Рабочие материалы координатора по пункту 1.15 повестки дня ВКР-19 (стр. 2 )

На основе представленной и имеющейся информации подготовлен предварительный проект нового Отчета МСЭ-R RS.[275-450 GHZ CHARS] в котором должны быть приведены  технические и эксплуатационные характеристики ССИЗ (пассивная) и СКИ (пассивная) в полосе радиочастот 275 - 450 ГГц. Проект Отчета должен служить источником исходных данных о пассивных применениях для проведения исследований совместимости между активными и пассивными службами. В проекте Отчета выделяются два класса применений в ССИЗ:

–         Метеорологические и климатические измерения – измерения связаны с измерениями на резонансных частотах (спектральные линии) для водяных паров и кислорода с целью оценить такие параметры как влажность, давление, температура и облачность. Метеорологические и климатические измерения как правило выполняются с использованием вертикального зондирования и конических радиометров.

–        Измерение химического состава атмосферы — измерения связаны с большим число спектральных линий различных химических элементом, которые могут присутствовать в атмосфере и проводятся как правило с использованием limb sounding во всем диапазоне радиочастот.

Результаты исследований ССИЗ и СКИ

Для успешной реализации метеорологических и климатических измерений важны некоторые полосы частот в которых отмечается затухание сигналов при прохождении через атмосферу за счет паров воды и кислорода (см. Рис.1). Наиболее важными являются следующие частоты  325 ГГц, 380 ГГц (затухание в водяных парах) и 424 ГГц, 487 ГГц (затухание в кислороде). В Отчете также отмечается, что космические агентства США и Европы осуществляют измерения на следующих частотах — 183 ГГц, 243 ГГц, 325 ГГц, 340 ГГц, 380 ГГц, 425 ГГц, 448 ГГц, 664 ГГц и 874 ГГц.

Для ССИЗ выделяют семь видов сенсоров (применений ССИЗ), при этом в основном используются полярные орбиты для спутниковых аппаратов. Детальное описание следующих сенсоров представлены в проекте Отчета - CLOUDICE (Ice water path.), ICI (Ice Cloud Imager), TWICE  (Tropospheric Water and Cloud ICE), SMM (Passive submillimeter wave sensor for ice cloud measurements), STEAMR (Millimeter wave Limb sounder), GEM (Temperature and moisture profiling from the lower stratosphere down to ~2-5 km altitude) и FY-4MS MWR (Atmosphere temperature and humility sounder). Ниже приводятся основные спектральные линии.

Полоса частот (ГГц)	Спектральные линии (ГГц)
275-285.4	276.33 (N2O), 278.6 (ClO)
296-306	298.5 (HNO3), 300.22 (HOCl), 301.44 (N2O), 303.57 (O3), 304.5 (O17O), 305.2 (HNO3),
313.5-355.6	313.8 (HDO), 315.8, 346.9, 344.5, 352.9 (ClO), 318.8, 345.8, 344.5 (HNO3), 321.15, 325.15 (H2O), 321, 345.5, 352.3, 352.6, 352.8 (O3), 322.8, 343.4 (HOCl), 345.0, 345.4 (CH3Cl), 345.0 (O18O), 345.8 (CO), 346 (BrO), 349.4 (CH3CN), 351.67 (N2O), 354.5 (HCN),
361.2-365	364.32 (O3)
369.2-391.2	380.2 (H2O)
397.2-399.2	-
409-411	-
416-433.46	424.7 (O2)
439.1-466.3	442 (HNO3), 443.1, 448 (H2O), 443.2 (O3),

Ход разработки в отношении радиоастронимии

В ходе Собрания РГ 7D в ноябре 2016 года разработан документ 1A/93, который содержит информацию о критериях защиты радиоастрономической службы в диапазоне частот выше 275 ГГц, а раже характеристиках радиоастрономических станций. Эта информация разработана на основе Рекомендации МСЭ-R RA.769 и характеристик телескопа ALMA. Окончательные сведения о критериях защиты и технических характеристиках радиоастрономических станций были представлены на собрание РГ 1А МСЭ-R в июне 2017 года и были включены в проект нового Отчета МСЭ-R SM[300GHZ-SHARING].

Результаты исследования в отношении радиоастрономии

В материалах приводятся три номинала радиочастот, для которых определены критерии защиты при ширине полосы пропускания приемника 8 ГГц - 345 ГГц, 405 ГГц и 432 ГГц. Пороговый уровень приводится для величины мощности помехи на входе приемника (не ниже минус -184 дБВт), плотности потока мощности (-112 дБ(Вт/м2)) и спектральной плотности потока мощности (-211 дБ(Вт/(м2xГц)).

По информации на ноябрь 2016 года РГ 7D определила, что диапазон радиочастот 275-450 ГГц используется двумя радиоастрономическими станциями в Районе 1 (Франция и Испания) и восемь станций в Районе 3 (Чили, США, Мексика). РГ 7D отмечает также, что особенностью станций РАС является то, что высоты их расположения станций РАС составляют от 2000 метров до 5000 метров и при этом они располагаются в районах с крайне малым количеством осадков и в районах с очень высокой прозрачностью атмосферы.

4.2 Разработка эксплуатационных и технических характеристик в отношении подвижной службы  (РГ 5А)

Ход разработки

       В Отчете МСЭ-R SM.2352, посвященному тенденциям развития технологий активных служб в диапазоне частот 275-3000 ГГц, опубликованного в 2015 году, представлено несколько  применений подвижной службы в диапазоне частот выше 275 ГГц. В частности, это система считывания данных KIOSK (CPMS), системам считывания билетов с мобильных устройств, беспроводные линии в дата центрах и межпроцессорная передача данных (см. рисунки ниже).

       На прошедшем собрании РГ 5А были рассмотрены возможные дополнительные применения. В документе 5А/53 АС Японии информирует, что она изучает заявки сухопутной подвижной службы, работающих в диапазоне частот 275 450 ГГц, и отмечает, что полоса частот 275-320 ГГц будет наиболее подходящей для приложений типа «точка-точка» сухопутной ПС с непрерывной широкой полосой пропускания более 40 ГГц. АС Япония отмечает, что в целях выявления полос частот для наземного применения услуг мобильной связи в рамках пункта 1.15 повестки дня ВКР-19. АС Японии предлагает новый Отчет МСЭ-R, проект которого предложен в данном документе.

Связь малой дальности	Считывание данных
Линии связи в датацентрах	Линии связи внутри блоков

       Рис. 1 Возможные применения в рамках подвижной службы

       

       По результатам рассмотрения японского документа было принято решение подготовить на его основе следующие выходные документы.

       - проект документа связи во внешние организации. В нем РГ 5А просит внешние организации представить к ноябрьскому 2016 года собранию технические и эксплуатационные характеристик применений наземных радиослужб, работающих в частотном диапазоне 275-450 ГГц. Также РГ 5А запрашивает у внешних организаций информацию о таких характеристиках РЭС сухопутной ПС, работающих в диапазоне частот 275 – 450 ГГц.

       – рабочий документ к ППНО МСЭ-R M.[300GHZ_MS_CHAR]. Технические и эксплуатационные характеристики и применения сухопутной ПС, работающие в диапазоне частот 275 – 450 ГГц. В этом документе представлена структура предлагаемого отчета, в которую входят вопросы регуляторики спектра в этом диапазоне, обзор характеристик систем, работающих в близлежащем диапазоне (275 – 320 ГГц), а также технические и эксплуатационные характеристики систем сухопутной подвижной службы, работающих в диапазоне радиочастот 275-450 ГГц.

       РГ 5А направила документ по связи в РГ 1А, в котором представлена  информация о приложениях сухопутной ПС. В нем содержится пример конкретного приложения, которое работает в той же самой полосе частот.

Результаты исследований

Предварительные результаты исследования технических характеристик показывают, что основной полосой радиочастот является полоса  275-321.84 ГГц. При этом технические характеристики применений все еще находятся в стадии разработки, ниже приводятся сведения, которые доступны на  июнь 2017 года.

Характеристики CPMS

Характеристика	Значение
Максимальное расстояние между БС и МС	100 см
Потеря в кабеле (дБ)	2
Мощность БМ (дБм)	10
Усиление антенны БС (дБи)	30
Усиление антенны МС (дБи)	15
Коэффициент шума приемника (дБ)	15

Характеристики беспроводных линий в дата центрах

Характеристика	Значение
Метод дуплекса	TDD, FDD, SDD
Максимальное расстояние между устройствами	100 метров
Мощность передатчика (дБм)	10
Усиление антенны (дБи)	30
Коэффициент шума приемника (дБ)	10

Характеристики линий связи внутри блоков

Характеристика	Значение
Метод дуплекса	TDD, FDD, SDD
Максимальное расстояние между устройствами	<1 метра
Мощность передатчика (дБм)	10
Усиление антенны (дБи)	6-20
Коэффициент шума приемника (дБ)	10

       Предложен единственный частотный план, который предусматривает формирование каналов на основе разбиения всей полосы радиочастот на 2 ГГц блоки (см. рисунок ниже).