Для выполнения требований как высокоскоростного доступа в Интернет, так и критериев совместного использования частот с другими службами, необходимо определить технические параметры систем FWA.
Поскольку системы FWA предназначены для работы в полосе 5250–5350 МГц, следует учитывать следующие моменты:
– системы FWA включают в себя базовую станцию и множество удаленных станций в зоне покрытия, иначе называемой ячейкой. Считается, что каждая из удаленных станций связывается с базовой станцией только в выделенный временной интервал (в режиме многостационарного доступа с временным разделением (МДВР)) или в свободный интервал времени (в режиме многостанционного доступа с обнаружением несущей (МДОН). Это означает, что в любой момент времени в одной ячейке только одна станция работает на передачу. Поэтому помехи, создаваемые спутниковым станциям с космическим активным датчиком, определяются плотностью развертывания (на км2) базовых станций FWA.
– Большое значение имеет направленность антенны при высоких углах места. При достаточной избирательности антенн станций FWA в вертикальном направлении мощность помех будет существенно подавляться.
– Коэффициент активности группы передатчиков FWA в ячейке в наихудшем случае может достигать 100%.
– Для управления плотностью развертывания систем FWA могут потребоваться меры по лицензированию.
- 360 -
В соответствии с вышеприведенными особенностями для предварительного анализа в данном Приложении в качестве примера приняты технические параметры систем FWA, представленные в таблице 4.
Для данного анализа выбраны характеристики, приводящие к наихудшему случаю помех узкополосному приемнику SAR. Для системы FWA такого типа, если опорное направление антенны ориентировано приблизительно вдоль горизонта для обеспечения соединения типа точка–множество точек, угол относительно опорного направления будет представлять собой угол места. При углах надира от 20° до 55° углы места для антенны станции системы FWA, направленной на космический SAR, будут находится в пределах от 69° до 30°.
ТАБЛИЦА 4
Технические характеристики систем FWA, работающих в диапазоне 5,3 ГГц
|
Базовая станция
|
Удаленная станция
|
Полоса частот (МГц)
|
5250–5350
|
Режим эксплуатации
|
Точка–множество точек
|
Радиус ячейки (км)
|
1–2
|
Максимальная э.и.и.м./мощность передачи (Вт)
|
2/0,2
|
2/0,063
|
Коэффициент усиления/характеристики антенны
|
10 дБи/
Рек. МСЭ-R F.1336
Всенаправленная диаграмма (k = 0)
(рисунок 1)
|
15 дБи/
Рек. МСЭ-R F.1336
Антенна низкой стоимости
с низким коэффициентом усиления
(рисунок 2)
|
Ширина полосы (МГц)
|
20
|
Коэффициент шума приемника (дБ)
|
8
|
Пороговый уровень помех
|
I/N = 6 дБ или 128,8 дБ(Вт/20 МГц)
|
Поляризация
|
Вертикальная или горизонтальная
|
Коэффициент активности (%)
|
90
|
10
|
- 361 -
4 Совместное использование частот космическими активными датчиками и системами FWA
Совместное использование частот SAR и FWA 4.1.1 Помехи SAR от FWA
В таблице 5 приведены результаты расчета помех, создаваемых системой FWA с параметрами согласно таблице 4 радару SAR4 с характеристиками согласно таблице 1. Несмотря на то, что пороговые уровни помех на 1 МГц для SAR2, SAR3 и SAR4 почти одинаковы, в ходе дальнейшего анализа рассматривается радар SAR4, характеризующийся наиболее жесткими требованиями по абсолютной величине. При расчете помех учитываются влияние боковых лепестков антенны FWA и влияние рассеяния поверхностью Земли и зданиями. Для учета помех от боковых лепестков удаленных станций производится расчет средней э.и.и.м., поступающей на спутник от всех удаленных станций вокруг базовой станции (см. Добавление 1 к Приложению 1). Следует отметить, что в таблице 5 принят коэффициент повторного использования частоты, равный 4.
Рассеяние поверхностью Земли или возможное рассеяние ближайшими зданиями могут оказаться возможными источниками помех. Это влияние определяется местностью развертывания систем, высотой подвеса антенн (наверху или сбоку зданий), и т. д. Можно ожидать, что системы FWA будут использоваться в городских зонах с высокой плотностью застройки, где будет иметь место рассеяние от большого числа объектов, поэтому в дополнение к рассеянию поверхностью Земли следует учитывать и другие виды рассеяния. Особо следует учитывать современные офисные здания, построенные с использованием металла, где нельзя исключать вероятности высокого уровня отражения в направлении датчика. Для наихудшего случая коэффициент рассеяния принимается равным –18 дБ. Это предположение может потребовать пересмотра.
Вышеприведенный анализ основан на предположении, что не используются передатчики FWA с секторными антеннами. Наличие секторных антенн усложнит сценарий совместного использования частот из-за учета рассеяния.
Результаты показывают, что в зоне обслуживания SAR4 на площади 220 км2 при помехах спутниковому приемнику SAR ниже допустимого уровня могут работать 23 ячейки системы FWA. Если параметры систем FWA отличаются от приведенных в таблице 4, включая случай использования на базовых станциях секторных антенн, то число ячеек, которое можно разместить в зоне обслуживания спутника, будет другим. Таблицу 5 следует пересчитать с учетом фактических параметров.
- 362 -
ТАБЛИЦА 5
Помехи SAR4 от системы FWA
Параметр
|
20° от надира
|
55° от надира
|
Значение
|
дБ
|
Значение
|
дБ
|
Мешающая э.и.и.м. от бокового лепестка антенны FWA
|
От базовой станции
|
Пиковая мощность передачи (Вт)
|
0,2
|
7,00
|
0,2
|
7,00
|
Усиление передающей антенны (дБи)
|
|
14,20
|
|
8,80
|
Коэффициент активности
|
90%
|
0,46
|
90%
|
0,46
|
э.и.и.м. (дБВт)
|
|
21,66
|
|
16,26
|
От удаленных станций
|
Пиковая мощность передачи (Вт)
|
0,063
|
12,00
|
0,063
|
12,00
|
Среднее усиление передающей антенны (дБи)
|
|
4,96
|
|
2,34
|
Коэффициент активности
|
10%
|
10,00
|
10%
|
10,00
|
э.и.и.м. (дБВт)
|
|
26,96
|
|
24,34
|
Общая э.и.и.м. от бокового лепестка (дБВт)
|
|
20,54
|
|
15,63
|
Мощность помехи ввиду поверхностного рассеяния
|
От базовой станции
|
Пиковая мощность передачи (Вт)
|
0,2
|
7,00
|
0,2
|
7,00
|
Коэффициент активности
|
90%
|
0,46
|
90%
|
0,46
|
Мощность передачи (дБВт)
|
|
7,46
|
|
7,46
|
От удаленных станций
|
Пиковая мощность передачи (Вт)
|
0,063
|
12,00
|
0,063
|
12,00
|
Коэффициент активности
|
10%
|
10,00
|
10%
|
10,00
|
Мощность передачи (дБВт)
|
|
22,00
|
|
22,00
|
Общая мощность передачи (дБВт)
|
|
7,31
|
|
7,31
|
Коэффициент рассеяния (дБ)
|
|
18,00
|
|
18,00
|
Общая э.и.и.м. рассеяния (дБВт)
|
|
25,31
|
|
25,31
|
Общая мешающая э.и.и.м. от ячейки (дБВт)
|
|
19.29
|
|
15,19
|
Мощность помех, принимаемая SAR
|
Усиление приемной антенны (дБ)
|
|
42,70
|
|
42,70
|
Потери на поляризацию (дБ)
|
|
3,00
|
|
3,00
|
Потери при распространении в свободном пространстве (дБ)
|
(427 км)
|
159,55
|
(749 км)
|
164,43
|
Принимаемая мощность (дБВт)
|
|
139,14
|
|
139,92
|
Чувствитель-ность приемника SAR
|
Коэффициент шума (дБ)
|
|
4,62
|
|
4,62
|
kT
|
4,0 10–21
|
203,98
|
4,0 10–21
|
203,98
|
Ширина полосы пропускания приемника (МГц)
|
20,0
|
73,01
|
20,0
|
73,01
|
Мощность шума (дБВт)
|
|
126,35
|
|
126,35
|
Пороговый уровень помех SAR
(I/N = –6 дБ) (дБВт)
|
|
132,35
|
|
132,35
|
Допустимое число ячеек FWA
|
Запас (дБ)
|
|
6,79
|
|
7,57
|
Максимальное число ячеек FWA, использующих тот же РЧ канал в пределах зоны обслуживания SAR
|
4,78
|
|
5,71
|
|
Максимальное число ячеек FWA при коэффициенте повторного использования
частоты 4
|
19,1
|
|
22,8
|
|
- 363 -
4.1.2 Помехи FWA от SAR
Первым этапом анализа вероятных помех от космических SAR системам FWA является определение мощности сигнала боковых лепестков космического SAR вблизи поверхности Земли. В данном анализе использован медианный уровень усиления боковых лепестков, так как эти боковые лепестки покрывают существенно большую зону обслуживания, нежели основной лепесток, что приводит к помехам большей длительности. В таблице 6 приведены уровни помех, создаваемых системам FWA боковыми лепестками спутников SAR4. SAR4 выбран для демонстрации наихудшего случая. В таблице 6 показан положительный запас порядка 20 дБ, что дает благоприятный сценарий совместного использования частот с точки зрения учета влияния боковых лепестков.
ТАБЛИЦА 6
Помехи FWA от боковых лепестков SAR4
Параметр
|
20° от надира
|
55° от надира
|
Помехи базовой станции
|
Помехи удаленной станции
|
Помехи базовой станции
|
Помехи удаленной станции
|
Мощность передачи (дБВт)
|
32,3
|
32,3
|
Усиление передающей антенны (дБи)
|
5,0
|
5,0
|
Потери при распространении в свободном пространстве (дБ)
|
159,5
(427 км)
|
164,4
(749 км)
|
Усиление приемной антенны (дБи)
|
14,2
|
2,2
|
8,8
|
2,3
|
Потери в фидере FWA (дБ)
|
5,0
|
10,0
|
5,0
|
10,0
|
Принимаемая мощность (дБВт)
|
151,4
|
144,4
|
150,9
|
144,8
|
Сужение полосы частот (дБ)
|
3,0
|
3,0
|
Принимаемая мощность
(дБ(Вт/20 МГц))
|
154,4
|
147,4
|
153,9
|
147,8
|
Пороговый уровень помех FWA
(дБ(Вт/20 МГц))
|
128,8
|
128,8
|
Запас (дБ)
|
25,6
|
18,6
|
25,1
|
19,0
|
Однако пиковый коэффициент усиления антенны на 43–47,7 дБ выше среднего коэффициента усиления боковых лепестков, равного –5 дБи. Поэтому во время пролета спутника уровень помех у поверхности Земли будет выше порогового уровня помех для FWA. Хотя этот уровень и превышается, частота появления этих повышенных помех, по предположениям, составит один раз в 8–10 дней, а продолжительность каждого такого события оценивается как 0,5–1 с.
4.1.3 Резюме
Было показано, что совместное использование частот системой SAR и системой FWA в полосе 5250–5350 МГц возможно при выполнении определенных требований к эксплуатации и развертыванию системы FWA. На системы FWA в короткие промежутки времени во время пролета над ними спутника могут воздействовать повышенные помехи от SAR. Такие помехи считаются приемлемыми с учетом ожидаемой небольшой вероятности одновременного появления помех от SAR и замираний в системе FWA. Однако могут потребоваться дальнейшие исследования для уточнения влияния помех на системы FWA.
- 364 -
Достарыңызбен бөлісу: |