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Tensions at the digital edge – planning for a smooth switchover

Digital BroadcastingSwitchover Forum

Johannesburg, South Africa22.12.2012

ATDI in a few words

Provides software and services in radio communication• Radio network planning & optimization (civil & military)• Spectrum management• Digital cartography

Team of engineers with high level of expertise

A significant number of clients : around 1,000 references

More than 20 years of experience in the industry

Headquartered in Paris, ATDI has several offices around the world and a network ofdistributors

ATDI software solutions

ICS telecomThe most comprehensive software for any kind of radio network planning : broadcasting, microwave, WiMAX, LTE, mobile, PMP, etc. allowing coexistence analysis

HTZ warfareThe infrastructure and tactical electronic 

warfare radio network planning tool ,adapted for new military concepts

ICS map server Advanced software system designed to produce

and manage digital cartography

ICS managerThe most complete and efficient spectrum 

management platform for national regulators

ATDI broadcast expertise 

• ATDI’s first radioplanning tool was developed in 1988 for the broadcast industry

• ATDI has been a major actor of every change in the broadcast industry

• Participated to the Ge06 conference alongside our customers• Our tools and services are widely used for the implementation 

of digital broadcast plans and in the digital broadcast switchover process

• Broadcast references in more than 50 countries• Technical support and consultancy for each particular case

Broadcast planning is at the heart ofATDI’s expertise and experience

ATDI broadcast references 

Part 2 – Digital switchover process

The switchover strategy is not only a technical topic, but has to be included in a global approach with a clear government politics and a strategic study:

•Definition of the digital network objectives

•Status of the existing network

•Digital network calculation

Digital network calculation‐ hypothesis

• Is the technology chosen (DVB‐T, DVB‐T2, ISDB‐T,..)?• Number of channels/multiplex chosen?• Which percentage of population has to be covered?• Which rules used to plan a new station and 

switch off the old one?• Maximal number of new stations / budget allowed?• Position of the reception antenna  (outdoor 10m, indoor)?• Propagation model chosen by ATDI validated.• Network SFN or MFN?

Considering that each choice has a big impact on the number of new stations to bedeployed, it is necessary to give some flexibily for some criterion.

Part 2 – Digital switchover process

Part 3 : Smooth Switchover

Through a relevant use case, we’ll see some of the key challenges in order toavoid:

• Interferences• Unsecured network• Reduced quality of service• Unsatisfied customers

These radio planning techniques are addressed to:• Broadcasters co‐existing with other networks• Regulation authorities overseeing the technology transitions• Mobile Operators

The digital network calculations are not sufficient : coexistence studies have to be done.

Part 3 : Smooth switchover

Example : 

The coexistence LTE  DVB‐T

Numerous other challenges are associated to the switchover and are also addressed by ATDI’s solutions

Coexistence LTE DVBDigital broadcast switchover under way

Coexistence issues with significant technical and economical impact

Cohabitation of Digital Television (DVB‐T) and Mobile communication  (LTE) within the same band

Allocation of part of the released spectrum to LTE

Release of a significant amount of spectrum: The Digital Dividend

Launch of the Digital Terrestrial Television (DTT)Switch from analogue services

Coexistence LTE DVBDigital broadcast switchover under way

Multi‐technologies technical coexistence studies have to be performed by the broadcasters and the operators in order to:

• Quantify the impact of each technology over the other

• Analyze the affected population and services

• Estimate the cost of such deployment

Coexistence LTE DVB: Case study

• Challenge was that the lowest block of spectrum due to be auctioned was immediately adjacent to the allocation for digital broadcasting

• Small guard band between the two services

Harmonised frequency plan about DVB‐T and LTE from CEPT report 31

Coexistence LTE DVB: Case studyObjectives:• Inform stakeholders of any technical constraints prior to auction of the dividend 

spectrum

Selected key assumptions:• Interference from LTE network into DVB‐T network to be analysed• Channels FDD1 and FDD2 were considered as sources of interference and studied for 

every interference case• The three highest DVB‐T channels were studied for adjacent channel interference• All DVB‐T receiver channels were considered to suffer interference• The DVB‐T service for fixed rooftop antennas was modelled at 10m above ground 

level using directional antennas• All of the receiving antennas were directed towards the best server

Coexistence LTE DVB: Case studyMethodology

Consider LTE signal interference only into the upper three DVB‐T channels (58, 59 and 60)

In case of blocking of the DVB‐T receiver by an LTE signal, all UHF DVB‐T channels are considered

Accurate Digital Terrain Model (DTM)

Recent clutter model

Population data

Coexistence LTE DVB: Case studyService area calculation

Service area calculation: Best server (yellow arrow) calculation model

Coexistence LTE DVB: Case studyAntenna discrimination 

Using directional antennas to reduce unwanted signal strength from other directions

Coexistence LTE DVB: Case studyInterference calculations

• The assessment focused on interference in each of the broadcast channels (58, 59 and 60) caused by the LTE channels (FDD1 to FDD2)

• The maximum frequency offset is between DVB‐T channel 58 and LTE FDD2, which is 22 MHz

• To calculate the interference between DVB‐T and LTE, the protection ratio is calculated

• Table shows protection ratio versus frequency separation between the channel edges of the wanted and interfering signals

Channel edge separation

(MHz)

PR

(dB)

1 ‐336 ‐379 ‐4014 ‐3917 ‐3922 ‐45

Coexistence LTE DVB: Case studyInterference calculations

DVB‐T transmitter blocking by LTE signal

green ‐ wanted DVB‐T signal, red ‐ unwanted LTE signal

Coexistence LTE DVB: Case studyBlocking

Coexistence LTE DVB: Case studyResults

Can be presented in various ways:

By region, counties, cities, nation wide

Impact by MUX, channel from FDD1/2/3, etc.

Many maps or views are made available

By population

Coordination at borders (in/out bound) as ICS telecom also handles coordination aspects

Interference map (C/I) of the LTE network on a specific DVB‐T

Allotment(interference zones highlighted 

in pink)

Coexistence LTE DVB: Case studyResults

Interference results for MUX 1 by LTE FDD1, FDD2 and FDD3 on DVB‐T channel 60 (by county) 

Channel 60FDD1 FDD2 FDD3

Pop # Pop % Pop # Pop % Pop # Pop %1 ‐ Østfold 3,447 1.27 972 0.36 483 0.182 – Akershus 160 0.03 51 0.01 5 06 – Buskerud 3,977 1.54 1,070 0.41 254 0.17 – Vestfold 5,900 2.57 1,481 0.65 843 0.378 – Telemark 1,327 0.79 551 0.33 211 0.139 – Aust‐Agder 105 0.1 39 0.04 4 018 – Nordland 28 0.01 18 0.01 0 019 – Troms 5 0 0 0 0 0

Coexistence LTE DVB: Case studyResults

Coexistence LTE DVB: Case studyCoordination at the border

Advanced radio‐planning solutions

In order to optimize existing and emerging networks in terms of:• Performance (coverage, QoS)• Interference• Co‐existence (today and tomorrow)• Cost of ownership

Comprehensive and advanced radio‐planning solutions need:• To support all radio technologies• To manage interference and coexistence considerations within and 

between competing technologies in the frequency spectrum