Konference RADIOKOMUNIKACE Pardubice 22.10.2014
EMC LTE ⇒ DVB-T zkušenosti z měření (šetření rušení)
Tomáš Vik Český telekomunikační úřad
Koexistence systémů LTE 800 MHz a DVB-T Poznámky k experimentu pro posouzení EMC LTE vs DVB-T účel experimentu průběh a využití výsledků experimentu Posouzení EMC z výsledků experimentu a dalších měření podle druhu degradace přijímaného signálu DVB-T podle konfigurace přijímacího zařízení podle nejvyššího přijímaného kanálu Požadavky na přijímací zařízení antény předzesilovače zesilovače (širokopásmové, kanálové) filtry pro potlačení signálu LTE
Měřicí souprava
FILTR
anténa
DC
vyhybka
OVLÁDÁNÍ
RX
Blokové schéma měřicí soupravy
Srovnávací měření v měřicím voze
Systém LTE - pásmo 800 MHz T-Mobile
O2
Vodafone
T-Mobile
O2
Vodafone
Ochranné poměry (PR)
PR = UDVB-T - ULTE
Ochranné po m ě ry (PR - Pro te ctio n ratio )
Platí pro přijímače DVB-T
U2
0
TM
-5
60
O2 TCR
59
58 60
VDF
-10
57
59
56
58 60
55
57 59
54 56
58
53
55 57
52
54 56
51
53 55
50
52 54
59
51 53
52
o c hranný po mě r [dB]
-15 -20 90 dBuV
-25
80 dBuV -30
60 dBuV
-35
40 dBuV
-40 -45 -50 -55 -60 0
10
20
30
40
50
60
70
80
km ito čto vý o fs e t [MHz]
Graf ochranných poměrů : varianta DVB-T (C2) ruš. signál LTE 10 MHz
90
100
Práh přebuzení (Oth)
Platí pro přijímače DVB-T
Práh přebuzení (Oth -Overloading treshold) URX [dBuV@75Ω] 109
0
105
Práh přebuzení [dBm]
-5
100
-10
95
-15
90
-20 0
10
20
30
40
50 kmitočtový ofset [MHz]
60
70
80
90
100
A. Posouzení podle druhu degradace signálu DVB-T: Intermodulační produkty „vnitřní“ im produkty signálu OFDM Ref 90 dBµV
*Att 10 dB
*RBW 100 kHz *VBW 300 kHz *SWT 1 s
*Att 10 dB
Ref 110 dBµV
90 Offset 20 dB
*RBW 100 kHz *VBW 300 kHz *SWT 1 s
110 Offset 20 dB
85 OVTRC 1 RM* 80 VIEW
A
A IFOVL 100 1 RM* VIEW
LVL 75
LVL 90
70 3 RM* VIEW
3 RM* 80 VIEW
65 60
70 3DB
3DB 55 60
50 50
45
30 dB
40 40
35 30
30
Center 638 MHz
5 MHz/
DVB-T
Span 50 MHz
Center 796 MHz
5 MHz/
LTE (-10 dB)
Span 50 MHz
Intermodulační produkty im produkty mezi přenášenými signály * RBW
Ref
90
dBµV
* Att
10
VBW * SWT
dB
100 kHz 1 MHz 200 ms
*
90
A 80 1 RM * VIEW 70
3 RM * VIEW
60
50 3DB 40
30
20
10
Start
450
MHz
50
MHz/
Stop
950
MHz
Im produkty, tvořené signály LTE 800 a GSM 900
* RBW
Ref
90 dBµV
* Att
10 dB
100 kHz VBW 1 MHz 200 ms
* SWT
*
90
A 80 1 RM * VIEW 70
3 RM * VIEW
60
50 3DB 40
30
20
10
St ar t 450 MHz
50 MHz/
St op 950 MHz
im produkty tvořené * RB W 100 kHz
signály LTE a GSM
VB W 1 MH z R ef
90 dBµV
* Att
10 dB
* SW T 100 ms
*
90
A 80 1 RM * VIEW 70
3 RM * VIEW
60
50 3D B 40
30
20
10
Start 400 MHz
50 M Hz/
Stop 900 MHz
Intermodulační produkty (LTE800 + GSM900) * RBW
Ref
90 dBµV
* Att
10 dB
100 kHz VBW 1 MHz * SWT 200 ms
90 A 80 1 RM * VIEW 70
3 RM * VIEW
60
50 3DB 40
30
20
10
Start 450 MHz
50 MHz/
Sto p 9 50 MHz
Pásmo 450 – 950 MHz / LTE bez filtru / LTE s filtrem / LTE off Předzesilovač u antény
Blokování překročením prahu přebuzení (Oth) Ref
65
dBµV
* Att
10
* RBW VBW * SWT
dB
100 kHz 1 MHz 200 ms
65
*
60
A
1 RM * VIEW
55
2 RM * VIEW
50
Míra blokování
45 3 RM * VIEW 40 35 3DB 30 25 20 15 10 5 Center
538
MHz
10
MHz/
Span
100
MHz
Blokování zesilovače přebuzením – BTS LTE on / off
Princip blokování a křížové modulace
Ref
1 RM * VIEW
116 dBµV
Att
40 dB
RBW 30 kHz VBW 300 kHz SWT 40 s
116
*
114
A SGL
112
D1 110.86 dBµV 110
108
106 3DB 104
102
100
98
T1 96
Center 500 MHz
4 s/
stanovení IP1 (110 dBuV)
Zobrazení signálu BTS LTE v časové doméně
Ref -4.8 dBm
* Att 20 dB
RBW 10 MHz VBW 10 MHz SWT 2.5 ms
Delta 2 [T1 ] -0.92 dB 80.000000 µs
Ref 0 dBm
Marker 1 [T1 ] -38.21 dBm 995.000000 µs
-10
* Att 20 dB
RBW 10 MHz VBW 10 MHz SWT 5 ms
0
-10 *
* T -20
-20 -30 P -30
1 2 -40
-40 3 -50
-50
-60
-60
-70
-70
-80
Center 806 MHz
250 µs/
Zkušební provoz (84%)
Center 816 MHz
500 µs/
Trvalý provoz (bez signálu UT)
Konstelační diagramy vs C/N
URX = 73 dBuV
MER = 36 dB
C/I ≈ 50 dB
Konstelační diagramy vs C/N
URX = 50 dBuV Gzesil. = 15 dB
MER = 31 dB Fzesil. = 0,6 dB
C/I ≈ 30 dB Uant. = 35 dBuV
Konstelační diagramy vs C/N
URX = 44 dBuV Gzesil. = 15 dB
MER = 24 dB Fzesil. = 0,6 dB
C/I ≈ 24 dB Uant. = 29 dBuV
Konstelační diagramy vs C/N
URX = 31 dBuV Bez zesilovače
MER = 20 dB
C/I ≈ 20 dB Uant. = 31 dBuV
EMC - LTE vs DVB-T - vyzařování BTS LTE v doméně MV (OoB) Ref 40 dBm 40 Offset 41.7 dB 30
* Att
* RBW 100 kHz VBW 1 MHz * SWT 500 ms
20 dB
Delta 1 [T1 ] -55.23 dB -5.200000000 MHz Marker 1 [T1 ] 27.54 dBm 796.000000000 MHz
1
20 1 RM * 10 VIEW 0
* A
LVL
-10 -20
1
-30 3DB
-40 Center 796 MHz
5 MHz/
T x C h an n e l B a n d w id t h
10 MH z
P o w er
Span 50 MHz 47.1 9 dBm
f = 796 MHz (blok A1.1 + A2.1)
Ref 40 30
4 0 dBm Off set
* A tt
* RBW 100 kHz VBW 1 MH z * SWT 500 ms
20 dB
41.7 dB
Delta 1 [T1 ] -56.1 3 dB - 5.20000000 0 MHz Marke r 1 [T1 ] 27.6 5 dBm 80 6.00000000 0 MHz
1
* A
20 1 RM * 10 VI EW 0
LVL
-10 -20 1 -30 3DB -40 Ce nter 806 M Hz
Tx Channel Bandwidth
5 MH z/
10 MHz
Power
f = 806 MHz (blok A2.2 + A2.3)
S pan 5 0 MHz
47.46 dBm
EMC - LTE vs DVB-T - vyzařování BTS LTE v doméně MV (OoB) Ref
2 8. 1 dB m Off set
* Att
2 0 dB
* RBW 3 0 kH z VBW 3 00 k Hz * SWT 500 ms
Ma rk er 1 [ T1 ] -35 .35 dBm 7 90 .0 00 000 000 MHz
*
41.7 dB
20
A
10 1 RM * VIE W
0 - 10
LV L
- 20 - 30
1
- 40 3D B
- 50 Cen te r 78 6 M Hz
T x C ha n ne l B an d wi d th
1 MH z/
8 MH z
Power
Sp an 10 M Hz
-17.29 dBm
výkon v kanálu k60 (-17,3 dBm)
kmit. pásmo
limit
naměřeno (EIRP)
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
790,0 - 791,0 MHz
+17,4 dBm/MHz
-8,0 dBm/MHz
-5,0 až 0,0
MHz
+22,0 dBm/5MHz
-2,5 dBm/5MHz*
f < 790,0
MHz
0,0 dBm/8MHz
-4,5 dBm/8MHz*
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
* - omezeno šumem AS
Rozhodnutí EK 2010/267/EU
Re f - 10
TG * Att
dBm
* R BW V BW * S WT 1
-1 0 d Bm 20 dB
0
30 kHz 300 kH z 1 s
M arke r
1 [ T3 ] -2 .73 79 1. 000 000 000
dB MH z
* A
- 10 1 RM * V I EW - 20 APX 3 SA V I EW
- 30
- 40 3DB - 50
- 60
- 70 F2 F1 - 80 Cen ter
79 0 M Hz
2 M Hz/
Filtr na výstup BTS LTE – záfrž pro k60
Sp an
20
MHz
B. Posouzení podle konfigurace přijímacího zařízení: 1. Pasivní rozvody : - nedodržení ochranného poměru (PR) - překročení prahu přebuzení (Oth) * RBW
Ref
80
dBµV
* Att
0
VBW * SWT
dB
100 kHz 1 MHz 200 ms
123 dBuV/m *
80
A 70 1 RM * VIEW 60
3 RM * VIEW
50
40 3DB 30
20
10
0
Start
400
MHz
50
MHz/
Stop
900
MHz
Pásmo 400 – 900 MHz / LTE bez filtru / LTE s filtrem / LTE off
* RBW 100 kHz
VBW 1 MHz Ref
80 dBµV
* Att
0 dB
* SWT 100 ms
*
80
A 70 1 RM * VIEW 60
3 RM * VIEW
50
40 3DB 30
20
10
0
Center 790 MHz
5 MHz/
Span 50 MHz
k60 + LTE - LTE bez filtru / LTE s filtrem / LTE off
2. Aktivní anténa (zesilovač bez přístupného vstupního portu) - nedodržení PR, Oth, blokování, im produkty - „virtuální“ předzesilovač – int. elmag. pole * RBW
Ref
90 dBµV
* Att
10 dB
100 kHz VBW 1 MHz * SWT 200 ms
127 dBuV/m
*
90
A 80 1 RM * VIEW 70
3 RM * VIEW
60
50 3DB 40
30
20
10
Start 450 MHz
50 MHz/
Stop 950 MHz
(K/A) Pásmo 450 – 950 MHz / LTE bez filtru / LTE s filtrem / LTE off
* RBW 30 kHz
VBW 300 kHz Ref
90 dBµV
* Att
10 dB
* SWT 200 ms
*
90
A 80 1 RM * VIEW 70
60 3 RM * VIEW 50
40
3DB
30
20
10
0
Center 790 MHz
5 MHz/
Sp an 50 MHz
k59 + LTE - LTE bez filtru / LTE s filtrem / LTE off
* RBW 100 kHz
VBW 1 MHz Ref
100 dBµV
* Att
10 dB
* SWT 195 ms
77 dBuV/m
*
100
A
90 1 RM * VIEW
80
70 3 RM * VIEW
60
50 3DB 40
30
20
10 0
Center 700 MHz
50 M Hz/
Span 500 MHz
Pásmo 450 – 950 MHz / LTE on / LTE off Předzesil. u antény + průběžný ŠPZ (30 dB) u STB (filtr před ŠPZ = OK)
* RBW 100 kHz
VBW 1 MHz Ref
103 dBµV
* Att
10 dB
* SWT 195 ms
*
100
A 90 1 RM * VIEW 80 2 RM * VIEW 70 3 RM * VIEW 60
50 3DB 40
30
20
10
Center 778 MHz
10 M Hz/
Span 100 MHz
k59 + LTE - LTE bez filtru / LTE s filtrem / LTE off
3. Aktivní anténa (zesilovač s přístupem ke vstupnímu portu) - nedodržení PR, Oth, blokování - intermodulační produkty Ref
95
dBµV
* Att
10
* RBW VBW * SWT
dB
100 kHz 1 MHz 200 ms
126 dBuV/m *
90
A 1 RM * VIEW
80
2 RM * VIEW 70 3 RM * VIEW 60
3DB
50
40
30
20 Center
700
MHz
50
MHz/
Span
500
MHz
(VP/B) Pásmo 450 – 950 MHz / LTE bez filtru / LTE s filtrem / LTE off Předzesilovač k25 + ŠPZ (filtr před předszes.)
Ref
65 dBµV
* Att
10 dB
* RBW 100 kHz VBW 1 MHz * SWT 200 ms
65
*
60
A
1 RM * 55 VI E W 2 RM * 50 VI E W 45 3 RM * VI E W 40 35 3DB 30 25 20 15 10 5 Center 538 MHz
10 MHz/
Span 100 MHz
k23 - 29 - LTE bez filtru / LTE s filtrem / LTE off
* RBW 100 kHz
VBW 1 MHz Ref
49.5 dBµV
* Att
0 dB
* SWT 100 ms
* A
45 1 RM * VIEW
40
2 RM * VIEW
35
3 RM * VIEW
30
25 3DB 20
15
D1 13.55 dBµV 10
5
D2 3.35 dBµV 0
Center 638 MHz
2 MHz/
Span 20 MHz
k41 + k42 - LTE bez filtru / LTE s filtrem / LTE off programy HD – snížení odstupu c/n(i)
* RBW 100 kHz
VBW 1 MHz Ref
50 dBµV
* Att
10 dB
* SWT 200 ms
*
50
A 45 1 RM * VIEW 40
3 RM * VIEW
35
30 3DB 25
20
15
10
Center 618 MHz
5 MHz/
Span 50 MHz
k38 - k40 - LTE bez filtru / LTE s filtrem / LTE off
* RB W 100 kHz
VB W 1 MHz R ef
90 dBµV
* Att
10 dB
* SW T 100 ms
*
90
A 80 1 RM * VIEW 70
3 RM * VIEW
60
50 3DB 40
30
20
10
Center 790 MHz
5 MHz /
Span 50 MHz
k60 + LTE - LTE bez filtru / LTE s filtrem / LTE off
4. HS STA * RBW 100 kHz
VBW 1 MHz Ref
80 dBµV
* Att
0 dB
119 dBuV/m
* SWT 200 ms
*
80
A 70 1 RM * VIEW 60
3 RM * VIEW
50
40 3DB 30
20
10
0
Center 795 MHz
4 MHz/
Sp an 40 MHz
Výstup antény (k60+LTE) - LTE bez filtru / LTE s filtrem
4. HS STA * RBW 100 kHz
VBW 1 MHz Ref
90 dBµV
* Att
10 dB
* SWT 200 ms
*
90
A 80 1 RM * VIEW 70
3 RM * VIEW
60
50 3DB 40
30
20
10
Start 400 MHz
50 MHz/
Stop 900 MHz
Pásmo 450 – 950 MHz / LTE bez filtru / LTE s filtrem / LTE off kontrolní výstup HS STA
4. HS STA * RBW 100 kHz
VBW 300 kHz Ref
90 dBµV
* Att
10 dB
* SWT 200 ms
*
90
A 80 1 RM * VIEW 70
3 RM * VIEW
60
50 3DB 40
30
20
10
Center 790 MHz
5 MHz/
Span 50 MHz
Výstup HS STA (k60+LTE) - LTE bez filtru / LTE s filtrem / LTE off
C. Posouzení podle nejvyššího přijímaného kanálu - oblast příjmu signálů DVB-T na k21 – k59 (k57) - oblast příjmu kanálu k60 * RBW 30 kHz
Ref 90 dBµV
* Att
10 dB
VBW 300 kHz * SWT 200 ms
Ref 90 dBµV
*
90
*
90
*Att 10 dB
*RBW 100 kHz VBW 1 MHz *SWT 200 ms
A
A 80
80 1 RM* VIEW
1 RM * VIEW 70
70 60
3 RM* 60 VIEW
3 RM * VIEW 50
50 40
3DB
3DB
40 30
30 20
20 10
10
0
Center 790 MHz
5 MHz/
k 59
Span 50 MHz
Center 796 MHz
5 MHz/
k 60
Span 50 MHz
Problematika filtrů pro potlačení signálu BTS LTE 800 MHz Způsob obvodového řešení filtrů dolní propust (LC články, případně s rejekcí) pásmová zádrž (keramické obvody, LC s vysokým Q) požadavky na tvar kmitočtové charakteristiky (potlač. GSM) Návrh na výběr filtrů : - podle nejvyššího kanálu DVB-T, který je v místě přijímán a) oblasti s příjmem do kanálu k57 b) oblasti s příjmem do kanálu k59 c) oblasti s příjmem kanálu k60 - filtry budou nasazovány podle výše uvedených kritérií, bez ohledu na kmitočet rušícího signálu LTE !! Nutný souhlas operátorů (O2, VDF)
Filtry pro pásmo do k57 Ref
0
TG * Att
dBm
* RBW VBW SWT
0 dBm 20 dB
30 kHz 300 kHz 2.8 s
Marker
1
[T1 ] -41.81 790.000000000
dB MHz
0 A -10 1 RM * VIEW -20 APX -30
1
-40
-50
3DB
-60
-70
-80 -90 Start
500
MHz
50
MHz/
Stop
1
GHz
k57 - Průběh útlumu filtru Raycom LPF -766 v pásmu 500-1000 MHz
Filtry pro pásmo do k57 Ref
0
TG * Att
dBm
* RBW VBW SWT
0 dBm 20 dB
30 kHz 300 kHz 450 ms
Marker
1
[T1 ] -42.19 790.000000000
dB MHz
0 A -10 1 RM * VIEW -20 APX -30
1
-40
k57 -50
k58
k59
k60 3DB
-60
-70
-80 F2 F1 -90 Center
798
MHz
8
MHz/
Span
k57 - Detail průběhu útlumu filtrů Raycom LPF-766
80
MHz
Problematika filtrů - do k59 Ref
0
TG * Att
dBm
* RBW VBW SWT
0 dBm 20 dB
30 kHz 300 kHz 2.8 s
Marker
1
[T1 ] -23.02 790.000000000
dB MHz
*
0
A -10 1 RM * VIEW -20
1 APX
-30 3 RM * VIEW -40
-50
3DB
-60
-70
-80 -90 Start
500
MHz
50
MHz/
Stop
1
GHz
k59 - Průběh útlumu filtrů Macab LTE-3410 v pásmu 500-1000 MHz
Problematika filtrů - do k59 Ref
0
TG * Att
dBm
* RBW VBW SWT
0 dBm 20 dB
30 kHz 300 kHz 450 ms
Marker
1
[T1 ] -26.12 791.000000000
dB MHz
*
0
A -10 1 RM * VIEW -20
1 APX
-30
k59
3 RM * VIEW
k60
-40
-50
3DB
-60
-70
-80 F2 F1 -90 Center
798
MHz
8
MHz/
k59 - Detail průběhu útlumu filtrů Macab LTE-3410
Span
80
MHz
Problematika filtrů - do k60 Ref
0
TG * Att
dBm
* RBW VBW SWT
0 dBm 20 dB
30 kHz 300 kHz 2.8 s
Marker
1
[T1 ] -10.61 790.000000000
dB MHz
0 1
A
-10 1 SA VIEW -20 APX -30
-40
-50
3DB
-60
-70
-80 -90 Start
500
MHz
50
MHz/
Stop
1
GHz
k60 - Průběh útlumu filtrů Johansson 6025 v pásmu 500-1000 MHz
Problematika filtrů - do k60 Ref
0
TG * Att
dBm
* RBW VBW SWT
0 dBm 20 dB
30 kHz 300 kHz 450 ms
Marker
1
[T1 ] -7.76 790.000000000
dB MHz
0 1 A -10
k59
1 RM * VIEW
k60
-20 APX -30
-40
-50
3DB
-60
-70
-80 F2 F1 -90 Center
798
MHz
8
MHz/
Span
k60 - Detail průběhu útlumu filtru Johansson 6025
80
MHz
Provedení filtru Johansson 6025 – keramické obvody
Problematika filtrů - do k60 TG Ref -10 dBm
* Att
-10 dBm 10 dB
* RBW * VBW
30 kHz 300 kHz SWT 2.8 s
Marker 1 [T1 ] -22.73 dB 790.000000000 MHz
*
0
A -10 1 RM * VIEW -20
1 APX
-30 3 RM * VIEW -40
-50
3DB
-60
-70
-80
-90
Start 500 MHz
50 MHz/
Stop 1 GHz
k59/60 - Průběh útlumu filtrů Ikusi FLTE 601 v pásmu 500-1000 MHz
Problematika filtrů - do k60 TG -10 dBm * Att 10 dB
Ref -10 dBm 0
* RBW * VBW
30 kHz 300 kHz SWT 450 ms
Marker 1 [T1 ] -5.92 dB 790.000000000 MHz
*
1
A SGL
-10 1 RM * VIEW -20
APX -30
k59
3 SA VIEW
k60
-40
-50
3DB
-60
-70
-80
F2 F1 -90
Center 798 MHz
8 MHz/
Span 80 MHz
k59/60 - Detail průběhu útlumu filtru Ikusi FLTE 601
Provedení filtru Ikusi FLTE 601
Požadavky na přijímací systémy DVB-T z hlediska EMC se syst. LTE a) Antény zisk směrovost b) Předzesilovače provedení (krytí, vstupní port) zisk (minimalizovat, pouze pro hrazení ztrát v rozvodu) přebuditelnost (vyšší hodnota Oth, PR než TV přijímač) selektivita c) Širokopásmové zesilovače výstupní úroveň řízení zisku - AGC slučování signálů – programovatelné filtry omezení kmitočtového pásma – filtr LTE
Ukázky místění antény BTS LTE
Ukázka anténních systémů
typ „zlý sen“
kvalitní provedení přij. soupravy
Požadavky na přijímací systémy DVB-T z hlediska EMC se syst. LTE d) Kanálové zesilovače rozložení selektivity vstup / výstup řízení zisku - AGC e) Pasivní prvky v rozvodu vhodná konstrukce technologická kázeň f) Sítě STA a TKR profesionální řešení, možnost měření rušení HS pronikání signálu LTE do rozvodu TV přijímačů rušení provozem ÚT rušení satelitního příjmu Filtry pro potlačení signálu BTS LTE
A jak to vypadá s rušením teď ? V období 1.4 – 20.10.2014 :
počet stížností na rušení příjmu DVB-T
: 1062
počet ukončených případů šetření
:
441
rušení signálem LTE
:
18,8 % (83)
závady na přijímací straně
:
≈ 45 %
bez rušení, ustalo, sporadicky …
:
≈ 25 %
počet provozovaných BTS
:
1450
Děkuji za pozornost. Tomáš Vik ČTÚ – odbor kontroly a ochrany spotřebitele Oddělení technické podpory Brno Jurkovičova 1
638 00 Brno tlf.: 548 523 932 773 620 787
[email protected]
