ITU-R F 1608 FRENCH-2003 Frequency sharing between systems in the fixed service using high altitude platform stations and conventional systems in the fixed service in the bands 47 .pdf

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1、 Rec. UIT-R F.1608 1 RECOMMANDATION UIT-R F.1608 Partage de frquences entre des systmes du service fixe utilisant des stations sur des plates-formes haute altitude et des systmes conventionnels du service fixe fonctionnant dans les bandes 47,2-47,5 et 47,9-48,2 GHz (Question UIT-R 212/9) (2003) LAss

2、emble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que de nouvelles technologies faisant intervenir des relais de tlcommunication situs en des points fixes de la stratosphre sont en cours de mise au point (voir la Note 1); b) que les systmes utilisant une ou plusieurs stations sur des plates-forme

3、s haute altitude (HAPS, high altitude platform stations) situes en des points fixes de la stratosphre peuvent avoir des caractristiques recherches pour les communications numriques large bande et haute vitesse, tout en offrant de grandes possibilits de rutilisation des frquences et en permettant das

4、surer un service dans des zones prsentant une forte densit dutilisateurs; c) que de tels systmes permettent dassurer la couverture de zones mtropolitaines avec des angles dlvation levs et, la couverture de zones rurales recules ou de pays voisins avec des angles dlvation faibles; d) que les services

5、 numriques large bande fournis par de tels systmes du service fixe sont appels assurer les vastes infrastructures de transmission de linformation contribuant linfrastructure mondiale de linformation; e) que le spectre radiolectrique au-dessus de 30 GHz est attribu divers services radiolectriques et

6、que de nombreux services diffrents utilisent dj ces attributions ou projettent de le faire; f) que la demande vis vis de ces attributions augmente; g) quen vertu du numro 5.552A du Rglement des radiocommunications, les attributions faites au service fixe dans les bandes 47,2-47,5 GHz et 47,9-48,2 GH

7、z sont destines aux stations HAPS; h) quen vertu de la Rsolution 122 (Rv.CMR-2000), les administrations sont instamment invites faciliter la coordination entre les stations HAPS du service fixe exploites dans les bandes 47,2-47,5 GHz et 47,9-48,2 GHz et les autres services ayant des attributions cop

8、rimaires sur leur territoire et sur des territoires adjacents; j) quen raison des caractristiques de visibilit des HAPS, le partage de frquences entre les rseaux HAPS et dautres systmes conventionnels du service fixe peut prsenter certaines difficults pour les applications co-localises et co-frquenc

9、es, recommande 1 que les caractristiques des systmes du service fixe utilisant des stations HAPS spcifies dans la Recommandation UIT-R F.1500 peuvent tre utilises pour lanalyse des possibilits de partage entre les systmes HAPS du service fixe et les autres systmes conventionnels du service fixe dans

10、 les bandes 47,2-47,5 GHz et 47,9-48,2 GHz; 2 Rec. UIT-R F.1608 2 quafin de mener lanalyse des possibilits de partage entre les systmes du service fixe utilisant des stations HAPS et dautres systmes conventionnels du service fixe, linstar de lAnnexe 2, la mthode dcrite dans lAnnexe 1 peut-tre utilis

11、e; 3 de tenir compte du fait que dans les zones o lon envisage doffrir un service HAPS de trs nombreuses stations, telles les zones urbaines et suburbaines, le partage de frquences dans une mme zone avec des systmes conventionnels du service fixe sera difficile. Pour le systme HAPS type dcrit dans l

12、a Recommandation UIT-R F.1500, avec des zones de services symtriques autour du point du nadir du systme HAPS, la limite du service se trouvera probablement au bord extrieur de la zone de couverture suburbaine, 80 km environ du nadir; 4 de considrer que dans les zones o lon nenvisage pas doffrir un s

13、ervice HAPS de trs nombreuses stations, telles les zones rurales, le partage avec dautres systmes du service fixe pourrait tre ralisable condition davoir une discrimination angulaire suffisante entre les systmes conventionnels du service fixe et les systmes HAPS exploits dans le service fixe. Une te

14、lle discrimination angulaire pourra peut-tre uniquement tre possible si les systmes conventionnels du service fixe sont situs en dehors du champ de visibilit de la plate-forme HAPS; 5 de considrer que dans les zones o la couverture du systme HAPS est seulement limite la couverture urbaine (UAC, urba

15、n area coverage) ou la fois aux couvertures urbaines et suburbaines (SAC, suburban area coverage), le partage avec des systmes conventionnels du service fixe sera seulement possible sils sont installs en dehors du champ de visibilit de la plate-forme HAPS; 6 que des tudes complmentaires pourraient p

16、ermettre didentifier dautres scnarios oprationnels et dautres techniques de rduction des brouillages propres faciliter le partage de frquences. NOTE 1 Il est admis que les systmes utilisant des HAPS dans la stratosphre pourront servir assurer divers services tels les services mobiles et les services

17、 de radiodiffusion. La prsente Recommandation est axe seulement sur les applications des HAPS du service fixe. Annexe 1 Mthode utiliser pour lanalyse du partage de frquences entre des systmes du service fixe utilisant des stations HAPS et des systmes conventionnels du service fixe 1 Introduction La

18、prsente Annexe dfinit les principes de la mthodologie applicable ltude des scnarios de brouillage et des possibilits de partage entre des systmes du service fixe utilisant des stations HAPS et des systmes conventionnels du service fixe. Pour tre plus prcis, les bandes de frquences identifies pour le

19、s systmes du service fixe utilisant des stations HAPS sont les bandes 47,2-47,5 GHz et 47,9-48,2 GHz. Elles font partie de la bande 47,2-50,2 GHz qui est galement attribue au service mobile et, dans le sens Terre vers espace, au service fixe par satellite. Certaines applications du service fixe sont

20、 exploites dans les bandes 47,2-47,5 GHz et 47,9-48,2 GHz; la Recommandation UIT-R F.758 traite de considrations relatives la dfinition de critres de partage. Ces bandes ne sont pas actuellement utilises par le service mobile et on ne dispose pas de paramtres sur lesquels fonder une analyse de broui

21、llage type. Il convient de noter Rec. UIT-R F.1608 3 toutefois, que la forte densit de petites stations dutilisateur envisage pour les rseaux HAPS (HAPN, high altitude platform network) va probablement rendre le partage avec les systmes du service mobile trs difficile. 2 Caractristiques techniques L

22、es caractristiques techniques dun rseau HAPN type fonctionnant dans les bandes 47,2-47,5 GHz et 47,9-48,2 GHz sont spcifies dans la Recommandation UIT-R F.1500. Ce texte contient des informations sur les paramtres techniques des quipements ainsi que sur les gains et la directivit des antennes quipan

23、t une station HAPS. Les caractristiques techniques des systmes du service fixe de Terre fonctionnant dans la bande 47,2-50,2 GHz sont donnes dans la Recommandation UIT-R F.758. Les diagrammes dantenne de rfrence sont spcifis dans la Recommandation UIT-R F.699. Les caractristiques de propagation pour

24、 laffaiblissement en espace libre, labsorption par les gaz de latmosphre et laffaiblissement et la diffusion par les hydromtores sont donnes dans les Recommandations UIT-R de la srie P. 3 Mthode applicable aux tudes de partage Dans la Recommandation UIT-R F.1500, il est indiqu quun rseau HAPN type p

25、eut comporter 2 100 cellules, avec un facteur de rutilisation de frquences gal 7 et ceci dans une zone de service de 468 km de diamtre. En outre, il peut y avoir jusqu 40 stations passerelles lintrieur dune zone de 181 km de diamtre. En fonction de la largeur de bande attribue un rseau HAPN, on peut

26、 y dnombrer jusqu 330 000 stations dutilisateurs simultanment actives lintrieur dun parc dabonns suprieur 5 millions. Ces stations seront quipes dune antenne oriente vers la station HAPS. Les 2 100 faisceaux mis par la station HAPS couvriront lensemble de la zone de couverture, et feront appel la ru

27、tilisation de frquences. Le service fixe conventionnel exploit dans cette bande pourra servir assurer des liaisons grande largeur de bande entre des points fixes bien dfinis ou des liaisons fixes haute densit o les emplacements et lorientation de chaque liaison peuvent ne pas tre spcifis lavance. Po

28、ur ces deux types dapplication conventionnelle la longueur des liaisons sera limite la fois par le relief et les obstacles et aussi par labsorption atmosphrique et labsorption par les hydromtores. En raison de la multiplicit des liaisons possibles, la mthodologie utilise pour les tudes de partage de

29、vra sappuyer sur lvaluation des risques de brouillage entre deux stations, ainsi que sur les caractristiques de directivit des antennes, et les calculs devront tre effectus pour un grand nombre de cas de ce type en utilisant une slection alatoire demplacements de stations lintrieur des zones de couv

30、erture en tenant compte de considrations relatives la rutilisation de frquence, aux largeurs de bande, etc. Certaines tudes prliminaires de ce type ont t entreprises avec 720 millions de cas ayant fait lobjet de simulations. Ces tudes ont montr que le partage cocanal entre des stations de service fi

31、xe de Terre et des stations dutilisateur HAPN sera trs difficile, et que la distance de sparation ncessaire entre la zone couverte par un rseau HAPN et une station du service fixe conventionnel dpend du gain, et ainsi que de lorientation de la liaison fixe. Pour ces zones de couverture adjacentes, u

32、ne simulation utilisant des trajets dpourvus dobstacles sur une Terre plate ntait pas approprie et la mthode devrait prendre en compte la courbure de la Terre et la probabilit dobstruction due au relief ou certaines caractristiques de la surface. 4 Rec. UIT-R F.1608 De mme, pour la simulation des br

33、ouillages pour les stations HAPS, le partage en zone adjacente dpend de la position et de la direction des liaisons fixes, mais dans ce cas, la probabilit deffet dcran par diffraction d aux trajets obliques est plus faible. Annexe 2 Partage de frquences entre des systmes conventionnels du service fi

34、xe et des systmes avec station HAPS 1 Station HAPS dans le service fixe La Recommandation UIT-R F.1500 spcifie les caractristiques prfres dun systme HAPS type du service fixe. Ces caractristiques sont donnes dans les Tableaux 1 4: TABLEAU 1 Zones de couverture HAPS TABLEAU 2 Caractristiques de lmett

35、eur de station de plate-forme TABLEAU 3 Caractristiques dun metteur de station dutilisateur Zone de couverture Angle dlvation (degrs) Porte au sol (km) (Plate-forme 21 km) UAC 90-30 0-36 SAC 30-15 36-76,5 RAC 15-5 76,5-203 RAC: couverture rurale (rural area coverage) Zone de couverture Puissance dmi

36、ssion (dBW) Gain dantenne (dBi) UAC 1,3 30 SAC 1,3 30 RAC 3,5 41 Zone de couverture Puissance dmission (dBW) Gain dantenne (dBi) UAC 8,2 23 SAC 7 38 RAC 1,5 38 Rec. UIT-R F.1608 5 TABLEAU 4 Critres de brouillage applicables aux systmes HAPS 1608-010 1836547290108126141621804035302520151050510Guac()G

37、sac()Gain(dBi)Angle hors-axe (degrs)FIGURE 1Enveloppe des diagrammes de rayonnement de rfrence des stationsdutilisateurs HAPS (Recommandation UIT-R F.699)2 Description gnrale dautres systmes du service fixe fonctionnant dans les bandes 47,2-47,5 GHz et 47,9-48,2 GHz Le Tableau 5 donne les caractrist

38、iques des systmes conventionnels du service fixe fonctionnant dans la bande des 47 GHz spcifies dans la Recommandation UIT-R F.758. Le Systme 1 sera utilis comme source de brouillage (car il prsente la p.i.r.e. spectrale la plus leve) et le Systme 3 comme systme brouill (car ce systme est le plus se

39、nsible aux brouillages). Station dutilisateur HAPS Critres de brouillage (dB(W/MHz) 149 151,6 6 Rec. UIT-R F.1608 TABLEAU 5 Caractristiques radiolectriques du systme du service fixe de Terre 3 Analyse des brouillages Lanalyse des brouillages se fonde sur les scnarios recenss la Fig. 2. 1608-0212FIGU

40、RE 2Scnarios de brouillageLiaison conventionelle du service fixe de TerreStation dutilisateur HAPS Trajet de brouillageTrajet utilePlate-forme HAPS1 et 2: scnarios indiqus aux 3.1 et 3.2.3.1 Brouillage entre stations dutilisateur HAPS et systmes conventionnels du service fixe (Scnario 1) Dans la prs

41、ente section on tudie les scnarios de brouillage suivants: brouillage caus par des systmes conventionnels du service fixe des stations dutilisateur HAPS; Systme 1 2 3 4 Modulation MDF-2 MAQ-4 MAQ-16 MAQ-256 Capacit (Mbit/s) 1,544 44,736 90 310 Largeur de bande dun canal (MHz) 5 50 50 50 Gain (maxima

42、l) dantenne (dBi) 46 46 46 46 Puissance de sortie maximale de lmetteur (dBW) 11 12 2 2 p.i.r.e. maximale (dB(W/MHz) 28 17 27 27 Largeur de bande du rcepteur (MHz) 2 50 50 50 Facteur de bruit du rcepteur (dB) 11 13 5 5 Bruit thermique du rcepteur (dB(W/MHz) 133 133 137 137 Critre de brouillage (dB(W/

43、MHz) 143 143 147 147 Rec. UIT-R F.1608 7 brouillage caus par des stations dutilisateur HAPS des systmes conventionnels du service fixe. Cette analyse est fonde sur des brouillages source unique et sources multiples. La distance de sparation entre les stations dutilisateur HAPS et les systmes convent

44、ionnels du service fixe est dtermine de manire ce que le critre de brouillage applicable soit respect. Les rsultats des tudes prcdentes indiquent que le partage de frquences dans une mme zone sera difficile en particulier dans des zones o lon envisage la mise en place dun service HAPS ubiquiste et s

45、era ventuellement uniquement possible dans des situations particulires o les emplacements dantenne sont soigneusement choisis et les gomtries de trajet sont particulirement favorables. Ainsi, les distances de sparation dans la prsente tude sont calcules sur lhypothse que les systmes conventionnels d

46、u service fixe sont situs en dehors de la zone de couverture du systme HAPS. 3.1.1 Analyse du brouillage dans le cas dun brouillage source unique Le Tableau 6 donne les distances de sparation calcules dans le cas dune analyse un seul brouillage. On suppose que la station dutilisateur HAPS et les sys

47、tmes conventionnels du service fixe sont situs une hauteur de 10 m. TABLEAU 6 Distances de sparation pour les brouillages entre des stations dutilisateur HAPS et des systmes conventionnels du service fixe 3.1.2 Analyse de brouillage dans le cas dun brouillage par sources multiples Lanalyse des broui

48、llages multiples se fonde sur une approche de Monte-Carlo, en tenant compte des donnes relles de relief du Royaume-Uni. Le brouillage cumulatif au niveau des rcepteurs a t calcul pour chacune des 1 000 000 dpreuves. Chaque preuve correspond une distribution alatoire des metteurs brouilleurs. Laffaiblissement de trajet e