Частотные планы для систем фиксированной службы в полосах частот 71-76 ГГц и 81-86 ГГц

Размещение частотных каналов систем фиксированной службы, работающих в полосах частот 71-76 ГГц и 81-86 ГГц

Введение

Спектр миллиметровых волн свыше 70 ГГц вызывает все больший интерес у поставщиков услуг и разработчиков систем благодаря тому, что в этом диапазоне для передачи информации доступна очень широкая полоса пропускания. Наличие широких полос пропускания чрезвычайно ценно для реализации приложений высокоскоростной передачи данных. Благодаря уникальному характеру передачи в миллиметровых диапазонах и возможности использовать узконаправленные (игольчатые) лучи, можно без особых проблем предоставлять множество разнообразных услуг связи в различных приложениях, при этом обеспечивается высокоэффективное многократное использование частот.

Использование полос частот 71-76 ГГц и/или 81-86 ГГц дает возможность успешно вправиться с удовлетворением будущих потребностей рынка для более высокой пропускной способности систем радиодоступа, в частности, для Интернет-приложений. Фиксированные радиолинии могут быть развернуты намного быстрее и в некоторых случаях экономически более эффективны, чем проводные сети. Кроме того, диапазон миллиметровых волн обеспечивает достаточную пропускную способность для наземной фиксированной связи, конкурируя или дополняя волоконно-оптические сети. Успешное развитие конкурирующих с радиосвязью систем FSO (передача на оптических частотах в свободном пространстве) подтверждают возможность широкополосной передачи данных (1-10 Гбит/с) с достаточной степенью доступности и надежности.

В предлагаемом сценарии использования полос частот 71-76 ГГц и/или 81-86 ГГц системами фиксированной службы становится возможным осуществлять связь с очень высокой пропускной способностью (до 10 Гбит/с) и длинами пролетов 1-2 км (в условиях прямой видимости). Эти системы позволят быстро и эффективно организовать широкополосную передачу данных с высокой пропускной способностью в тех регионах, где волоконно-оптические кабели отсутствуют или экономически не эффективны.

Основные особенности действующих фиксированных систем радиосвязи в этой области спектра можно подытожить следующим образом:

• наличие широких полос пропускания, предполагая низкую стоимость трафика в условиях бит/с/Гц/€;

• Возможность многократного частот канала, благодаря уникальным условиям распространения радиоволн, высоконаправленным игольчатым лучам, это также даст возможность беспомеховой реализации различных сервисов и приложений, устраняя необходимость в координации частотных назначений;

Для достижения вышеуказанных целей единственным надежным решением является использование спектра выше 70 ГГц. Более низкий диапазон систем фиксированной службы примерно 52 ГГц (с каналами шириной 28/56 МГц) имеет аналогичные условия распространения, но не обеспечивает достаточно широких участков спектра для линий передачи с действительно широким диапазоном.

Европейская конференция администраций почт и электросвязи,

учитывая,

а) что Регламентом радиосвязи (РР) МСЭ и Европейской Таблицей распределения и использования частот (CEPT/ERC Доклад 25) полосы частот 71-76 ГГц и 81-86 ГГц выделены фиксированной службе на первичной основе, а также другим службам на совместной первичной основе;

б) что Европейская Таблица распределения и использования частот (Доклад 25 ERC) определяет полосы частот 71-74 ГГц и 81-84 ГГц как диапазоны для оборонных систем, но признает, что они могут быть поделены между гражданскими и военными пользователями в соответствии с национальными требованиями и законодательством (см. сноску EU27 ECA);

в) что п. 5.340 Регламента радиосвязи запрещаются все излучения в полосе 86-92 ГГц, и что необходимо принять меры по ограничению внеполосных излучений систем фиксированной службы в этой полосе;

г) п. 5.149 РР относится к полосе 81-86 ГГц, и МСЭ настоятельно рекомендует администрациям принять все возможные меры для защиты радиоастрономической службы от вредных помех;

д) характеристики распространения радиоволн в полосах частот 71-76 ГГц и 81-86 ГГц идеально подходят для систем малого радиуса действия, используемых в сетях фиксированной службы с высокой плотностью абонентов;

е) что поскольку разница потерь на распространение в диапазонах 71-76 ГГц и 81-86 ГГц не превышает 1 дБ для длин пролетов до 2 км, это также свидетельствует о возможности совместного использования этих двух полос частот при FDD с большим дуплексным разносом, если это необходимо;

ж) что приложениями фиксированной службы, предполагаемыми для использования в этой полосе, являются, главным образом, различные цифровые системы передачи с высокоэффективными схемами модуляции, позволяющие обеспечивать высокие скорости передачи данных;

з) что в полосах частот 71-76 ГГц и 81-86 ГГц может быть развернуто большое число новых систем фиксированной службы, что должно существенно снизить перегрузку более низких участков спектра;

и) что диапазон частот 79 ГГц (77-81 ГГц) был предназначен для оборудования SRR в соответствии с ECC/DEC(04)03;

рекомендует

1) администрациям, желающим целиком или частично использовать полосы частот 71-76 ГГц и/или 81-86 ГГц для систем фиксированной службы гражданского применения, следует учитывать планы размещения частот радиостволов, приведенные в Дополнении 1 и Дополнении 2, соответственно;

2) дуплексные каналы из плана размещения частот радиостволов в полосах частот 71-76 ГГц и 81-86 ГГц администрации могут назначить, по своему усмотрению, как в виде соответствующей дуплексной пары, так и в виде отдельных полос, содержащих внутреннее дуплексное разделение, как это показано в Дополнении 3;

3) для систем с чрезвычайно высокой скоростью передачи данных требуется, чтобы администрации могли разрешить гибкое объединение любого количества каналов шириной 250 МГц, как это показано в Дополнении 3;

4) примеры технических параметров для систем фиксированной службы гражданского применения в этих полосах содержатся в Дополнении 4.

Дополнение 1

План размещения частотных каналов в полосе 71-76 ГГц

Пусть f_r - опорная частота, равная 71000 МГц,

f_n - средняя частота канала в полосе 71-76 ГГц,

n - номер канала,

тогда средние частоты отдельных каналов шириной 250 МГц выражаются следующим соотношением:

f_n = f_r + 250·n МГц,

где: n = 1, 2, 3, …, 19

ПРИМЕЧАНИЕ: данный частотный план может применяться в системах как с TDD или FDD, так и в других случаях, предусмотренных данной рекомендацией.

Расчет параметров частотного планирования (по Рекомендации МСЭ-R F. 746)

XS	n	f₁	f_n	Z₁S	Z₂S
МГц		МГц	МГц	МГц	МГц
250	1,...19	71250	75750	250	250

Таблица А1.1

XS разнос частот между средними частотами соседних каналов

Z₁S разнос частот между нижней границей полосы частот и средней частотой первого канала

Z₂S разнос частот между средней частотой последнего канала и верхней границей полосы частот

Дополнение 2

План размещения частотных каналов в полосе 81-86 ГГц

Пусть f_r - опорная частота, равная 81000 МГц.

f_n - средняя частота канала в полосе 81-86 ГГц.

n - номер канала,

тогда средние частоты отдельных каналов шириной 250 МГц выражаются следующим соотношением:

f_n = f_r + 250·n МГц,

где: n = 1, 2, 3, …, 19

Расчет параметров частотного планирования (по Рекомендации МСЭ-R F. 746)

XS	n	f₁	f_n	Z₁S	Z₂S
МГц		МГц	МГц	МГц	МГц
250	1,...19	81250	85750	250	250

Таблица А2.1

XS разнос частот между средними частотами соседних каналов

Z₁S разнос частот между нижней границей полосы частот и средней частотой первого канала

Z₂S разнос частот между средней частотой последнего канала и верхней границей полосы частот

Дополнение 3

Примеры объединения каналов в полосах частот 71-76 ГГц и 81-86 ГГц

Принцип использования каналов в пределах полос частот 71-76 ГГц и 81-86 ГГц в виде одночастотного дуплекса с FDD представлен на рисунке А3.1.

Рис. А3.1. Организация каналов в виде одночастотного дуплекса с FDD при дуплексном разносе 10 ГГц.

Принцип использования каналов в пределах одной из полос частот 71-76 ГГц или 81-86 ГГц при дуплексном разносе менее 5 ГГц показан на рисунке А3.2.

Рис. А3.2. Организация каналов с FDD при дуплексном разносе менее 5 ГГц.

В случае, когда необходимо использование более широких каналов, например, для увеличения скорости передачи (при FSK модуляции), гибкое количество соседних каналов могут быть объединены в каналы с FDD и дуплексным разносом 10 ГГц, как показано на рис. А3.3, или дуплексным разносом менее 5 ГГц, как показано на рис. А3.4.

Рис. А3.3. Пример объединения нескольких каналов шириной 250 МГц, возможно соседних с исходным каналом.

Рис. А3.4. Пример объединения нескольких каналов шириной 250 МГц, возможно соседних с исходным каналом, в пределах одной из полос частот 71-76 ГГц или 81-86 ГГц.

Дополнение 4

Предварительные значения основных технических параметров систем фиксированной службы в полосах частот 71-76 ГГц и 81-86 ГГц

Данное дополнение содержит примеры основных параметров радиосистем фиксированной службы, которые могут использоваться администрациями в качестве ориентира при оценке помех и расчете частотного разноса с другими службами в полосах частот 71-76 ГГц и 81-86 ГГц.

В таблицах приведены основные параметры систем фиксированной службы, способных передавать полезный сигнал со скоростью 1 Гбит/с с использованием разного числа каналов шириной 250 МГц в полосах частот 71-76 ГГц и/или 81-86 ГГц и соответствующих Дополнениям 1-3 настоящей рекомендации.

Полосы частот	ГГц	71 - 76 \| 81 - 86
Ширина канала	МГц	250
Скорость передачи полезной информации	Гбит/с	1
Вид модуляции		128QAM
Полоса пропускания приемника	МГц	190
Коэффициент шума	дБ	12	13
Мощность сигнала на входе приемника при BER 10^-6	дБм	-56	-55
Коэффициент усиления антенны	дБ	50
Максимальная мощность на выходе передатчика	дБм	5 \| 4
Потери в фидере	дБ	0
Диаграмма направленности антенны		МСЭ-R F.699 и МСЭ-R F.1245

Таблица А4.1: Параметры линии передачи данных со скоростью 1 Гбит/с в одном канале шириной 250 МГц

Полосы частот	ГГц	71 - 76 \| 81 - 86
Ширина канала	МГц	500
Скорость передачи полезной информации	Гбит/с	1
Вид модуляции		16QAM
Полоса пропускания приемника	МГц	350
Коэффициент шума	дБ	12	13
Мощность сигнала на входе приемника при BER 10^-6	дБм	-61	-60
Коэффициент усиления антенны	дБ	50
Максимальная мощность на выходе передатчика	дБм	7-14 \| 6-14
Потери в фидере	дБ	0
Диаграмма направленности антенны		МСЭ-R F.699 и МСЭ-R F.1245

Таблица А4.2: Параметры линии передачи данных со скоростью 1 Гбит/с при использовании двух совмещенных каналах шириной 250 МГц

Полосы частот	ГГц	71 - 76 \| 81 - 86
Ширина канала	МГц	1250
Скорость передачи полезной информации	Гбит/с	1
Вид модуляции		FSK (ЧМн)
Полоса пропускания приемника	МГц	1000
Коэффициент шума	дБ	12	13
Мощность сигнала на входе приемника при BER 10^-6	дБм	-64	-63
Коэффициент усиления антенны	дБ	50
Максимальная мощность на выходе передатчика	дБм	14-20 \| 14-20
Потери в фидере	дБ	0
Диаграмма направленности антенны		МСЭ-R F.699 и МСЭ-R F.1245

Таблица А4.3: Параметры линии передачи данных со скоростью 1 Гбит/с при использовании пяти совмещенных каналов шириной 250 МГц