Совместное использование частот в полосе ниже 1 ггц станциями подвижной службы и подвижными земными станциями негеостационарных подвижных спутниковых систем

1 Введение

Подвижные службы в полосе частот ниже 1 ГГц в основном характеризуются голосовыми несущими и несущими данных, которые могут быть преобразованы модуляцией в аналоговую или цифровую форму и присвоены на периодической сетке каналов. Используемые разнесения каналов включают 6,25 кГц, 12,5 кГц, и 25 кГц. Системы ПСС, которые совместно использовали бы частоты, проводили бы передачи Земля-космос с использованием кратковременных последовательностей сигналов на нерегулярной основе с периодами низкой загрузки. В Приложении 2 данной Рекомендации отмечается, что длины последовательностей сигналов могут достигать 500 мс, и предложена длительность времени 1% в 1–15 мин. Системы ПСС в полосе ниже 1 ГГц могут использовать алгоритм динамического присвоения каналов (например, как описано в Приложении 4), который позволяет космической станции идентифицировать эти каналы как не занятые подвижными станциями, которые совместно используют спектр. Приемник на спутнике наблюдает за всей совместно используемой полосой частот и определяет, какие из сегментов используются в данный момент системой ПС или для линий вверх НГСО ПСС. Со сканирующим полосу приемником на борту спутника существует очень малая вероятность возникновения помех от ПЗС в приемниках подвижных служб. Есть, однако, несколько ситуаций, когда в методе динамического присвоения каналов не удалось бы идентифицировать действующий канал ПС:

– уровень мощности ПС ниже порога обнаружения сканирующего полосу приемника спутника;

– препятствие на трассе от передатчика ПС к спутнику такое, что уровень принимаемого сигнала не достаточно высок, чтобы быть обнаруженным;

– передатчик ПС начинает функционирование во время передачи ПСС на канале, который предварительно был измерен как свободный канал.

В методике в § 2 этого Приложения предусмотрено вычисление вероятности помех в приемнике ПС от передач ПЗС внутри одиночной системы ПСС без использования метода динамического присвоения каналов.

Другая вероятность взаимных помех – передачи ПС, создающие помехи в приемнике космической станции ПСС. Со сканирующим полосу приемником ПСС, идентифицирующим свободные каналы Земля-космос для использования ПЗС, этого типа помех можно избежать. В параграфе 3 этого Приложения предложен статистический метод, который может быть использован для обеспечения гарантии нахождения достаточного числа свободных каналов для переноса передач ПСС Земля космос. Однако остается возможность начала функционирования передатчика ПС на ранее свободном канале в течение короткого интервала передачи ПЗС на этом канале и, вследствие этого, потенциального вызова помех в приемнике космической станции.

2 Статистическое моделирование помех от ПЗС НГСО ПСС в станциях подвижных служб

Входные параметры:

a) План формирования каналов подвижной службы (25, 12,5 или 6,25 кГц)

Используется для определения центральной частоты подвижной связи и ширины полосы промежуточной частоты (IF) приемника, как показано в таблице 2.

ТАБЛИЦА 2

Типичные планы формирования каналов подвижной службы

b) Скорость передачи данных на линии вверх ПЗС (9,6, 4,8, или 2,4 кбит/с)

Используется для определения спектра передачи ПЗС, как показано на рисунке 12, и мощности передатчика, как показано в таблице 3.


ТАБЛИЦА 3

Пример мощностей передатчиков ПЗС

c) Распределение ПЗС (равномерное или кластерное)

В равномерном распределении ПЗС моделируются как равномерно распределенные по территории внутри луча линии вверх спутника ПСС. В кластерном распределении ПЗС помещаются внутрь луча спутника с плотностью вероятности, приблизительно пропорциональной плотности популяции.

d) Выбор канала ПЗС (случайный или промежуточный)

Для алгоритма случайного выбора каналы линии вверх ПСС выбираются случайно на сетке 2,5 кГц в ширине всей полосы частот для совместного использования (1 МГц, например). Для алгоритма промежуточного выбора каналы линии вверх ПСС ограничены промежуточными положениями между каналами подвижной службы.

Для данного набора входных параметров выполняется достаточное число испытаний 1/2-с, чтобы гарантировать, что вычисленная вероятность помех является достоверной. (Число испытаний подразумевается достаточным, когда удваивание числа испытаний значительно не меняет вероятность помех.) Для каждого испытания 1/2-с выполняются следующие шаги:

э.и.и.м.₀( f ): нормализованная спектральная плотность мощности для передач ПЗС, математическое представление соответствующей кривой на рисунке 12.

(39)

где:

PR : защитное отношение (коэффициент помехозащищенности) для приемника ПС (дБ)

T : шумовая температура приемника ПС (К)

B_IF : ширина полосы IF приемника ПС (Гц)

R_C : расстояние от базовой станции ПС до границы области охвата (м)

d_MS : расстояние (м) между передатчиком ПС и приемником ПС

CF_MS : центральная частота канала ПС (Гц)

MESs : число действующих передатчиков ПЗС

 : (h_MES)²  h_MS²  g_MS  p_MES  D_MS

h_MES : высота антенны ПЗС (м)

h_MS : высота принимающей антенны ПС (м)

g_MS : числовой коэффициент усиления приемной антенны ПС

p_MES : мощность передатчика ПЗС (Вт)

D_MS : коэффициент поляризационной селекции антенны приемника ПС относительно сигналов ПЗС (числовой, меньше или равен нулю)

э.и.и.м.₀( f ) : спектральная плотность эффективной изотропно излучаемой мощности ПЗС, как определенная в Шаге 9, выше (Вт/Гц)

CF_MES : центральная частота отдельно взятого передатчика ПЗС (Гц)

f : частота (Гц)

d_MES-MS : расстояние от передатчика ПЗС до приемника ПС (м).

В уравнении для C/(N  I ) используется модель распространения, содержащаяся в уравнении (31), со средними уровнями напряженности поля, т. е. с p  50%.

Шаг 11: Если C/(N  I ) меньше, чем планируемый порог приемника ПС, то в результате испытания имеются помехи.

Вероятность помех вычисляется как отношение числа испытаний, окончившихся помехами, к общему числу испытаний. Результатом является вероятность помех в приемнике ПС, если он должен был принимать передачи последовательно.

При случаях с низкой загрузкой трафика ПС, вероятность помех в приемнике ПС уменьшается посредством коэффициента Эрланга для канала.

Моделирование C/(N  I ) со значениями p, отличными от 50%, требует преобразования уравнения (39), чтобы учесть разновидности потерь на пути с p и расстоянием, как данные в модели распространения в уравнении (31).