ITU-R M 1391-1 FRENCH-2006 Methodology for the calculation of IMT-2000 satellite spectrum requirements《国际移动通信-2000(IMT-2000)卫星频谱要求的计算方法》.pdf

1、 Rec. UIT-R M.1391-1 1 RECOMMANDATION UIT-R M.1391-1 Mthode de calcul des besoins de spectre de la composante satellite des systmes IMT-2000*(1999-2006) 1 Domaine de comptence La prsente Recommandation expose une mthode de calcul des besoins de spectre de la composante satellite des systmes IMT-2000

2、. Cette mthode est fonde sur les prescriptions et objectifs dfinis dans les Recommandations IMT-2000 pertinentes. La mthode est structure de faon pouvoir sappliquer indpendamment des spcificits des divers systmes qui constituent la composante satellite (par exemple, les orbites). Il convient de teni

3、r compte de la nature des services susceptibles dtre pris en charge par les capacits de ces systmes en slectionnant des valeurs appropries pour les paramtres dentre. 2 Introduction Les tlcommunications mobiles internationales (IMT-2000) permettent daccder, au moyen dune ou de plusieurs liaisons radi

4、olectriques, un vaste ventail de services de tlcommunication assurs par les rseaux fixes de tlcommunication (par exemple RTPC/RNIS), ainsi qu divers autres services spcifiquement destins aux usagers mobiles. Ces systmes utilisent diffrents types de terminaux mobiles, relis des rseaux de Terre ou des

5、 rseaux satellite, conus en fonction dune utilisation dans le service fixe ou dans le service mobile. Les principales caractristiques des IMT-2000 sont les suivantes: niveau lev de communaut de conception lchelle mondiale; compatibilit des services au sein des IMT-2000 et avec les rseaux fixes; qual

6、it leve; utilisation dun petit terminal de poche avec possibilit de dplacement des abonns itinrants partout dans le monde; capacit de prise en charge dapplications multimdia et dun large ventail de services. Les IMT-2000 sont dfinis par une srie de Recommandations interdpendantes de lUIT, dont la pr

7、sente fait partie. La composante satellite des systmes IMT-2000 prend en charge une partie de la demande gnrale de services mobiles actuellement en constante augmentation. Considrant que les composantes satellite et de Terre des systmes IMT-2000 sont mutuellement complmentaires et assurent des servi

8、ces compatibles, elles ncessitent toutes deux une largeur de bande de spectre approprie. Une mthode spcifique est ncessaire pour le calcul des besoins de la composante satellite des systmes IMT-2000. De plus, les services IMT-2000 sont riches en informations et conviviaux (par exemple, le multimdia)

9、. Il faut donc admettre la ncessit de fournir aux utilisateurs un accs aux divers services compatibles avec ceux assurs par la composante de Terre des systmes IMT-2000. *Cette mthode peut galement tre utilise pour les systmes postrieurs aux IMT-2000. 2 Rec. UIT-R M.1391-1 3 Recommandations associes

10、La prsente Recommandation est fonde sur la Recommandation UIT-R M.818 Utilisation des satellites dans les tlcommunications mobiles internationales-2000 et la Recommandation UIT-R M.1167 Cadre de description de llment satellite des tlcommunications mobiles internationales-2000. Elle reconnat les exig

11、ences dfinies pour llment satellite dans la Recommandation UIT-R M.1034 Exigences imposes la ou aux interfaces radiolectriques des tlcommunications mobiles internationales-2000 (IMT-2000), les besoins des pays en dveloppement (voir la Recommandation UIT-R M.819) et lintrt croissant en matire de four

12、niture de services dbits binaires plus levs. 4 Historique Le point de dpart du dveloppement dune mthode est ncessairement rgi par le type de donnes statistiques relatives au trafic de tlcommunications et leur disponibilit. Dans les prcdentes Recommandations sur ce sujet, il a t reconnu que la compos

13、ante satellite des systmes IMT-2000 peut prendre des formes diverses, chacune de ces formes tant le rsultat dune optimisation destine rpondre aux besoins perus dun march. Aux fins de la prsente Recommandation, on a tenu compte de deux types de trafic de la composante satellite des systmes IMT-2000:

14、le trafic multimdia et le trafic non multimdia. On part de lhypothse que la demande de trafic est exprime soit en Moctets par mois soit en minutes par mois. De manire gnrale, on peut prvoir que les progrs technologiques auront pour effet, la longue, de rduire le spectre ncessaire la prise en charge

15、dune quantit donne de trafic utilisateur dans une catgorie de service particulire. Les progrs techniques associs au codage des sources et la conception des antennes par exemple, ont permis une meilleure utilisation des frquences dans les systmes et par consquent une amlioration globale de lefficacit

16、 dutilisation du spectre. Pour la combinaison de services prendre en charge par les systmes IMT-2000, lintroduction de la commutation par paquets et des techniques de tolrance de gigue peut galement contribuer lamlioration de lefficacit dutilisation du spectre. Il est prvu dincorporer ces amlioratio

17、ns dans les systmes IMT-2000. Cela permettra de compenser les besoins de frquences supplmentaires gnrs par laugmentation prvue de la demande en matire de trafic utilisateur, rsultant dune base de clientle plus large qui peut tre stimule par la disponibilit de nouveaux services. Ces facteurs ont t pr

18、is en compte dans le dveloppement et lapplication de la mthode de calcul du spectre. 5 Mthode recommande LAssemble des radiocommunications de lUIT, recommande 5.1 que la mthode suivante soit utilise pour le calcul des besoins de frquences de la composante satellite des IMT-2000. 5.2 Aperu gnral Le t

19、rafic point point de la composante satellite des IMT-2000 se rpartit en deux grandes catgories: le trafic multimdia et le trafic non multimdia. On entend par trafic multimdia le trafic achemin par des systmes volus caractriss par des dbits de donnes levs, des faisceaux troits et des services commuta

20、tion par paquets. On entend par trafic non multimdia le trafic achemin par des systmes caractriss par des dbits de donnes uniquement faibles, des faisceaux plus larges et des services commutation de circuits. Il se peut certes que dautres types de systmes Rec. UIT-R M.1391-1 3 existent, par exemple

21、des systmes faisceaux trs troits ne prenant en charge que des services bande troite, mais cette rpartition en deux catgories est considre comme reprsentative de lventail des diffrentes techniques qui devraient tre utilises pendant la priode couverte par la prsente tude. Sagissant du trafic multimdia

22、, on part de lhypothse quil est entirement achemin en mode de commutation par paquets et que tous les services sont multiplexs sur les mmes porteuses. Cest en effet la faon la plus efficace dacheminer un volume dtermin de donnes sur un rseau. Le trafic point point de la composante satellite des syst

23、mes IMT-2000 serait pris en charge par des systmes du service mobile par satellite, et le trafic multidiffus/radiodiffus serait quant lui assur par des systmes soit du SRS soit du SMS. En revanche, le trafic non multimdia se rpartit en trois catgories de service: trafic de donnes bas dbit, messageri

24、e et tlphonie vocale. On part de lhypothse que chacun de ces services est assur sur des types de porteuse distincte. Une mthode de calcul du trafic multidiffus est galement prsente, paralllement celle du trafic point point du SMS. 5.3 Description dtaille Les quations permettant de calculer les besio

25、ns de spectre de la composante satellite des systmes IMT-2000 acheminant respectivement un trafic multimdia (y compris radiodiffus/multidiffus) et un trafic non multimdia sont donnes dans les paragraphes ci-aprs. Dans le cas o lon considre plusieurs systmes, on calcule la somme totale des besoins de

26、 spectre en additionnant les diffrents besoins de chaque systme. 5.3.1 Trafic multimdia Lquation de base requise pour calculer les besoins de spectre (S (MHz) pour des services multimdia est la suivante: =ReffTBNSBHbeams60030008(1) o Nbeams: nombre de faisceaux dun groupe avec rutilisation de frquen

27、ces TBH: trafic en heure de pointe sur un faisceau (Moctets) B: largeur de bande de la porteuse (MHz) eff: facteur defficacit destin tenir compte de la charge moyenne de chaque porteuse R: dbit de donnes moyen effectif dune porteuse (kbit/s), et o signifie que la valeur est arrondie au nombre entier

28、 immdiatement suprieur. Cela est ncessaire pour garantir un nombre entier de porteuses. 4 Rec. UIT-R M.1391-1 En principe, les prvisions de trafic sont faites pour un certain nombre de catgories de trafic en fonction des diffrents environnements, par exemple aronautique, terrestre ou maritime, et de

29、s diffrents services, par exemple, mobiles, systmes transportables ou systmes bord de vhicule. On calcule le trafic en heure de pointe, TBH,en faisant la somme des volumes de trafic correspondant chacune de ces catgories (voir lquation (2a). La prvision du trafic tant exprime soit en Moctets par moi

30、s (pour le trafic de donnes) soit en minutes par mois (par exemple, pour le trafic de tlphonie), il est ncessaire de convertir ces valeurs estimes en Moctets en heure de pointe. A cet effet, on applique les quations suivantes: =iiBHTT (2a) beamsiiHSiBHiMiiNMDHppTT= (2b) beamsiiHSiBHiVCMiiNMDHppRTT=0

31、00860(2c) o TMi: prvision du volume global du trafic par mois pour la catgorie de trafic i; si cette valeur est exprime en Moctets, lquation (2b) est utilise; si elle est exprime en minutes, lquation (2c) sapplique RVC: vitesse de codage (kbit/s) pBHi: partie du trafic diurne qui se produit en heure

32、 pointe pour la catgorie de trafic i pHSi: partie du trafic global observe au niveau dun groupe fort trafic pour la catgorie de trafic i Hi: facteur de dcalage dheure de pointe (entre 0 et 1) pour la catgorie de trafic i (voir le 5.2.3) MDi: rapport de conversion de mois en jours pour la catgorie de

33、 trafic i Nbeams: nombre de faisceaux dun groupe avec rutilisation de frquences. Il est noter que ces quations reposent sur lhypothse que le trafic se rpartit uniformment entre les faisceaux au niveau du groupe fort trafic. Il sagit l dune simplification qui peut parfois conduire une sous-estimation

34、 des besoins de spectre. 5.3.2 Cas du trafic radiodiffus/multidiffus Le trafic radiodiffus/multidiffus est un cas particulier du trafic multimdia. Certaines hypothses sont donc ncessaires: Dans lquation (1): eff: gal 1 dans ce cas, car le trafic radiodiffus/multidiffus est un trafic pleine charge TB

35、H: T est le trafic multidiffus prvu (Moctets) pour assurer un service sur une zone couverte par un faisceau, tant donn que la notion dheure de pointe ne sapplique pas au cas du trafic radiodiffus/multidiffus. On obtient: =RTBNSbeams60030008(3) Rec. UIT-R M.1391-1 5 Dans lquation (2b): TM: trafic glo

36、bal prvu par mois exprim en Moctets pBH: partie du trafic diurne observ en heure de pointe (gnralement, pBH= 1/24) pHS: gal 1 en loccurrence, car le trafic ne dpend pas de lemplacement gographique de lutilisateur H: gal 1, car le trafic sera distribu uniformment dans le temps et la notion dheure de

37、pointe ne sapplique pas au trafic radiodiffus MD: rapport de conversion de mois en jours (gnralement, MD = 30 pour le trafic multidiffus) Nbeams: nombre de faisceaux dun groupe avec rutilisation de frquences. On obtient alors: beamsBHMNMDpTT= (4) 5.3.3 Trafic non multimdia Comme indiqu au 5.2, trois

38、 types de trafic non multimdia sont pris en considration: trafic de donnes faible dbit, messagerie et tlphonie vocale, en supposant que chacun deux est achemin sur des types de porteuse distincts. Ces trois types de trafic sont dsigns par la lettre i en indice dans les quations qui suivent. Pour le

39、trafic non multimdia (par commutation de circuits), on utilise la formule Erlang-B pour convertir le trafic en heure de pointe exprim en Erlang au nombre de circuits requis, cest-dire: ( )iiiErlbeamsiBGoSTErlangBNS = ,(5) o: Nbeams: nombre de faisceaux dun groupe avec rutilisation de frquences TErl,

40、i: trafic en heure de pointe sur un faisceau (Erlang) pour le type de trafic i GoSi: qualit dcoulement du trafic (probabilit de blocage) pour le type de trafic i Bi: largeur de bande de la porteuse (MHz) pour le type de trafic i. 60600008,=iibeamsiBHiHSiiMiErlRMDNppHTT (6a) 60,=ibeamsiBHiHSiiMiErlMD

41、NppHTT (6b) o: TM,i: prvision du volume global du trafic par mois pour le type de trafic i; si cette valeur est exprime en Moctets, lquation (6a) est utilise; si elle est exprime en minutes, lquation (6b) sapplique Hi: facteur de dcalage dheure de pointe (entre 0 et 1) pour le type de trafic i (voir

42、 le 5.2.3) pBH,i: partie du trafic diurne qui se produit en heure de pointe pour le type de trafic i HS,i: partie du trafic global observe au niveau dun groupe fort trafic pour le type de trafic i 6 Rec. UIT-R M.1391-1 MDi: rapport de conversion de mois en jours pour le type de trafic i Nbeams: nomb

43、re de faisceaux dun groupe avec rutilisation de frquences Ri: dbit de donnes de la porteuse pour le type de trafic i. On obtient alors le total des besoins de spectre pour le trafic non multimdia en faisant la somme des besoins des trois types de trafic diffrents, cest-dire: =iSS (7) 5.3.4 Observati

44、ons supplmentaires concernant le calcul du trafic en heure de pointe Dans la cadre de cette mthode, on part du principe que les besoins de trafic sont exprims soit en Moctets soit en minutes par mois. On utilise des facteurs de conversion des mois en jours, et des jours en heures de pointe, pour cal

45、culer le trafic en heure de pointe. Ces facteurs devraient tre calculs sur la base de statistiques relatives au trafic ou sur lvolution du trafic prvue et compte tenu de paramtres propres la qualit de service, par exemple la tolrance de gigue des diffrents services. Il est recommand deffectuer les c

46、alculs de spectre pour plusieurs rgions du monde, par exemple les trois rgions UIT. Pour dterminer le besoin de spectre crte dans une rgion donne, il peut tre ncessaire dappliquer les facteurs de crte gographiques, en fonction de la rsolution des donnes dentre relatives au trafic. Dans le cas du tra

47、fic non multimdia, tant donn quil existe trois types de trafic diffrents, les heures de pointe pour chacun de ces types de trafic peuvent ne pas concider. Les besoins de spectre devraient tre calculs en termes dheure de pointe globale. Le facteur de dcalage dheure de pointe, H, permet de convertir le trafic en heure de pointe, pour chaque type de trafic, en trafic en heure de pointe globale.