ITU-R F 1609-1 FRENCH-2006 Interference evaluation from fixed service systems using high altitude platform stations to conventional fixed service systems in the bands 27 5-28 35 GH.pdf

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1、 Rec. UIT-R F.1609-1 1 RECOMMANDATION UIT-R F.1609-1 Evaluation des brouillages causs par les systmes du service fixe utilisant des stations places sur des plates-formes haute altitude aux systmes classiques du service fixe dans les bandes 27,5-28,35 GHz et 31-31,3 GHz (Question UIT-R 212/9) (2003-2

2、006) Domaine de comptence La prsente Recommandation dcrit une mthodologie dvaluation des brouillages causs par les systmes du service fixe utilisant des stations places sur des plates-formes haute altitude (HAPS, high altitude platform stations) aux systmes classiques du service fixe dans les bandes

3、 des 28 GHz (27,5-28,35 GHz) et des 31 GHz (31-31,3 GHz). Des exemples de calculs de brouillages selon cette mthodologie sont dailleurs fournis dans les Annexes 1 3, dans le cas de stations daccs hertzien fixe (AHF) point point et point multipoint (P-MP). LAssemble des radiocommunications de lUIT, c

4、onsidrant a) que de nouvelles technologies faisant intervenir des stations places sur des plates-formes haute altitude (HAPS) situes dans la stratosphre sont en cours de mise au point; b) que, tant donn la plus grande sensibilit des bandes 47 GHz, spcifies sous le point a) du reconnaissant, au phnom

5、ne daffaiblissement d la pluie dans les pays numrs aux numros 5.537A et 5.543A du Rglement des radiocommunications (RR), lUIT-R a men des tudes dans la gamme de frquences 18-32 GHz afin dy identifier ventuellement des ressources radiolectriques supplmentaires; c) que les bandes 27,5-28,35 GHz et 31-

6、31,3 GHz sont attribues au service fixe titre primaire, reconnaissant a) que la CMR-97 a pris des dispositions en vue du fonctionnement de systmes HAPS dans le cadre du service fixe dans les bandes 47,2-47,5 GHz et 47,9-48,2 GHz; b) que le numro 5.537A du RR prcise que lattribution au service fixe d

7、ans la bande 27,5-28,35 GHz peut aussi tre utilise par des stations HAPS dans les pays dont la liste est donne dans ce numro et que lutilisation de la bande 27,5-28,35 GHz par des stations HAPS est limite lexploitation dans le sens station HAPS vers-sol et ne doit pas causer de brouillages prjudicia

8、bles aux systmes conventionnels du service fixe ou aux autres services bnficiant dune attribution titre primaire avec galit des droits, ni prtendre une protection vis-vis de ceux-ci; 2 Rec. UIT-R F.1609-1 c) que le numro 5.543A du RR prcise que lattribution au service fixe dans la bande 31-31,3 GHz

9、peut aussi tre utilise par des stations HAPS dans le sens sol vers-station HAPS dans les pays viss dans ce numro et que lutilisation de cette bande par des stations HAPS ne doit pas causer de brouillages prjudiciables aux systmes conventionnels du service fixe ou aux autres services bnficiant dune a

10、ttribution titre primaire avec galit des droits, ni prtendre une protection vis-vis de ceux-ci, compte tenu du numro 5.545 du RR; d) que le numro 5.543A du RR prcise galement que lutilisation de la bande 31-31,3 GHz par des stations HAPS ne doit pas causer de brouillages prjudiciables aux services p

11、assifs bnficiant dune attribution titre primaire dans la bande 31,3-31,8 GHz, compte tenu des critres de brouillage noncs dans les Recommandations UIT-R SA.1029 et UIT-R RA.769; e) que la Rsolution 145 (Rv.CMR-03) invite instamment tudier les questions techniques, rglementaires et de partage afin de

12、 dterminer les critres permettant lexploitation des stations HAPS dans les bandes 27,5-28,35 GHz et 31-31,3 GHz, recommande 1 dutiliser les mthodes prsentes dans les Annexes 1 et 2 pour valuer les brouillages causs par un systme HAPS un systme conventionnel du service fixe P-MP et point point (voir

13、les Notes 1 et 2); 2 dutiliser la mthode expose dans lAnnexe 3 pour valuer les brouillages occasionns par une plate-forme HAPS un systme classique du service fixe dans la bande 27,5-28,35 GHz; 3 dutiliser les mthodes dcrites dans les Annexes 1, 2 et 3 pour laborer des accords bilatraux entre adminis

14、trations. NOTE 1 Il convient de se reporter la nouvelle Recommandation UIT-R F.1569 pour obtenir les paramtres types dun systme HAPS. NOTE 2 Lvaluation des brouillages causs par un systme HAPS un systme accs hertzien fixe (AHF) est examine dans les Annexes 1 et 2 (scnario de brouillage correspondant

15、 au cas le plus dfavorable). La mise en uvre des techniques de rduction des brouillages dcrites dans le projet de nouvelle Recommandation UIT-R F.1608 peut permettre de rduire la distance de sparation requise. NOTE 3 Dans les Annexes 1 et 2, des valeurs fixes sont attribues certains paramtres, tels

16、que la puissance de sortie de lmetteur. La valeur des autres paramtres sera relativement simple dterminer sur la base des rsultats dcrits dans le prsent document. Par ailleurs, la Recommandation UIT-R F.758 contient certains paramtres systme, dont certains correspondent aux brouillages dans le cas l

17、e plus dfavorable. Rec. UIT-R F.1609-1 3 Annexe 1 Mthode dvaluation des brouillages causs par des systmes du service fixe utilisant des stations HAPS des systmes AHF (P-MP) dans les bandes 27,5-28,35 GHz et 31-31,3 GHz 1 Introduction La prsente Annexe dcrit une mthode dvaluation des brouillages, des

18、 paramtres techniques et des techniques dexploitation utiliser pour les tudes de partage entre des systmes du service fixe utilisant des stations HAPS et des systmes AHF P-MP exploits dans les bandes 27,5-28,35 GHz et 31-31,3 GHz. Un systme P-MP comprend gnralement une station de base et plusieurs s

19、tations dabonn. Dans un systme AHF, aucune rgle ne rgit lutilisation de ces deux bandes de frquences entre une station de base AHF et une station dabonn AHF. En consquence, toutes les situations de brouillage doivent tre envisages. 2 Mthode de calcul des brouillages causs par un systme HAPS un systm

20、e AHF P-MP 2.1 Brouillages causs par un aronef HAPS une station AHF La puissance de brouillage, I (dB(W/MHz), cause par le faisceau ponctuel dun aronef HAPS une station AHF est donne par lquation (1) suivante: AHFfRxHFAHFRxFAtmHmsFBHBHTxBHTxLGLLGPImnmnmnm_)()( += (1) o: PTx_HmBn: densit de puissance

21、 dmission du faisceau ponctuel (Bn) de la station HAPS (Hm) (dB(W/MHz) GTx_HmBn(HmBn_F) : gain dantenne du faisceau ponctuel dun aronef HAPS en direction de la station AHF (dBi) LS : affaiblissement en espace libre sur le trajet entre laronef HAPS et la station AHF (dB), donn par lquation suivante:

22、=00014log20dLSd : distance entre laronef HAPS et la station AHF (km) : longueur donde (m) LAtmHm_F: affaiblissement d labsorption atmosphrique entre laronef HAPS et la station AHF (dB) (pour plus de renseignements, voir lAppendice 1 aux Annexes 1 et 2, qui est fond sur la Recommandation UIT-R F.1404

23、 et dans laquelle labsorption est donne par la formule A(h,) GRx_AHF (F_Hm) : gain dantenne de rception de la station AHF en direction de laronef HAPS (dBi) LfRx_AHF: affaiblissement dalimentation de la station AHF au niveau du rcepteur (dB). 4 Rec. UIT-R F.1609-1 Le rapport puissance de brouillage/

24、bruit thermique du rcepteur, I/N, est donn par lquation (2): )1010293log(10/610/=NFkINI dB (2) o: k : constante de Boltzmann = 1,38 1023(J/K) NF : facteur de bruit de la station AHF (dB) 2.2 Brouillages causs par une station au sol HAPS une station AHF La puissance de brouillage I (dB(W/MHz) cause p

25、ar une station au sol HAPS une station AHF est donne par lquation (3). AHFfRxHFHFARxObsAtmsFHGSTxGSfTxGSTxLGLLLGLPI_)()( += (3) o: PTx_GS: densit de puissance dmission produite par la station au sol HAPS (dB(W/MHz) LfTx_GS: affaiblissement dalimentation de la station au sol HAPS (dB) GTx_GS (H_F) :

26、gain dantenne de la station au sol HAPS en direction de la station AHF (dBi) Ls: affaiblissement en espace libre sur le trajet entre la station au sol HAPS et la station AHF (dB) LAtm: affaiblissement d labsorption atmosphrique entre la station au sol HAPS et la station AHF (dB), calcul sur la base

27、de la Recommandation UIT-R P.676 LObs: affaiblissement par effet dcran entre la station au sol HAPS et la station AHF (ce terme nest pas pris en compte dans le calcul de la distance de sparation requise) (dB) GRx_AHF (F_H) : gain dantenne de rception de la station AHF en direction de la station au s

28、ol HAPS (dBi) LfRx_AHF: affaiblissement dans la ligne dalimentation de la station AHF (dB). Le rapport I/N du rcepteur est donn par lquation (2). 3 Hypothses retenues pour lvaluation des brouillages 3.1 Systme HAPS Les paramtres des systmes HAPS sont dcrits dans la nouvelle Recommandation UIT-R F.15

29、69. 3.2 Systme AHF en configuration dexploitation P-MP Le 1 de lAppendice 2 aux Annexes 1 et 2 dcrit les paramtres dun systme AHF en configuration dexploitation P-MP pris pour hypothse pour lvaluation des brouillages avec une station de base et une station dabonn. Concernant la station de base AHF,

30、trois cas sont envisags en fonction du diagramme de faisceau dantenne et du schma de rutilisation des frquences. On suppose ici que les stations de base sont places tous les 2 km. Rec. UIT-R F.1609-1 5 Cas a): le diagramme de faisceau dantenne retenu est fond sur la Recommandation UIT-R F.1336, et l

31、e schma de rutilisation des frquences choisi semble assez raliste (4 stations de base utilisant 4 bandes de frquences et rayonnant dans quatre secteurs de 90; on place ces groupes de quatre stations intervalles rguliers). Cas b): le diagramme de faisceau dantenne retenu est fond sur la Recommandatio

32、n UIT-R F.1336 et toutes les stations de base utilisent la mme frquence qui a t assigne la station de base (on suppose donc que le diagramme est quidirectif dans la direction de lazimut). Cas c): le diagramme de faisceau dantenne retenu (qui nest dcrit dans aucune Recommandation) est assez raliste e

33、t devrait tre adopt par de nombreux fournisseurs de services; le schma de rutilisation des frquences est identique celui qui correspond au Cas a). 4 Exemples de rsultats de calculs dans le cas dun systme AHF exploit en configuration P-MP On trouvera dans les lignes qui suivent des exemples de calcul

34、 concernant les caractristiques du rapport I/N et la distance de sparation requises. En ce qui concerne les paramtres du systme AHF exploit en configuration P-MP, on envisage les trois Cas a), b) et c) pour la station de base. On suppose galement que le mme type de station dabonn AHF est utilis pour

35、 trois stations de base. 4.1 Brouillages causs par un aronef HAPS un systme AHF Lors de lexamen des brouillages causs par un aronef HAPS une station de base AHF, on suppose que 11 21 aronefs HAPS sont dploys sur une zone de 500 km 1 000 km. Les caractristiques du rapport I/N sont values en fonction

36、de la distance entre la station AHF et le nadir de laronef HAPS situ au centre du ct mesurant 1 000 km. On suppose dans les calculs que le faisceau principal de la station de base AHF est toujours orient dans la direction horizontale. On suppose galement pour les besoins de lanalyse du cas le plus d

37、favorable que la station dabonn AHF pointe directement vers laronef HAPS avec un angle maximal de 60 en lvation. 4.1.1 Brouillages causs par un aronef HAPS une station de base AHF Les Fig. 1 et 2 illustrent respectivement les caractristiques du rapport I/N de la station de base AHF dans les Cas a) e

38、t b), lorsque des brouillages sont causs cette station par 11 21 aronefs HAPS (voir la Fig. 3). La mention avant sur la Fig. 1, signifie que les stations de base pointent vers le centre de plusieurs aronefs qui se font face dans la direction de lazimut. Les termes ct ou arrire signifient respectivem

39、ent que la station de base voit le ct ou larrire de laronef. Le rapport I/N indiqu correspond la valeur la plus dfavorable qui est obtenue pour tous les faisceaux ponctuels utilisant le schma de rutilisation des frquences. Il ressort des deux Figures que la valeur maximale du rapport I/N est denviro

40、n 15 dB. Il semble donc, dans les conditions envisages ici, que plusieurs aronefs HAPS ne causeront pas de brouillages importants la station de base AHF. Il convient de noter que les termes avant, ct et arrire sont quivalents sur la Fig. 2, car on suppose que le diagramme dantenne est quidirectif da

41、ns la direction de lazimut. Lorsque quon utilise un diagramme de faisceau assez raliste pour la station de base AHF (Cas c), la valeur du rapport I/N diminue lgrement, comme indiqu sur la Fig. 4. Dans le Cas c), la valeur maximale du rapport I/N est denviron 20 dB. 6 Rec. UIT-R F.1609-1 Rec. UIT-R F

42、.1609-1 7 8 Rec. UIT-R F.1609-1 4.1.2 Brouillages causs par un aronef HAPS une station dabonn AHF En ce qui concerne les caractristiques du rapport I/N de la station dabonn AHF comme indiqu sur la Fig. 5, la valeur de ce rapport dans le cas le plus dfavorable atteint environ 30 dB lorsque des brouil

43、lages sont causs cette station par un seul aronef HAPS. Cela est d au fait que le gain dantenne de la station dabonn AHF est plus lev que celui de la station de base et que par hypothse, cette antenne pointe directement vers laronef HAPS un angle dlvation maximal limit 60. En consquence, laronef HAP

44、S causera des brouillages importants la station dabonn lorsque la mme frquence est utilise. Il convient de noter que sur la Fig. 5, la distance de 200 km correspond un point de transition entre lutilisation dune antenne de 30 cm de diamtre et celle dune antenne de 60 cm de diamtre (voir la Note 1 du

45、 Tableau 2). 4.2 Brouillages causs par une station au sol HAPS un systme AHF En ce qui concerne les brouillages causs par une station au sol HAPS une station AHF, lanalyse nest effectue que pour le cas de transmissions en visibilit directe. On suppose que la station au sol HAPS et la station AHF (st

46、ation de base et station dabonn) se trouvent la mme altitude et que le gain dantenne de la station de base AHF en direction de la station au sol HAPS est le mme dans les Cas a), b) et c). Les calculs ne sont effectus que pour une source de brouillage unique, lorsque les deux stations (station au sol

47、 HAPS avec un angle dlvation de plus de 20 et station AHF pointant dans la direction horizontale) se font face en azimut. On suppose dans cette analyse que la valeur du rapport I/N est 15 dB. 4.2.1 Brouillages causs par une station au sol HAPS une station de base AHF La Fig. 6 indique la distance de sparation requise lorsque la station au sol HAPS cause des brouillages une station de base AHF. En prenant pour hypothse un rapport I/N de 15 dB et un angle dlvation minimal de 20, on obtient une distance de sparation denviron 5 km. Sachant que l