ITU-R M 1141-2 FRENCH-2005 Sharing in the 1-3 GHz frequency range between non-geostationary space stations operating in the mobile-satellite service and stations in the fixed servi.pdf

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1、 Rec. UIT-R M.1141-2 1 RECOMMANDATION UIT-R M.1141-2,Partage dans la gamme de frquences 1-3 GHz, entre les stations spatiales non gostationnaires du service mobile par satellite (SMS non OSG) et les stations du service fixe (Questions UIT-R 201/8 et UIT-R 118/9) (1995-1997-2005) Domaine de comptence

2、 Les niveaux de puissance surfacique et de dgradation relative de la qualit de fonctionnement sont dcrits en termes de seuils de coordination des assignations de frquence aux metteurs de stations spatiales non gostationnaires (non OSG) du service mobile par satellite (SMS) et aux stations de rceptio

3、n du service fixe dans les bandes de frquences exploites en partage par ces services dans la gamme 1-3 GHz. Les Annexes prsentent la mthode de partage entre constellations de stations spatiales dmission non OSG et stations de rception du service fixe, ainsi quune rcapitulation des tudes consacres au

4、 partage de frquences entre stations dmission fixes et rcepteurs de stations spatiales non OSG. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) quil est ncessaire dtudier les critres applicables au partage et la coordination entre les systmes du service mobile par satellite (SMS) dune part

5、et les services fixe et mobile dautre part; b) que les bandes 2 170-2 200 MHz, 2 483,5-2 500 MHz et 2 500-2 535 MHz sont attribues, titre primaire avec galit des droits, au SMS (espace vers Terre) et au service fixe; c) que les bandes 1 518-1 525 MHz, 1 525-1 530 MHz et 2 160-2 170 MHz sont attribue

6、s, titre primaire avec galit des droits, au SMS (espace vers Terre) et au service fixe, dans certaines rgions ou par certaines administrations; d) que, depuis plusieurs dcennies, des systmes du service fixe sont exploits par de nombreuses administrations dans les bandes nouvellement attribues au SMS

7、; e) que, dans bien des pays, les radiodiffuseurs exploitent des services auxiliaires qui ont des caractristiques des services fixe et mobile, dans certaines bandes utilises en partage avec le SMS; f) que, pour valuer les situations de partage dans la gamme 1-3 GHz, il faut tenir compte des caractri

8、stiques de fonctionnement des systmes du service fixe (systmes analogiques point point, numriques point point, numriques point multipoint, y compris les systmes daccs local); Cette Recommandation sapplique exclusivement au partage dans le sens espace vers Terre. Aucun critre spcifique na t dfini en

9、ce qui concerne le partage dans le sens Terre vers espace. La rvision de cette Recommandation ayant t labore conjointement par les Commissions dtudes 8 et 9 des radiocommunications, toute rvision ultrieure devra galement tre faite conjointement par ces deux Commissions dtudes. 2 Rec. UIT-R M.1141-2

10、g) que les caractristiques de fonctionnement des systmes non OSG du SMS doivent tre prises en compte pour le partage dans la gamme 1-3 GHz; h) quune valeur donne de la puissance surfacique produite par diffrentes constellations de satellites non OSG du SMS fournit des valeurs diffrentes de la dgrada

11、tion relative de la qualit de fonctionnement (FDP) (voir la Recommandation UIT-R F.1108); j) quil a t propos que des systmes multiples non OSG du SMS utilisant des techniques daccs multiple par rpartition en code (AMRC) partageant des frquences dans le sens espace vers Terre, dans la bande 2 483,5-2

12、 500 MHz, avec utilisation de la mme frquence; k) que les analyses effectues selon les mthodes dcrites dans la Recommandation UIT-R F.1108 montrent que le partage du spectre est possible entre les systmes non OSG du SMS et les faisceaux hertziens analogiques dans la bande 2 483,5-2 500 MHz (voir lAn

13、nexe 1) et dans la bande 2 160-2 200 MHz, mme si des valeurs de la puissance surfacique suprieures celles donnes au numro 21.16 du Rglement des radiocommunications (RR) (pour la bande 3 400-4 200 MHz) sont utilises pour le seuil de coordination; l) que les analyses effectues selon la mthode dcrite d

14、ans la Recommandation UIT-R F.1108, pour les faisceaux hertziens numriques de conception actuelle, montrent que les critres de protection FDP seraient dpasss dans la bande 2 483,5-2 500 MHz o les systmes non OSG du SMS fonctionnent avec les valeurs de puissance surfacique spcifies au numro 21.16 du

15、RR pour la bande 3 400-4 200 MHz (voir lAnnexe 1); m) que, en raison de la prsence de brouillages causs par les appareils industriels, scientifiques et mdicaux (ISM) et les metteurs des rseaux locaux dans la bande 2 483,5-2 500 MHz, cette bande ne prsente aucun intrt, dans de nombreux pays, pour les

16、 faisceaux hertziens numriques; n) que la Recommandation UIT-R F.1246 dfinit la largeur de bande de rfrence des systmes du service fixe utiliser pour spcifier les seuils de coordination, recommande 1 que les critres prsents au Tableau 1, exprims sous forme de valeurs FDP pour une largeur de bande de

17、 rfrence de 1 MHz, soient utiliss comme valeurs du seuil de coordination entre les systmes non OSG du SMS (espace vers Terre) et les systmes numriques du service fixe dans les bandes de frquences indiques, sauf dans la bande mentionne au 3 (voir la Note 2); 2 que les critres exprims sous forme de va

18、leurs de la puissance surfacique rapporte une largeur de bande de rfrence de 1 MHz, indiqus au Tableau 1, et de 4 kHz, indiqus au Tableau 2, soient utiliss comme valeurs du seuil de coordination entre les systmes non OSG du SMS (espace vers Terre) et les systmes analogiques de tlphonie du service fi

19、xe dans les bandes de frquences indiques (voir la Note 1); que, pour les systmes analogiques de tlvision du service fixe, seules les valeurs de la puissance surfacique rapporte la largeur de bande de 1 MHz, indiques au Tableau 1, soient utilises (voir les Notes 1, 3, 4, 5 et 6); 3 que, pour pouvoir

20、mettre en uvre des systmes non OSG du SMS dans la bande 2 483,5-2 500 MHz, il pourra tre ncessaire de concevoir de nouveaux faisceaux hertziens numriques, de types point point et point multipoint, et de faire en sorte quils soient compatibles avec les valeurs de puissance surfacique mentionnes dans

21、le Tableau 1. Rec. UIT-R M.1141-2 3 TABLEAU 1 Valeurs du seuil de coordination pour quelques bandes de frquences utilises pour les systmes non OSG (espace vers Terre) du SMS et pour les systmes du service fixe (puissance surfacique pour les systmes analogiques et FDP pour les systmes numriques) Band

22、e de frquences (MHz) Puissance surfacique par station spatiale en fonction de langle darrive (degrs) (dB(W/(m2 MHz) FDP (%) (voir la Note 2) 1 518-1 525 128 pour 0 = =d (9) o: P (I x): fonction de densit cumule de la puissance brouilleuse dans la voie tlphonique p (I ): fdp discrte ou fdp continue.

23、1.4.2 Systmes numriques du service fixe Le calcul de la FDP, dont il est question au 1.3, donne le moment du premier ordre de la puissance de brouillage, normalise par rapport au bruit prsent lentre du rcepteur dans la largeur de bande de rfrence. La FDP due au brouillage caus par plusieurs constell

24、ations indpendantes est donc gale la somme des dgradations produites respectivement par chaque constellation. Les antennes utilises dans les systmes numriques sont de deux types: antennes symtrie circulaire et gain relativement lev, et antennes faible gain ou gain moyen (constant dans le plan azimut

25、al) avec diagramme directif dans le plan vertical. Il peut tre admis que tous les faisceaux hertziens numriques visibilit directe et tous les systmes daccs local avec antennes sectorielles utilisent des antennes symtrie circulaire. Il peut tre admis, par ailleurs, que le diagramme de rayonnement de

26、ce type dantenne correspond au diagramme dantenne dans lequel les niveaux des lobes latraux ont des valeurs moyennes dfinies dans la Note 6 de la Recommandation UIT-R F.699. Rec. UIT-R M.1141-2 9 2 Rsultats En appliquant une mthodologie commune, il a t procd plusieurs simulations informatiques pour

27、dterminer les valeurs de la puissance surfacique qui permettent datteindre les objectifs en matire de brouillage dans le service fixe. Les rsultats de ces simulations sont dtaills ci-aprs. Systmes analogiques du service fixe On a calcul les valeurs de puissance surfacique permettant de protger des f

28、aisceaux hertziens analogiques de 2 500 km centrs sur les latitudes de 15, 40 et 60 contre les missions de systmes non OSG du SMS. Les calculs ont t faits pour des combinaisons de trois constellations non OSG du SMS, choisies parmi quatre systmes reprsentatifs. Dans ces analyses, on a adopt pour la

29、puissance surfacique une valeur de base de 150 dB(W/(m2 4 kHz) pour les angles dlvation infrieurs 5; la puissance surfacique croissait ensuite linairement jusqu 137 dB(W/(m2 4 kHz) 25 et conservait cette valeur pour les angles dlvation allant jusqu 90. Il a t dmontr que, sauf pour une ou deux artres

30、 principales centres sur les latitudes leves, le gabarit 150/137 dB(W/(m2 4 kHz) permet de protger les faisceaux hertziens analogiques en conformit avec les valeurs donnes dans la Recommandation UIT-R SF.357. Les hypothses suivantes ont t faites pour les quatre systmes non OSG: ces systmes appliquai

31、ent les techniques AMRC et ils taient tous conus pour fonctionner sur la base du partage (mme frquence et mme zone de couverture). Systmes numriques du service fixe On a considr le cas de plusieurs systmes non OSG du SMS brouillant une station dun faisceau hertzien numrique du type point point, quip

32、e dune antenne de rception gain lev. On a dmontr quil fallait adopter le gabarit suivant pour la puissance surfacique si on voulait obtenir une FDP moyenne de lordre de 10% avec des pointes ne dpassant gure 15% 20%: 162 dB(W/(m2 4 kHz) pour les angles dlvation compris entre 0 et 5, croissant linaire

33、ment jusqu 149 dB(W/(m2 4 kHz) 25 et conservant cette valeur jusqu un angle dlvation de 90. Lorsque la puissance surfacique a des valeurs suffisantes pour protger le fonctionnement des faisceaux hertziens analogiques point point, cest-dire 150 dB(W/(m2 4 kHz) croissant jusqu 137 dB(W/(m2 4 kHz), les

34、 stations des faisceaux hertziens numriques point point subiraient une FDP moyenne de lordre de 160%, avec des pointes atteignant 240% et 320% et des creux pouvant sabaisser jusqu 80%, selon la latitude de la station. Une FDP de 160% quivaut une diminution denviron 4 dB de la marge de protection con

35、tre les vanouissements. 2.1 Tendances observes Les rsultats font ressortir un certain nombre de tendances. Le brouillage reu peut varier trs rapidement en fonction de lazimut de pointage de lantenne du service fixe, pour certaines constellations non OSG. Les constellations en orbite polaire ou quasi

36、 polaire peuvent aussi influer diffremment sur les divers azimuts de pointage, mais cet effet est beaucoup moins prononc. En rgle gnrale, les stations du service fixe situes des latitudes leves subissent plus de brouillage, en fonction du temps, que les stations situes aux basses latitudes. Il en es

37、t ainsi surtout dans le cas des constellations en orbite polaire. Cependant, dans les conditions relles dexploitation, nous pouvons nous trouver dans lobligation de couper les lobes extrieurs pour cause de chevauchement de couverture. Cela aura pour consquence dattnuer leffet du brouillage. 10 Rec.

38、UIT-R M.1141-2 Pour les constellations de satellites sur orbite basse, les gabarits de puissance surfacique ncessaires pour protger le service fixe sont diffrents des gabarits utiliser pour des constellations en orbite haute. En premire approximation, la dcroissance des niveaux de brouillage en fonc

39、tion du temps est inversement proportionnelle au carr de la frquence de travail. 2.2 Conclusions Choisir un gabarit unique de puissance surfacique assurant la protection du service fixe, sans pnaliser en mme temps dautres constellations du type non OSG, est une opration difficile. Si ce choix pour u

40、ne constellation donne est effectu, il y a risque davoir une protection insuffisante du service fixe; en effet, une autre constellation qui respecterait ces valeurs de puissance surfacique pourrait nanmoins dpasser les niveaux de brouillage du service fixe fixs comme objectifs. En dautres termes, de

41、ux constellations non OSG diffrentes peuvent fonctionner avec deux gabarits de puissance surfacique diffrents, capables dassurer lun et lautre la mme protection du service fixe. Ces considrations ne sappliquent plus lorsquon a affaire un gabarit tabli pour plusieurs constellations de satellites non

42、OSG qui ont t conues pour fonctionner sur la base du partage (mme frquence, mme couverture) et qui appliquent les techniques AMRC. Les valeurs suivantes ont t trouves pour la puissance surfacique ncessaire pour protger les systmes analogiques du service fixe avec circuit fictif de rfrence (CFR), de

43、2 500 km contre les missions simultanes de trois constellations non OSG du SMS: 150 dB(W/(m2 4 kHz) aux angles dlvation compris entre 0 et 5, croissant linairement jusqu 137 dB(W/(m2 4 kHz) pour langle dlvation de 25. La puissance surfacique conservait cette dernire valeur au-dessus de 25. Le brouil

44、lage caus au CFR tait en accord avec les valeurs spcifies dans la Recommandation UIT-R SF.357. La valeur de la puissance surfacique ncessaire a t dtermine pour que la FDP (voir la Recommandation UIT-R F.1108) ne dpasse pas 10% environ. Le rsultat est le suivant: cette valeur de puissance surfacique

45、est plus contraignante (diffrence de 9 10 dB environ) que les valeurs ncessaires pour protger le fonctionnement des systmes analogiques du service fixe. Si ces valeurs plus basses taient adoptes, cela pourrait nuire la mise en uvre de systmes non OSG du SMS viables. La conclusion suivante en a t tir

46、e: le meilleur moyen de raliser le partage avec ces systmes serait dadopter pour la puissance surfacique des valeurs qui donneraient certes une FDP suprieure 10%, par exemple, mais qui ne pnaliseraient pas outre mesure la conception et lexploitation des systmes du service fixe, ni des systmes non OS

47、G du SMS dans la bande 2 483,5-2 500 MHz. Rec. UIT-R M.1141-2 11 Annexe 2 Partage des bandes de frquences dans la gamme 1-3 GHz entre les stations dmission du service fixe et les stations spatiales non OSG (Terre vers espace) du SMS 1 Introduction Il est apparu ncessaire dtudier le scnario de partag

48、e entre les stations dmission du service fixe et les rcepteurs des stations spatiales non OSG du SMS, dans les bandes de frquences attribues au SMS pour les liaisons Terre vers espace entre 1 et 3 GHz, cest-dire les bandes 1 610-1 626,5 MHz, 1 668-1 675 MHz, 1 970-2 010 MHz et 2 655-2 690 MHz. Cependant, seu