Planificación de Frecuencias para Televisión Digital Terrestre (TDT) en Sudamérica

[EN] Digital Terrestrial Television (DTT), offers greater robustness against noise and interference, more efficient use of radioelectric spectrum by the possibility of using single frequency networks (SFN) and the possibility of transmitting several television channels for the same radio channel. In addition, it is possible to provide value-added services such as HDTV and 3D. In the transition from analog to digital television, it must be perform a first stage of simulcast, where both analogue and digital signals should coexist. In this stage, a critical point is the low availability of frequencies. Therefore, first it is necessary to perform a frequency planning at regional level between the countries and internally for each country. Due to the high power that DTT transmitters normally radiate, and the locations of the transmitters at high points, frequency planning at regional level should take into account coordination areas and protection distances inside the border of each country. Finally, DTT network planning should be perform for the assigned frequencies. Additionally, the most efficient usage of the radio electric spectrum involved the introduction of the DTT, have allowed the release of certain frequency bands traditionally allocated for broadcasting. The released bands are known as Digital Dividend (DD), and correspond to the 800 MHz band (790-862 MHz) and 700 MHz (698-806 MHz) in Europe, and 700 MHz band in America. These bands have been allocated for the use of fourth generation mobile communications 4G LTE. The inclusion of LTE in the digital dividend bands, represents an additional problem for the deploy of DTT networks. Because both, DTT and LTE networks must coexist in adjacent frequency channels. Therefore, two coexistence cases must be considered. On the one hand, to the deployment of new DTT networks, must be analyzed the potential interference from LTE networks, as well the possible solutions to mitigate the interference. Moreover, for DTT networks already deployed, interference problems must be solved at the lowest possible cost and impact. This thesis deals with frequency planning for DTT networks in South America, where several DTT standards have been adopted. Most countries in the region have adopted the Japanese-Brazilian standard ISDB-Tb. However, Colombia has adopted the European second generation standard DVB-T2, with the particularity that Colombia is the first country in the world in which DVB-T2 must work with 6 MHz channelization, and must coexist with the analog TV standard NTSC. This along with the late release of the DD band in America, presents a much more complex scenario for DTT planning network in the region. First the frequency planning at the regional level for all countries of South America is studied, later the frequency planning at national level for Colombia is addressed. For this purpose, is investigated the coexistence of the European second generation standard (DVB-T2), the Japanese-Brazilian first generation standard (ISDB-Tb), the American analog TV standard NTSC and the mobile communications standard LTE working in digital dividend bands, as well as different technical solutions to mitigate interference on DTT networks. Finally, the recommendations of coexistence between analogue television networks NTSC, digital television networks ISDB-T, DVB-T2 and mobile communications networks 4G LTE are presented. These recommendations constitute a useful handbook for DTT network planning in South America.[ES] La Televisión Digital Terrestre (TDT) con respecto a la difusión de televisión analógica ofrece, mayor robustez en la señal frente a ruido e interferencias, uso más eficiente del espectro radioeléctrico gracias a la posibilidad de utilizar redes de frecuencia única, en ingles SFNs (Single Frequency Network) y la posibilidad de transmitir varios canales de televisión por un mismo canal radioeléctrico. Además, es posible ofrecer servicios de valor añadido, tales como televisión en alta definición y programación 3D. En el proceso de transición de televisión analógica a digital, se debe llevar a cabo una primera etapa de simulcast, donde tanto señales analógicas como digitales deben convivir. En esta etapa, un punto crítico es la baja disponibilidad de frecuencias. Por tanto, en primer lugar es necesario hacer una planificación de frecuencias a nivel regional entre los países y a nivel interno de cada país. Debido a las altas potencias con que normalmente radian los transmisores de TDT, y las ubicaciones de los transmisores en puntos elevados, la planificación de frecuencias a nivel regional debe tener en cuenta zonas de coordinación y distancias de protección dentro de la frontera de cada país. Finalmente se debe planificar las redes de TDT a las frecuencias asignadas. Adicionalmente, la utilización más eficiente del espectro radioeléctrico que conlleva la introducción de la TDT, ha permitido la liberación de ciertas bandas de frecuencia asignadas tradicionalmente a radiodifusión. Las bandas liberadas son conocidas como Dividendo Digital (DD), y corresponden a la banda de 800 MHz (790-862 MHz) y 700 MHz (698-806 MHz) en Europa, y la banda de 700 MHz en América. Dichas bandas han sido asignadas para la utilización de servicios de comunicaciones móviles de cuarta generación 4G LTE. La inclusión del estándar LTE en las bandas de dividendo digital, representa un problema adicional para el despliegue de las redes de TDT. Debido a que tanto la TDT como las redes LTE deben coexistir en canales adyacentes en frecuencia. Por tanto, dos casos de convivencia deben ser considerados. Por un lado, para el despliegue de nuevas redes de TDT, se deben analizar las posibles interferencias desde las redes LTE, así como las posibles soluciones para mitigar dichas interferencias. Por otra parte para redes de TDT ya desplegadas, los problemas de interferencias deben ser resueltos con el menor impacto y costo posibles. La presente tesis aborda la planificación de frecuencias para las redes de TDT en Sudamérica, donde varios estándares de TDT han sido adoptados. La mayoría de los países de la región han adoptado el estándar Japones-Brasileño ISDB-Tb. Sin embargo, Colombia ha adoptado el estándar europeo de segunda generación DVB-T2, con la particularidad de ser el primer lugar en el mundo en que DVB-T2 debe trabajar con canalización de 6 MHz, y debe convivir con el estándar de televisión analógica NTSC. Esto junto con la tardía liberación del Dividendo Digital (DD) en América, presentan un escenario mucho más complejo para la planificación de las redes de TDT en la región. En primer lugar se estudia la planificación de frecuencias a nivel regional para todos los países de Sudamérica, para posteriormente abordar la planificación a nivel nacional para Colombia. Con tal fin, se investiga la convivencia entre el estándar de TDT europeo de segunda generación (DVB-T2), el estándar Japones-Brasileño de primera generación (ISDB-Tb), el estándar americano de televisión analógica NTSC y el estándar de comunicaciones móviles LTE en las bandas del dividendo digital, así como las diferentes soluciones técnicas para mitigar interferencias sobre las redes de TDT. Finalmente, se presentan las recomendaciones de convivencia entre redes de televisión analógica NTSC, redes de televisión digital ISDB-T, DVB-T2 y redes de comunicaciones móviles 4G LTE, que constituyen un útil manual para la pl[CA] La Televisió Digital Terrestre (TDT) respecte a la difusió de televisió analògica oferix, major robustesa en el senyal enfront de soroll i interferències, ús més eficient de l'espectre radioelèctric gràcies a la possibilitat d'utilitzar xarxes de freqüència única, en engonals SFNs (Single Frequency Networks) i la possibilitat de transmetre uns quants canals de televisió per un mateix canal radioelèctric. A més, és possible oferir servicis de valor afegit, com ara televisió en alta definició i programació 3D. En el procés de transició de televisió analògica a digital, s'ha de dur a terme una primera etapa de simulcast, on tant senyals analògics com digitals han de conviure. En esta etapa, un punt crític és la baixa disponibilitat de freqüències. Per tant, en primer lloc és necessari fer una planificació de freqüències a nivell regional entre els països i a nivell intern de cada país. A causa de les altes potències amb què normalment radien els transmissors de TDT, i les ubicacions dels transmissors en punts elevats, la planificació de freqüències a nivell regional ha de tindre en compte zones de coordinació i distàncies de protecció dins de la frontera de cada país. Finalment s'ha de planificar la les xarxes de TDT a les freqüències assignades. Addicionalment, la utilització més eficient de l'espectre radioelèctric que comporta la introducció de la TDT, ha permés l'alliberament de certes bandes de freqüència assignades tradicionalment a radiodifusió. Les bandes alliberades són conegudes com a Dividend Digital (DD), i corresponen a la banda de 800 MHz (790-862 MHz) i 700 MHz (698-806 MHz) a Europa, i la banda de 700 MHz a Amèrica. Les dites bandes han sigut assignades per a la utilització de servicis de comunicacions mòbils de quarta generació 4G LTE. La inclusió de l'estàndard LTE en les bandes de dividend digital, representa un problema addicional per al desplegament de les xarxes de TDT. Pel fet que tant la TDT com les xarxes LTE han de coexistir en canals adjacents en freqüència. Per tant, dos casos de convivència han de ser considerats. D'una banda, per al desplegament de noves xarxes de TDT, s'han d'analitzar les possibles interferències des de les xarxes LTE, així com les possibles solucions per a mitigar les dites interferències. D'altra banda per a xarxes de TDT ja desplegades, els problemes d'interferències han de ser resolts amb el menor impacte i cost possibles. La present tesi aborda la planificació de freqüències per a les xarxes de TDT a Sud-amèrica, on diversos estàndards de TDT han sigut adoptats. La majoria dels països de la regió han adoptat l'estàndard Japones-Brasileño ISDB-Tb. Sin embargo, Colòmbia ha adoptat l'estàndard europeu de segona generació DVB-T2, amb la particularitat de ser el primer lloc en el món en què DVB-T2 ha de treballar amb canalització de 6 MHz, i ha de conviure amb l'estàndard de televisió analògica NTSC. Açò junt amb el tardà alliberament del DD a Amèrica, presenten un escenari molt més complex per a la planificació de les xarxes de TDT en la regió. En primer lloc s'estudia la planificació de freqüències a nivell regional per a tots els països de Sud-amèrica, per a posteriorment abordar la planificació a nivell nacional per a Colòmbia. Amb tal fi, s'investiga la convivència entre l'estàndard de TDT europeu de segona generació (DVB-T2), l'estàndard Japones-Brasileño de primera generació (ISDB-T), l'estàndard americà de televisió analògica NTSC i l'estàndard de comunicacions mòbils LTE en les bandes del dividend digital, així com les diferents solucions tècniques per a mitigar interferències sobre les xarxes de TDT. Finalment, es presenten les recomanacions de convivència entre xarxes de televisió analògica NTSC, xarxes de televisió digital ISDB-T, DVB-T2 i xarxes de comunicacions mòbils 4G LTE, que constituïxen un útil manual per a la planificació de les xarxes deRibadeneira Ramírez, JA. (2016). Planificación de Frecuencias para Televisión Digital Terrestre (TDT) en Sudamérica [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6366

Interference Analysis Between Digital Terrestrial Television (DTT) and 4G LTE Mobile Networks in the Digital Dividend Bands

With the introduction of digital terrestrial television (DTT) and the analogue television switch-off, terrestrial broadcast spectrum in the UHF band is being released for mobile communications, in particular for fourth generation (4G) long term evolution (LTE) mobile services. This spectrum is known as digital dividend. An impending problem when deploying 4G LTE mobile networks in the digital dividend bands is that interferences may appear in the adjacent radio frequency channels used for DTT. In this paper, we analyze the adjacent coexistence of DTT and 4G LTE networks in the digital dividend bands at 700 MHz and 800 MHz. A generic framework is adopted such that results can be easily extrapolated to different scenarios and bands. Results are presented as a function of the guard band between technologies, for both LTE uplink and downlink adjacent to the DTT signals, and for fixed outdoor and portable indoor DTT reception. Also, the effect of using anti-LTE filters is studied.This work was supported by the Spectrum Regulator of Colombia ANE (Agencia Nacional del Espectro).Ribadeneira Ramírez, JA.; Martínez, G.; Gómez Barquero, D.; Cardona, N. (2016). Interference Analysis Between Digital Terrestrial Television (DTT) and 4G LTE Mobile Networks in the Digital Dividend Bands. IEEE Transactions on Broadcasting. 62(1):24-34. doi:10.1109/TBC.2015.2492465S243462

Spectrum Sharing for LTE-A and DTT: Field Trials of an Indoor LTE-A Femtocell in DVB-T2 Service Area

(c) 2016 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other users, including reprinting/ republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted components of this work in other works.In this paper, we study a particular case which goes a step beyond the previous ones, as it aims at sharing the same frequency band in the same area between long term evolution-advance (LTE-A) and digital video broadcasting-terrestrial second generation (DVB-T2) technologies. Those geographical areas that are not covered because the useful DTT signal is obstructed by the environment or it has a limited coverage by the network design can be called micro-TVWS. We assume that a DVB-T2 transmitter provides coverage for fixed rooftop reception as a primary service, to a building in which a LTE-A femtocell is installed indoors for local coverage, as a secondary service. The results have been obtained by laboratory emulation and validated through field measurements using professional equipment. Our results provide the technical restrictions of the LTE-A femtocell, mainly on the maximum allowable effective isotropic radiated power that could transmit on the DTT band in terms of carrier separation, from co-channel to adjacent band. These results meet the need of spectrum for IMT-Advanced technologies, so spectrum sharing is proposed in this paper as a new solution to make an efficient use of this resource.This work was supported in part by the Ministerio de Educacion y Ciencia, Spain, under Grant "DEFINE5G" TEC2014-60258-C2-1-R and Grant "ARCO5G" TEC2014-56469-REDT, and in part by the European FEDER Funds.Martínez Pinzón, G.; Cardona Marcet, N.; García Pardo, C.; Fornés Leal, A.; Ribadeneira-Ramírez, JA. (2016). Spectrum Sharing for LTE-A and DTT: Field Trials of an Indoor LTE-A Femtocell in DVB-T2 Service Area. IEEE Transactions on Broadcasting. 62(3):552-561. https://doi.org/10.1109/TBC.2016.2582338S55256162

Interference Analysis for DVB-T2 Network Planning in Colombia with other Television Broadcasting Technologies

"(c) 2016 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other users, including reprinting/ republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted components of this work in other works."[EN] Across the Andean Region the Digital Television (DTT)is already in motion. While most of countries in South America have adopted the Brazilian adaptation of the Japanese DTT standard ISDB-Tb, Colombia selected the second-generation Europan DTT standard DVB-T2, generating unique and completely new coexistence broadcasting scenarios, Firstly, it is the first region in the word in which DVB-T2 and ISDB-Tb coexist. Additionally, DVB-T2 have to coexist with analogue TV NTSC transmissions until the analogue switch-off. This paper provides interference protection ratios based on laboratory measurements and performs coexistence studies in realistic scenarios to illustrate the importance of assessing the protection ratios to achieve an efficient spectrum usage.This work was partialy supported by the ANE (Agencia Nacional del Espectro) of Colombia.Ribadeneira-Ramírez, JA.; García Pardo, C.; Fuentes Muela, M.; Gómez Barquero, D.; Cardona Marcet, N. (2016). Interference Analysis for DVB-T2 Network Planning in Colombia with other Television Broadcasting Technologies. IEEE Latin America Transactions. 14(3):1162-1168. doi:10.1109/TLA.2016.7459594S1162116814

Planificación de frecuencias para Televisión Digital Terrestre (TDT) en el Ecuador.

La televisión digital terrestre, brinda mayor robustez a la señal frente a ruido e interferencias. Además, permite la transmisión de varios canales de televisión por un mismo canal radioeléctrico y optimiza el uso del espectro radioeléctrico mediante el uso de redes de frecuencia única. Sin embargo, en Ecuador no se está utilizando una de las principales ventajas de las redes de TDT, la posibilidad de usar redes de frecuencia única. Lo que conlleva un uso no óptimo del espectro radioeléctrico. En este artículo, en primer lugar, se presenta el modo de transmisión más adecuado para Ecuador en función de su extensión y topografía. Además, se propone una planificación de frecuencias para Ecuador utilizando redes de frecuencia única basado en algoritmos de planificación de coloreado secuencial, optimizando así el uso del espectro radioeléctrico. Finalmente, se presentan ejercicios de planificación de una red real del canal de televisión Ecuador TV, el cual cuenta con 96 transmisores en todo el país, con el cual se comprueba tanto cobertura como interferencias para la planificación propuesta.The Digital terrestrial television, provides greater signal robustness against noise and interference. In addition, it allows the transmission of several television services over the same radio channel and optimizes the use of the radio spectrum through the use of single frequency networks. However, in Ecuador one of the main advantages of DTT networks has not being used, the possibility of using single frequency networks. Which leads to a non-optimal use of the radio spectrum. In this article, in the first place, the most suitable mode of transmission for Ecuador is presented according to its extension and topography. In addition, a frequency planning for Ecuador is proposed using single frequency networks based on sequential coloring planning algorithms, thus optimizing the use of the radioelectric spectrum. Finally, planning exercises of a real network of the TV channel Ecuador TV are presented, which has 96 transmitters throughout the country, both, coverage and interference for the proposed planning was checked

Frequency and Network Planning and Optimization of the Digital Terrestrial Television DVB-T2 Networks in Colombia

[EN] In December 2011, Colombia updated its national Digital Terrestrial Television (DTT) standard from DVB-T to DVBT2, the second-generation European DTT standard. DVBT2 is the current state-of-the art DTT system in the world, and it brings very significant improvements in terms of capacity, robustness and flexibility compared with any other DTT technology. The iTEAM Research Institute was very involved in the promotion and adoption of DVB-T2 in Colombia. The case of Colombia is unique because it was the first country to deploy DVB-T2 with 6 MHz channelization, and because the digital networks will co-exist with the analogue NTSC network until the analogue switch-off and with digital ISDB-Tb and DVB-T networks in the neighbor countries. Furthermore, DVB-T2 networks will be deployed from scratch without any constraint imposed by existing DVB-T infrastructure. This paper provides an overview of the frequency and network DVB-T2 planning activities performed by the iTEAM Research Institute in cooperation with the Spectrum Regulator of Colombia.This work was partially supported by the Spectrum Regulator of Colombia ANE (Agencia Nacional del Espectro). The authors thank the Spanish companies Ingenia-Telecom and Axión Infraestructuras de Telecomunicación, partners in some of the projects developed for the ANE.Gómez Barquero, D.; López Sánchez, J.; Martinez Pinzon, G.; Ribadeneira Ramírez, JA.; Garro Crevillen, E.; García Pardo, C.; Fuentes Muela, M.... (2014). Frequency and Network Planning and Optimization of the Digital Terrestrial Television DVB-T2 Networks in Colombia. Waves. 6:35-49. http://hdl.handle.net/10251/56485S3549

4to. Congreso Internacional de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad. Memoria académica

Este volumen acoge la memoria académica de la Cuarta edición del Congreso Internacional de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad, CITIS 2017, desarrollado entre el 29 de noviembre y el 1 de diciembre de 2017 y organizado por la Universidad Politécnica Salesiana (UPS) en su sede de Guayaquil. El Congreso ofreció un espacio para la presentación, difusión e intercambio de importantes investigaciones nacionales e internacionales ante la comunidad universitaria que se dio cita en el encuentro. El uso de herramientas tecnológicas para la gestión de los trabajos de investigación como la plataforma Open Conference Systems y la web de presentación del Congreso http://citis.blog.ups.edu.ec/, hicieron de CITIS 2017 un verdadero referente entre los congresos que se desarrollaron en el país. La preocupación de nuestra Universidad, de presentar espacios que ayuden a generar nuevos y mejores cambios en la dimensión humana y social de nuestro entorno, hace que se persiga en cada edición del evento la presentación de trabajos con calidad creciente en cuanto a su producción científica. Quienes estuvimos al frente de la organización, dejamos plasmado en estas memorias académicas el intenso y prolífico trabajo de los días de realización del Congreso Internacional de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad al alcance de todos y todas

ANÁLISIS DE INTERFERENCIAS PARA LA PLANIFICACIÓN DE LAS REDES DE TDT EN LA REGIÓN ANDINA

SE PRESENTAN MÁRGENES DE PROTECCIÓN A SER USADOS EN PLANIFICACIÓN DE REDES DVB-T2, ISDB-T Y NTSC A 6 MHz DE ANCHO DE BANDA, ADEMÁS LA INFLUENICA DE LOS MECANISMOS AVANZADOS DE DVB-T2 CONTRA INTERFERENCIAS SON ESTUDIADOSPROTECTION RATIOS FOR NETWORK PLANNING OF DVB-T2 , ISDB-T AND NTSC NETWORKS AT 6 MHz BANDWITH ARE INTRODUCE, BESIDE THE INFLUENCE OF DVB-T2 ADVANCED MECHANISMS AGAINST INTERFERENCE ARE STUDIEDRibadeneira Ramirez, JA. (2013). ANÁLISIS DE INTERFERENCIAS PARA LA PLANIFICACIÓN DE LAS REDES DE TDT EN LA REGIÓN ANDINA. http://hdl.handle.net/10251/27706