ITU-R S 1781 FRENCH-2007 Possible methodology for frequency sharing between bidirectional geostationary fixed-satellite service networks comprising ubiquitously deployed earth stat.pdf

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1、 Rec. UIT-R S.1781 1 RECOMMANDATION UIT-R S.1781 Mthode pouvant tre utilise pour le partage de frquences entre rseaux gostationnaires du service fixe par satellite dans les deux sens comportant des stations terriennes ubiquitaires (Question UIT-R 209/4) (2007) Domaine de comptence La prsente Recomma

2、ndation dcrit une mthode visant tablir, sur la base dune coordination entre zones, la compatibilit de frquences entre deux systmes du service fixe par satellite (SFS), dont lun ou les deux font intervenir un grand nombre de terminaux au sol ubiquitaires, les terminaux de lun des systmes mettant et l

3、es terminaux de lautre systme recevant dans les mmes bandes de frquences attribues au SFS dans les deux sens. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que le dploiement de stations terriennes ubiquitaires de type microstation (terrienne) (VSAT) du service fixe par satellite (SFS), sa

4、voir linstallation et lexploitation de stations terriennes sans licence individuelle mais faisant lobjet dune licence globale pour le systme dans lequel elles sont exploites, suscite un intrt croissant; b) quen pareil cas, lemplacement prcis de chacune des stations terriennes nest en principe pas co

5、nnu au moment o la coordination de frquences est ralise pour le systme; c) que la ncessit de dployer les stations terriennes en grands nombres rend difficile leur coordination site par site; d) que certaines bandes de frquences dans lesquelles ce dploiement serait souhaitable sont attribues au SFS d

6、ans les deux sens; e) que certaines des bandes attribues au SFS dans les deux sens font galement lobjet de dispositions rglementaires particulires, par exemple les dispositions relatives au Plan dallotissement pour le SFS ou au Plan de lAppendice 30A du Rglement des radiocommunications (RR); f) que

7、certaines administrations peuvent opter pour une certaine forme de coordination entre zones, dans lesquelles les stations terriennes de type VSAT du SFS peuvent tre exploites dans un seul sens de transmission; g) que, dans les cas dcrits au point f) du considrant, il peut tre utile que les administr

8、ations disposent de mthodes pour dterminer la zone de coordination globale sur la base de critres techniques de leur choix, notant a) que le contour de coordination autour de la rgion dans laquelle une administration souhaite mettre en uvre une coordination entre zones peut se situer la frontire dau

9、tres zones de coordination appartenant au territoire de la mme administration ou au niveau de frontires internationales; 2 Rec. UIT-R S.1781 b) que les administrations devront prendre les mesures qui simposent afin de dterminer les bandes de frquences et les zones gographiques associes pour lesquell

10、es une mthode de coordination sera mise en uvre pour un grand nombre de terminaux exploits dans la mme bande, reconnaissant a) que les administrations sont libres de rechercher des accords bilatraux en dehors du cadre du RR; b) que les administrations sont libres de choisir le niveau de protection a

11、ccorder aux stations terriennes de type VSAT du SFS dployes sur leur territoire; c) que, dans le cas dune coordination internationale, les administrations doivent sentendre sur les caractristiques des stations terriennes et les caractristiques de protection prendre en considration; d) que des facteu

12、rs tels que la protection de stations terriennes rceptrices vis-vis de stations terriennes mettrices de plus grande puissance situes sur le territoire dadministrations nayant pas conclu daccord bilatral peuvent indiquer quil est souhaitable denregistrer les stations terriennes rceptrices auprs du Bu

13、reau des radiocommunications, que ces stations fassent ou non lobjet dun accord bilatral; e) que, en ce qui concerne les bandes attribues au SFS dans les deux sens qui font lobjet de dispositions rglementaires particulires, les administrations doivent aussi tenir compte de ces dispositions lorsquell

14、es prvoient de dployer des stations terriennes dans ces bandes, recommande 1 que les administrations qui ont lintention daccorder une licence sur leur territoire, sur la base dune coordination entre zones, des stations terriennes ubiquitaires de type VSAT du SFS exploites dans des bandes attribues a

15、u SFS dans les deux sens, envisagent de suivre les lignes directrices nonces dans lAnnexe 1 de la prsente Recommandation. Annexe 1 1 Introduction La prsente annexe dcrit les lments dune mthode visant tablir la compatibilit de frquences entre deux systmes du SFS, dont lun ou les deux font intervenir

16、un grand nombre de terminaux au sol ubiquitaires, les terminaux de lun des systmes mettant et les terminaux de lautre systme recevant. Lanalyse dveloppe dans la prsente annexe est fonde sur les paramtres de systme utiliss dans la bande 12,5-12,75 GHz. Comme les attributions au SFS dans les deux sens

17、 sappliquent uniquement en Rgion 1 dans cette bande, les exemples doivent porter sur des pays de la Rgion 1. Toutefois, la mthode est gnrale et peut tre applique nimporte quelle bande attribue au SFS dans les deux sens. Rec. UIT-R S.1781 3 2 Mthode FIGURE 1 Dans lexemple illustr sur la Fig. 1 ci-des

18、sus, la station terrienne A est exploite avec un satellite gostationnaire dans la bande 12,5-12,75 GHz attribue au SFS (Terre vers espace), tandis que la station terrienne B est exploite avec un autre satellite gostationnaire dans la bande 12,5-12,75 GHz attribue au SFS (espace vers Terre). La stati

19、on terrienne A met une porteuse modulation par dplacement de phase (MDP) centre sur 12,625 GHz, avec une densit spectrale de p.i.r.e. de E dB(W/MHz), et brouille, par le biais dun trajet au-dessus des terres, la rception par la station terrienne B dune autre porteuse MDP centre sur 12,625 GHz. La de

20、nsit spectrale de brouillage, I, lentre du rcepteur de la station terrienne B est alors donne par: I = E Gt+ G(t) pl + G(r) dB(W/MHz) (1) o: Gt: gain dans laxe de vise de lantenne de la station terrienne A (dBi) G(t): gain de lantenne de la station terrienne A vers lhorizon en direction de la statio

21、n terrienne B (dBi) pl: affaiblissement sur le trajet entre les deux stations terriennes (dB) G(r): gain de lantenne de la station terrienne B vers lhorizon en direction de la station terrienne A (dBi) t: angle entre laxe de vise de lantenne de la station terrienne A et lhorizon en direction de la s

22、tation terrienne B (degrs) r: angle entre laxe de vise de lantenne de la station terrienne B et lhorizon en direction de la station terrienne A (degrs). Au lieu dutiliser des hypothses pour tous les cas, il est possible de gnrer des contours lintrieur desquels le dploiement de stations du SFS exploi

23、tes dans des sens de transmission opposs dans les mmes bandes serait compatible pour un pourcentage de cas donn grce une slection approprie des paramtres utiliser avec lquation (1). Par exemple, une tude ralise par lUIT-R en 2002 concernant les stations terriennes du SFS existantes ou en projet a pr

24、oduit des statistiques sur les diamtres des antennes, leur p.i.r.e. et la largeur de bande des porteuses mises. Ltude a port sur presque 127 000 terminaux dots dune antenne de diamtre compris entre 1,5 et 2,1 m. Elle a port essentiellement sur les stations 4 Rec. UIT-R S.1781 terriennes conues pour

25、mettre dans la bande 14-14,5 GHz, mais on peut supposer quune tude concernant la bande 12,5-12,75 GHz donnerait des statistiques analogues, malgr une base de donnes plus petite. On peut utiliser ces rsultats pour tablir des hypothses raisonnables pour les paramtres E et Gtdans lquation (1). La valeu

26、r de tou rdpend de la latitude et de la longitude de la station terrienne, de la longitude du satellite avec lequel elle est exploite et du relvement en azimut de lautre station terrienne. La variation de en fonction de ces paramtres est calcule dans lAppendice 1, qui montre par ailleurs comment lab

27、orer des fonctions de distribution cumulative des angles entre laxe de vise et la direction du brouillage, entre des stations terriennes exploites dans des sens de transmission opposs, de manire pouvoir choisir des valeurs adquates de tet r utiliser dans lquation (1). 2.1 Mthode applique un exemple

28、international Ltude ralise par lUIT-R en 2002 concernant les stations terriennes du SFS existantes ou en projet a montr que le diamtre des antennes installes jusqualors et exploites dans la bande 14-14,5 GHz tait gnralement voisin de 1,8 m et que 98% de ces antennes mettaient des porteuses dont la p

29、.i.r.e. ne dpassait pas 52 dBW et dont la largeur de bande ne dpassait pas 1 MHz. Les valeurs de E = 52 dB(W/MHz) et Gt= 10 log (0,65).(1,8)/2) = 45,7 dBi ont donc t choisies pour le prsent exemple. Comme indiqu dans lappendice, pour environ 96% des stations terriennes, tet rne seront pas infrieurs

30、25 et G(t) et G(r) ne seront donc pas suprieurs 3 dBi. Lappendice montre aussi que, si G(t) 3 dBi, il est suffisamment prudent de supposer que G(r) 10 dBi et inversement. Si lon considre que ces valeurs de E, Gt, G(t) et G(r) correspondent un cas qui est presque le cas le plus dfavorable, lquation (

31、1) devient: I = 6,7 pl dB(W/MHz) (2) Conformment la Recommandation UIT-R S.1323, pour la conception dune liaison du SFS OSG, on devrait partir du principe que la somme des puissances des signaux brouilleurs manant des stations terriennes et des stations spatiales de lensemble des autres rseaux OSG d

32、u SFS ne dpasse pas, lentre du dmodulateur, . 20% de la puissance totale de bruit du systme, dans des conditions de propagation par ciel clair . . Pour le prsent exemple, on suppose que le brouillage cumulatif comporte des contributions gales provenant des missions sur les liaisons montantes et des

33、missions sur les liaisons descendantes de tous les systmes OSG du SFS exploits dans le mme sens ou dans les deux sens dans une bande de 1 MHz centre sur 12,625 MHz. Le brouillage cumulatif reu par la station terrienne B en provenance de toutes les stations terriennes utilisant cette bande de 1 MHz d

34、ans le sens Terre vers espace est donc limit ici un maximum de 5% du bilan de bruit sur la liaison. A lexception des rseaux AMRC, une seule station terrienne peut mettre vers un satellite donn pour une frquence et un sens de polarisation donns de porteuse, un instant donn, dans la couverture dun fai

35、sceau de rception donn, car les liaisons montantes associes plusieurs porteuses cofrquence dans le mme faisceau se brouilleraient beaucoup. (La technique AMRC permet n porteuses de ce type de coexister dans ces conditions, mais la p.i.r.e. de la porteuse de chaque station terrienne dans ce cas nest

36、que denviron 1/n fois la p.i.r.e. dune seule station terrienne employant la technique AMRF.) Aux latitudes proches de 50, llvation de lOSG est suprieure 10 en tout point de la surface de la Terre dont la longitude est comprise dans une gamme denviron 120 ( savoir 60). Lespacement minimal entre satel

37、lites cofrquence, cocouverture est denviron 3 dans les Rgions 1 et 3 de lUIT et denviron 2 dans la Rgion 2. Il sensuit que, la limite, 40 60 stations terriennes prsentes dans une zone de couverture donne Rec. UIT-R S.1781 5 peuvent mettre une porteuse de mme frquence et de mme polarisation vers diff

38、rents satellites gostationnaires, les brouillages entre les liaisons montantes correspondantes restant dans des limites acceptables grce la discrimination offerte par le diagramme dmission des antennes. Toutefois, mme si dans la bande considre utilise par les porteuses, lOSG tait entirement utilise

39、de cette manire, il est trs improbable que toutes les stations terriennes mettant dans la zone de couverture commune se trouvent un emplacement suffisamment proche dune station terrienne donne recevant une porteuse cofrquence pour causer des brouillages importants cette station terrienne. En particu

40、lier, il est probable que plusieurs pays interviennent car un faisceau de satellite type exploit dans la bande 14-14,5 GHz est dimensionn pour une couverture continentale et non pour une couverture nationale. Par consquent, la tolrance de dix stations terriennes mettant dans la bande de 1 MHz 12,625

41、 GHz et brouillant une mme station terrienne recevant cette frquence est considre comme suffisamment prudente ici. Dans cette tude, le brouillage maximal caus par une seule station terrienne A une station terrienne B par temps clair est donc limit 0,5% du bilan de bruit du systme. Comme les brouilla

42、ges par le biais des trajets au-dessus des terres dpendent des conditions de propagation, il est ncessaire de connatre le pourcentage de temps pendant lequel les conditions de propagation par temps clair sappliquent. La Recommandation UIT-R S.1062 prcise que le taux TEB requis long terme ne doit pas

43、 tre dpass pendant plus de 10% du mois le plus dfavorable, ce qui correspond 4% de lanne moyenne. Le brouillage caus par la station terrienne A la station terrienne B ne devrait donc pas dpasser 0,5% du bruit du systme B pendant plus de 4% du temps, soit: I 10 log (0,05)(k T B) dBW (3) o: 10 log (k)

44、: 228,6 dB(W/Hz) par Kelvin (constante de Boltzmann) T: temprature de bruit du systme ( 200 K pour la plupart des liaisons montantes dans la bande 14-14,5 GHz) B: 1 MHz comme dfini plus haut. Il ressort de la combinaison des quations (2) et (3) que, pour la bande qui doit tre partage par des rseaux

45、du SFS exploits dans les deux sens, laffaiblissement sur le trajet de brouillage entre les stations terriennes A et B devrait tre gal ou suprieur 162 dB pendant au moins 96% du temps. Si une base de donnes topographiques est disponible, savoir une base de donnes contenant les hauteurs de la terre au

46、-dessus du niveau de la mer en des points rpartis rgulirement dans une zone donne, on peut utiliser les informations et algorithmes donns dans les Recommandations UIT-R P.452 et UIT-R P.526 pour calculer laffaiblissement de propagation dpass pendant un pourcentage de temps donn sur un trajet le long

47、 du grand cercle entre deux points de donnes quelconques situs dans cette zone. Ces Recommandations portent la fois sur les trajets en visibilit directe et sur les trajets transhorizon, compte tenu de labsorption atmosphrique et des modes de propagation par diffraction, par conduits et par diffusion

48、 troposphrique, selon les cas. Par consquent, si on labore un modle logiciel comportant un seul metteur et un grand nombre de rcepteurs espacs rgulirement, il est possible de calculer les affaiblissements dpasss pendant un pourcentage de temps donn sur les trajets entre lmetteur et chacun des rcepteurs et