NB. Bemærk af formlen ovenfor er i lineært domæne og ikke logaritmisk (db).

Transkript

1 5. marts 013 /jetakr Rettelse til fodnote 15 I notatet Nærmere beskrivelse af rastermodellen (pixelmodellen), som indeholder effektbegrænsninger i frekvensblok A af marts 01, som blev offentliggjort sammen med det endelige udbudsmateriale ved 800 MHz auktionen, er der i fodnote 15 redegjort for sammenhængen mellem ACLR og PR: Hvis PR 1 er protection ratio en ved en interferer med ACLR 1, så kan den nye PR ved en interferer med ACLR og et forbrugerfilter med CI filter i C/I forbedring beregnes som: PR ACLR 1 1 ( ACS CI filter ) PR ACLR ACS 1 ERHVERVSSTYRELSEN Dahlerups Pakhus Langelinie Allé København Ø Tlf Fax CVR-nr erst@erst.dk NB. Bemærk af formlen ovenfor er i lineært domæne og ikke logaritmisk (db). Der er desværre en trykfejl i notatet af marts 01. Den korrekte formel (i linært domæne) er: PR ACLR 1 1 ( ACS CI filter ) PR ACLR ACS 1 Formlen er således i overensstemmelse med den del af notatet, der henviser til fodnoten. I henvisningen står der, at der tages højde for forbrugerfilteret ved at foretage korrektionen som en forbedring til tunerens ACS (Adjacent Channel Selectivety) for at tage højde for både in-block og out-of-block signalet fra basisstationen. Trykfejlen i fodnoten har ikke nogen betydning for notatet eller pixelmodellen i øvrigt. Trykfejlen i formlen er rettet i det reviderede notat af 5. marts 013. Der er ikke foretaget andre ændringer.

2 1/19 Marts 01 Fodnote 15 er revideret 5. marts 013 Nærmere beskrivelse af rastermodellen (pixelmodellen), som indeholder effektbegrænsninger i frekvensblok A Dette notat dokumenterer, hvordan pixelmodellen for EIRP-begrænsninger i frekvensblok A (FDD1-) (downlink i frekvensbåndet MHz) er udarbejdet, herunder hvilke tekniske forudsætninger der har dannet grundlag for udarbejdelsen af pixel-modellen, jf. afsnit.3.1 i IM et 1 og bilag E (særligt bilag 1A). Pixelmodellen indeholder effektbegrænsninger for downlink-frekvenser i frekvensblok A for at begrænse forstyrrelser af DTT (digitalt terrestrisk tv), som anvender DTT-kanalerne under 790 MHz, der ligger nærmest 800 MHzfrekvensbåndet. Modellen og dens formål er nærmere beskrevet i afsnit.3.1 i IM et. Det er kun på Sjælland, Bornholm og i Vestjylland, der anvendes DTT-kanaler meget tæt på 800 MHz-frekvensbåndet. Pixelmodellen omfatter således kun disse områder, mens der for resten af Danmark gælder andre krav, jf. afsnit.3. i IM et. ERHVERVSSTYRELSEN Dahlerups Pakhus Langelinie Allé København Ø Tlf Fax CVR-nr erst@erst.dk 1. Opsummeret fakta Der er anvendt følgende forudsætninger ved beregning af effektbegrænsningerne for basisstationer i frekvensbåndet MHz: Beskyttelse af DTT-modtagelse: o Boligenheder, sommerhuse og kolonihavehuse i BBR beskyttes o Der regnes med tv-modtagelse med udendørs tagantenne i 10 meters højde, hvis der ikke er indendørsdækning o Ca. 90 % af tv-apparaterne er beskyttet, jf. ECC rapport 148 o Tv-seeren forventes om nødvendigt at have et filter og en antenneinstallation af god kvalitet, herunder fx kabler og antennestik, der er afskærmede o DTT-feltstyrken antages at følge Boxers og DIGI-TV s feltstyrkekort. Forudsætninger for basisstationer: o Maximal EIRP kan højest udgøre 64 dbm/10 MHz (61 dbm/5 MHz) o Den nedre grænse for maximal EIRP er 30 dbm/10 MHz o Basisstationerne har enten isotropiske antennediagrammer eller har retningsvirkning i det vertikale antennediagram. Disse forudsætninger er beskrevet nærmere nedenfor. 1 Informationsmemorandum, "Auktion over frekvenserne i frekvensbåndene MHz og MHz", udkast november 011.

3 /19. Uddybning af pixelmodellens forudsætninger Når der i det følgende bliver talt om LTE 800 som den tjeneste, der anvender 800 MHz-frekvensbåndet, er dette alene som praktisk eksempel. Allokeringen af 800 MHz-frekvensbåndet er teknologineutral, og reguleringen tager derfor højde for, at der i fremtiden kan anvendes andre teknologier end LTE i 800 MHz-frekvensbåndet. 3. Udfordring skitse Et mobilnet består af basisstationer og terminaler. Erhvervsstyrelsen har valgt at følge den harmoniserede FDD-båndplan for 800 MHz-frekvensbåndet, jf. ECC beslutning (09)03 vedrørende Harmonised conditions for MFCN in the band MHz : FDD downlink i MHz-frekvensbåndet (basisstationernes sendefrekvenser) inddelt i et raster på 5 MHz, svarende til kanal FDD1-6. FDD uplink i MHz-frekvensbåndet (terminalernes sendefrekvenser) inddelt i et raster på 5 MHz, svarende til kanal FDD1-6. Frekvensbåndet MHz (tv-kanalerne 1-60) anvendes til DTT. Der findes således to forskellige radiotjenester (DTT og LTE 800) i nabofrekvensbånd med kun 1 MHz separation. LTE 800-radiotjenesten ligger i et delbånd, som hidtil har været allokeret primært til DTT. Dette kan give anledning til en række tekniske problemer hos DTT-seeren. 4. DTT-planlægningsparametre - overordnet I dette afsnit gennemgås de overordnede planlægningsparametre, som man typisk anvender for DTT. Til brug for pixelmodellen er der taget udgangspunkt i DTT fixed, som er defineret nærmere i det følgende. I DTT-planlægning i Danmark forudsætter man typisk, at en DTT-seere installation er indrettet i overensstemmelse med DTT fixed, som indeholder følgende forudsætninger: Udendørs tv-modtagelse i 10 meters højde Retningsbestemt tv-modtageantenne med 1 dbd (14,15 dbi) passiv forstærkning (ved 800 MHz) og antennediagram, jf. figur 1 Kabeltab fra tv-modtageantenne til tv på 5 db (ved 800 MHz) Stedsandsynlighed på 95 % og interferensfrihed 99 % af tiden for modtagelse. Dette fører for et DVB-T QAM-64 3/4 signal til en nødvendig minimumsfeltstyrke på 49 dbµv/m og dermed en minimumsmedianfeltstyrke på 58 dbµv/m (ved 800 MHz). Er bl.a. defineret i GE06 (Geneve 006 aftalen).

4 3/19 Figur 1: Antennediagram for UHF-modtageantenne (kurve IV, V), kilde: ITU-R BT.419-3, figur 3-1 For planlægning af indendørs modtagelse for DTT er der lagt følgende 3 til grund: Modtagelse i 1,5 meters højde (højdetab på 18 db 4 i forhold til 10 m udendørs antennehøjde) Omni-directional antenne med en passiv forstærkning på 0 dbd (,15 dbi) og intet kabeltab Ingen bygningsdæmpning, da det antages, at modtageantennen står fast i et vindue, der vender mod tv-senderen. Der er dermed tale om stationær (fixed) modtagelse Stedsandsynlighed på 95 % og interferensfrihed 99 % af tiden. Dette fører for et DVB-T QAM-64 3/4 signal til en minimumsfeltstyrke på 74 dbµv/m og dermed en minimumsmedianfeltstyrke på 83 dbµv/m (i 10 m højde ved 800 MHz). I pixelmodellen er der således taget udgangspunkt i retningsbestemt antenne for de husstande, der har en prognosticeret medianfeltstyrke på under 83 dbµv/m og rundstrålende antenne for de øvrige husstande. 5. Feltstyrke for DTT-signalet Til prognosticering af feltstyrken for DTT-signalet er Boxer og DIGI-TV s egne feltstyrkeprognoser lagt til grund. Teracom (Boxer) anvender IRT D til prognosticering af ønsket feltstyrke i selskabets planlægning af DTT og dækningsberegninger for DTT. IRT D er en proprietær udbredelsesmodel, som er udarbejdet af Institut für Rundfunktechnik (IRT) til de tyske public service broadcastere. DIGI-TV anvender det svenske selskab Progira til at foretage DTTplanlægnings- og dækningsberegninger. Progira anvender deres eget værktøj GiraPlan. 3 Antagelserne er bl.a. baseret på DRs definition af indendørsdækning: 4 Højdetab i sub-urban clutterklassen, GE06, Annex, chapter 3, afsnit

5 4/19 Progira anvender CRC-predict til prognosticering af ønsket feltstyrke. CRCpredict er en proprietær model, der er udviklet af det canadiske forskningsinstitut CRC. CRC-predict prognosticerer feltstyrken i lighed med IRT D vha. knife-edge diffraction og en række efterfølgende korrektioner. Modellen forholder sig alene til udbredelse i det to-dimensionelle plan, som sender og modtager ligger i. Ved knife-edge diffraction modelleres landskabet mellem sender og modtager som en række knivsægge, hvor radiosignalet udbredes ved diffraktion over knivsæggene. Modellen kan kalibreres af den enkelte broadcaster (på baggrund af målinger foretaget mens man fx kører gennem de relevante områder - drivetests). 6. Filterkarakteristik Det lavpasfilter til bortfiltrering af LTE 800 signaler, som konsulentfirmaet Analysys Masons rapport om forstyrrelser fra LTE 800 mod DTT 5 tager udgangspunkt i, oplyses at have følgende karakteristika: pasbånd kanal 60 typisk indsætningstab (dvs. tab i kanal signaler) på 3 db eller derunder dæmpning over FDD1: omkring 5 db dæmpning over FDD: omkring 8 db Dette resulterer i en C/I-forbedring for DTT fra interferens fra: FDD1: ca. db FDD: ca. 5 db Disse oplysninger er baseret på oplysningerne (filterkarakteristik) i figur, som Analysys Mason har modtaget fra Braun Telecom. Figur : Data for Braun LPF-790-LONG, kilde: Braun Telecom 5 Rapport udarbejdet af Analysys Mason: 800MHz auction: Co-existence of LTE systems in MHz with Digital Terrestrial Television, August 011.

6 5/19 Braun-filteret har en filterkarakteristik (lavpas, med høj, ca. 50 db, dæmpning i stopbåndet), der er mest velegnet som et kanal 57 filter (dvs. til brug i områder, hvor den højeste anvendte DTT kanal er kanal 57 eller derunder). I kanal områderne vil en bedre teknisk løsning være at anvende en anden type filter, der giver en væsentligt bedre beskyttelse end Braun-filteret. De franske telemyndigheder (ANFR) har fx testet et filter til en pris på 0, der giver cirka 5 db dæmpning over FDD1- (SIAM BJF-F-B) 6. Triax har oplyst at de vil markedsføre filterløsninger i Danmark, der giver følgende dæmpninger: Kanal 60 filter (TSO60) Indsætningstab i kanal 60: Ca. db Samlet dæmpning af effekt over MHz: Ca. 8 db Kanal 59 filter (TSO59) Indsætningstab i kanal 59: Ca. db Samlet dæmpning af effekt over MHz: Ca. 17 db I pixelmodellen er det forudsat, at forbrugeren har et filter, der har egenskaber svarende til Triax-filtrene. Det er forudsat, at forbrugerens installation i øvrigt er etableret i overensstemmelse med parametrene for DTT fixed eller indendørsdækning, som er beskrevet nærmere ovenfor i afsnittet om DTTplanlægningsparametre. 7. Pixel-model: Grundlæggende design Pixel-modellen definerer for hver 0 meter x 0 meter pixel i kanal 59- og kanal 60-områderne, hvilken EIRP en FDD1- basisstation, placeret i den pågældende pixel, maksimalt må benytte. Pixelmodellen vedrører alene auktionens frekvensblok A. De komponenter, der helt overordnet bliver benyttet til at bestemme EIRP en for hver pixel, er: Koordinaterne for hver enkelt husstand, forstået som: o Boligenheder, anvendelseskode (BBR 5. oktober 011) o Sommerhuse, anvendelseskode 510 (BBR 5. oktober 011) o Kolonihavehuse, anvendelseskode 540 (BBR 5. oktober 011) o Koordinaterne er givet i EUREF89-UTM3 (geografisk datum og projektion, dvs. den geografiske reference) Den ønskede DTT-feltstyrke for hver enkelt husstand. Den ønskede feltstyrke findes ved opslag i hhv. DIGI-TV og Boxers feltstyrkekort En udbredelsesmodel for feltstyrken fra en basisstation i en given afstand (forstyrrende feltstyrke) Værdier fra ECC-rapport 148 for, hvornår et givent tv-apparat fejler. Nedenfor beskrives de ovenfor nævnte komponenter nærmere. 6 ANFRs rapport Annexes techniques au compte rendu de l expérimentation LTE «Laval II», november 011.

7 6/19 8. Den ønskede feltstyrke for DTT I figur 3 og figur 4 er det illustreret, hvilken DTT-feltstyrke husstandene på Sjælland og Lolland-Falster modtager (jf. Boxer TVs feltstyrkeprognose). Af figur 3 fremgår, at ca. 38 % af husstandene bliver betjent med under 83 dbµv/m. Disse husstande har derfor ikke indendørsdækning. Share of households with fieldstrength or lower DTT wanted field strength [dbµv/m] Figur 3: Kumulativ fordeling, Sjælland 6 x Households < Household DTT field strength [dbµv/m] Figur 4: DTT-feltstyrke for antal husstande, Sjælland Tallene i figur 4 viser, at 787 husstande på Sjælland og Lolland-Falster har en medianfeltstyrke på under minimumsmedianfeltstyrken (58 dbµv/m), men over minimumsfeltstyrken (49 dbµv/m). Husstandene har derfor kun dækning med en stedsandsynlighed på %. Disse

8 7/19 husstande er således formelt ikke dækkede og ville derfor ud fra et rigidt frekvensplanlægningssynspunkt ikke skulle beskyttes, da tjenestekravene ikke er opfyldt. Henset til, at det nok i særlig grad er husstande i de områder, hvor disse 787 husstande er beliggende, der i praksis vil kunne opleve forstyrrelsesproblemer, har Erhvervsstyrelsen valgt også at beskytte disse. Figur 5: Husstande med dbµv/m feltstyrke er markeret med røde pletter Det ses af figur 5, at de 787 husstande med lave feltstyrker generelt findes i nogle enkelte, afgrænsede områder. Beskyttelsen af disse får derfor kun betydning for brugen af frekvensblok A i disse afgrænsede områder. Et meget lille antal husstande (41) på Sjælland og Lolland-Falster har en medianfeltstyrke, der er så lav, at der end ikke er dækning med 50 % stedsandsynlighed. Disse husstande er ikke medtaget i pixelmodellen. 9. Basisstationernes EIRP Basisstationernes EIRP er begrænset til maksimalt at måtte andrage 64 dbm/ 10 MHz. I pixels, for hvilke der ved beregningerne bliver fundet en maksimal EIRP på under 30 dbm/10 MHz, er der forbud mod at benytte frekvensblok A. Den pågældende pixel er en rød pixel i illustrationen af pixelmodellen. 10. Summationsmargin Et LTE 800-mobilnet, der skal benytte frekvensblok A, er et singlefrekvensnet. Der vil derfor kunne komme interferensprodukter fra mere end en basisstation til hver husstand. Der er taget højde for dette ved en summationsmargin på 3 db i pixelmodellen (svarende til, at to basisstationer rammer husstanden med deres maksimale feltstyrke). Da mobiloperatørerne af hensyn til at optimere kapaciteten i deres egne net vil sikre sig mod overudbredelse og dermed vil prøve at begrænse antallet af steder med nogenlunde lige store feltstyrkeniveauer fra flere basisstationer, er en summationsmargin på 3 db tilstrækkelig.

9 8/ Vertikalt antennediagram for mobilnet-basisstationerne I udgangpunktet er det baseline-versionen af pixel-modellen, der gælder. Denne model tager udgangspunkt i, at DTT-modtageantennen befinder sig i basisstationens hovedsløjfe, som er det mest kritiske scenarie. Udover baseline-versionen, der gælder generelt, findes pixelmodellen i fem versioner, hvor: A. Basisstationens antenne er over 10 meter over tagrygge af boliger, sommerhuse og kolonihavehuse inden for 50 meter af basisstationen, B. basisstationens antenne er over 0 meter over tagrygge af boliger, sommerhuse og kolonihavehuse inden for 90 meter af basisstationen, C. basisstationens antenne er over 30 meter over tagrygge af boliger, sommerhuse og kolonihavehuse inden for 140 meter af basisstationen, D. basisstationens antenne er over 40 meter over tagrygge af boliger, sommerhuse og kolonihavehuse inden for 190 meter af basisstationen, og hvor E. basisstationens antenne er over 50 meter over tagrygge af boliger, sommerhuse og kolonihavehuse inden for 40 meter af basisstationen. Såfremt tagryggene er under 10 meter høje, måles højdeforskellen, som var tagryggene 10 meter høje. Disse fem versioner vil i praksis primært finde anvendelse i forstæder og det åbne land. Det er en forudsætning for disse fem versioner, at basisstationen som minimum overholder det vertikale antennediagram, der er givet i figur 6. 0 Dæmpning i forhold til hovedsløjfe [db] Vinkel i forhold til horisonten [grader] Figur 6: Minimumskrav for det vertikale antennediagram

10 9/19 1. Udbredelsesmodel for forstyrrende signal I langt de fleste tilfælde vil forstyrrelser af DTT fra LTE 800 optræde indenfor ca meter af basisstationen, jf. tabel 1 og tabel. Beregningerne i tabel 1 og tabel tjener alene til at bedømme hvilken størrelsesorden af afstande, der skal tages højde for i udbredelsesmodellen. Formlerne for hvordan de enkelte værdier beregnes er givet i Anneks A. Beskyttelsesforhold og tærskelværdi for blokering er taget fra ECC rapport 148, tabel 5a og 5b. LTE basisstationens sendeeffekt (EIRP) P 59 dbm DTT-signalets medianfeltstyrke Ew 80 dbµv/m Location correction factor (korrektion for 95 % sted) CF 9 db Beskyttelsesforhold (10 percentilen) PR -4 db ACI tærskelværdi ACIth -13 dbm Overload (blokering) tærskelværdi (90 percentilen) Oth - dbm DTT modtageantennens passive egenforstærkning G dbi Kabeltab Lf 5 db Strækningstab Lfs db Frekvens F Hz Fritrums ACI-afstand (afstand ved strækningstabet) daci 34 m Tabel 1: Linkbudget for forstyrrelse af 10 % bedste 7 tv-modtagere i et område med en DTT-feltstyrke (Ew) på 80 dbµv/m (som 75 % af husstandene har, jf. figur 3). LTE basisstationens sendeeffekt (EIRP) P 59 dbm DTT-signalets medianfeltstyrke Ew 80 dbµv/m Location correction factor (korrektion for 95 % sted) CF 9 db Beskyttelsesforhold (50 percentilen ) PR -36 db ACI tærskelværdi ACIth -19 dbm Overload (blokering) tærskelværdi (50 percentilen) Oth -9 dbm DTT modtageantennens passive egenforstærkning G dbi Kabeltab Lf 5 db Strækningstab Lfs db Frekvens f Hz Fritrums ACI-afstand 8 (afstand ved strækningstabet) daci 68 m Tabel : Linkbudget for forstyrrelse af 50 % bedste tv-modtagere i et område med en DTT-feltstyrke (Ew) på 80 dbµv/m (som 75 % af husstandene har, jf. figur 3). På grund af de korte afstande kan det derfor antages, at der er tale om fritrumsudbredelse mellem basisstation og DTT-modtager. I dette afstandsdomæne (hvor basisstationen er forholdsvis tæt på tv-modtageren) vil man ligeledes kunne antage, at det forstyrrende LTE 800-signal ikke har en log-normal fordeling med sigma (σ i ) 5,5 db med hensyn til sted. Ofcoms undersøgelser 9 har vist, at en log-normal fordeling med sigma (σ i ) på 1 db i 7 ECC rapport 148 angiver ikke, hvorvidt de 10 % bedste tv-tunere, hvad angår ACI (PR), er korrelerede med de 10 % bedste tv-tunere, hvad angår overload (Oth). Det samme gør sig gældende for hhv. 50 % og 90 %. 8 Denne afstand er på grænsen af det domæne ~ m, hvor fritrumsudbredelse kan antages at optræde i praksis. 9 Technical Analysis of interference from mobile network base stations in the 800 MHz band to digital terrestrial television, Ofcom, 10 June 011.

11 10/19 dette domæne, er en rimelig antagelse. Det ønskede signal er log-normal fordelt med sigma (σ w ) 5,5 db med hensyn til sted, da størstedelen af en tvsenders dækningsområde ligger fjernt fra senderen. I tabel 1 og tabel resulterer dette i en location correction factor på 9 db Fieldstrength for EIRP 6dBm (dbµv/m) Distance (km) Figur 7: Fritrumsfeltstyrke som funktion af afstanden I de tilfælde, hvor en husstand bliver betjent af en meget lav DTT-feltstyrke (~58 dbµv/m), vil en basisstation indenfor en radius af ca. seks kilometer fra hustanden kunne forårsage forstyrrelser. Indenfor denne radius vil det ikke være rimeligt at antage fritrumsudbredelse. Til prognosticering af den forstyrrende feltstyrke i sådanne tilfælde er der blevet benyttet værdier fra ITU-R P : Land, 1 % tid, 50 % sted, 600 MHz, 75 meter højde-effektiv-kurven, som angivet i tabel 3. Forstyrrende feltstyrke [dbµv/m] Afstand [m] Tabel 3: Afstand som en funktion af feltstyrke, ITU-R P , land, 1 % tid, 50 % sted, 600 MHz, 75 meter højde-effektiv Uden for fritrumsdomænet antages det nomalt, at det forstyrrende signal er log-normal fordelt med et sigma (σ i ) på 5,5 db med hensyn til sted. Værdierne i tabel 3 er således medianværdier (50 % sted). Disse to domæner er kombineret til en samlet feltstyrkekurve for 95 % stedsandsynlighed (udendørs, 10 meters højde), figur 8. I hvert af disse to domæner (fritrumsudbredelse og uden for fritrumsudbredelse) er der tilføjet de relevante location correction factors 10 : 10 ECC rapport 138, Annex C og GE06, Annex, Chapter 3, afsnit

12 11/19 Fritrum, location correction factor: o CF fs µ w i 1,64 (5,5dB) (1dB) 9dB Uden for fritrum, location correction factor: o CF far µ w i 1,64 5,5dB 13dB Distributionsfaktoren, μ, er 1,64 for 95 % stedsandsynlighed. Udbredelsesmodellen er lavet med antagelse om fritrumsudbredelse i domænet meter, anvendelse af værdierne fra ITU-R P i domænet efter km og en log-lineær interpolation i domænet mellem 300 meter og km Equivalent field strength for 95% location probability, BS EIRP 6dBm , 1% time, heff = 75m Okumura-Hata suburban, 50% time, H = 30 m 130 Field strength [dbµv/m] Distance [m] Figur 8: Feltstyrke-kurve, 95 % sted (ønsket) i 10 meters højde Udbredelsesmodellen er illustreret i figur 8. I figur 8 er det også illustreret, at Okumura-Hata suburban, 30 meters antennehøjde giver stort set identiske resultater til , 1 % tid, heff=75 meter. I dette domæne (indenfor 0 km af basisstationen) er der ringe temporal variation (max 3 db mellem 1 % tid og 50 % tid). Kurverne er derfor sammenlignelige på tværs af tid. I tilfælde af at option A-E i afsnit 11 finder anvendelse, fører det til, at en anden variant af udbredelsesmodellen anvendes, jf. figur 9. Disse udbredelsesmodeller tager højde for, at basisstationen anvender det vertikale antennediagram, der er givet i figur 6. Baseline-kurven er den blå udbredelsesmodel, der også er afbilledet i figur 8. Kurveforløbet for alle seks kurver i figur 9 er sammenfaldende fra ca. 50 meter. Herefter følger de alle samme forløb som den blå kurve i figur 8.

13 1/19 Fieldstrength [dbµv/m] Equivalent fst for 95% location, BS EIRP 6dBm Baseline A. 10 m B. 0 m C. 30 m D. 40 m E. 50 m Distance [m] Figur 9: Feltstyrke-kurver, 95 % sted (ønsket) i 10 meters højde, forskellige basisstation antennehøjder, jf. afsnit Nærfelt Nærfeltet findes i en basisstations umiddelbare nærhed. Af tabel 4 fremgår det, at nærfeltets udstrækning (inkl. transitionszone) omkring en basisstation er indtil 0 meter. Basisstationens udstrålingsdiagram og fritrumsantagelsen gælder udelukkende for fjernfeltet. Nærfeltet er kendetegnet ved, at der kan opstå en direkte kobling mellem sende- og modtageantenne. Maksimum dimension af basisstationens antenne 11 D m Lysets fart (i vakuum) c m/s Radiosignalets frekvens f Hz Radiosignalets bølgelængde λ 0,375 m Fjernfeltets nedre grænse 1 (cirka, Fraunhofer diffraktion) R 0 ~0 m Fjernfeltets nedre grænse ved enkel dipol 13 R d ~ m Tabel 4: Nærfeltets udstrækning Det betyder, at der vil kunne opstå en direkte kobling mellem de to antennesystemer (DTT-modtageantenne og basisstation) inden for en afstand af indtil 0 meter fra basisstationens antenne. Pixelmodellen har derfor en rød pixel, dvs. forbud mod at benytte blok A i pixels, der ligger inden for 0 meter af en boligenhed. Såfremt basisstationens antennehøjde er 10 meter eller derover over tagryggene på de nærmeste husstande, tages der hensyn til dette. 11 Approximeret ud fra specifikationer for Kathrein basisstationantenner: D R0, ECC/REC/(0)04 13 R 4, ECC/REC/(09)0 d

14 13/19 Hvis basisstationens antenne er 0 meter eller mere over tagryggene, vil der ikke være forbud mod at bruge den pågældende pixel til blok A pga. nærfeltsproblemer. 14. Boligens udstrækning Hver beskyttet boligenhed er givet ved et koordinat fra BBR-registret. Det er således dette koordinat, der er beskyttet. Nærfeltsreglen, jf. ovenfor, giver dog også en zone på ca. 0 meter kugleradius omkring punktet som beskyttelse. 15. Protection ratios og overload thresholds for DTT modtagere I pixelmodellen er det antaget, at forbrugerens udstyr tilhører de 90 % bedste udstyr på markedet. Dette betyder, at størstedelen af det forbrugerudstyr, der er på markedet, er beskyttet af pixelmodellen. Forbrugerudstyr kan generelt set have to forskellige tuner-designs: Enten en klassisk can-tuner eller en silicon-tuner. Trenden går mod, at tv-apparater bruger silicon-tuners blandt andet på grund af de små fysiske størrelser. Med baggrund i ECC raport 148 er der benyttet følgende protection ratios: Kanal 60: o ECC rapport 148 tabel 5a: PR K60ECCrap148 = -33 db o ECC rapport 148 tabel 4: CF fixed =,8 db o C/I forbedring: CI improve = 8dB db = 6 db o PR K60 = PR K60ECCrap148 + CF fixed - CI improve -36 db Kanal 59: o ECC rapport 148 tabel 5a: PR K59ECCrap148 = -39 db 14 o ECC rapport 148 tabel 4: CF fixed =,8 db o C/I forbedring: CI improve = 17 db db = 15 db o PR K59 = PR K59ECCrap148 + CF fixed - CI improve -51 db Begge værdier (PR K60 og PR K59 ) er fundet med udgangspunkt i stationær modtagelse af et DVB-T, QAM64, ¾ code rate signal og ved samtidig brug af et filter, som defineret i afsnit 6 (deraf C/I forbedringen). Boxer TV benytter QAM64, ¾, der er ca. db mindre robust end DIGI-TVs QAM64, / 3 signal. Protection ratio erne er korrigeret direkte med C/I-forbedringen, som blot er fundet som dæmpning i blok A divideret med indsætningstabet i en DTTkanal. Typisk vil man foretage korrektionen som en forbedring til tunerens ACS (Adjacent Channel Selectivety) 15 for at tage højde for både in-block og out-of-block signalet fra basisstationen. Forholdet mellem disse to komponenter er kendt som ACLR, Adjacent Channel Leakage Rate. DTT- 14 Der er benyttet værdien for can-tuners i kanal 5 områder, da VIDEBAEK- VIBORG benytter både kanal 59 og kanal 5. For silicon-tuners i kanal 59 er PR - 40dB. Kanal 5 værdien (PR=-39 db) er således det mest følsomme scenarie. 15 Hvis PR 1 er protection ratio en ved en interferer med ACLR 1, så kan den nye PR ved en interferer med ACLR og et forbrugerfilter med CI filter i C/I forbedring beregnes som: 1 1 ACLR ( ACS CI filter ) PR PR ACLR1 ACS NB. Bemærk af formlen ovenfor er i lineært domæne og ikke logaritmisk (db).

15 14/19 tuneres ACS ligger typisk omkring 50 db. ECC rapport 148 tager udgangspunkt i en ACLR på 59 db, mens de fastsatte vilkår sikrer en ACLR på 76 db i kanal 60 områder og en ACLR på 86 db i kanal 59 områder. Denne margin i ACLR på henholdsvis 17 db og 7 db betyder, at C/I-forbedringer, der er henholdsvis 17 db og 7 db eller derunder, kan korrigeres direkte på protection ratio en som ovenfor. Med baggrund i ECC-rapport 148 er der benyttet følgende overload thresholds: Kanal 60 (og kanal 58): o ECC rapport 148 tabel 5b: O th = -19 dbm 16 o Dæmpning: α filter = 8 db o O thk60 = O th + α filter = -11 dbm Kanal 59: o ECC rapport 148 tabel 5b: O th = -8 dbm 17 o Dæmpning: α filter = 17 db o O thk59 = O th + α filter = 9 dbm De ovenfor angivne protection ratios og overload thresholds er for beskyttelse af ca. 90 % af tv-apparaterne. Fra 1. juli 00 gælder en anden pixel-model, hvor der i stedet benyttes følgende værdier for protection ratio og overload threshold (baseret på 10% værdierne fra ECC rapport 148): 00 - Kanal 60: o ECC rapport 148 tabel 5a: PR K60ECCrap148 = -43 db o ECC rapport 148 tabel 4: CF fixed =,8 db o ECC rapport 148 tabel 5b: O th = - dbm o Dæmpning: α filter = 8 db o C/I forbedring: CI improve = 8dB db = 6 db o PR 00,K60 = PR K60ECCrap148 + CF fixed - CI improve -46 db o O th00,k60 = O th + α filter = 6 dbm 00 - Kanal 59: o ECC rapport 148 tabel 5a: PR K59ECCrap148 = -46 db 18 o ECC rapport 148 tabel 4: CF fixed =,8 db o ECC rapport 148 tabel 5b: O th = 1 dbm 19 o Dæmpning: α filter = 17 db o C/I forbedring: CI improve = 17 db db = 15 db o PR 00,K59 = PR K59ECCrap148 + CF fixed - CI improve -58 db o O th00k59 = O th + α filter = 18 dbm I alle øvrige forhold er pixelmodellen for hhv. før og efter 1. juli 00 ens. 16 Der er benyttet værdien for can-tuners ved kanal 58, da JYDERUP- VORDINGBORG-NAKSKOV benytter både kanal 58 og 60. Både can- og silicontuners har i kanal 60 et Oth på -13dBm. Kanal 58 værdien for can-tuners er således det mest kritiske scenarie. 17 Der er benyttet værdien for can-tuners, da de ydelsesmæssigt er 1 db dårligere end silicon-tuners. 18 Der er benyttet værdien for silicon-tuners, da de ydelsesmæssigt er db dårligere end can-tuners. 19 Der er benyttet værdien for can-tuners ved kanal 56, da ROE benytter både kanal 59 og kanal 56. Kanal 56 værdien er db dårligere end kanal 59 værdien.

16 15/19 For at sikre, at der ikke i områder med høje DTT-feltstyrker tillades sendeeffekter på basisstationer, der resulterer i en forstyrrende feltstyrke større end Oth, skal følgende være overholdt: E w E Oth + PR = O th + 16 db + PR Baggrunden for ovennævnte formel er givet i det følgende. Indledningsvist ser vi, at feltstyrke (E) og afsat effekt i modtageren (P) er givet ved følgende sammenhæng 0 : c 1,64 145,8 145,8 10 log f E P A a L f P G L 4 Hvor: E: feltstyrke ved modtagerantennen, field strength at antenna (dbµv/m) φ: power flux-density at antenna (dbw/m ) P: afsat effekt i modtageren, receiver input power (dbw) A a : antennens effektive indfangningsareal, effective antenna aperture/capture area (dbm ) L f : kabeltab, feeder loss (db) G: antennens egenforstærkning, antenna gain (dbd) f: radiosignalets frekvens, frequency of the signal (Hz) c: lysets fart, speed of light, ~ m/s (m/s) 10 f Som for DTT-fixed giver: m s 1, Hz E P 1dBd 10 log 10 5dB 145,8 P 156dB 4 Hvis effekt afsat i modtageren skal gives i dbm, db(mw), bliver formlen: E P db, formel 1 fixed dbm 16 For indendørsmodtagelse af DTT bliver værdien 7dB højere (som følge af 0 dbd gain og 0 db kabeltab): E P db, formel indoor dbm 133 Af ECC rapport 138 (som der henvises til fra 148) og ITU JTG5/6 fremgår det, at både PR (beskyttelsesforholdet) og Oth (blokeringsniveauet) skal overholdes. PR (beskyttelsesforholdet) EWmed EIm ed PR CF EIm ed EWmed PR CF, formel 3 Hvor: E Wmed : median (50 % sted) DTT feltstyrke (dbµv/m) E Imed : median (50 % sted) LTE feltstyrke (dbµv/m) 145,8 0 Udledt af formlerne, der er givet i GE06 Annex 3.4.

17 16/19 CF: location correction factor for beskyttelse 95 % sted (db) PR: beskyttelsesforholdet (db) Oth (blokeringsniveauet) EIm ed EOth CF, formel 4 Hvor: E Oth : blokeringsnivauet (dbµv/m) I figur 10 er der illustreret tre scenarier (hvor C W = E W, I U = E I og O th = E Oth ). Figur 10: Tre interferensscenarier, ECC rapport 138, Annex C I de to scenarier længst til venstre er både PR og Oth overholdt. I det tredje scenarie er det Oth, der er det dominerende fænomen. I det midterste scenarie er Oth og PR lige begrænsende. Det ses derfor af figur 10, at såfremt E W begrænses til max at andrage værdien i det miderste scenarie, kan man nøjes med almindeligt tjek af beskyttelsesforholdet (formel 3). Sammenholdes formel 1, 3 og 4 ses det at: E PR CF E CF E E PR O 16 PR Wmed max Oth Wmed max Hvor: E Wmed max : max median DTT-feltstyrke til brug for PR-beregninger (dbµv/m) O th : blokeringsniveauet (dbm). 16. Pixelmodel algoritme Pixelmodellen beregner den maksimalt tilladte sendeeffekt ved at følge de skridt, der er beskrevet nedenfor. I. For hver enkelt husstand i kanal 59 og kanal 60 områder: 1. Bestem den ønskede DTT-feltstyrke fra DIGI-TV eller Boxers beregninger. Bestem, om husstanden ligger i et kanal 59- eller kanal 60-område 3. Bestem, hvilken/hvilke tv-sendere, der er best server for husstanden. II. Dan et afstandskort, jf. figur 11, hvor hver pixel indeholder afstanden til centrum af kortet (position 351,351 i figur 11). Oth th

18 17/19 1. Hvis afstanden for pixlen til centrum er mindre end 50 meter, bestemmes afstanden som den afstand mellem de to pixels, der giver den højeste feltstyrke, jf. figur Figur 11: Afstandskort [m] III. Dan udfra afstandskortet et nominelt EIRP+PR kort, jf. figur 1, hvor: Centerpixlen antages at have DTT-minimumsfeltstyrken (worst case) o Pixelmodellen beskytter således også de steder, hvor der kun er dækning med 50 % stedsandsynlighed. Hver pixel indikerer, hvilken EIRP+PR en given basisstation må have, hvis den står i den givne pixel. Her benyttes feltstyrkemodellen fra figur 8. Pixels der er mere end 50 m fra husstanden fratrækkes en summations margin på 3 db jf. afsnit Figur 1: EIRP+PR kort [dbm]

19 18/19 IV. Lav korrektion for retningsbestemt antenne 1. Bestem, om husstanden har indendørsdækning (dvs. om feltstyrken er 83 dbµv/m eller derover). Hvis husstanden ikke har indendørsdækning tillægges dæmpninger alt efter, hvilken retning husstandens antenne peger (mod best server). Retningen opgøres i grader i spring af 10 grader. På bagsiden af DTTtagantennen kan der derfor tillades 16 db ekstra i EIRP for basisstationer Figur 13: Dæmpningskort. DTT-tagantennen peger i 70 grader (ca. ØNØ) [db] V. For hver enkelt husstand i kanal 59 og kanal 60 områder: 1. Korriger EIRP+PR ved at trække den relevante protection ratio (for henholdsvis kanal 59 eller kanal 60) fra. Placer det korrigerede EIRP-kort med centrum om husstanden. 3. Gem de pixels for husstanden i det store, samlede kort, der er mindre end de pixels, der i forvejen var i det store, samlede kort. Det endelige, samlede kort, som er et datamateriale med værdier for maksimal EIRPen for frekvensblok A givet i hver enkel pixel, er nu pixelmodellen.

20 19/19 Bilag A Formler for linkbudgetterne I linkbudgetterne er de enkelte tab og forstærkninger i radiotransmissionskæden lagt sammen. På baggrund af dette bestemmes det nødvendige strækningstab for at beskyttelsesforhold og blokeringsniveau kan overholdes. Strækningstabet kan så vha. en udbredelsesmodel (fx fritrum) omregnes til afstanden af den nødvendige strækning. I tabel 5 er de anvendte formler angivet, sammen med et eksempel på inputværdier. LTE basisstationens sendeeffekt (EIRP) P 59 dbm DTT-signalets medianfeltstyrke Ew 80 dbµv/m Location correction factor (korrektion for 95 % sted) CF 9 db Beskyttelsesforhold (10 percentilen) PR -4 db ACI tærskelværdi 1 ACIth E w PR CF 16dB dbm Overload (blokering) tærskelværdi (90 percentilen) Oth - dbm DTT modtageantennens passive egenforstærkning G dbi Kabeltab Lf 5 db ACIth P min G L f Strækningstab Lfs Oth db Frekvens F Hz L fs 0log 10 f 0 147,55dB Fritrums ACI-afstand (afstand ved strækningstabet) daci 10 m Tabel 5: Eksempel på beregning af linkbudget for forstyrrelse af 10 % bedste tvmodtagere i et område med en DTT-feltstyrke (Ew) på 80 dbµv/m (som 75 % af husstandene har, jf. figur 3) 1 Her benyttes formel 1 i omskreven form: P E db dbm fixed 16