Версия для слабовидящих

Ценнейший участок спектра

01.07.2009

Вопросы использования цифрового дивиденда.

Технологическая эффективность использования частотного спектра стала в на¬стоящее время важным научно-прикладным направлением. Поскольку она зависит от методов сжатия и параметров схемы модуляции при передаче сигнала, после перехода на цифровое вещание за счет более эффективного использования радиочастотного ресурса можно ожидать высвобождения некоторого количества спектра – так называемого «цифрового дивиденда», который может быть использован появившимися за последнее время наиболее перспективными, востребованными, социально значимыми и прибыльными применениями.

Соглашение «Женева-06»

В период подготовки к Региональной конференции 2006 года (РКР-06) был разработан и согласован план цифрового радиовещания, планирование наземного цифрового вещания осуществлялось в частях Района 1, расположенных к западу от меридиана 170° в.д. и к северу от параллели 40° ю.ш., за исключением территории Монголии и Исламской Республики Иран в полосах частот 174–230 МГц и 470–862 МГц (Женева, 2006 год). В честь места проведения Региональной Конференции по планированию вещания Соглашение, разработанное и принятое Конференцией РКР-06, получило название GE-06. В соответствии с Соглашением GE-06, большинство стран Европы планируют до 2015 года, а некоторые еще раньше, прекратить аналоговое и перейти на цифровое вещание.

План GE-06 можно считать гибким в отношении использования спектра, поскольку судьбу цифрового дивиденда администрации могут решать по своему усмотрению. Он позволяет использовать присвоения Плана для отличных от радиовещания служб и применений с характеристиками, не создающими большей помехи и не требующими большей защиты, чем содержащиеся в Плане присвоения.

В 2006–2007 годах (до ВКР-07) ряд администраций – членов Международного союза электросвязи (МСЭ) провели предварительную оценку «количества» цифрового дивиденда (см. табл. 1). Часть ТВ-каналов в диапазоне 470–862 МГц, а именно его верхний поддиапазон 790–862 МГц (62– 69 каналы), рассматривались многими администрациями как будущий цифровой дивиденд.


Таблица 1. Количество цифрового дивиденда в различных странах
Страна Количество Полоса частот
Великобритания 64 МГц 550–630 МГц*
48 МГц 806–854 МГц
Франция 72 МГц 790–862 МГц
Япония 48 МГц 722–770 МГц
12 МГц** 710–722 МГц
Корея 54 МГц 752–806 МГц
США 108 МГц 698–806 МГц
*  диапазон, в котором будет выделено 64 МГц
**  рассматривается возможность выделения

На Всемирной конференции радиосвязи 2007 (ВКР-07) полоса частот 790–862 МГц в Районе 1 была распределена подвижной службе на первичной основе и идентифицирована в Районах 1 и 3 для технологии IMT (International Mobile Telecommunications). Такое распределение будет действовать в Районе 1 с 17 июня 2015 года, однако в ряде стран Района 1 в соответствии с примечаниями 5.316 и 5.316АРР такое распределение начало действовать сразу после ВКР-07, но на вторичной основе по отношению к другим службам в рассматриваемой полосе частот.

Новые задачи

Для того чтобы использование цифрового дивиденда было максимально эффективным, оно должно быть гармонизировано в рамках Европы. Поэтому в Европейском союзе было принято «политическое» решение о высвобождении полосы 790–862 МГц от систем радиовещания и развитии в этой полосе подвижной службы. Следует отметить, что не все страны Европы готовы полностью вывести из этой полосы радиовещание и планируют оставить его в части вышеуказанной полосы. Например, в некоторых странах уже внедряют цифровое ТВ в этой полосе частот, а в других (среди них Россия, Венгрия, Польша) участки полосы частот 790–862 МГц используются для воздушной радионавигационной службы.

Защита сетей радиовещательной службы, работающей в соответствии с Соглашением Женева-2006, и других применений (в России в соответствии с п. 5.312 РР часть этой полосы распределена на первичной основе воздушной радионавигационной службе), от применений подвижной службы, которые будут работать в соседних странах, будет осуществляться на основе координации.

В апреле 2008 года по решению Еврокомиссии перед Европейской конференцией почт и электросвязи (СЕРТ) был поставлен ряд задач для определения технических возможностей использования цифрового дивиденда в странах Евросоюза.

Для разработки необходимых условий введения подвижной связи в полосу частот 790–862 МГц были назначены проектные группы Комитета по электронным средствам связи (EСС) в рамках СEPT: SE42 «Новые подходы в вопросе совмещения и гибкости использования спектра», ECC TG4 «Цифровой дивиденд»иЕСС РТ1 «Вопросы IMT». Перед этими группами были поставлены следующие задачи:

  • определение общих и наименее ограничивающих технических условий, применимых к сетям подвижной связи для облегчения их ввода в полосу 790–862 МГц, одновременно обеспечивая защиту сетей радиовещательной службы, работающей в соответствии с Соглашением Женева-2006, а также других применений (SE42 и ECC TG4);
  • разработка наиболее подходящих канальных планов для полосы частот 790–862 МГц применительно к будущей подвижной службе (ECC PT1);
  • вопросы приграничной координации между подвижными службами в одной стране и вещательной службой в другой стране (ECC TG4);
  • разработка рекомендаций по наилучшему решению, обеспечивающему продолжение предоставления услуги PMSE (производство программ и освещение специальных событий), работающей в полосе 470–862 МГц (ECC TG4).

Проект Отчета в соответствии с задачами Еврокомиссии был представлен на собрании Комитета по электронным средствам связи в период 22–26 июня этого года.

Проектная группа SE42

Проектная группа SE42 разрабатывает маски для базовых и абонентских станций будущих служб в полосе 790–862 МГц, исходя из предположения, что наиболее вероятной службой связи, которая будет развернута в полосе 790–862 МГц, помимо вещательной, станет подвижная служба, а в центральном промежутке канального плана для FDD (Frequency Division Duplex) систем подвижной связи для полосы 790–862 МГц будут работать системы подготовки программ и экстренных выпусков (PMSE).

Для того чтобы максимально упростить ввод подвижных служб в «бывшую» полосу радиовещания, необходимо разработать условия, при которых применения подвижной службы смогут в ней работать. Таким образом, группа SE42 разрабатывает технические условия (общие и по возможности минимальные), которые будут выполнять все операторы, желающие развернуть свои сети подвижной связи в полосе 790–862 МГц. Также группа разрабатывает краевые маски блока для базовых и абонентских станций подвижной службы.

В основу разработки технических условий использования полосы 790–862 МГц были положены принципы европейской концепции WAPECS (политика беспроводного доступа для электронных служб связи), основная идея которой – упрощение доступа к радиочастотному спектру на основе нейтральности технологий и служб. Для описания технических условий был выбран подход краевой маски блока (ВЕМ). Защита радиовещательных служб и других первичных служб в полосе 790–862 МГц от подвижных служб на смежных территориях будет осуществляться посредством координации. Рекомендации по проведению координации радиовещательной службы и подвижной службы разрабатываются в ЕСС TG4.

В качестве одного из возможных применений в центральном промежутке канального плана для FDD систем подвижной связи для полосы 790–862 МГц предлагается использовать системы подготовки программ и экстренных выпусков (PMSE), для этих устройств группа предлагает использовать краевую маску блока, аналогичную разрабатываемой для подвижных служб.

Группа ECC PT1

Группе ECC PT1 была поручена разработка канального плана для подвижной службы в полосе частот 790–862 МГц. В настоящее время был подготовлен проект отчета CEПT, содержащий предложения по гармонизированным частотным планам для систем подвижной службы в полосе частот 790–862 МГц.

В отчете рассматриваются несколько важнейших вопросов, связанных с использованием цифрового дивиденда. Во-первых, требуется гибкость при адаптации частотного плана для систем подвижной службы к национальным особенностям и потребностям рынка для обеспечения роуминга, приграничной координации достижения экономии за счет масштабов производства оборудования. Поскольку количество рассматриваемого спектра относительно невелико – 72 МГц, необходимо обеспечить технические условия, позволяющие оптимальное использование этого участка спектра.

Группа ЕСС PT1 пришла к выводу, что методы доступа к спектру, такие как FDD и TDD (Time Division Duplex), не должны использоваться одновременно в рамках гармонизированного частотного плана и также на национальной основе.

Во-вторых, рассматриваются случаи, когда не все каналы доступны, в связи с их использованием существующим службами. Администрации полностью суверенны в отношении принятия решения о полном или частичном использовании рассматриваемой полосы в зависимости от потребностей рынка, а также с учетом совместимости IMT с другими первичными службами, работающими в этой полосе частот, или исходя из существующих приграничных соглашений.

В-третьих, в Отчете анализируются все возможные методы, используемые в рамках IMT, такие как TDD, FDD (полный дуплекс) и FDD (полудуплекс). Было признано, что с учетом устранения взаимных помех, дуплексный промежуток должен быть не менее 10 МГц. Вместе с тем, отмечается, что для защиты 60-го канала телевидения (782–290 МГц) от систем подвижной службы выше 790 МГц требуется защитная полоса частот 1–2 МГц.

В-четвертых, рассматриваются размеры блока для плана IMT. Большинство представителей промышленности выступили в поддержку частотного плана на основе блоков шириной 5 МГц, который соответствует современным радиоинтерфейсам и обеспечивает возможность использования блоков по 10 МГц, 15 МГц, 20 МГц и т. д. Не остались без внимания и вопросы совместимости (в частности, на краю полосы частоты 790 МГц).

В апреле 2009 года был разработан проект Решение ЕСС по вопросам использования полосы частот 790–862 МГц сетями подвижной/фиксированной связи, которые включают в себя и IMT. В табл. 1 и 2 представлены канальные планы для IMT в полосе 790–862 МГц в соответствии с проектом нового Решения ЕСС.


Таблица 2. Предпочтительный канальный план для FDD (в первой строке указаны частоты телевизионных каналов)
791

796
796

801
801

806
806

811
811

816
816

821
821

832
832

837
837

842
842

847
847

852
852

857
857

862
Линия вниз Центральный промежуток Линия вверх

30 МГц (6 блоков по 5 МГц)

11 МГц

30 МГц (6 блоков по 5 МГц)

Примечание: Гармонизированный частотный план состоит из парных полос 2х30 МГц с дуплексным промежутком 11 МГц, основанный на размере блоков 5МГц с обратным направлением дуплекса. Полоса FDD на передачу вниз начинается с 791 МГц, и полоса FDD на передачу вверх начинается с 832 МГц.

Таблица 3. Канальный план для TDD (в первой строке указаны частоты телевизионных каналов)
790

797
797

802
802

807
807

812
812

817
817

822
822

827
827

832
832

837
837

842
842

847
847

852
852

857
857

862
Защитная полоса Непарный

7 МГц

65 МГц (13 блоков по 5 МГц)

Примечание: Администрации, которые не желают или не могут использовать предпочтительный частотный план, как это представлено на рис. 1, могут рассмотреть:
  • Частичное внедрение канального плана, описанного на рис. 1.
  • Внедрение частотного плана TDD во всей полосе или частях полосы частот 790–862 МГц, основанного на блоках размером 5 МГц, начиная с частоты 797 МГц.
  • Смешанное внедрение планов TDD и FDD в соответствии с Отчетом СЕРТ по разработке частотного плана для полосы частот 790–862 МГц.
  • Внедрение канального растра с шагом 1 МГц.

Наименее ограничивающие условия должны применяться вовсех случаях. Технические условия, основанные на краевой маске блока BEM, будут разработаны группойPTSE42для базовых станций и терминалов
 

Целевая группа ЕСС 4

Целевая Группа ЕСС4 также заканчивает разработку документов в рамках работ по второму Мандату Еврокомиссии.

В данных документах содержатся отчеты и руководства по вопросам приграничной координации между подвижными службами в одной стране и радиовещательными службами в другой стране; по наилучшему подходу к обеспечению продолжения работы существующих систем PMSE; по реорганизации радиовещательных служб с целью освобождения подполосы частот 790–862 МГц; по измерениям защитных отношений для защиты радиовещательной службы от подвижной службы для оказания помощи администрациям в определении конкретной ситуации для обеспечения совместимости.

Необходимость разработки руководства по вопросам приграничной координации обусловлена тем, что ряд европейских стран решили использовать полосу частот 790–862 МГц для подвижной службы, в то время как соседние страны планируют продолжать работу вещательных служб. Пороги координации для определения затронутых администраций (триггерные значения напряженности поля на границе страны) для защиты радиовещательной службы были взяты из Соглашения GE-06, они пригодны для определения необходимости координации РЭС любых радиослужб.

В отчете по наилучшему подходу к обеспечению продолжения работы существующих систем PMSE, работающих в УВЧ-полосе (470–862 МГц), данные системы определены как применения, являющиеся вспомогательными и поддерживающими радиовещание, театральные постановки и экстренные выпуски, имеющие профессиональный или массовый характер. Типичными примерами являются театральные беспроводные микрофоны, беспроводные камеры (в процессе сбора новостей) и фиксированные радиорелейные линии (точка-точка). Появление этого отчета связано с тем, что в ряде стран в течение значительного периода времени системы PMSE работали в рамках аналогового вещания (использование незанятого спектра между аналоговыми телевизионными передачами в Полосах 174-230 МГц и 470-862 МГц). Но ситуация изменилась с переходом на цифровое вещание, поскольку в некоторых районах нет промежутков в спектре, которые можно использовать для PMSE. Было определено, что работа систем PMSE в полосе частот 790-862 МГц возможна при использовании центрального промежутка канального плана для FDD систем подвижной связи. Как уже отмечалось выше, для этих устройств также предполагается разработка краевой маски блока (BEM).

Поскольку страны Европы планируют внедрение подвижной службы в полосе частот 790-862 МГц, то такое использование не может не затронуть записи Плана Жене-ва-06. Для полного освобождения полосы администрациям потребуется проведение двух- и многосторонних переговоров для получения согласия соседних администраций. То есть в масштабе Европы такой процесс может обернуться существенным перекраиванием Плана Женева-06. Для ускорения внедрения подвижной службы, предлагается вариант, при котором одна администрация связи запрашивает соседнюю администрацию связи наложить ограничения на использование записей Плана в полосе частот 790-862 МГц, при этом происходит компенсация утраченных каналов вещания за счет каналов в нижних полосах частот (например, в каналах 21-60) запрашивающей администрации. Одним из вероятных вариантов считается определение возможного использования данного канала вне зон, которые в настоящее время выделены в Плане для этого канала, без создания неприемлемых ограничений записям Плана или другим странам. Т. е. на практике, администрации найдут свои собственные критерии для определения наиболее желательных зон для расширения определенных каналов. В качестве образца, приводится пример измерений для определения дополнительных частот для радиовещательных сетей АС Франции и АС Германии.

Эти рекомендации содержатся в руководстве по реорганизации радиовещательных служб с целью высвобождения полосы частот 790–862 МГц.

В Отчете по измерениям защитных отношений для защиты радиовещательной службы от подвижной службы обобщена деятельность СЕПТ, касающаяся защитных отношений для защиты радиовещательной службы от подвижной службы.

Будущее рядом

На основе Отчетов, разработанных SE42, ECC PT 1 и TG4, Еврокомиссия выпустит Решение по гармонизированному использованию цифрового дивиденда в Европе. Положения Решений Еврокомиссии являются обязательными для выполнения странами членами Евросоюза в течение шести месяцев после вступления в силу соответствующего Решения.

Таким образом, ВКР-07 определила полосу частот 790-862 МГц для работы подвижной службы с 2015 года, но практически в настоящее время страны - члены Европейского союза уже приступили к изучению и подготовке полномасштабного внедрения подвижной службы в указанной полосе частот.

На территории Российской Федерации нет планов по использованию цифрового дивиденда до окончания перехода на цифровое вещание (2015 год в соответствии с Женевским Соглашением). В соответствии с Распоряжением от 25 мая 2004 года № 706-р было признано целесообразным внедрение европейской системы цифрового телевизионного вещания. Была также разработана концепция развития телерадиовещания в Российской Федерации на 2008-2015 годы (Распоряжение № 1700-р от 29 ноября 2007 года). Сейчас полоса частот 790-862 МГц используется аналоговым телевизионным вещанием. В соответствии с примечанием РР 5.312 полоса частот 645-862 МГц на территории Российской Федерации распределена также воздушной радионавигационной службе на первичной основе.

Журнал «Радиочастотный спектр» № 3 Июль 2009 года