Versione 6.04 (002)

Valutazione dell’interferenza generata dal segnale LTE sugli amplificatori degli impianti di ricezione TV

Progetto completato

La crescente richiesta di servizi a banda larga ha portato la Conferenza Mondiale sulle Radiocomunicazioni (WRC-07 e WRC-15) ad allocare nella regione 1 dell’ITU, che include l’Europa, una porzione dello spettro nella banda UHF, tra 790 e 862 MHz e successivamente tra 694 e 790 MHz, su base co-primaria al broadcasting e ai servizi di telefonia mobile. In particolare, l’Unione Europea ha deciso di armonizzare questa “banda 800 MHz” (il cosiddetto Dividendo Digitale) a favore dei servizi a standard LTE a partire dal 1 Gennaio 2013. Tali frequenze sono state assegnate anche in Italia mediante gara pubblica ai tre operatori di telefonia mobile Wind, Tim e Vodafone. Tuttavia, la coesistenza in bande di frequenza contigue di servizi broadcast e cellulari, all’interno della banda UHF tradizionalmente utilizzata per la distribuzione TV, può in alcuni casi determinare problemi alla ricezione dei segnali televisivi. In particolare, nel caso di impianti di ricezione TV con amplificazione a larga banda, molto diffusi in Italia, l’elevato livello dei segnali d’ingresso potrebbe portare alla saturazione dell’amplificatore, con generazione di prodotti di intermodulazione e conseguenti disturbi su tutti i canali televisivi.

La coesistenza di servizi broadcast e cellulari all’interno della banda UHF può determinare problemi alla ricezione dei segnali televisivi in particolar modo in prossimità delle stazioni LTE. Le zone più critiche sono le fasce periferiche all’interno dell’area di copertura dei trasmettitori DTT, se una Base Station LTE operante nella banda a 800 MHz è installata a breve distanza. Infatti, gli esistenti amplificatori di testa degli impianti riceventi TV o gli stessi apparecchi televisivi sono stati progettati per funzionare sull’intera banda UHF, ricevendo così il segnale LTE emesso dalle BS o dai terminali d’utente, con potenza che, in alcune situazioni, può essere di gran lunga superiore a quella dei segnali DTT. I fenomeni principali che si possono verificare sono:

  • interferenza da canale adiacente, con effetti soprattutto sul canale 60;
  • saturazione dell’amplificatore di testa, con conseguenti disturbi su tutti i canali della banda UHF.

Il secondo fenomeno è il più critico, e si manifesta nel caso di ricezione mediante impianti centralizzati d’antenna o, comunque, in generale in tutti gli impianti riceventi che includono amplificatori a larga banda.

Questi impianti, molto diffusi soprattutto in Italia, sono generalmente utilizzati per servire gruppi di utenti, ad esempio residenti in un condominio, attraverso una opportuna rete di distribuzione del segnale. Gli amplificatori delle centraline hanno lo scopo di amplificare il segnale TV ricevuto tramite l’antenna ad un livello sufficiente per potere essere distribuito e correttamente ricevuto da ogni singolo apparecchio televisivo collegato, compensando l’attenuazione introdotta dalla rete di distribuzione. Poiché i segnali LTE a 800 MHz rientrano nella banda di progetto degli amplificatori esistenti, essi sono ricevuti e amplificati dalla centralina insieme ai segnali TV: un elevato livello di questi segnali LTE può quindi fare superare il livello d’uscita nominale dell’amplificatore, causando fenomeni di intermodulazione o saturazione. Gli effetti di questi disturbi possono presentarsi su tutti i canali televisivi, in funzione del loro livello, della distanza dalla Base Station e dell’entità del traffico dati generato dagli utenti connessi alla cella LTE in quel momento.

Presso il CRIT è stato messo a punto un simulatore software in grado, partendo dai dati relativi ai trasmettitori DTT e LTE e alle caratteristiche del centralino d’antenna, di calcolare su un’area geografica le situazioni in cui le interferenze dovute a intermodulazione del centralino possono causare la perdita della ricezione; il simulatore è in grado di stimare la riduzione del margine di ricezione originario basandosi sui criteri di valutazione indicati dalla normativa internazionale [1,2].

Questo simulatore è stato usato per fornire all’apposito Tavolo Tecnico instaurato presso il Ministero dello Sviluppo Economico (MISE) informazioni complementari alla sperimentazione in campo realizzata nella zona di San Benedetto del Tronto con la partecipazione di un operatore di telefonia mobile, evidenziando aree potenzialmente interferite fino a una distanza di circa 1 km dalla Base Station LTE [3-6].

L’utilizzo di un buon “filtro LTE” costituisce una tecnica di mitigazione efficace nella maggior parte dei casi; tuttavia esiste un’area residua in prossimità della Base Station in cui il corretto margine di ricezione sui segnali DTT non è ripristinato: in questi punti è necessario adottare ulteriori tecniche di mitigazione.

Ulteriori informazioni

Autori: Assunta De Vita, Davide Milanesio, Bruno Sacco, Aldo Scotti

Riferimenti

[1] Report ITU-R BT.2296: Example of application of Recommendation ITU-R BT.1895 and Report ITU-R BT.2265 to assess interference to the broadcasting service caused by the impact of IMT systems on existing head amplifiers of collective television distribution systems, November 2013, http://www.itu.int/pub/R-REP-BT.2296.

[2] Report ITU-R BT.1895: Protection Criteria for Terrestrial Broadcasting Systems, May 2011.

[3] A. De Vita, D. Milanesio, B. Sacco, A. Scotti: Assessment of interference to the DTT service generated by LTE signals on existing head amplifiers of collective distribution systems: a real case study, “IEEE Transactions on Broadcasting”, Vol. 60, No. 2, June 2014, http://ieeexplore.ieee.org/document/6815963/.

[4] A. De Vita, D. Milanesio, B. Sacco, A. Scotti: LTE e impianti di ricezione TV: Possibili tecniche di mitigazione delle interferenze, “Elettronica e Telecomunicazioni”, No. 2, August 2013, http://www.crit.rai.it/eletel/2013-2/132-3.pdf.

[5] D. Milanesio, B. Sacco, V. Sardella: LTE e DTT: Effetti dei segnali di telefonia mobile di 4° generazione sugli attuali impianti d’antenna televisivi, “Elettronica e Telecomunicazioni”, No. 3, December 2011, http://www.crit.rai.it/eletel/2011-3/113-6.pdf.

[6] A. De Vita, D. Milanesio, B. Sacco, A. Scotti: LTE e impianti di ricezione TV: Stima dell’interferenza generata al centralino d’antenna, “Elettronica e Telecomunicazioni”, No. 2, August 2013, http://www.crit.rai.it/eletel/2013-2/132-2.pdf.

 

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