El adó: Unger Tamás István. "Web technológiák" el adás Széchenyi István Egyetem Gy r 2015/2016/I szeptember 4.

Átírás

1 Nemzetközi frekvenciakoordináció a gyakorlatban El adó: Unger Tamás István M.Sc. szakos villamosmérnök hallgató Széchenyi István Egyetem Nemzetközi frekvenciakoordinációs szakért Nemzeti Média és Hírközlési Hatóság "Web technológiák" el adás Széchenyi István Egyetem Gy r 2015/2016/I szeptember 4.

2 Bevezetés - "Már az ókori görögök is..." Tartalom 1 Bevezetés - "Már az ókori görögök is..." Társasház Magyarország és szomszédai 2 Miért van szükség frekvenciakoordinációra? 3 A földi mozgószolgálat kijelöléseinek koordinációja Az egyeztetési eljárás alapja Az egyeztetési eljárás gyakorlati nehézségei 4 A zavaró térer sség meghatározása Szabadtéri terjedés, terjedési görbék Korrekciós tényez k 5 Egy gyakorlati példa Külföldi beérkez kérelem elbírálása 6 Kitekintés az eljárás továbbfejlesztési lehet ségei a földi mozgószolgálat vonatkozásában Rugalmas m ködési terület deniálása Duplex bázis-mobil összeköttetés vizsgálata ktív topográán Szimplex összeköttetés vizsgálata valós topográán

3 Bevezetés - "Már az ókori görögök is..." Társasház A társasház, mint példa 1. ábra. Közösségi élet írott és íratlan szabályok mentén

4 Nemzetközi frekvenciakoordináció a gyakorlatban Bevezetés - "Már az ókori görögök is..." Magyarország és szomszédai Magyarország és szomszédai 2. ábra. Hét szomszédos ország együttm ködés a határmenti övezetekben

5 Miért van szükség frekvenciakoordinációra? Tartalom 1 Bevezetés - "Már az ókori görögök is..." Társasház Magyarország és szomszédai 2 Miért van szükség frekvenciakoordinációra? 3 A földi mozgószolgálat kijelöléseinek koordinációja Az egyeztetési eljárás alapja Az egyeztetési eljárás gyakorlati nehézségei 4 A zavaró térer sség meghatározása Szabadtéri terjedés, terjedési görbék Korrekciós tényez k 5 Egy gyakorlati példa Külföldi beérkez kérelem elbírálása 6 Kitekintés az eljárás továbbfejlesztési lehet ségei a földi mozgószolgálat vonatkozásában Rugalmas m ködési terület deniálása Duplex bázis-mobil összeköttetés vizsgálata ktív topográán Szimplex összeköttetés vizsgálata valós topográán

6 Miért van szükség frekvenciakoordinációra? Miért van szükség frekvenciakoordinációra? Vezeték nélküli és mobil hírközl rendszerek fejl dése, elterjedése rendelkezésre álló frekvenciakészlet hatékony felhasználása; Hatékonyság: Az üzemel kijelölések (állomások) a lehet legkisebb mértékben okozzanak és szenvedjenek el káros zavarást; Zavarmentes üzem biztosítása nemzeti szint szabályozási rendszer + összehangolt nemzetközi együttm ködés; Kijelölések egyeztetése a szomszédos országokkal két- vagy többoldalú megállapodások alapján (ITU RR 6. cikk); Harmonized Calculation Method HCM megállapodás (1993 óta): állandóhely és földi mozgószolgálat kijelöléseinek koordinálása. 3. ábra. Európa országai

7 A földi mozgószolgálat kijelöléseinek koordinációja Tartalom 1 Bevezetés - "Már az ókori görögök is..." Társasház Magyarország és szomszédai 2 Miért van szükség frekvenciakoordinációra? 3 A földi mozgószolgálat kijelöléseinek koordinációja Az egyeztetési eljárás alapja Az egyeztetési eljárás gyakorlati nehézségei 4 A zavaró térer sség meghatározása Szabadtéri terjedés, terjedési görbék Korrekciós tényez k 5 Egy gyakorlati példa Külföldi beérkez kérelem elbírálása 6 Kitekintés az eljárás továbbfejlesztési lehet ségei a földi mozgószolgálat vonatkozásában Rugalmas m ködési terület deniálása Duplex bázis-mobil összeköttetés vizsgálata ktív topográán Szimplex összeköttetés vizsgálata valós topográán

8 A földi mozgószolgálat kijelöléseinek koordinációja Az egyeztetési eljárás alapja A koordinációs folyamat A nemzetközi egyeztetés egy m szaki eszközkészlettel segített adminisztrációs folyamat; Feladata, hogy szimuláció segítségével eldöntse, hogy a vizsgált kijelölés okoz-e, valamint annak okoznak-e káros zavart a már koordinált állomások; Ennek meghatározása maximális térer sségszintek kerültek deniálásra nevezetes pontokon; Két-vagy többoldalú megállapodások preferált frekvenciákról. d CB d 2 d d 1 d CB Preferált másodlagos vonal Határvonal Határvonal Határvonal 4. ábra. Határvonal, határon átnyúló távolság és a preferált másodlagos vonal

9 A földi mozgószolgálat kijelöléseinek koordinációja Az egyeztetési eljárás gyakorlati nehézségei Az egyeztetési eljárás gyakorlati nehézségei Kérelmek küldése, fogadása, elbírálása növekv adminisztrációs problémák, elhúzódó ügyek, engedélyezési eljárások lassítása; Összehangolt számítási eljárás: algoritmus harmonizálása + megegyez földrajzi adatbázisok, határvonal-vektorok, koordináta-rendszer, frekvenciajegyzék szükséges; Kiegészít két- vagy többoldalú megállapodások: speciális ügyek kezelése; Magyarország vonatkozásában: Ukrajna és Szerbia nem tagja a HCM megállapodásnak (külön megállapodások, nehézkes adatcsere, nem koordinált, de üzemel állomások).

10 A zavaró térer sség meghatározása Tartalom 1 Bevezetés - "Már az ókori görögök is..." Társasház Magyarország és szomszédai 2 Miért van szükség frekvenciakoordinációra? 3 A földi mozgószolgálat kijelöléseinek koordinációja Az egyeztetési eljárás alapja Az egyeztetési eljárás gyakorlati nehézségei 4 A zavaró térer sség meghatározása Szabadtéri terjedés, terjedési görbék Korrekciós tényez k 5 Egy gyakorlati példa Külföldi beérkez kérelem elbírálása 6 Kitekintés az eljárás továbbfejlesztési lehet ségei a földi mozgószolgálat vonatkozásában Rugalmas m ködési terület deniálása Duplex bázis-mobil összeköttetés vizsgálata ktív topográán Szimplex összeköttetés vizsgálata valós topográán

11 A zavaró térer sség meghatározása Szabadtéri terjedés, terjedési görbék Az els rend Fresnel-zóna φ r f(d i,h i) F i(d i,h i) h anttx φ h i h antrx h TX h hrx d d h [m] d [m] 3 4 x ábra. Az els rend Fresnel-zóna meghatározása

12 A zavaró térer sség meghatározása Szabadtéri terjedés, terjedési görbék Szabadtéri terjedés, terjedési görbék Eljárás alapja: ITU-R P. 1546; Az els rend Fresnel-zóna tisztaságának függvényében megválasztott térer sségszámítási algoritmust; Tiszta els rend Fresnel-zóna szabadtéri terjedés: ( ) E = 107 dbµv m + 10 log P [W ] log 1000 W 10 (d [km]) ; (1) Terepakadály az els rend Fresnel-zónában terjedési görbék alkalmazása MHz, szárazföldi terjedés, 1% idõ h 1 = 10 m h 1 = 20 m MHz, szárazföldi terjedés, 1% idõ h = 10 m 1 h = 20 m GHz, szárazföldi terjedés, 1% idõ h = 10 m 1 h 1 = 20 m 100 h 1 = 37,5 m 80 h 1 = 37,5 m 80 h 1 = 37,5 m E [dbµv/m] h = 75 m 1 h = 150 m 1 h = 300 m 1 h 1 = 600 m h 1 = 1200 m E [dbµv/m] h = 75 m 1 h = 150 m 1 h = 300 m 1 h = 600 m 1 h = 1200 m 1 E [dbµv/m] h = 75 m 1 h = 150 m 1 h 1 = 300 m h 1 = 600 m h 1 = 1200 m d [km] d [km] d [km] 6. ábra. Szárazföldi terjedési görbék 1%-os id beli valószín ség mellett

13 A zavaró térer sség meghatározása Szabadtéri terjedés, terjedési görbék Lineáris interpoláció Terjedési görbék: diszkrét értékkészlet, diszkrét értelmezési tartományú négyváltozós függvények interpolációra van szükség: E = E(γ inf ) + ( E (γsup) E ( γ inf )) log10 ( γ γ inf ) log 10 ( γsup γ inf ) (2) E [dbμv/m] f sup E [dbμv/m] f inf d inf d E(d,f,h 1 ) d sup h 1sup h 1inf h 1 d [km] d inf d d sup h 1inf h 1sup h 1 d [km] 7. ábra. Térer sség interpolálása a terjedési görbék segítségével

14 A zavaró térer sség meghatározása Korrekciós tényez k Korrekciós tényez k eektív antennamagasság h ant h eff h nom 0 km 1 km 15 km d d ábra. Eektív antennamagasság meghatározása 140 h (d = 1000 m + i100m) i=0 h eff = h nom 141 (3)

15 A zavaró térer sség meghatározása Korrekciós tényez k Korrekciós tényez k terepegyenetlenség Δh 0 % 10 % 90 % 4,5 km d - 4,5 km d Δh 0 % 10 % 90 % 4,5 km 25 km d - 25 km d - 4,5 km d 1 d 2 d 3 d 4 d 9. ábra. Terepegyenetlenség ( h) meghatározása

16 A zavaró térer sség meghatározása Korrekciós tényez k Korrekciós tényez k tereptisztasági szög h θ h p h -h -h p ant terr h ant h θ d h -h -h p ant terr h ant d h terr h terr d (max 16 km) h p d (max 16 km) 10. ábra. Pozitív és negatív tereptisztasági szög meghatározása

17 A zavaró térer sség meghatározása Korrekciós tényez k efftx a effrx v TX RX TX RX Összefoglalás folyamatábra START BE: Topográfia; ITU-R P.1546 terjedési görbék; h korrekciós görbék; Tx koordináták ( x,y ); Rx koordináták ( x,y ); Tx-Rx szakasz koordinátái (x,y); Tx-Rx távolság (d); h,h ; h1, h; Θ, Θ ; i Tiszta az elsőrendű Fresnel-zóna? n Szabadtéri E E interp. terjedési görbékből i h-korrekció? E = E - h korr. n i Θ a-korrekció? E = E - Θ a korr. n Θ v-korrekció? i n E = E - Θ v korr. STOP KI: E 11. ábra. Az algoritmus folymatábrája

18 Egy gyakorlati példa Tartalom 1 Bevezetés - "Már az ókori görögök is..." Társasház Magyarország és szomszédai 2 Miért van szükség frekvenciakoordinációra? 3 A földi mozgószolgálat kijelöléseinek koordinációja Az egyeztetési eljárás alapja Az egyeztetési eljárás gyakorlati nehézségei 4 A zavaró térer sség meghatározása Szabadtéri terjedés, terjedési görbék Korrekciós tényez k 5 Egy gyakorlati példa Külföldi beérkez kérelem elbírálása 6 Kitekintés az eljárás továbbfejlesztési lehet ségei a földi mozgószolgálat vonatkozásában Rugalmas m ködési terület deniálása Duplex bázis-mobil összeköttetés vizsgálata ktív topográán Szimplex összeköttetés vizsgálata valós topográán

19 Egy gyakorlati példa Egy gyakorlati példa magyar hálózat nemzetközi koordinációja 12. ábra. A koordinálandó állomások földrajzi elhelyezkedése

20 Egy gyakorlati példa Egy gyakorlati példa magyar hálózat nemzetközi koordinációja 12. ábra. A koordinálandó állomások földrajzi elhelyezkedése

21 Egy gyakorlati példa Egy gyakorlati példa magyar hálózat nemzetközi koordinációja 4A HNGTESTBS HNGTESTFX1 HNGTESTM HNGTESTFX2 1A [MHz] 463, , , , Y [MHz] 453, , , , C (x) 016E51 16, E35 53, E05 57, E56 47,000 4C (y) 46N28 16,276 46N37 06,981 46N24 29,524 46N15 23,000 4D 0 km 0 km 10 km 0 km 4Z 229 m 191 m m 6A Bázis (FB) Fix (FL) Mozgó (ML) Fix (FL) 8B1/8B2 13 dbw/erp 10 dbw/erp 10 dbw/erp 7 dbw/erp 10Z A 14K0G7EGT 14K0G7EGT 14K0G7EGT 14K0G7EGT 9D Vertikális Vertikális Vertikális Vertikális

22 Egy gyakorlati példa Egy gyakorlati példa magyar hálózat nemzetközi koordinációja Érvényes preferált megállapodás gyelembevétele: MHz (AUT,HNG,HRV,SVN) A kiosztás szerinti preferált blokkokban történt kijelölések el zetes koordináció nélkül helyezhet k üzembe, amennyiben az állomás által létrehozott térer sségszint a határvonaltól az érintett ország felé számított 15 km-re nem haladja meg a 34 dbµv -t, ha az állomás m legfeljebb 15 km-re található attól a határponttól, melyen az a legnagyobb térer sségszintet hozza létre, vagy az állomás által létrehozott térer sségszint az érintett ország határától számított 50 km-re nem haladja meg a 20 dbµv -t, ha az állomás több mint m 15 km-re található attól a határponttól, melyen az a legnagyobb térer sséget hozza létre. A megállapodás melléklete a következ képpen rendelkezik arról a frekvenciablokkról, melyben a koordinálandó magyar állomások is találhatók: Frekvenciasáv [MHz] Blokk száma AUT/ AUT/ HNG/ HNG/ HRV/ HRV/ HNG/ HRV/ HRV SVN SVN HRV/ SVN SVN 453, , HRV HNG HNG HNG SVN

23 Egy gyakorlati példa Egy gyakorlati példa magyar hálózat nemzetközi koordinációja 13. ábra. A bázisállomás által létrehozott térer sségszintek vizsgálata

27 Egy gyakorlati példa Egy gyakorlati példa magyar hálózat nemzetközi koordinációja 14. ábra. Az egyes x állomás által létrehozott térer sségszintek vizsgálata

33 Egy gyakorlati példa Egy gyakorlati példa magyar hálózat nemzetközi koordinációja r d Emax E max d min Határvonal 15. ábra. Mobil állomás által létrehozott térer sségszintek vizsgálata

34 Egy gyakorlati példa Egy gyakorlati példa magyar hálózat nemzetközi koordinációja 15. ábra. Mobil állomás által létrehozott térer sségszintek vizsgálata

37 Egy gyakorlati példa Egy gyakorlati példa magyar hálózat nemzetközi koordinációja 16. ábra. A kettes x állomás által létrehozott térer sségszintek vizsgálata

38 Egy gyakorlati példa Egy gyakorlati példa magyar hálózat nemzetközi koordinációja 16. ábra. A kettes x állomás által létrehozott térer sségszintek vizsgálata

39 Egy gyakorlati példa Külföldi beérkez kérelem elbírálása Külföldi beérkez kérelem elbírálása 4A HRVTESTFB 1A 463,38437 MHz 1Y 453,39437 MHz 4C (x) 016E34 15,277 4C (y) 46N16 51,279 4D 0 km 4Z 140 m 6A Bázis (FB) 8B1/8B2 13 dbw/erp 10Z 1 7A 14K0G7EGT 9D Vertikális A beérkezett kérelem magyar preferált frekvenciát tartalmaz, melyet a horvát fél nem preferáltként kíván felhasználni a határövezetben.

40 Egy gyakorlati példa Külföldi beérkez kérelem elbírálása Külföldi beérkez kérelem elbírálása 17. ábra. Külföldi beérkez kérelem elbírálása

43 Kitekintés az eljárás továbbfejlesztési lehet ségei a földi mozgószolgálat vonatkozásában Tartalom 1 Bevezetés - "Már az ókori görögök is..." Társasház Magyarország és szomszédai 2 Miért van szükség frekvenciakoordinációra? 3 A földi mozgószolgálat kijelöléseinek koordinációja Az egyeztetési eljárás alapja Az egyeztetési eljárás gyakorlati nehézségei 4 A zavaró térer sség meghatározása Szabadtéri terjedés, terjedési görbék Korrekciós tényez k 5 Egy gyakorlati példa Külföldi beérkez kérelem elbírálása 6 Kitekintés az eljárás továbbfejlesztési lehet ségei a földi mozgószolgálat vonatkozásában Rugalmas m ködési terület deniálása Duplex bázis-mobil összeköttetés vizsgálata ktív topográán Szimplex összeköttetés vizsgálata valós topográán

44 Kitekintés az eljárás továbbfejlesztési lehet ségei a földi mozgószolgálat vonatkozásában Rugalmas m ködési terület deniálása f Továbbfejlesztési lehet ség: rugalmasabb m ködési terület Területi rugalmasság + valószín ségi faktor s r ségfüggvény-jelleg leírás; ξ és η valószín ségi változók: x- és y-irányú tartózkodási valószín ség. Normális eloszlás: szórás (σ 1, σ 2 ), várható érték (m 1, m 2 ), korrelációs együttható (r): 5 x 104 x y [m] x y [m] x [m] x x [m] x ábra. m 1 = , m 2 = m, σ 1 = 6200 m, σ 2 = 8100 m, r = 0, 35

45 Kitekintés az eljárás továbbfejlesztési lehet ségei a földi mozgószolgálat vonatkozásában Duplex bázis-mobil összeköttetés vizsgálata ktív topográán Topográa, m ködési terület, paraméterek h min h max h avg P b h b x, y 0 m 307,66 m 161,91 m (39, 9; 19, 7) km 220,94 m [ 50, 50] km Mobil állomás: m 1 = m 2 =0 m, σ 1 = 5 km, σ 2 = 10 km, r =0,5.

46 Kitekintés az eljárás továbbfejlesztési lehet ségei a földi mozgószolgálat vonatkozásában Duplex bázis-mobil összeköttetés vizsgálata ktív topográán Uplink, súlyozatlan szimulációs eredmények Az antennák zikai magassága 12 m, az uplink-frekvencia 450 MHz, az eektív kisugárzott teljesítmény 20 W, körsugárzó antennákat feltételezve. E max P max h max d h θ a, θ v 42, 69 dbµv m (20,7;41,9) km 163,46 m 29,35 km 138,17 m 0 E min P min h min d h θ a, θ v 13, 81 dbµv m (-16,6;-38,8) km 59,92 m 81,43 km 211,21 m ábra. A mobil állomás m ködési pontjaiból számított térer sségértékek

47 Kitekintés az eljárás továbbfejlesztési lehet ségei a földi mozgószolgálat vonatkozásában Duplex bázis-mobil összeköttetés vizsgálata ktív topográán Uplink, súlyozott szimulációs eredmények E max P max h max d h θ a, θ v 11, 36 dbµv m (0,505;1,51) km 159,53 m 43,38 km 204,40 m 0 E min P min h min d h θ a, θ v 15, 18 dbµv m (-3,53;-6,56) km 111,5 m 81,43 km 206,48 m ábra. A számított térer sségszintek súlyozás után

48 Kitekintés az eljárás továbbfejlesztési lehet ségei a földi mozgószolgálat vonatkozásában Duplex bázis-mobil összeköttetés vizsgálata ktív topográán Downlink eredmények P = 20 W, f = 460 MHz. E max P max E min P min E 38, 08 dbµv (10,6;42,9) km 13, 98 dbµv (16,6;38,8) 52, 78 dbµv m m m 21. ábra. Térer sségszintek súlyozás el tt és után E max E max E min E min 12, 09 dbµv 25, 95 db 15 dbµv -1,02 db m m

49 Kitekintés az eljárás továbbfejlesztési lehet ségei a földi mozgószolgálat vonatkozásában Szimplex összeköttetés vizsgálata valós topográán Vizsgált topográa: 65-ös EOV-szelvény Budapest; Széchenyi-hegyen deniált bázis (vev ), pesti kerületekben mozgó mobil kijelölés (adó) kapcsolata. 22. ábra. A vizsgált topográa és az állomások helyzete

50 Kitekintés az eljárás továbbfejlesztési lehet ségei a földi mozgószolgálat vonatkozásában Szimplex összeköttetés vizsgálata valós topográán Szabadtéri terjedés, konstans térer sség h [m] 300 h [m] d [m] d [m] 23. ábra. A térer sségértékek alakulása, els rend Fresnel-zóna

51 Köszönöm a gyelmet! Kérdések ungert@maxwell.sze.hu ungert