ITU-R SF 1481-1 FRENCH-2002 Frequency sharing between systems in the fixed service using high-altitude platform stations and satellite systems in the geostationary orbit in the fixnd 4.pdf

1、 Rec. UIT-R SF.1481-1 1 RECOMMANDATION UIT-R SF.1481-1 Partage de frquences entre systmes du service fixe utilisant des stations places sur des plates-formes haute altitude et systmes satellites gostationnaires du service fixe par satellite dans les bandes 47,2-47,5 et 47,9-48,2 GHz (Questions UIT-R

2、 251/4 et UIT-R 218/9) (2000-2002) LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que de nouvelles technologies sont en cours dlaboration utilisant les relais de tlcommunication placs sur des plates-formes haute altitude en des points fixes de la stratosphre (voir la Note 1); b) que les sy

3、stmes utilisant une ou plusieurs stations places sur des plates-formes haute altitude (HAPS) en des points fixes de la stratosphre peuvent prsenter les caractristiques souhaitables pour des communications numriques large bande et haut dbit, notamment des applications de vido interactive, avec un pot

4、entiel significatif de rutilisation de frquences et capables de desservir des zones fortement peuples; c) que de tels systmes devraient tre en mesure de couvrir des rgions mtropolitaines avec des angles dlvation importants et des longueurs de trajet peu importantes, et des rgions priphriques rurales

5、 ou des pays voisins avec des angles dlvation faibles mais sans diminution de capacit; d) que les services numriques large bande fournis par ces systmes dans le service fixe visent fournir des infrastructures tendues de communication promouvant le rseau dInfrastructure mondiale dinformation (GII); e

6、) que dans les rgions forte densit de population et dentreprises, le nombre dutilisateurs de ces services est suppos tre trs grand; f) que le spectre radiolectrique au-dessus de 30 GHz est attribu une varit de services de radiocommunication et quun grand nombre de systmes diffrents utilisent dj ou c

7、omptent utiliser ces attributions de bandes de frquences; g) que les bandes 47,2-47,5 GHz et 47,9-48,2 GHz sont attribues au service fixe par satellite (SFS), notamment aux systmes non-gostationnaires (non OSG) dans la direction Terre vers espace; h) quil existe une demande croissante daccs ces attr

8、ibutions; j) que, selon le numro 5.552A du Rglement des radiocommunications (RR), lattribution au service fixe dans les bandes 47,2-47,5 GHz et 47,9-48,2 GHz est rserve lusage des HAPS; k) que conformment la Rsolution 122 (Rv.CMR-2000), les administrations sont encourages contribuer la coordination

9、entre systmes utilisant des HAPS et fonctionnant dans le service fixe dans les bandes 47,2-47,5 GHz et 47,9-48,2 GHz et dautres services de radiocommunication titre primaire avec galit des droits sur leur territoire et sur des territoires voisins; l) que, dans la mesure o des systmes du service fixe

10、 utilisant des HAPS peuvent utiliser la gamme complte des angles dlvation, le partage avec le SFS peut prsenter des difficults; 2 Rec. UIT-R SF.1481-1 m) que de tels systmes placs sur des plates-formes haute altitude peuvent ne pas prsenter les mmes difficults de partage avec les liaisons de connexi

11、on des satellites de radiodiffusion en utilisant les bandes de frquences du SFS; n) que, du fait des pertes leves par diffraction ces frquences, le brouillage peut tre minimis en tirant profit dune protection locale pour rduire le rayonnement des lobes latraux; o) quun systme du service fixe utilisa

12、nt des HAPS est dcrit dans la Recommandation UIT-R F.1500, recommande 1 que, pour faciliter le partage dans les bandes 47,2-47,5 GHz et 47,9-48,2 GHz, les stations terriennes du SFS utilisent des antennes dun diamtre minimum de 2,4 m ou dautres types dantennes de qualit similaire; 2 que, lors de lin

13、stallation de stations dutilisateurs ou de stations dentre sur le service fixe utilisant des HAPS ou de stations terriennes du SFS, on tire profit de la topographie locale ou de structures artificielles afin de maximiser la protection contre les rayonnements du lobe latral tout en prservant la quali

14、t de fonctionnement du systme. Ce point peut concerner linstallation dantennes la hauteur minimale acceptable au-dessus du niveau du sol; 3 que, dans les rgions o un systme HAPS doit en principe fournir un service un trs grand nombre de terminaux, on ne sattende pas en gnral pouvoir mettre en oeuvre

15、 le partage avec des stations terriennes du SFS. Pour le systme HAPS type dcrit dans la Recommandation UIT-R F.1500, avec des zones de service symtriques autour du point nadir, on estime que la limite de ce type de service se situe la limite extrieure de la zone de couverture suburbaine environ 80 k

16、m du nadir; 4 que, dans la zone de couverture rurale et au-del dun rayon de 80 km, la fourniture dun service un trs grand nombre de terminaux ne soit pas envisageable et que le partage avec des stations terriennes du SFS pourrait tre faisable condition que les stations terriennes du SFS disposent du

17、ne discrimination angulaire suffisante entre la plate-forme HAPS et le satellite du SFS. On ne peut souvent atteindre une telle discrimination angulaire que si la station terrienne du SFS est situe en dehors de la zone de couverture HAPS ou si laxe de vise du satellite du SFS pointe en dehors de la

18、zone de couverture HAPS; 5 que pour des stations terriennes du SFS et des terminaux dutilisateur HAPS situs dans la mme zone rurale de couverture, la distance maximale de sparation tenant compte de leffet dcran local soit denviron 30 km. Cette distance dpend cependant fortement de la gomtrie liant l

19、es stations terriennes aux terminaux dutilisateur; elle peut tre infrieure 1 km dans de nombreux cas; 6 que, pour lexamen des conditions de ralisation du partage entre des systmes du service fixe utilisant des HAPS et des systmes du SFS (cas expos dans lAnnexe 4), la mthodologie prsente lAnnexe 1 et

20、 les informations contenues dans les Annexes 2 et 3 puissent tre utilises provisoirement (voir les Notes 2 5); 7 que des tudes complmentaires puissent identifier des scnarios oprationnels supplmentaires ainsi que des techniques de rduction des brouillages pouvant faciliter le partage de frquences. N

21、OTE 1 Il est admis que des systmes utilisant des HAPS remplissent potentiellement les conditions dapplication de divers services comme les services mobiles et de radiodiffusion. Dans la prsente Recommandation, lapplication concerne principalement le service fixe dans les bandes 47,2-47,5 et 47,9-48,

22、2 GHz. Rec. UIT-R SF.1481-1 3 NOTE 2 Les informations contenues dans les Annexes 2 et 3 concernent un systme spcifique en cours dlaboration. Des tudes approfondies sont ncessaires pour mettre au point des critres de brouillage largement applicables. NOTE 3 Les paramtres des liaisons de connexion du

23、service de radiodiffusion par satellite (SRS) mentionns lAnnexe 3 sont extraits du Rapport UIT-R BO.2016. Les paramtres des systmes SFS OSG utiliss sont galement cits lAnnexe 3. NOTE 4 Il peut savrer ncessaire de dterminer la puissance surfacique maximale admissible vers les satellites OSG du fait d

24、u brouillage composite provoqu par des stations au sol dutilisateurs de rseaux placs sur des plates-formes haute altitude. NOTE 5 On peut amliorer lvaluation du brouillage cumul en dveloppant un modle de simulation qui prenne en compte les distributions gographiques et les caractristiques dantenne d

25、es stations terrestres des rseaux placs sur des plates-formes haute altitude. ANNEXE 1 Mthodologie dtude du partage de frquences entre systmes pour zones fortement peuples du service fixe utilisant des HAPS et le SFS 1 Introduction La prsente Annexe prsente les critres de brouillage et les mthodes d

26、e prvision utiliser pour les analyses de partage entre systmes pour zones fortement peuples du service fixe utilisant des HAPS et les systmes du SFS. Les bandes considres sont 47,2-47,5 GHz et 47,9-48,2 GHz. Les caractristiques dun rseau type utilisant des HAPS pour lapplication service fixe dans de

27、s zones fortement peuples sont indiques dans la Recommandation UIT-R F.1500 et certains paramtres pertinents sont rsums dans lAnnexe 2. Les paramtres systme types des liaisons de connexion OSG SRS et des systmes OSG SFS sont indiqus lAnnexe 3. 2 Mthode de calcul La densit p.i.r.e. dans une largeur d

28、e bande de rfrence de 1 MHz peut tre calcule laide de la formule suivante: dB(W/MHz)log10 BLGPeriptft+= o: P : densit de la puissance de sortie de lmetteur (dB(W/MHz) Gt: gain de lantenne dmission (dBi) Ltf: affaiblissement de la ligne dantenne (dB) B : largeur de bande. Les lments prendre en compte

29、 pour lestimation de laffaiblissement total sur le trajet sont indiqus dans la Recommandation UIT-R P.1409. Une formule pour laffaiblissement atmosphrique est galement donne dans la Recommandation UIT-R SF.1395. 4 Rec. UIT-R SF.1481-1 La densit de la puissance de rception attendue peut tre calcule l

30、aide de: 60)/4(log20log10 += dBLLLGLGPPparfrtftrdB(W/MHz) (1) o: Pr: densit de la puissance de londe porteuse attendue (dB(W/MHz) P : densit de la puissance de sortie de lmetteur (dB(W/MHz) Gt: gain de lantenne dmission (dBi) Ltf: affaiblissement de la ligne dantenne (dB) Gr: gain de lantenne de rce

31、ption (dBi) Lrf: affaiblissement de la ligne dantenne de rception (dB) La: absorption atmosphrique pour un angle dlvation donn (dB) Lp: affaiblissement d dautres effets de propagation (dB) : longueur donde (m) d : distance (km). ANNEXE 2 Caractristiques systme dun rseau type plac sur une plate-forme

32、 haute altitude 1 Le systme plac sur une plate-forme haute altitude La description dun systme typique est donne dans la Recommandation UIT-R F.1500. Le systme comprend une plate-forme situe haute altitude en un point nominalement fixe de la stratosphre une altitude de 21 25 km. La communication seff

33、ectue entre la plate-forme et les stations terrestres dutilisateurs installes dans une organisation cellulaire permettant une rutilisation substantielle des frquences. Les stations dutilisateurs sont dcrites comme se situant dans lune des trois zones suivantes: couverture de zone urbaine, suburbaine

34、 et rurale (UAC, urban area coverage), SAC (suburban area coverage) et RAC (rural area coverage) respectivement). 1.1 Zones de couverture Les zones de couverture sont dfinies en termes dangle dlvation entre le sol et la HAPS. Les angles de dpression la plate-forme sont trs similaires. Le Tableau 1 i

35、ndique les angles et les distance de couverture au sol mesures partir du nadir. TABLEAU 1 Zones de couverture Distance au sol (km) Zone de couverture Angles dlvation (degrs) Plate-forme 21 km Plate-forme 25 km UAC 90-30 0-36 0-43 SAC 30-15 36-76,5 43-90,5 RAC 15-5 76,5-203 90,5-234 Rec. UIT-R SF.148

36、1-1 5 1.2 Station place sur la plate-forme Les caractristiques typiques dantenne et dmetteur pour une station place sur une plate-forme sont donnes dans le Tableau 2. Les communications avec des stations dutilisateurs utiliseront la modulation MDP-4 multiplexe rpartition dans le temps (MRT) et les c

37、ommunications avec des stations dentre utiliseront la modulation de haut niveau, MAQ-64. TABLEAU 2 Paramtres de lmetteur de la station place sur une plate-forme 1.3 Stations dutilisateurs et stations dentre Les paramtres correspondants des stations terrestres sont indiqus au Tableau 3. Dans la direc

38、tion montante, les stations dutilisateurs vont utiliser un AMRT ondes porteuses multiples assignation avec modulation MDP-4, alors que les stations dentre utiliseront des techniques similaires celles de la plate-forme. TABLEAU 3 Caractristiques de lmetteur de la station terrestre 1.4 Diagrammes de r

39、ayonnement dantenne Les diagrammes de rayonnement dantenne pour antennes de plates-formes sont conformes la Recommandation UIT-R S.672. Communication vers Puissance de lmetteur (dBW) Gain dantenne (dBi) UAC 1,3 30 SAC 1,3 RAC 3,5 41 Station dentre (UAC) 0 35 Station dentre (SAC) 9,7 38 Communication

40、 vers Puissance de lmetteur (dBW) Gain dantenne (dBi) UAC 8,2 23 SAC 7 38 RAC 1,5 Station dentre (UAC) 1,7 46 Station dentre (SAC) 13,4 46 6 Rec. UIT-R SF.1481-1 ANNEXE 3 Paramtres systme du SFS 1 Paramtres systme des liaisons de connexion SRS 2 Paramtres systme dune liaison SFS OSG Terre vers espac

41、e Paramtres des liaisons de connexion SRS Modulation MDP-4 Frquence (GHz) 48,2 Largeur de bande (MHz) 1 Antenne dmission (station terrienne): Puissance (dB(W/MHz) 3 Gain (dBi) 57,7 Affaiblissement de ligne (dB) 2,5 p.i.r.e. (dB(W/MHz) 58,2 Angle dlvation (degrs) 55 Longueur de trajet (km) 36 780 Aff

42、aiblissement en espace libre (dB) 217,4 Absorption atmosphrique (dB) 1,2 Station terrienne Frquence de la liaison montante (GHz) 47,2-50,2 Gain dantenne maximal (2,4 m/0,9 m) (dBi) 59,7/51,2 Diagramme de gain dantenne (dBi) 29 25 log min = 10 Affaiblissement de la ligne de la station terrienne (dB)

43、2,5 Angle dlvation minimal (degrs) 20 Densit de puissance maximale (2,4 m/0,9 m) (dB(W/MHz) 1,8/6,7 Densit maximale de la p.i.r.e. (2,4 m/0,9 m) (dB(W/MHz) 55,4/55,4 Satellite Gain dantenne maximal (dBi) 51,5 G/T du satellite (dB(K1) 23,4 Temprature de bruit du systme (K) 650 Taille du faisceau (deg

44、rs) 0,3 Nombre de faisceaux 24 Rec. UIT-R SF.1481-1 7 ANNEXE 4 Partage de frquences entre les systmes HAPS du service fixe et les stations du SFS 1 Les paramtres du systme HAPS du service fixe Les paramtres utiliss dans cette tude sont tirs de la Recommandation UIT-R F.1500 et figurent dans les Tabl

45、eaux suivants: TABLEAU 4 Zones de couverture HAPS TABLEAU 5 Paramtres de lmetteur de la station place sur une plate-forme TABLEAU 6 Paramtres dmission du terminal dutilisateur Zone de couverture Angle dlvation (degrs) Porte au sol (km) (HAPS 21 km) UAC 90-30 0-36 SAC 30-15 36-76,5 RAC 15-5 76,5-203

46、Communication vers Puissance dmission (dBW) Gain dantenne (dBi) UAC 1,3 30 SAC 1,3 30 RAC 3,5 41 Communication vers Puissance dmission (dBW) Gain dantenne (dBi) UAC 8,2 23 SAC 7 38 RAC 1,5 38 8 Rec. UIT-R SF.1481-1 TABLEAU 7 Critres de brouillage pour les systmes HAPS 1481-0140303520251015051050 183

47、654729010812614162180GUAC()GSAC()Gain(dBi)Angle par rapport laxe principal, (degrs)FIGURE 1Enveloppes des diagrammes de rayonnement dantenne des terminaux dutilisateurs HAPS,en application de la Recommandation UIT-R F.6992 Aperu gnral des systmes du SFS Il existe un certain nombre de systmes du SFS pouvant tre exploits dans la bande des 47 GHz (liaison Terre vers espace). On trouvera dans le Tableau 8 les paramtres relatifs un systme OSG du SFS typique qui constituent la base de lanalyse. Terminal dutilisateur HAPS Critre de brouillage (dB(W/MHz) 149 151,6 Rec. UIT-R SF.1481-1 9 TAB