli                         tuttavia, per tenere conto di am-
Per tutte gli altri canali è stato ve-   impianti di ricezione TV sono ca-                         plificatori con prestazioni non
rificato sperimentalmente che il         ratterizzati da due parametri:                            adeguate o con curve di risposta
rapporto di protezione è migliore         guadagno massimo;                                       con andamento non piatto, di li-
di 40 dB.                                 potenza massima in uscita con                           mitare tale margine a non più di
                                            distorsione da intermodulazio-                         3 dB. Pertanto, in generale, si può
                                            ne del 3° ordine (IMD3) pari                           considerare valida la relazione:
                                            a-54 dBc (CEI 100-83 e CEI
4   Condizioni di saturazione
    dell’amplificatore di antenna           100-7).
                                         Un livello di segnale di ingresso
                                                                                                   PUSCITA, LIMITE│ = PUSCITA, MAX (TARGA)│ + 3dB
                                                                                                                dBm                      dBm

Il fenomeno di coesistenza stati-        DVB-T o LTE tale da far superare                          Con queste premesse, è stato de-
sticamente più rilevante è quello        la massima potenza in uscita spe-                         terminato il livello di potenza del
legato all’intermodulazione (o           cificata dal costruttore comporta                         segnale LTE che può essere tol-
saturazione) dell’amplificatore di       un aumento dell’intermodula-                              lerato senza saturare l’amplifica-
centraline TV poste nelle vicinan-       zione del segnale all’ingresso dei                        tore, ossia senza incrementare la
ze di una Stazione Radio Base LTE        sintonizzatori TV e, conseguente-                         potenza in ingresso oltre il margi-

                                                                                                                                                      GLI USI DELLE NUOVE RETI
a 800 MHz.                               mente, del BER.                                           ne di 3 dB.
Questi impianti sono tipicamen-          La guida CEI 100-7 [6], nell’ipote-                       Nell’ipotesi di N canali TV di pari
te utilizzati per servire gruppi di      si di N canali con uguale potenza,                        potenza PTV deve valere la condi-
utenti, ad esempio residenti in un       prescrive che il livello d'uscita di                      zione:
condominio, attraverso una op-           ogni canale dall'amplificatore a
                                                                                                              N PTV + PLTE ≤ 2 N PTV
portuna rete di distribuzione del        larga banda debba essere ridotto,
segnale che va dalla centralina col-     rispetto al valore fornito dal co-                        da cui
legata all’antenna TV fino ad ogni       struttore, di un valore M pari a:                                            PLTE
                                                                                                                           ≤N
singolo apparato televisivo. Gli                                                                                      PTV
amplificatori delle centraline sono                 M│dB = 7,5Log (N-1)
progettati e adattati in modo da                                                                   Nel caso di 49 canali TV, ossia pri-
amplificare il segnale TV ricevu-        da cui:                                                   ma dello switch-off, si ricava che
to tramite l’antenna, ad un livello      PUSCITA, SINGOLO CANALE│ = PUSCITA, MAX (TARGA)│ - M│dB   PLTE non deve mai essere superiore
sufficiente per potere essere distri-                          dBm                     dBm
                                                                                                   di circa 17 dB rispetto alla poten-
buito e correttamente ricevuto da        Le prove effettuate in laboratorio                        za PTV del singolo canale TV. Ov-
ogni singolo apparecchio televisivo      indicano che la corretta ricezione                        viamente se si considera la regola-
collegato alla rete di distribuzione.    dei segnali DVB-T può essere otte-                        zione dei livelli degli amplificatori
Il guadagno dell’amplificatore è ti-     nuta anche con un valore di IMD3                          non perfettamente a norma questa
130

                                 valore può scendere in funzione                           un campo elettromagnetico mas-         televisivi numerici presenti nella
                                 della soglia con cui effettivamente                       simo di circa 1 V/m. Tale livello      banda degli 800 MHz tale livello
SOSTENIBILITÀ DELLE NUOVE RETI

                                 l’amplificatore è stato regolato da                       di campo elettromagnetico risul-       di immunità risulta sufficiente se
                                 parte dell’antennista. Nel caso di                        ta inferiore al valore di immunità     i cavi coassiali della rete di distri-
                                 40 canali TV, con una regolazio-                          definito dalla norme sui ricevitori    buzione e le relative connessio-
                                 ne fatta dopo lo switch-off, la so-                       TV EN 55020 che attualmente            ni presentano un’adeguata effi-
                                 glia scende a circa 16dB. Anche in                        garantiscono, nella banda GSM a        cienza di schermatura di almeno
                                 questo caso la variabilità della so-                      900 MHz, un livello di protezione      75 dB. La qualità del cavo e so-
                                 glia dipende dalla regolazione del                        di 3 V/m. Nella realtà la potenza      prattutto delle varie connessioni
                                 guadagno dell’amplificatore ese-                          effettiva trasmessa dai terminali      dei connettori del cavo di anten-
                                 guita dall’antennista. Utilizzando                        LTE tipicamente non supera il va-      na giocano un ruolo rilevante per
                                 un approccio cautelativo, poiché il                       lore di 19 dBm. Questa potenza ri-     il miglioramento dell’efficienza
                                 livello dei canali TV non è costan-                       sulta tipicamente inferiore a quella   di schermatura.
                                 te in banda, la “regola” può essere                       trasmessa dai terminali GSM. Ne        In particolare risulta importan-
                                 applicata considerando la potenza                         consegue quindi che la protezio-       te eseguire le connessioni dei
                                 del canale più alto.                                      ne dei ricevitori TV dall’emissione    connettori collegando la calza
                                                                                           dei terminali LTE è garantita fino     a 360° sul corpo dei connettori
LE TECNOLOGIE DELLE NUOVE RETI

                                                                                           alla distanza di 1 m dove il campo     evitando di raccoglierla a forma
                                                                                           prodotto da un terminale LTE può       di coda. Nei casi in cui risulti-
                                 5   Coesistenza del servizio DVB-T con gli
                                     apparati mobili LTE                                   arrivare al valore di 3 V/m.
                                                                                           Il livello di campo EM prodotto
                                                                                                                                  no evidenti fenomeni di distur-
                                                                                                                                  bi evidenziati per esempio da
                                 La potenza massima trasmessa                              dall’apparato mobile LTE, a tre me-    squadrettamenti o congelamen-
                                 degli apparati mobili LTE è stata                         tri di distanza risulta comunque       to dell’immagine TV, dovuti alla
                                 fissata da apposite norme ETSI. In                        di circa 14 dB maggiore rispetto al    scarsa efficienza di schermatura
                                 particolare nella banda 800 MHz,                          livelli di immunità previsti dalle     dell’impianto di antenna o degli
                                 i terminali LTE posso trasmettere                         Norme per la compatibilità elet-       apparati televisivi, che non ri-
                                 una potenza massima di 23 dBm,                            tromagnetica degli impianti di di-     sultano conformi alle norme, è
                                 con una tolleranza di +/- 2dB,                            stribuzione dei segnali TV (pari a     possibile rimediare al problema
                                 producendo alla distanza di 3 m                           200 mV/m). Tuttavia per i canali       utilizzando filtri da interno, po-
                                                                                                                                  sti all’ingresso del ricevitore TV,
                                 Figura 6 – dislivello massimo tra segnale LTE e segnali DVB-T                                    aventi un’attenuazione minima
                                                                                                                                  di almeno di 25 dB a partire dal-
                                                                                                                                  la frequenza di 832 MHz.
 GLI USI DELLE NUOVE RETI

                                                                                                                  Downlink
                                                                                                                    LTE

                                                                                                                                  6   Interventi di mitigazione delle
                                                                                                                                      interferenze

                                                                                                                                  Il CEI per facilitare la lettura
131

                                                                                                                                                       SOSTENIBILITÀ DELLE NUOVE RETI
   Nuove iniziative della Commissione Europea
   Allo scopo di migliorare ulteriormente       i parametri relativi al nuovo ambiente                    cavi coassiali pre-assemblati, utiliz-
   la coesistenza del nuovo servizio LTE        elettromagnetico creato dall’introdu-                     zati in genere per collegare la porta
   con la ricezione TV, anche in previ-         zione dei sistemi LTE al fine di rivede-                  di antenna del TV alla presa a muro
   sione dell’utilizzo futuro della banda a     re le norme nella banda UHF 174–230                       e che rappresentano una delle fon-
   700 MHz, la Commissione Europea ha           MHz e 470–862 MHz. Saranno inoltre                        ti principale di interferenza dovuta ai
   chiesto agli enti normativi di procedere     riconsiderati gli attuali livelli di prote-               terminali LTE, il CENELEC introdurrà
   ad una nuova revisione, con dei requi-       zione da canale adiacente e di selet-                     nella norma sui ricevitori DVB-T, EN
   siti più stringenti, delle norme sull’im-    tività dei tuner DVB-T. In merito agli                    55020 un annesso informativo con
   munità dei ricevitori TV ed in generale      impianti di antenna TV sarà valutata                      gli appropriati parametri che devono
   degli impianti di ricezione DVB-T. A         l’aggiunta di nuovi requisiti di immuni-                  essere soddisfatti sui cavi coassiali
   questo proposito sia il CENELEC che          tà per gli amplificatori a banda larga                    preassemblati. Per i cavi coassiali, in-
   l’ETSI, attraverso dei gruppi di lavoro      (Headend Amplifier) e per i filtri LTE                    fatti, non possono essere imposti dei

                                                                                                                                                       LE TECNOLOGIE DELLE NUOVE RETI
   creati ad hoc, hanno deciso, nono-           con il presupposto di inserirli come                      requisiti mandatori essendo esclusi
   stante le resistenze dei costruttori di      annesso informativo nella norma di                        dall’applicazione della Direttiva sulla
   apparati preoccupati per il possibile        pertinenza EN 50083-2.                                    Compatibilità Elettromagnetica (Diret-
   incremento dei costi di produzione,          Al fine di considerare il problema della                  tiva 2004/108/EC) 
   di procedere alla ridefinizione di tutti     scarsa efficienza di schermatura dei

aspetti di compatibilità dei vari               negli impianti canalizzati disat-                         nel caso di impianto passivo,
servizi. La revisione 2012 della                 tivare gli amplificatori di canale                         verificare la necessita di intro-
guida 100-7 include un’apposita                  della banda 800 MHz (dal cana-                             durre opportuni filtri per ripri-
sezione che riporta delle indica-                le 61 al canale 69);                                       stinare i rapporti di protezione
zioni sulla coesistenza degli im-
pianti d’antenna con il servizio               Figura 7 - Schema di montaggio del filtro LTE sull’ingresso in banda V dell’amplificatore

radio mobile LTE.
Tra i provvedimenti da attuare nel

                                                                                                                                                        GLI USI DELLE NUOVE RETI
caso si presentassero problemi
                                                 Banda V
di interferenza sinteticamente si                                               Filtro LTE                    Terminale
elencano i seguenti punti:                                                                                        di
 garantire un'adeguata efficien-                Banda IV                                                       testa
  za di schermatura delle appa-
  recchiature e dell’impianto in
  tale banda di frequenza (com-                  Banda III
  patibilità con gli apparati mo-
  bili LTE-UE);
 verificare la necessita di in-
  trodurre opportuni filtri fra
  l’antenna e l’entrata del primo
  amplificatore a larga banda del
  terminale di testa per ridurre il
  livello dei segnali LTE ricevuti
  dall’antenna televisiva (com-
  patibilità con la Stazione Base
  LTE);
132

                                    minimi per il canale adiacente        tenuazione pari a 30 dB che deve      La sperimentazione ha fornito
                                    ed immagine che devono ri-            essere introdotta per il segnale      delle evidenze importanti per
SOSTENIBILITÀ DELLE NUOVE RETI

                                    sultare rispettivamente non           LTE, in particolare per i segnali     comprendere il fenomeno e la
                                    superiori a 25 dB I/C e a 30 dB       generati dalla stazione base, alle    dinamica che si sarebbe potuta
                                    I/C.                                  frequenze centrale dei tre blocchi    verificare con il lancio commer-
                                 Per aumentare il margine di pro-         di frequenze assegnati ai vari ope-   ciale del servizio LTE a 800 MHz.
                                 tezione del filtro, nei casi in cui      ratori LTE. La guida CEI definisce    L’evidenza dei reclami pervenuti
                                 risulta necessario e conveniente, è      anche dei parametri fondamen-         ha dimostrato come i fenomeni
                                 possibile agire anche sui seguenti       tali per non degradare i canali       siano minimi: nel periodo della
                                 elementi:                                della rimanente banda DVB-T tra       sperimentazione la percentuale
                                  orientare l’antenna televisi-          cui la massima attenuazione ed il     di lamentele è stata solo di circa
                                    va in modo da minimizzare il          ritardo di gruppo consentito nella    il 2% rispetto alle stime previsio-
                                    segnale ricevuto dal servizio         banda passante fino al canale 60      nali; dei reclami pervenuti, solo il
                                    LTE, sfruttando, quando e pos-        UHF.                                  50% dei casi selezionati presen-
                                    sibile, l’attenuazione introdotta                                           tava malfunzionamenti ricondu-
                                    dal diagramma di direttività                                                cibili a LTE. Peraltro, in tutti que-
                                    dell’antenna televisiva stessa,                                             sti casi è stata verificata in campo
                                                                          7
LE TECNOLOGIE DELLE NUOVE RETI

                                                                              Le Evidenze dal Campo
                                    anche riorientando parzial-                                                 l’efficacia della soluzione tecnica
                                    mente l’antenna rispetto al se-                                             identificata: i filtri hanno sempre
                                    gnale televisivo voluto;              Nel corso del 2012 il Ministe-        risolto i malfunzionamenti ri-
                                  ridurre il guadagno dell’ampli-        ro dello Sviluppo Economico           conducibili a LTE.
                                    ficatore (se a larga banda), al       (MiSE) ha istituito un tavolo tec-    La sperimentazione effettua-
                                    fine di ridurre il livello dei pro-   nico allo scopo di individuare i      ta a San Benedetto del Tronto,
                                    dotti d’intermodulazione, ri-         termini tecnici della problema-       congiuntamente con le attività
                                    cordando che, per ogni dB di ri-      tica di coesistenza tra il sistema    di prova e simulazione condot-
                                    duzione del guadagno, si riduce       LTE@800MHz e il DVB-T, per            te da Tilab, dall’ISCTI (Istituto
                                    di 3 dB il livello dei prodotti di    determinare le conseguenti tec-       Superiore delle Comunicazioni e
                                    intermodulazione (il C/I varia        niche di mitigazione dei fenome-      delle Tecnologie dell’Informazio-
                                    di 2 dB/dB);                          ni interferenziali e per intrapren-   ne), dalla FUB (Fondazione Ugo
                                  adottare tecniche di amplifica-        dere le iniziative necessarie atte    Bordoni) e dal CNCER (Centro
                                    zione canalizzata, soprattutto        a salvaguardare la qualità del ser-   Nazionale Controllo Emissioni
                                    per i canali prossimi al servizio     vizio DVB-T per i cittadini e allo    Radio Elettriche), hanno consen-
                                    LTE, consentendo di limitare          stesso tempo a consentire lo svi-     tito di consolidare le conoscenze
 GLI USI DELLE NUOVE RETI

                                    l’attenuazione richiesta al filtro    luppo delle reti LTE a 800 MHz.       sulle problematiche di coesisten-
                                    della banda 800 MHz.                  Tra giugno e luglio 2012, il MiSE,    za e di verificare l’efficacia delle
                                 La guida CEI riporta anche i para-       congiuntamente con l’Ispettora-       tecniche di mitigazione. L’insie-
                                 metri di un filtro LTE cosiddetto        to Locale delle Marche e Telecom      me di queste azioni ha contribu-
                                 tipico, ovvero che si reputa suffi-      Italia hanno condotto una speri-      ito all’attuazione delle necessarie
                                 ciente in tutte le situazioni in cui     mentazione a San Benedetto del        procedure nazionali per il moni-
                                 i livelli di copertura TV risultano      Tronto della tecnologia LTE. La       toraggio dell’insorgere delle pro-
                                 uguali o superiori a 66 dBµV/m           sperimentazione aveva l’obiettivo     blematiche interferenziali e dei
                                 ed i livelli del segnale LTE prodot-     di esaminare il fenomeno di sa-       relativi interventi risolutivi. A
                                 to dalla stazione base sull’antenna      turazione degli amplificatori dei     tale scopo, il MiSE sta procedendo
                                 televisiva siano inferiori a 114         sistemi di ricezione del segnale      alla pubblicazione sulla Gazzetta
                                 dBµV/m. Queste due condizioni            televisivo DVB-T causato dall’e-      Ufficiale di un Decreto Ministe-
                                 risultano statisticamente         rap-   missione del segnale LTE a 800        riale con il nuovo Regolamento
                                 presentative dell’effettiva coper-       MHz. Non è stato esaminato il fe-     sulle modalità degli interventi
                                 tura dei livelli dei segnali DVB-T       nomeno di interferenza da canale      di risoluzione delle interferenze
                                 ed LTE nelle aree residenziali. Il       adiacente, essendo questo preva-      tra i sistemi per le comunicazio-
                                 filtro tipico specificato nella guida    lentemente riscontrabile sulle fre-   ni mobili di nuova generazione
                                 CEI 100-7 definisce la minima at-        quenze LTE assegnate a Wind.          (LTE) e gli impianti di ricezione
133

DVB-T esistenti alla data del 31     DVB-T denominato “Freeview”.            mente nell’utilizzare un filtro da
Dicembre 2012. Parallelamen-         In termini percentuali i casi di        installare sugli impianti TV per

                                                                                                                    SOSTENIBILITÀ DELLE NUOVE RETI
te il MISE e gli operatori mobili    interferenza sono risultati infe-       ripristinare i necessari rapporti
assegnatari delle frequenze a 800    riore al 10% delle stime fatte con      di protezione ed evitare il sovrac-
MHz hanno sottoscritto un’appo-      i modelli previsionali. Analoghi        carico dei ricevitori televisivi o
sita convenzione, che definisce      dati sono scaturiti dalle speri-        l’intermodulazione nell’amplifi-
le procedure di esecuzione di tali   mentazioni eseguite in Francia e        catore d’antenna. In alcuni casi,
interventi e del relativo processo   Germania [7].                           le interferenze, in particolare
di monitoraggio.                     Ciononostante, il monitoraggio          quelle dovute ai terminali LTE,
I piani di sviluppo delle reti mo-   continuo in campo della coesi-          possono essere correlate alla
bili costituiscono in generale       stenza tra i due servizi prosegue       scarsa efficienza dei cavetti co-
elementi di competizione sul         per ricavare informazioni più           assiali preassemblati che si uti-
mercato e in quanto tali sono        consolidate man mano che il di-         lizzano per collegare il ricevito-
riservati. Purtuttavia, poiché le    spiegamento dell’LTE copre aree         re TV alla presa a muro. Questo
frequenze a 800MHz sono uti-         sempre più vaste. Occorre ricor-        specifico problema è attualmente
lizzabili sin dal 1° gennaio 2013,   dare che l’insorgere di problema-       all’attenzione degli enti norma-
è scontato che gli operatori ab-     tiche interferenziali dipende dal-      tivi e della stessa Commissione

                                                                                                                    LE TECNOLOGIE DELLE NUOVE RETI
biano già dispiegato un numero       le differenze dei livelli dei segnali   Europea che stanno valutando
consistente di impianti. Anche       DVB-T rispetto ai segnali LTE, ol-      l’introduzione di un’etichettatu-
in questa circostanza le evidenze    tre che dalla tipologia di impian-      ra per distinguere i cavi di quali-
note a Telecom Italia mostrano       to televisivo. A questo proposito,      tà. In generale, le caratteristiche
come i casi di malfunzionamen-       dal momento che le frequenze a          del filtro, così come tutte le altre
to di ricevitori televisivi impu-    800 MHz sono oramai patrimo-            azioni di mitigazione necessarie
tabili a disturbi provocati da LTE   nio delle reti radiomobili, sono in     per garantire la coesistenza tra
siano esigui e ampiamente al di      atto azioni normative volte a far sì    il servizio LTE con gli impianti
sotto delle stime previsionali       che gli apparati e dispositivi tele-    TV, sono descritti nella guida CEI
iniziali.                            visivi di nuova generazione siano       100-7 di recente pubblicazione.
Analoghe considerazioni si pos-      nativamente adeguati alle nuove         Inoltre al fine di migliorare ul-
sono dedurre dal contesto euro-      norme di immunità e coesistenza         teriormente la coesistenza degli
peo. Emblematico risulta il caso     dettate dagli enti normativi.           impianti TV con il sistema LTE a
inglese dove il governo, attra-                                              800 MHz e con il futuro sistema a
verso un‘apposita società deno-                                              700 MHz, su stimolo della Com-
minata “at800”1, ha istituito un                                             missione Europea, sono attual-
                                     Conclusioni

                                                                                                                     GLI USI DELLE NUOVE RETI
cospicuo fondo economico, pari                                               mente in corso nuove attività per
a circa 180 Milioni di Sterline,                                             il miglioramento delle specifiche
per finanziare gli interventi di     Le considerazioni fin qui svolte,       di immunità relative agli ampli-
mitigazione. Le evidenze matu-       a proposito della coesistenza del       ficatori di antenna ed ai ricevito-
rate dal campo dopo importanti       nuovo servizio LTE nella banda a        ri DVB-T. Questa nuova azione
dispiegamenti di impianti LTE a      800 MHz con gli impianti di ri-         normativa, per la quale Telecom
800 MHz hanno mostrato anche         cezione DVB-T, conducono alla           Italia sta contribuendo attiva-
in questo caso un numero di im-      conclusione che la probabilità di       mente, richiede, per la peculia-
pianti TV effettivamente distur-     interferenza, in particolare con        rità del sistema televisivo Italia-
bati dai segnali LTE ampiamente      impianti non realizzati a regola        no, che sia rafforzata l’azione di
al di sotto delle attese. In una     d’arte, è più alta nelle aree geo-      rappresentanza nazionale.
prima sperimentazione reale ef-      grafiche dove il dislivello tra il      Concludendo, si può affermare
fettuata in alcune aree del West     segnale LTE trasmesso rispetto          che, per la diffusione dei sistemi
Midlands e di Londra è emerso        al canale DVB-T ricevuto superi         mobili a 800 MHz e a 700MHz,
che a fronte di circa 22000 abi-     i rapporti di protezione definiti       risulta imprescindibile diffonde-
tazioni coperte dal servizio LTE a   dalle norme europee. In caso di         re la cultura degli impianti rea-
800 MHz si sono verificati 15 casi   interferenza i provvedimenti da         lizzati a regola d’arte e conformi
di interferenza verso il servizio    prendere consistono prevalente-         alle norme europee. In questo

1 http://www.at800.tv
134

                                 senso, un passo avanti è stato fat-              790-862 MHz for the digital divi-        [6] CEI 100-7, “Guida per l’applicazione
                                 to in Italia con la pubblicazione                dend in the European Union”                  delle norme sugli impianti di ricezio-
SOSTENIBILITÀ DELLE NUOVE RETI

                                 del nuovo D.M. 22/01/2013 sul-               [3] CEI EN 60728-1-2 - Classificazione           ne televisiva”.
                                 la realizzazione degli impianti di               CEI 100-160 “Impianti di distribu-       [7] EC LTE Workshop focused on the
                                 antenna centralizzati [8]                       zione via cavo per segnali televisivi,       readiness of equipment standard:
                                                                                  sonori e servizi interattivi - Parte         Brussels 18th October 2012
                                                                                  1-2: Prescrizioni di prestazione per         http://ec.europa.eu/enterprise/

                                        Bibliografia                             i segnali forniti alla presa d’utente
                                                                                  durante il funzionamento”
                                                                                                                               sectors/electrical/documents/emc/
                                                                                                                               index_en.htm
                                                                              [4] D-Book, issue 7, May 2011, The Digi-     [8] DM 22/01/2013 “Regole tecniche
                                 [1] Commission Decision 2010/267/                tal TV Group (DTG),                          relative agli impianti condominiali
                                       EU of 6 May 2010 on harmonised             http://www.dtg.org.uk/                       centralizzati d'antenna riceventi del
                                       technical conditions of use in the     [5 ] Report 148 “ Measurements on the            servizio di radiodiffusione”
                                       790-862 MHz frequency band for             performance of DVB-T receivers in
                                       Electronic communication services          the presence of interference from the
                                 [2] ECC Report 30 “The identification of         LTE mobile service”.
                                                                                                                             paolo.gianola@telecomitalia.it
LE TECNOLOGIE DELLE NUOVE RETI

                                       common and minimal (least restricti-       http:/www.erodocdb.dk/docs/doc98/
                                       ve) technical conditions for               official/pdf/ECCReport148.pdf             mariano.giunta@telecomitalia.it
 GLI USI DELLE NUOVE RETI
Usa il tuo
smartphone per
                                                                    135
visualizzare
approfondimenti
multimediali

     Paolo                           Mariano
     Gianola                         Giunta
     ingegnere elettronico,          laureato in Ingegneria
     in Azienda dal 1992             Elettronica presso il
     dove si è occupato della        Politecnico di Torino nel
     progettazione e della           1989. Nello stesso anno
     qualificazione di antenne e     è stato assunto in CSELT
     di sistemi radio, è stato dal   (oggi Telecom Italia Lab)
     1997 al 2002 responsabile       dove si occupa delle
     delle attività di               attività di sperimentazione,
     qualificazione tecnica dei      standardizzazione e
     sistemi radianti per le reti    qualificazione per gli
     GSM/UMTS. Ha ricoperto          aspetti Compatibilità
     il ruolo di responsabile        Elettromagnetica (EMC)
     anche per la progettazione      relativi al settore delle
     elettromagnetica dei            telecomunicazioni
     siti di antenna, oltre che      e della tecnologia
     essere stato l’ideatore         dell’informazione.
     e il responsabile dello         Attualmente è
     sviluppo di soluzioni           responsabile
     Radio Over Fibre e              del Laboratorio
     Reconfigurable Antennas.        di Compatibilità
     Attualmente coordina            Elettromagnetica ed
     le attività di ricerca e        è coinvolto oltre che
     sviluppo sui sistemi            nell’attività di normativa
     innovativi di antenna e         internazionale (ETSI,
     sulle tecniche avanzate         CENELEC, IEC), in
     di livello fisico per i         progetti relativi alle
     sistemi mobili di nuova         problematiche EMC delle
     generazione. Inoltre            reti di telecomunicazione
     partecipa alle attività di      a larga banda e dei
     specifica sull’efficienza       sistemi di Power Line

                                                                          GLI USI DELLE NUOVE RETI
     energetica delle stazioni       Telecommunication. Negli
     base e delle future reti di     ultimi anni si è occupato
     accesso mobili.                 delle attività sperimentali
                                     e di standardizzazione,
                                     in ambito europeo, sulla
                                     coesistenza tra il nuovo
                                     servizio mobile LTE ed i
                                     sistemi di ricezione DVB-T.
                                     Ha tenuto corsi presso
                                     il Politecnico di Torino
                                     ed è autore di diverse
                                     pubblicazioni presentate in
                                     congressi internazionali.
Puoi anche leggere
DIAPOSITIVE SUCCESSIVE ... Annulla