En septembre 2011, une première expérimentation avait été mise en place aux environs de LAVAL pour tester le brouillage de la TNT par le LTE.

Dans un précédent article, je vous expliquais les origines e ce brouillage et les canaux concernés : Après l’attribution des fréquences par l’ARCEP, l’opérateur ayant misé la plus petite somme a hérité du lot conflictuelle, il s’agit donc de Bouygues.

Une nouvelle campagne de mesure va se dérouler à Saint Etienne, mais que peut on attendre comme résultat?

On sait déjà que les canaux de la TNT de 53 à 60 peuvent être perturbés. Le signal LTE  reçu au niveau des récepteurs TNT ramenés dans la bande des 36 MHz est un signal d’interférence, il s’agit de bruit pour la TNT. Par comparaison, c’est comme si deux conférenciers parlent en même temps dans une même salle. Plus le haut parleur du conférencier LTE est élévé et plus il perturbe le conférencier TNT. La même approche a été réalisée à Laval ou la puissance d’émission du LTE a été portée au maximum (64 dBm).

Supposons deux chaînes radios qui re-diffusent la conférence TNT. La première est proche du Haut parleur TNT, le signal reçu est très fort et est restitué ainsi.

La seconde radio est éloignée des deux haut-parleur. Le signal reçu est trop faible, ils doivent l’amplifier pour pouvoir ré-emettre la conférence. Or, le signal reçu est déjà très bruité, ils amplifient dont le bruit.

La conclusion des expérimentation de Laval étaient les suivantes :

• le mode de brouillage le plus souvent rencontré à Laval est la saturation des chaînes de réception par des stations de base LTE de forte puissance (64 dBm);
• des installations de réception TV comportant des éléments actifs (amplificateurs) peuvent être brouillées à plus d’un kilomètre de la station LTE. Or, il a été constaté une présence élevée d’éléments actifs dans les installations ;
• les brouillages ne concernaient pas uniquement le canal 60 mais ont été perceptibles jusqu’au canal 57, voire, pour des installations comportant des éléments actifs, dans des canaux inférieurs ;
• La puissance des stations de base est un facteur déterminant du risque de brouillage

Un autre élément intéressant a été constaté. Cela provient de la saturation des amplificateurs de réception (amplificateur de puissance faible bruit). La saturation provoque un écrétage du signal (un signal sinusoidal se rapprochera d’un signal carré).

Les amplificateurs sont définies par des paramètres de Puissance maximale, de gain, de point d’inteception d’ordre 3 et d’ordre 5. Cela vient du fait qu’un amplificateur n’est pas linéaire, le signal de sortie est certes proportionnel au signal d’entrée dans la zone linéaire mais au delà, le signal de sortie est aussi l’image du signal d’entrée élevée à la puissance 3, la puissance 5, …

Ainsi, à cause de cette puissance 3, on va constater qu’une baisse du signal LTE de 3 dB se traduit ainsi par une réduction du brouillage de 9 dB.

Pour éviter ou réduire le brouillage, il est nécessaire de placer un filtre avant l’amplificateur faible bruit, et en amont de la première démodulation autour de la fréquence FI. Un cout moyen de 130 euros par foyer a été estimé.

Qu’attend on des tests à venir sur St Etienne? Je ne le sais pas pour l’instant.

Explication du brouillage de la TNT par le LTE sur la bande des 800 MHz

 Au cours de l’article précédent, nous avons présenté la bande de fréquence utilisée par la TNT et commune avec celle de la 4G. Seule la bande de 800 MHz est affecté et les deux bandes TNT et 4G 800 MHz  actuellement (le 30 septembre 2011) se chevauchent : La TNT utilise la bande de 430 MHz à 862 MHz et le LTE utilisera la bande de 790 MHz à 862 MHz (canaux 60 à 68).

Cependant, nous avons conclu sur le fait que les fréquences utilisées par la TNT serait réaménagées pour libérer le spectre de 790MHz à 862 MHz. Donc, aucun problème de recouvrement de spectre de la 4G sur la TNT pour les années à venir.

Alors pourquoi parle t’on de brouillage? La réponse est certainement dans le principe de démodulation de la TNT.

Je vais vous expliquer cela dans cet article, d’abord par le principe utilisé pour transmettre la TNT mais comme le principe n’est pas facile à comprendre, je ferais une présentation du phénomène par un représentation amusante (enfin je l’espère…)

 Démodulation TNT

Un multiplex TNT est un signal contenu dans un bande de 8MHz et qui contient plusieurs chaînes. Pour être transmis par une antenne, le signal est modulé c’est à dire transmis à une fréquence élevée (la fréquence est contenue dans la bande dite UHF pour laTNT).

Supposons par exemple un signal transmis autour de 730 MHz (canal 53), la seule information qui nous intéresse est la bande de 8MHz transmise autour de 730 MHz.. Dans une autre region de France, le même signal de 8 MHz pourrait être transmis autour de 754 MHz, le récepteur se cale sur la fréquence et ne récupère que le signal autour de cette fréquence.

Par analogie, les radios FM que vous écoutez sont transmises sur des fréquences FM. Vous règlez le tuner sur la fréquence d’émission de la radio, par exemple le 96.8 MHz pour RMC à Chatellerault, mais une autre fréquence est utilisée à Strasbourg. La démodulation consiste à récupérer le signal autour de la fréquence émise, c’est ce signal qui porte l’information, c’est lui qui nous intéresse.

Pour la TNT, le principe est le même, voici par exemple un multiplex transmis sur le canal 53.

 Pour recevoir l’émission, il faut que le récepteur puisse ramener le signal du canal 53 autrement dit à 730 MHz autour de 0 (Hz). Cela se fait en deux étapes, dans un premier temps le signal sera ramené autour d’une fréquence intermédaire nommée FI de 36,125 MHz.

Pour descendre la fréquence de 730 MHz à 36 MHz on utilise un mélangeur RF et un oscillateur local. Dans notre exemple, l’oscillateur local est à 766 MHz. Le mélangeur permet de récupérer en sortie de celui-ci la différence entre le signal modulé à 730 MHz et l’oscillateur local à 766 MHz. La différence entre les deux est de 36 MHz. Voila, comment on arrive à descendre la fréquence de 730 MHz à 36 MHz, simple non?

Démodulation TNT par une image…

Prenons un autre exemple, vous prenez le train de l’imagination pour voyager. Vous êtes dans la voiture 730, le contrôleur est dans la cabine de pilotage, il est donc à 730 voitures de vous,  le train comporte 860 voitures. Arrivé à la gare TNT, le contrôleur se positionne à la voiture 766 et annonce au micro :

« En étant à la voiture 766, le passager de la voiture 730 n’est plus qu’à 36 voitures de moi »

A ce moment là, un autre voyageur, positionné lui à la voiture 802 s’écrit : « Si le contrôleur est à la voiture 766, je suis moi aussi à 36 voitures de lui ».

Voila donc le problème, il y a deux passagers qui sont à 36 voitures du contrôleur.

Pour la TNT, on a le même problème à la sortie du mélangeur, on aura en fait deux multiplex, le multiplex à 730 MHz (canal 53) et le multiplex à 802 MHz (canal 62). Ah, s’il n’y avait pas de passager dans la voiture 802, cela aurait résolu le problème… La TNT résoud son problème par le même principe : Si le canal 53 est utilisé pour transmettre un multiplex sur Chatellerault alors le canal 62 n’est pas attribué à l’émetteur de Chatellerault pour éviter le brouillage. Ce principe est connu sous le nom de Fréquence Image. Vous pouvez vérifier sur le site du CSA, dans une ville où l’on trouve un émetteur TNT, il n’y a jamais deux multiplex séparés de 9 canaux (1 canal = 8 MHz, 9 canaux = 72 MHz soit 2 * 36 Mhz)

Le brouillage de la 4G par la TNT?

Le problème est maintenant le suivant : Le canal 62 utilise le LTE, on ne peut pas interdire la transmission. Le LTE à 802 MHz vient donc polluer le canal 53, et ainsi de suite une tranmission à 810 MHz vient polluer le canal 54. Donc tous les canaux de 53 à 59 seront pollués par la 4G.

Pour résoudre ce problème, le gouvernement propose la réception par satellite. Ainsi le signal TNT reçu est à 10 GHz … sinon il faudrait avoir une FI à 500 kHz. La solution serait donc de ramener le signal TNT directement  à 0 Hz mais pour cela il faut remplacer tous les récepteurs….

Il y a certainement d’autres raison, comme le bruit ramené par la 4G sur la TNT (regarder le RSB qui est un indicateur du TEB après filtrage …), mais je ne vais pas m’étendre sur ce sujet.