Приложение 3. Основные технические сведения о процедуре координации космических систем радиосвязи [10]

При создании новой спутниковой системы необходимо не ранее чем за шесть лет и предпочтительно не позднее, чем за два года до планируемой даты ввода в действие новой спутниковой сети послать для опубликования в еженедельном циркуляре в Бюро радиосвязи (БР) МСЭ информацию, перечисленную в Приложении 8 к Регламенту радиосвязи [20]. Эта информация должна содержать данные об орбите ИСЗ, сведения о зонах обслуживания, диапазон частот, максимальную спектральную плотность мощности (Вт/Гц), подводимую к антеннам ЗС и КС, ДНА, а также шумовые температуры приемников ЗС и КС, эквивалентную шумовую температуру линии и т.д. При этом для случая применения простых ретрансляторов с переносом частоты на КС указывается минимальная эквивалентная шумовая температура всей спутниковой линии Тл и связанное с ней значение коэффициента передачи (γ) между входом приемника КС и входом приемника ЗС. Для этого случая

Тл = Тзс + γТкс , (Пр. 3.1)

где Тл — эквивалентная шумовая температура линии, К; Тзс – эквивалентная шу-мовая температура приемника ЗС, К; Ткс – эквивалентная шумовая температура приемника КС, К.

Если после изучения этой информации, опубликованной в еженедельном циркуляре БР, какая-либо администрация сочтет, что ее существующим или запланированным службам могут быть созданы недопустимые помехи, она должна, в течение четырех месяцев после даты опубликования в еженедельном циркуляре указанной информации послать свои замечания заявляющей администрации. После получения замечаний от других администраций о возможности возникновения вредных помех заявляющая администрация должна приложить все усилия, чтобы попытаться преодолеть любые трудности и одновременно удовлетворить свои потребности.

В то же время Регламент радиосвязи относительно использования всеми странами на равных правах полос частот для служб космической радиосвязи определяет, что регистрация МСЭ частотных присвоений для служб космической радиосвязи и их использование не должны давать никакого постоянного приоритета никакой отдельной стране или группе стран и не должна препятствовать созданию и развитию космических систем связи другими странами [1]. Поэтому обе стороны обязаны найти взаимоприемлемое решение в процессе координации, если она необходима. При этом координация должна проводиться с теми частотными присвоениями, которые находятся в той же полосе частот, что и планируемое присвоение, соответствуют таблице распределения частот, записаны в справочный регистр или уже являются предметом координации. Для определения необходимости координации с какой-либо системой проводится упрощенная оценка возможных взаимных помех между системами, заключающаяся в расчете кажущегося увеличении эквивалентной шумовой температуры спутниковой линии, вызванного помехами, и последующем сравнении полученного значения, выраженного в процентах, с пороговым значением, определенным Регламентом радиосвязи. Помехи анализируются в обоих направлениях, т.е. помехи как создаваемые заявляемой системой, так и испытываемые ею. Превышения порогового значения приращения эквивалентной шумовой температуры линии в любой из анализируемых систем достаточно для заключения о необходимости координации.

Рис. Пр. 3.1. Помеховое взаимодействие двух геостационарных космических систем

При расчетах приращения эквивалентной шумовой температуры линии не-обходимо рассмотреть два возможных случая: 1) обе системы совместно ис-пользуют одну или несколько полос частот, причем направления передачи в совпадающих полосах в обеих системах совпадают; 2) обе системы совместно используют одну или несколько полос частот, причем передача в совпадающих полосах ведется в системах в противоположных направлениях (реверсное использование частот).

В случае, когда в системе используются ретрансляторы с прямым преобразованием частоты, приращение эквивалентной шумовой температуры спутниковой линии ΔТл может быть определено по выражению

ΔТл = ΔТзс + γΔТкс , (Пр. 3.2)

где ΔТзс – кажущееся увеличение шумовой температуры приемной системы ЗС на выходе приемной антенны, К; ΔТкс – кажущееся увеличение шумо-вой температуры приемной системы КС на выходе приемной антенны, К; γ - коэффициент передачи спутниковой линии между входом приемника КС и входом приемника ЗС, его значение обычно меньше единицы и характеризует степень влияния помех, создаваемых на линии ЗС-КС. Величины ΔТзс и ΔТкс можно записать в виде [20] :

ΔТзс = Ркс max Gпд кс(η) Gпр зс(θt) / (k∙ld); (Пр. 3.3)

ΔТкс = Рзс max Gпд зс(θt) Gпр кс(δ) / (k∙lu), (Пр. 3.4)

где Ркс max, Рзс max - максимальная плотность мощности в полосе 1 Гц, усред-ненная в наихудшей полосе 4 кГц для несущих ниже 15 ГГц и в полосе 1 МГц для несущих выше 15 ГГц, подводимая к антеннам мешающей КС и мешающей ЗС, соответственно, Вт/Гц; Gпд кс(η) - коэффициент усиления передающей антенны мешающей КС в направлении ЗС, подверженной помехам, раз; Gпр зс(θt) - коэффициент усиления приемной антенны ЗС, подверженной помехам, в направлении на мешающую КС, раз; Gпд зс(θt) – коэффициент усиления передающей антенны мешающей ЗС в направлении на КС, подверженную помехам, раз; Gпр кс(δ) – коэффициент усиления приемной антенны КС, подверженной помехам, в направлении на мешающую ЗС, раз; k - постоянная Больцмана (1,38∙10-23 Вт/(Гц∙К)); lu, ld - потери передачи в свободном пространстве на участке вверх (ЗC-КС) и участке вниз (КС-ЗС), соответственно, раз; θt - топоцентрический угловой разнос между спутниками с учетом допусков на удержание спутников по долготе; η – угол, определяющий направление прихода МС от мешающей КС на ЗС, подверженную помехам; δ - угол, определяющий направление прихода МС от мешающей ЗС на КС, подверженную помехам. Потери передачи (раз) в свободном пространстве :

l = , (Пр. 3.5)

где f - частота, МГц; d — расстояние, км.

Расстояние между ЗС и КС :

d= 42644√1 -0,2954 cos(ψ), (Пр. 3.6)

где cos(ψ)=cos(ς)cos(Δλ); ς - широта ЗС; Δλ - разность по долготе между КС и ЗС. Топоцентрический угловой разнос между двумя геостационарными КС для данной ЗС

θt = arcсos([d12+ d22 –{84322 sin(θg/2)}2]/[2d1d2]), (Пр. 3.7) где d1 и d2 - расстояния (в км) от ЗС до обоих КС, соответственно, вычисляемые по (Пр. 3.6); θg - геоцентрический угловой разнос между КС. Коэффициенты усиления бортовых антенн КС определяют из соответствующих заявочных характеристик, предоставляемых администрациями. Коэффициенты усиления антенн ЗС могут определяться либо по реальным измеренным характеристикам, либо на базе соответствующих рекомендаций МСЭ. В тех случаях, когда такая информация отсутствует, в Регламенте радиосвязи рекомендуется пользоваться следующими справочными ДНА, приведенными в Приложении 2. Для значений (D/λ)≥100 коэффициент усиления антенны (дБ) под углом φ относительно оси ДНА определяется по соотношениям: gmax-2,5∙10-3 (D∙φ/λ)2 при 0 < φ< φm;

g1 при φm≤ φ< φr;

32-25lg(φ) при φr≤ φ< 480;

-10 при 480 ≤ φ ≤1800,

где D - диаметр антенн, м; λ - длина волны, м; φ - угол (в градусах), отсчитываемый от оси антенны, равный θt или θg в зависимости от случая;

g1=2+15lg(D/λ) – коэффициент усиления антенны в направлении максимума первого бокового лепестка ДНА, дБ;

gmax - 2,5∙10-3(D∙φ/λ)2 при 0 < φ< φm;

g(φ)= g1 при φm≤ φ< φr; (Пр. 3.8)

32-25lg(φ) при φr≤ φ< 480;

-10 при 480 ≤ φ ≤1800,

где D - диаметр антенн, м; λ - длина волны, м; φ - угол (в градусах), отсчиты-ваемый от оси антенны, равный θt или θg в зависимости от случая; g1=2+15lg(D/λ) – коэффициент усиления антенны в направлении максимума первого бокового лепестка ДНА, дБ;

φm=(20 λ/D) √ gmax-g1 , град.; (Пр. 3.9)

φr =15,85(D/λ)-0,6, град. (Пр. 3.10)

Если D/λ не задано, его можно определить по формуле

D/λ=100,05(gmax-7,7) , (Пр. 3.11) Для значений (D/λ)<100

gmax-2,5∙10-3(D∙φ/λ)2 при 0 < φ< φm;

g1 при φm≤ φ<100λ/D; (Пр. 3.12)

52-25lg(φ)-10lg(D/λ) при 100λ/D ≤ φ< 480;

10-10lg(D/λ) при 480 ≤ φ ≤1800,

При изменении модуляции на КС, если для рассматриваемой спутниковой сети усиление передачи γ не дано или если передача исходит с КС, то увеличение шумовой температуры сопоставляется с общей шумовой темпе-ратурой конкретной рассматриваемой линии (КС или ЗС, соответственно). В этом случае эквивалентная шумовая температура всей спутниковой линии и усиление передачи γ не используют, а значение ΔТзс и ΔТкс рассматривают отдельно. Во втором случае, когда системы используют одну и ту же полосу час-тот при передаче в противоположных направлениях (реверсное использование частот), анализируются только помехи между КС, а помехи между ЗС должны рассматриваться в процессе координации, аналогичном координации земных и наземных станций. В этом случае

ΔТл = γΔТкс , (Пр. 3.13) или

ΔТл = γРкс max Gпд кс(η) Gпр кс(δ) / (k∙lс), (Пр. 3.14) где Gпд кс(η) – коэффициент усиления передающей антенны мешающей КС в направлении на КС, подверженную помехе, раз; Gпр кс(δ) – коэффициент уси-ления приемной антенны КС, подверженной помехе, в направлении на ме-шающую КС; lc — потери передачи в свободном пространстве на межспутнико-вой линии, рассчитываемые с учетом расстояния между спутниками dc, определяемого по формуле

dc = 84322 sin(θg/2) (Пр. 3.15) Если известны сведения об используемой в системах поляризации, то может быть учтена дополнительная поляризационная развязка на участке вниз Y. Тогда в первом случае

ΔТл1 = ΔТзс/Yd + γΔТкс/Yu , (Пр. 3.16) а во втором случае

ΔТл2 = γΔТкс/Yc , (Пр. 3.17) где Yd – поляризационная развязка между ПС и МС на участке спутниковой ли-нии вниз, раз; Yu - поляризационная развязка между ПС и МС на участке спутни-ковой линии вверх, раз; Yc - поляризационная развязка между ПС и МС на межспутниковой линии, раз. В отсутствие точных данных поляризационная развязка в (Пр. 3.16) и (Пр. 3.17) определяется согласно табл. Пр. 3.1.

Таблица Пр. 3.1

Поляризация сигнала		Коэффициент поляри - зационной развязки
ПС	МС
ЛКП	ПКП	4
ЛКП	ЛП	1,4
ПКП	ЛП	1,4
ЛКП	ЛКП	1
ПКП	ПКП	1
ЛП	ЛП	1

При расчетах ΔТл для каждой спутниковой приемной антенны той сети, которая испытывает помехи, следует определить наиболее неблагоприятно расположенную передающую ЗС мешающей спутниковой сети наложением зон обслуживания в направлении ЗС-КС мешающей сети на контуры усиления приемной антенны КС, нанесенные на карту поверхности Земли. Наиболее не-благоприятно расположенной передающей ЗС является такая станция, в на-правлении которой усиление приемной антенны КС сети, испытывающей по-мехи, оказывается наибольшим. Аналогично необходимо определить наиболее неблагоприятно расположенную ЗС для каждой зоны обслуживания в направ-лении КС-ЗС. Выраженное в процентах вычисленное значение ΔТл /Тл необходимо срав-нить с допустимым значением 6 %. Если вычисленное значение ΔТл /Тл не превышает допустимого, то координация рассматриваемых спутниковых се-тей не требуется. В случае помех только в одной линии, т.е. на участке вверх или вниз, выраженное в процентах значение ΔТзс /Тзс или ΔТкс /Ткс необходимо сравнить с допустимым значением 6 %. В случае помех и в линии вверх, и в линии вниз, между которыми на КС изменяется модуляция, необходимо сравнивать выра-женное в процентах каждое из значений ΔТкс /Ткс и ΔТзс /Тзс с пороговым значе-нием 6 %. Если хотя бы одно из рассчитанных значений для одной из взаимо-действующих систем превышает допустимое, то координация между рассматриваемыми системами необходима.

Приложение 6 Классификация излучений радиопередатчиков