ITU-R M 1316-1 FRENCH-2005 Principles and a methodology for frequency sharing in the 1 610 6-1 613 8 MHz and 1 660-1 660 5 MHz bands between the mobile-satellite service (Earth-to-.pdf

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1、 Rec. UIT-R M.1316-1 1 RECOMMANDATION UIT-R M.1316-1*Principes et mthodes de partage de frquences dans les bandes 1 610,6-1 613,8 et 1 660-1 660,5 MHz entre le service mobile par satellite (Terre vers espace) et le service de radioastronomie (Question UIT-R 201/8) (1997-2005) Domaine de comptence Ce

2、tte Recommandation expose les principes et la mthodologie applicables la protection des observations radioastronomiques contre les missions des stations terriennes mobiles terrestres et maritimes dans la bande 1 610,6-1 613,8 MHz et dans la bande 1 660-1 660,5 MHz. LAnnexe 1 dfinit les trois tapes s

3、uivre, et lAnnexe 2 dcrit le calcul de la valeur par dfaut de lespacement par la mthode de Monte Carlo suivant le principe dun chantillonnage de variables alatoires. LAnnexe 3 calcule les zones de restriction. LEtape 3 consiste calculer les zones dexclusion en fonction des caractristiques spcifiques

4、 des systmes considrs. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que la Confrence administrative mondiale des radiocommunications charge dtudier les attributions de frquences dans certaines parties du spectre (Malaga-Torremolinos, 1992) (CAMR-92) a attribu la bande 1 610-1 626,5 MHz t

5、itre primaire au service mobile par satellite (SMS) dans la direction Terre vers espace, et la bande 1 610,6-1 613,8 MHz titre primaire au service de radioastronomie (RAS); b) que la bande 1 610,6-1 613,8 MHz est utilise par les radioastronomes pour lobservation de la raie du radical oxhydryle au vo

6、isinage de 1 612 MHz; c) que le numro 5.372 du Rglement des radiocommunications (RR) dispose que les stations du service de radioreprage par satellite et du service mobile par satellite ne doivent pas causer de brouillage prjudiciable aux stations du service de radioastronomie qui utilisent la bande

7、 1 610,6-1 613,8 MHz (le numro 29.13 sapplique).; d) que les systmes mobiles satellites fonctionnant dans la bande 1 610-1 626,5 MHz sont susceptibles dutiliser des stations terriennes mobiles (STM) quipes dantennes quidirectives; e) que la bande 1 660-1 660,5 MHz est attribue au RAS titre primaire,

8、 en partage avec le service mobile terrestre par satellite (SMTS) dans la direction Terre vers espace; f) que limportance de lattribution de la bande 1 660-1 660,5 MHz au RAS a t confirme par la Rsolution 6 de la 20eAssemble gnrale de lUnion astronomique internationale (UAI) (Baltimore, Etats-Unis d

9、Amerique, aot 1988), avant dtre souligne nouveau la 21eAssemble gnrale de lUAI (Buenos Aires, Argentine, juillet 1991), puis la 22eAssemble gnrale de lUAI (La Haye, Pays-Bas, 1994); *Cette Recommandation doit tre porte lattention de la Commission dtudes 7 des radiocommunications. 2 Rec. UIT-R M.1316

10、-1 g) que la Recommandation UIT-R RA.1031 ne tient pas pleinement compte de la nature alatoire des brouillages causs par des metteurs mobiles, recommande 1 que des principes et des mthodes analogues ceux dcrits dans 1Annexe 1 soient ventuellement utiliss pour la coordination entre stations de radioa

11、stronomie et stations terriennes mobiles maritimes et terrestres dans les bandes 1 610,6-1 613,8 MHz et 1 660-1 660,5 MHz; 2 que de nouvelles tudes soient effectues par lUIT-R, en particulier des tudes concernant les stations terriennes daronef, afin de revoir lapplication de la prsente Recommandati

12、on en vue dune coordination dtaille entre le SMS et le RAS; 3 que, dans toute application dune mthode, les parties concernes saccordent sur les paramtres dentre au cours de la coordination; 4 que lUIT-R labore, conjointement avec le Bureau des radiocommunications, un programme informatique pour mett

13、re en uvre la mthode dcrite dans les Annexes 1 4. Annexe 1 Evaluation du brouillage caus par les STM du SMS aux observations radioastronomiques Il est possible de protger les observations radioastronomiques en suivant les trois tapes distinctes ci-dessous: Etape 1: Dtermination dune distance de spar

14、ation par dfaut entre un site radioastronomique et une STM, de manire dlimiter un secteur autour dun site radioastronomique en dehors duquel lexploitation des stations mobiles terriennes ne fait lobjet daucune restriction. Etape 2: Dtermination dune zone de restriction autour dun site radioastronomi

15、que, de manire dlimiter un secteur lintrieur duquel lexploitation des STM peut faire lobjet de certaines restrictions. Celles-ci doivent tre dfinies par lorganisme de rglementation et approuves par la communaut des radioastronomes et par lexploitant du SMS. Etape 3: Dtermination dune zone dexclusion

16、 autour dun site radioastronomique, dfinie grce une valuation dtaille des caractristiques des systmes concerns, et si ncessaire par des mesures, lintrieur de laquelle lexploitation daucune station terrienne mobile nest admise. Les Annexes 2 et 3 dcrivent la mthodologie suivre pour effectuer les calc

17、ul se rapportant respectivement aux Etapes 1 et 2. Il est ncessaire que les parties concernes saccordent sur les conditions et modalits dtailles dexploitation des mobiles dans la zone de restriction, afin de pouvoir dterminer une zone dexclusion, telle quelle est dfinie ci-dessus (voir lEtape 3). LA

18、nnexe 4 donne la liste des caractristiques prendre en compte pour effectuer une simulation. Le calcul relatif lEtape 1 vise dterminer les distances de sparation par dfaut. LAnnexe 2 prsente une mthodologie gnrale applicable cet effet, qui utilise une mthode de simulation de Monte Carlo. Ce modle rep

19、ose sur le calcul de statistiques de puissance brouilleuse produite dans un site radioastronomique due au fonctionnement de STM. Rec. UIT-R M.1316-1 3 Ainsi, pour assurer la protection des observations radioastronomiques, il est dit que: Une priode dintgration de 2 000 s, un moment quelconque de la

20、journe, doit tre exempte de tout brouillage dans une proportion dau moins (100 x)%, cest-dire correspondre un niveau moyen de puissance brouilleuse infrieur aux valeurs spcifies dans la Recommandation UIT-R RA.769. Le chiffre de 90% (x = 10) est li aux calculs de propagation (Manuel de radioastronom

21、ie de lUIT-R, 4.2.4. Voir galement la Recommandation UIT-R RA.1031). Linterprtation largie de ce chiffre est actuellement ltude au sein de lUIT-R. Lapplication de la mthodologie de lAnnexe 2 suppose donc les hypothses suivantes: temps dintgration de 2 000 s (pour tous les essais); trafic de crte; se

22、uil de brouillage maximum: x% de la dure des observations radioastronomiques (10% est la valeur actuelle qui pourra tre revue par lUIT-R). Lorsque plusieurs sources de brouillage affectant les observations radioastronomiques sont mises en vidence, il est ncessaire dentreprendre une analyse plus dtai

23、lle afin, sil y a lieu, de rpartir le niveau de puissance brouilleuse maximale. Annexe 2 Mthodologie de lEtape 1: calcul des distances de sparation par dfaut entre sites RAS et STM 1 Introduction La prsente Annexe dcrit une mthodologie gnrale applicable au calcul des distances de sparation par dfaut

24、 entre sites RAS et secteurs lintrieur desquels des STM sont autorises mettre. Le respect de ces distances de sparation, qui sont bases sur des calculs utilisant une mthode de Monte Carlo, doit garantir la protection des observations radioastronomiques. 2 Principes gnraux de la mthodologie 2.1 Mthod

25、e de Monte Carlo Le calcul des distances de sparation par dfaut entre sites RAS et STM exige la dtermination de la fonction de probabilit de la puissance brouilleuse produite par les stations mobiles et subie par les rcepteurs du RAS. Cette dtermination est possible en faisant appel une modlisation

26、statistique du brouillage, telle quune mthode de Monte Carlo. La mthode de Monte Carlo repose sur le principe de lchantillonnage de variables alatoires partir des lois de probabilit correspondantes. 4 Rec. UIT-R M.1316-1 Les variables chantillonner sont souvent varies et nombreuses, dautant que la p

27、rcision du modle augmente gnralement avec leur nombre. Dans le cas particulier de la dtermination des distances de sparation par dfaut, le nombre de stations mobiles, leur emplacement, les conditions de propagation, etc. peuvent figurer parmi les variables en question. Les statistiques de la puissan

28、ce brouilleuse produite dans un site RAS par des STM en exploitation sont alors tablies daprs le calcul des puissances brouilleuses subies, pour chaque chantillon. 2.2 Protection des observations radioastronomiques Les observations radioastronomiques sont ralises par une mise en moyenne dans le temp

29、s, afin de rduire sensiblement les fluctuations du bruit. Afin dobserver cette pratique, les statistiques de la puissance brouilleuse reue sont fondes sur les chantillons de temps dintgration utiliss lors des observations. La puissance brouilleuse reue dun ensemble de STM est admissible condition qu

30、e la puissance brouilleuse moyenne dpasse le niveau nuisible pour le RAS pour moins de x% des priodes dintgration de 2 000 s. Lexpos qui suit repose sur cette dfinition. 3 Prsentation de la mthode de calcul Comme indiqu au 2, les statistiques de puissance brouilleuse sont tablies partir dchantillons

31、 de temps dintgration: niter: nombre dchantillons de temps dintgration ncessaire ltablissement de la statistique. integr: dure de lchantillon de temps dintgration. Dans ce qui suit, integr est suppos constant. Au cours de chaque chantillon de temps dintgration de dure integr, la puissance brouilleus

32、e moyenne produite par les STM est calcule en mettant en moyenne les puissances brouilleuses instantanes produites pendant les intervalles de temps lmentaires en secondes de t. Rec. UIT-R M.1316-1 5 Pendant chaque intervalle de temps lmentaire, les puissances brouilleuses sont dtermines en effectuan

33、t des contrles alatoires de la charge de trafic du systme SMS considr et lemplacement de chacune des STM en service. Le schma type de calcul est reproduit sur la Fig. 2: 4 Calcul de la puissance brouilleuse subie pendant un intervalle de temps lmentaire modlisation du trafic La puissance brouilleuse

34、 subie pendant chaque intervalle de temps lmentaire la frquence f est calcule en additionnant les puissances produites par chaque station mobile en service pendant cet intervalle de temps. Pour chaque intervalle de temps lmentaire it, il faut donc dterminer: le nombre de stations mobiles en service

35、pendant lintervalle de temps lmentaire it (obtenu partir dune distribution de trafic donne); 6 Rec. UIT-R M.1316-1 les voies utilises par les STM actives; lemplacement des stations mobiles autour du site RAS (distance, azimut, etc.). Pour prserver la corrlation existante entre les intervalles de tem

36、ps lmentaires successifs, le nombre de stations mobiles en service pendant lintervalle de temps lmentaire it est calcul daprs le nombre de stations mobiles en service pendant lintervalle de temps prcdent, it 1, en tenant compte du nombre dappels termins et du nombre dappels amorcs entre-temps. En ce

37、 qui concerne le premier intervalle de temps lmentaire, le nombre initial dappels est calcul en effectuant un essai alatoire. La Fig. 3 reprsente le schma type de calcul de la puissance brouilleuse reue rec_poweriter,it( f ) (chantillon de temps dintgration iter, intervalle de temps lmentaire it). 4

38、.1 Essais dchantillonnage de variables alatoires suivant la mthode de Monte Carlo Tel quindiqu au 2.1, la mthode de Monte Carlo repose sur le principe de lchantillonnage de variables alatoires partir des lois de distribution cumulative correspondantes tablies. Considrons par exemple une variable x,

39、avec une loi de distribution cumulative P(X) est alors la probabilit p(x X). Rec. UIT-R M.1316-1 7 La distribution de P(x) entre 0 et 1 est uniforme. Ainsi, un chantillonnage de la loi uniforme P = P(xi) entre 0 et 1 conduit une seule valeur xi, ce qui permet de tracer la courbe reprsentant la fonct

40、ion x = f 1(P). 4.2 Calcul du nombre initial dappels: iniiterAu dbut de chaque chantillon de temps dintgration, le nombre initial dappels est calcul au moyen de la formule de la fonction de distribution cumulative, qui indique la probabilit doccurrence l instant t dun nombre iniiter dappels simultan

41、s: PEiEiiiiniiiNcalliter=!00(1) o: P : probabilit cumulative de iniiterappels simultans linstant t (iniiter Ncall) E : charge de trafic maximale impose au systme (E) Ncall : nombre maximum dappels simultans susceptibles dtre achemins par le systme SMS. Il est par consquent possible de dterminer inii

42、terau moyen dun chantillonnage alatoire uniforme de P, en utilisant la formule (1) (voir le 4.1). 4.3 Calcul du nombre dappels termins: droppediter,itPour calculer le nombre dappels termins pendant lchantillon de temps dintgration iterth, on dtermine le nombre de communications dont la dure est infr

43、ieure ou gale it: Soit ncalliter,it 1le nombre dappels pendant lintervalle de temps lmentaire it 1 (it 1), considrons un appel particulier c de cet intervalle de temps lmentaire: si linstant de fin de lappel c est infrieur ou gal it, alors cet appel est termin et nest pas pris en compte dans le calc

44、ul de rec_poweriter,it( f ). Il est alors comptabilis avec les appels termins (droppediter,it); si linstant de fin de lappel c est suprieur it, alors cet appel est pris en compte dans le calcul relatif lintervalle de temps lmentaire it. 4.4 Calcul du nombre potentiel de tentatives dappel: borniter,i

45、tPendant chaque intervalle de temps, le nombre potentiel de demandes dappel est calcul par la formule indiquant la distribution cumulative de la gnration dappels pendant un intervalle de temps donn: Ptiitiborniter it=()!,e0(2) o: P : probabilit cumulative du nombre borniter,itde demandes dappel entr

46、e les intervalles de temps lmentaires it et it + 1 : nombre moyen dappels sur le systme satellites t : dure des intervalles de temps lmentaires. 8 Rec. UIT-R M.1316-1 Lchantillonnage alatoire uniforme de la fonction P, permet donc dobtenir borniter,iten utilisant la formule (2) (voir le 4.1). 4.5 Ca

47、lcul du nombre effectif de nouveaux appels newiter,itet du nombre dappels ncalliter,itToutes les tentatives dappel naboutiront pas, en raison des limites physiques du systme (nombre maximum dappels). Soit, ncalliter,it 1, le nombre dappels pendant lintervalle de temps lmentaire it 1 (it 1) (utilis pour le calcul de rec_poweriter,it( f ): droppediter,itle nombre dappels termins entre les intervalles de temps lmentaires it et it + 1, borniter,itle nombre dappels (tentatives dappel) entre les intervalles de temps lmentaires it et it + 1, a