ITU-R F 1402 FRENCH-1999 FREQUENCY SHARING CRITERIA BETWEEN A LAND MOBILE WIRELESS ACCESS SYSTEM AND A FIXED WIRELESS ACCESS SYSTEM USING THE SAME EQUIPMENT TYPE AS THE MOBILE WIRE.pdf

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1、Rec. UIT-R F.1402 1RECOMMANDATION UIT-R F. 1402*,*CRITRES DE PARTAGE DE FRQUENCES ENTRE UN SYSTME DACCS HERTZIENMOBILE TERRESTRE ET UN SYSTME DACCS HERTZIEN FIXE UTILISANTLE MME TYPE DQUIPEMENT(Questions UIT-R 215/8 et UIT-R 140/9)(1999)Rec. UIT-R F.14021 IntroductionLes systmes mobiles terrestres s

2、ont de plus en plus utiliss pour laccs hertzien fixe (AHF). La mise en place desystmes AHF se fait un rythme soutenu, la forte demande en communications mobiles ayant permis de raliser desquipements peu coteux pour cette application. Dans la prsente Recommandation, le systme mobile terrestre seraapp

3、el systme AHM (accs hertzien mobile) et le systme AHF utilisant le mme type dquipement que le systmeAHM, systme AHF de type AHM ou tout simplement systme AHF. Cette terminologie sappuie sur laRecommandation UIT-R F.1399.Pour rentabiliser la production des quipements, la plupart des systmes AHF fonct

4、ionnent dans les mmes bandes defrquences que les systmes AHM. Il est donc urgent et fondamental dtudier les critres de partage de frquences entreles deux types de systmes, et en particulier les espacements gographiques ncessaires.Ces critres devraient permettre aux administrations dutiliser une mme

5、bande de frquences avec des attributionsdoubles (cest-dire au service fixe et au service mobile) la fois pour des applications AHF et AHM avec certainsespacements gographiques.Dans la Recommandation UIT-R F.1334 est dcrite une mthode statistique de calcul des conditions de brouillagelorsque les syst

6、mes mobiles terrestres et les systmes du service fixe utilisent diffrents types dquipements. Venantcomplter ces informations, la prsente Recommandation porte principalement sur le brouillage entre un systme AHMet un systme AHF utilisant le mme type dquipement dot de caractristiques nominales identiq

7、ues.2 Champ dapplicationLa prsente Recommandation dfinit les critres de partage de frquences entre un systme AHF et un systme AHMdans lhypothse o ces deux systmes utilisent les mmes frquences et le mme type dquipement. Les espacementsgographiques ncessaires entre les deux systmes sont calculs pour l

8、es cas o les systmes fonctionnent en modeduplex rpartition dans le temps (DRT) ou duplex rpartition en frquence (DRF).3 RfrencesRecommandation UIT-R F.1334: Critres de protection des systmes du service fixe utilisant en partage avec leservice terrestre mobile les mmes bandes de frquences dans la gam

9、me des 1 3 GHz.Recommandation UIT-R F.1399: Terminologie relative aux accs hertziens._*Cette Recommandation ayant t labore conjointement par les Commissions dtudes 8 (Groupe de travail (GT) 8A) et 9(GT 9B) des radiocommunications toute rvision ultrieure devra galement tre faite conjointement par ces

10、 deux Commissionsdtudes.*Cette Recommandation doit tre porte lattention des Commissions dtudes 3 (GT 3K) et 8 (GT 8A) des radiocommunications.2 Rec. UIT-R F.14024 Recommandation4.1 Modle de brouillageLes hypothses retenues pour le modle de brouillage sont les suivantes: Les systmes AHM et AHF utilis

11、ent des quipements ayant les mmes spcifications. Les systmes AHM et AHF sont du type point multipoint. Les systmes AHM et AHF utilisent le mode duplex DRT ou bien le mode duplex DRF.La Fig. 1 illustre un modle de brouillage o les divers brouillages peuvent tre classs selon les huit configurationssui

12、vantes:Cas I: le systme AHM est le systme brouill: I-a) station de base AHF station dutilisateur AHM I-b) station dutilisateur AHF station dutilisateur AHM (systme DRT seulement) I-c) station dutilisateur AHF station de base AHM I-d) station de base AHF station de base AHM (systme DRT seulement)Cas

13、II: le systme AHF est le systme brouill: II-a) station de base AHM station dutilisateur AHF II-b) station dutilisateur AHM station dutilisateur AHF (systme DRT seulement) II-c) station dutilisateur AHM station de base AHF II-d) station de base AHM station de base AHF (systme DRT seulement)1402-01FIG

14、URE 1Modle de brouillageSystme AHM Systme AHFBrouillage I-c)Brouillage II-a)Brouillage I-a)Brouillage II-c)Brouillage I-b)Brouillage II-b)Brouillage II-d)Brouillage I-d)Station de base AHM Station de base AHFStation dutilisateur AHFStation dutilisateur AHMI-d) et II-d): brouillage dominant dans un e

15、nvironment DRTI-c) et II-c): brouillage dominant dans un environment DRFFIGURE 1/F.1402.D01 = 3 CM4.2 Brouillage dominantLorsque les zones de service des systmes AHF et AHM sont bien spares les unes des autres, le facteur dterminant dubrouillage nest pas la position de chacune des stations, cest-dir

16、e la distance entre la source de brouillage etlquipement brouill. Le niveau de brouillage dpend de la puissance mise, du gain dantenne, de la hauteur dantenneet de la direction du faisceau principal de lantenne.Rec. UIT-R F.1402 3Pour les huit types de brouillage prcits, on suppose que le trajet en

17、visibilit directe est dpourvu dobstacles. En ce quiconcerne le type dantenne, seules les stations dutilisateur de systme AHF utilisent des antennes directives, tandis queles trois autres types de stations sont quipes dantennes quidirectives ou sectorielles.Pour le Cas I dans un environnement DRF, le

18、 brouillage I-c) est considr comme tant plus critique que le brouillageI-a), car la station dutilisateur AHF est quipe dune antenne directive. Des considrations analogues sont appliques auCas II pour un environnement DRT.Pour le Cas I dans un environnement DRT, le brouillage I-d) est considr comme t

19、ant plus critique que le brouillageI-c), car la station de base AHF est situe en un point haut, de sorte quelle dessert toute la zone considre. De plus, lesconditions de propagation entre la station de base AHM et la station de base AHF sont plus favorables que celles entre lastation de base AHM et

20、la station dutilisateur AHF. Des considrations analogues sappliquent au Cas II pour unenvironnement DRF.En consquence, les critres de partage doivent tre dtermins pour les brouillages dominants suivants:a) Cas I : Environnement DRT: I-d) station de base AHF station de base AHM Environnement DRF: I-c

21、) station dutilisateur AHF station de base AHM.b) Cas II : Environnement DRT: II-d) station de base AHM station de base AHF Environnement DRF: II-a) station de base AHM station dutilisateur AHF.Il convient de noter que la mme combinaison de brouillage dans le sens inverse, cest-dire I-d) et II-d) ou

22、 I-c) et II-a)se traduira par le mme niveau de brouillage tant donn que les systmes AHM et AHF utilisent les mmes paramtressystmiques.De plus, il convient de noter que si dans un environnement DRT, la synchronisation des missions DRT du systme etavec le systme brouilleur est ralise, on pourra appliq

23、uer la combinaison correspondant lenvironnement DRF.Pour les brouillages ci-dessus, lantenne directive de la station dutilisateur AHF est oriente vers la station de baseAHM. En outre, le cas le plus dfavorable correspond celui dune station dutilisateur AHF situe proximit de lastation de base AHF.4.3

24、 Critres de protection des systmes AHM contre les brouillages des systmes AHF4.3.1 Conditions dans le cas dun environnement DRTLe niveau du brouillage, I (dBm) (valeur mdiane) caus la station de base AHM est donn par la formule suivante:I = PtC LfC LfB+ GC+ GB L (1)o:L : affaiblissement de propagati

25、on (dB)PtC: puissance dmission de la station de base AHF (dBm)LfC: affaiblissement de la ligne dalimentation de la station de base AHF (dB)LfB: affaiblissement de la ligne dalimentation de la station de base AHM (dB)GC: gain dantenne de la station de base AHF (dBi)GB: gain dantenne de la station de

26、base AHM (dBi).Le niveau de brouillage maximal autoris pour le systme AHM peut ensuite tre calcul au moyen de la formulesuivante:I NB+ X (2)o :NB: niveau du bruit thermique dans le rcepteur AHM (dBm)X : rapport brouillage/bruit I/N admissible pour le critre long terme (dB).4 Rec. UIT-R F.1402X est l

27、e brouillage admissible relativement au bruit thermique. Pour le systme AHM fonctionnant pratiquement au seuilpar rapport au bruit thermique, il faut que linfluence mutuelle des systmes AHM et des systmes AHF soit minimale(1 dB environ); dans ce cas, le brouillage doit tre approximativement infrieur

28、 de 6 dB au bruit thermique et X sera gal 6 dB environ.Dans certains cas, linfluence mutuelle des systmes AHM et AHF peut tre du mme niveau que le bruit thermique afindamliorer lefficacit du partage gographique, et dans ce cas X sera pratiquement nul.Une autre approche possible pour le partage de fr

29、quences consiste considrer quun certain niveau de brouillage esttolrable la fois pour le systme AHM et pour le systme AHF, car ce systme dispose de fonctions dvitement desbrouillages. Bien que la capacit en trafic peut tre rduite, le systme peut tre exploit en prsence de certainsbrouillages. Dans ce

30、 cas, X peut tre suprieur 0 dB et la distance de sparation sera plus faible.Lors de la conception des liaisons de systmes AHF, L est en gnral calcul pour une propagation en espace librelorsque le rayon de Fresnel est suffisant. Par ailleurs, dans le cas de systmes AHM, une approche diffrente peut tr

31、eadopte. Il est trs probable que pour chaque trajet de brouillage de la Fig. 1, le trajet de propagation ne prsentera pasun rayon de Fresnel suffisant. Dans de tels cas, on prvoit un affaiblissement de propagation suprieur celui en espacelibre. Si L(d) dsigne laffaiblissement de propagation distance

32、 d, la distance minimale, dmin, entre les deux stations estdonne par lexpression suivante qui dcoule des formules (1) et (2):L(dmin) = PtC LfC LfB+ GC+ GB (NB+ X) (3)4.3.2 Conditions dans le cas dun environnement DRFDans un environnement DRF, la distance minimale dminentre les deux stations peut tre

33、 calcule pour diffrentsbrouillages dominants mais la formule qui lexprime reste la mme savoir:L(dmin) = PtS LfS LfB+ GS+ GB (NB+ X) (4)o:PtS: puissance dmission de la station dutilisateur AHF (dBm)LfS: affaiblissement dans le circuit dalimentation de la station dutilisateur AHF (dB)GS: gain dantenne

34、 de la station dutilisateur AHF (dBi).4.4 Critres de protection des systmes AHF contre les brouillages des systmes AHMPour les systmes AHF, les critres de protection contre les brouillages dun systme AHM peuvent tre dduits duparagraphe prcdent. Comme indiqu plus haut, dans le Cas II les niveaux de b

35、rouillage dans les configurations II-d) etII-a) sont quivalents ceux du Cas I dans les configurations I-d) et I-c).4.5 Exemples de calculLes Annexes 1 et 2 contiennent des exemples de calcul de brouillage pour des systmes rels.ANNEXE 1Exemples de calcul des conditions de brouillage dans la bande des

36、 1,9 GHzLexemple ci-aprs montre comment calculer les conditions de brouillage entre des portables (PHS, personalhandy-phone system) et des systmes AHF-PHS (ou accs hertzien PHS) dans la bande des 1,9 GHz et dans unenvironnement DRT. On obtiendra des rsultats analogues pour dautres environnements en

37、modifiant les paramtres.La technologie PHS utilise lassignation dynamique de canal (DCA, dynamic channel assignment). Cette technologiepermet plusieurs systmes, exploits par diffrents oprateurs, dutiliser en partage les mmes canaux radiolectriquesen vitant lutilisation simultane de la mme frquence d

38、ans chaque intervalle de temps.Rec. UIT-R F.1402 5Il est donc techniquement possible pour un systme AHF ou AFM avec DCA dutiliser en partage la mme bande defrquences dans la mme zone. Toutefois, dans les calculs, on ne tiendra pas compte de la fonction DCA, comme cest lecas dans les systmes rels. En

39、 revanche, seules les conditions de partage courantes, dans lesquelles deux systmesutilisent la mme frquence, tout en acceptant un certain niveau de dgradation d aux brouillages rciproques, serontexamines.Dans cet exemple, les conditions de brouillage AHF-PHS PHS sont calcules dans lhypothse o les c

40、onditions debrouillage AHF-PHS PHS et PHS AHF-PHS sont symtriques sur le trajet radiolectrique thorique.1 Calcul de laffaiblissement de propagation ncessaireLes paramtres du systme tudi pour station de base AHF et station de base AHM sont donns dans le Tableau 1.TABLEAU 1Systme tudi: station de base

41、 AHF et station de base AHMLaffaiblissement de propagation ncessaire pour le systme pris pour hypothse dans le Tableau 1 sera le suivantcompte tenu de lquation (3):L(dmin) = PtC LfC LfB+ GC+ GB (NB+ X)= 22 1 1 + 10 + 10 (109 + X)= 149 X dB (5)2 Calcul de lespacement gographiqueSi lon suppose que les

42、 systmes AHM se trouvent essentiellement dans des zones urbaines et les systmes AHF, dansles zones rurales, on peut alors utiliser pour le calcul de lespacement gographique les caractristiques daffaiblissementde propagation en zone rurale.LAppendice 1 de lAnnexe 1 montre le calcul des caractristique

43、s de propagation en zone rurale.Dans la Fig. 2, lespacement gographique est calcul en utilisant la courbe estime des caractristiques de puissancereue en fonction de la distance reprsente la Fig. 4. Lespacement gographique sera denviron 30 km X = 0 dB.Paramtre ValeurInterface R2Systme PHS AHF-PHSMtho

44、de daccs/duplex AMRT/DRTNombre dintervalles de temps 4Puissance dmission, PtC13 dBm (moyenne)/22 dBm (maximum)Largeur de bande 300 kHzFacteur de bruit 10 dBBruit de fond 109 dBmGain dantenne, GC, GB10 dBiAffaiblissement dans la lignedalimentation, LfC, LfB1 dBHauteur dantenne, hC, hB10 mRapport I/N

45、admissible X dB6 Rec. UIT-R F.14021402-022040608010012014010252101011021525252X = 10 dBX = 0 dBX = 10 dBDistance (km)CourbedOkumura-HataCourbeestimeAffaiblissement enespace libre30 km environPuissance reue (dBm)Note 1 Le paramtre hCse trouve hors de son intervalle dapplication (30-200 m) dans la cou

46、rbe dOkumura-Hata.Un ajustement fond sur les conditions topographiques et les constructions nest pas pris en considration.FIGURE 2Calcul de lespacement gographiqueFIGURE 1/F.1402.D01 = 3 CMAPPENDICE 1DE LANNEXE 1Caractristiques de propagation dans la bande des 1,9 GHz en zone rurale*1 Caractristique

47、s de propagation courte distance en zone ruraleLaffaiblissement de propagation additionnel par rapport laffaiblissement en espace libre dans la bande des 1,9 GHz at calcul partir de laffaiblissement de propagation mesur dans le cas dun terrain relativement plat et dgag surlequel se trouvent seulement des maisons et des petits bosquets. En utilisant pour paramtres la hauteur de lantennedmission, la hauteur de lantenne de rception et la distance de transmission, on a calcul laffaiblissement depropagation additionnel au moyen de la formule exprimentale suivante:La= 52,53 36,45 log (ht+ hr) lo