Evolution de la télévision numérique et les implications sur la gestion du spectre attribué au service de radiodiffusi

1. Evolution de la télévision numérique  et les implications sur la gestion du spectre attribué au service de radiodiffusion Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT4 et 5 décembre 2007 Jean-Jacques GUITOT Agence Nationale des Fréquences

2. Genève 2006 • Types de besoins de TV numérique • Réception sur antenne fixe sur un toit • Réception portable • à l'extérieur de bâtiments • à l’intérieur de bâtiments • Il s’agit de réception stationnaire, avec la possibilité de déplacer l’antenne pour rechercher une meilleure réception • Réception mobile • par exemple, d'un récepteur placé dans un véhicule ou d'un dispositif portatif • On considère que les évanouissements dans un canal de Rayleigh sont le facteur dominant pour ce qui est des effets locaux au niveau de la réception. Les marges de protection contre les évanouissements sont destinées à compenser ces effets. Elles sont fonction de la fréquence et de la vitesse • La réception mobile personnelle (TMP) n’était pas encore entièrement définie lors de la CRR-06 Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT - 4 et 5 décembre 2007

3. Les services Depuis 2006, une rapide évolution • la définition standard (SD) • Pénétration importante • toujours majoritaire, résolution de 720x576 reçu sur le réseau hertzien, par le satellite, le câble, l’ADSL ou encore via l’hertzien. • la Haute Définition (HD) • Croissance de la pénétration de la HD : des récepteurs HD et équipements des éditeurs de programmes et des émissions • la TMP (télévision mobile personnelle) via • le radiotéléphone, GSM/EDGE; 3G • la diffusion hertzienne de Terre, • DVB-H, MediaFlo en bande IV/V et en bande 1,5 GHz • T-DMB en bande III ou en bande 1,5 GHz • la diffusion par satellite • DVB-SH • La TMP est soutenue par la Commission européenne (Conseil télécommunications, 29 novembre 2007) • Intérêt des opérateurs de radiotéléphonie mobile •  Pour la HD et la TMP : jeux olympiques de 2008 • Compression MPEG-4 •  Évolution de la norme DVB-T vers DVB-T2 Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT - 4 et 5 décembre 2007

4. La HD Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT - 4 et 5 décembre 2007

5. La TMP • DVB-H : DVB H est une extension de la norme DVB-T permettant la diffusion de services multimedia au travers un réseau IP multicast sur une couche de transport MPEG2 TS, à destination d'appareils portables en réception mobile ayant une autonomie de batterie limitée. ETSI EN 302 304 Conception du récepteur Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT - 4 et 5 décembre 2007

6. La TMP • Les outils suivants ont été ajoutés au DVB-T : • MPE FEC : ajout de FEC permettant de mieux protéger les données dans un environnement de réception difficile. • Le TIME SLICING: les données sont reçues périodiquement, pendant une courte période de temps permettant l'extinction électrique de certaines parties du terminal afin d’allonger l’autonomie des batteries. • Un mode 4k • Une signalisation SI/PSI qui permet de retrouver la liste des services disponible. • Le réseau DVB-T n’intervient qu’en tant que couche de transport pour le transport de datagramme IP. Il n’a pas connaissance du contenu audiovisuel de ces datagrammes qui sont encapsulés selon le protocole MPE. • Document sur la norme ETSI (http://www.dvb-h.org/technology.htm ) • Enfin, d'autres technologies existent : • T DMB : extension de la norme T-DAB • FLO : mis au point par la société Qualcomm • ISDB-T Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT - 4 et 5 décembre 2007

7. La compression MPEG-2 / MPEG-4 • DVB-T utilise MPEG-2 • Evolution vers MPEG-4 • TV payante en France • TV gratuite et payante dans quelques pays européens • Prise en compte de MPEG-4 et DVB-T2 pour introduire la TV HD • DVB-T2 limité au domaine de la transmission • Problématique de la migration des terminaux MPEG-2 vers MPEG-4 et DVB-T2 • Horizon possible: 2010/2011 Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT - 4 et 5 décembre 2007

8. Implications sur la planification des fréquences • Analogique et numérique en réception fixe sur les toits • Numérique pour la réception HD • Numérique pour la TMP • Le dividende numérique Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT - 4 et 5 décembre 2007

9. Implication pour les fréquences Diffusion simultanée analogique/Numérique Protection de la réception analogique : co-site et réduction puissance numérique • SD et HD réception fixe identique • Protection co-canal et canaux adjacents • SD réception portable • Dépend de la configuration de planification dans le plan, possibilité de passer du fixe au portable si l’enveloppe est conservée • Protection co-canal et canaux adjacents • Réception TMP • Champ utile élevé (~95 dBµV/m à 10m) • Gain d’antenne négatif • Mobilité complète et indoor • Modulation QPSK ou 16 QAM (meilleure protection face aux autres signaux), donc, possibilité d’insertion dans un plan • Protection co-canal et canaux adjacents • Canaux < 55 Source TG4 Paris Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT - 4 et 5 décembre 2007

10. Besoins en spectre pour la TMP • paramètres et facteurs liés à l’autorisation • Zone de service • Type de couverture et conditions de réception • Nombre de programmes et débit à rechercher • Topographie et environnement • Contraintes de cohabitation • aux choix d’ingénierie du réseau • Choix de la modulation et du temps de garde • Type de configuration du réseau (MFN, SFN) • Qualité de la réception • Fréquences • Utilisation des allotissements de type RPC2 ou RPC3 • Ou rechercher des fréquences en fonction des sites adéquats, du champ élevé nécessaire au DVB-H, du C/N et de la protection des autres services Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT - 4 et 5 décembre 2007

11. TMP différente de la TV réception fixe Couverture schématique du territoire à partir des sites historiques TNT (réception fixe) vs TMP (réception mobile) Réception fixe : bonne Réception mobile :insuffisant Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT - 4 et 5 décembre 2007

12. Allot 2 Allot 1 Emed(i)_DVB-T Emed(i)_DVB-T PR(2) PR(1) Emax_int(1) Dcouv(1)_DVB-T Dre-utilisation, DVB-DVB Dcouv(2)_DVB-T Insertion d’un réseau TMP Dcouv(i)_DVB-T : rayon de la zone de couverture i Dre-utilisation, DVB-DVB : distance de réutilisation la fréquence Emed(i)_DVB-T : champ médian produit par l’émetteur i ou par les émetteurs de l’allotissement i Emax_int(i) : champ brouilleur maximum sortant de l’allotissement i PR(i) : rapport de protection Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT - 4 et 5 décembre 2007

13. Combinaison des variantes/C/N/intervalles de garde et débits du système DVB-T Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT - 4 et 5 décembre 2007

14. Le dividende numérique • Pour la TV fixe • Pour la TMP • Partage TV / autres services • Par exemple, appareils faible puissance, Wimax, UMTS/IMT, radios intelligentes,… • Extraction d’une sous-bande Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT - 4 et 5 décembre 2007

15. Bande 790-862 MHz et GSM 900 MHz Bande des terminaux Bande des terminaux 790 MHz 862 MHz 880 MHz 915 MHz 925 MHz EUROPE-R1 GSM RX CMR - 07 GSM TX Protection du RX DVB-H TV TX Rec RX Rec Duplex Bande de garde FDD / TDD ? Travaux : Compatibilité service mobile / réception TV et réception DVB-H Canalisation service mobile FDD/TDD Bande de garde Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT - 4 et 5 décembre 2007

16. Réflexions sur une planification éventuelle de la sous-bande Res 224 • Dans un terminal mobile, la partie émission et la partie réception doivent être séparées en fréquences et/ou temps : • Full duplex FDD • filtres duplex très performants pour éviter les brouillages entre uplink et downlink dans un même terminal. • taille et position du duplex doivent être identiques dans tous les pays. • Half duplex FDD • duplex déterminée par les interférences BS – BS. Il peut être réduit par rapport au full duplex • Les bandes uplink et downlink peuvent se chevaucher dans un même terminal • TDD • Maximum de flexibilité, mais nécessite des bandes de garde entre opérateurs, ainsi qu’entre le TDD et la radiodiffusion. • Ces trois modes de duplexage sont souvent associés à des technologies particulières, alors qu’ils ne sont pas fondamentalement liés : • Le GSM fonctionne en half-duplex FDD, mais certains modes GPRS / EDGE nécessitent le full-duplex • La 3G / W-CDMA est full-duplex FDD, mais le HSPA évolue vers des transmissions discontinues au niveau du terminal • La norme IEEE 802.16 inclut à la fois le TDD et FDD, bien que seul le mode TDD a été sélectionné pour les profils WiMax pour l’instant • Travaux en cours à la CEPT : ECC TG4 (www.ero.dk) • Travaux UIT-R Séminaire régional sur la TV numérique UIT- ARPT - 4 et 5 décembre 2007

17. Merci de votre attention guitot@anfr.fr