БОНДАРЕНКО А.А., КОКОТОВ О.В. (УДЦР, Украина)
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПЕКТРА ПОЛОС ЧАСТОТ 174-230 МГЦ, 470-862 МГЦ И ВОЗМОЖНОСТИ ЙОГО ПЕРЕПЛАНИРОВАНИЯ В ИНТЕРЕСАХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПЕРЕХОДА НА ЦИФРОВОЕ НАЗЕМНОЕ ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЕ
Неоценимый вклад в процесс внедрения цифровой наземной радиовещательной службы (ЦНРС) внесли 2 сессии Женевской конференции 2004/2006 годов(РКР-04/06). Этот беспрецедентный форум, обеспечил планирование использованияцифровогоназемноготелевизионного (ЦНТВ) и звукового вещания (ЦНЗВ) стандартов DVB-T и T-DABне только во всей Европе, но и большинстве стран Азии, Африки, Ближнего Востока. Создание Плана – результат многолетней и плодотворной работы, компромиссови сближения позиций экспертов более чем 100 стран регионов планирования.
УГЦР внёс огромный вклад в создание плана цифрового вещания, отвечающего интересам Украины. Работы по его созданию начаты ещё в середине 90-х годов (1994-1995). Многолетний опыт УГЦР позволил обеспечить планирование, согласование проекта плана Украины на международном уровне, а также финальных Планов (GE06) на Женевской конференции. При подготовке к РКР-06 УГЦР разработалуникальное программное обеспечение, которое позволяло проводить частотное планирование на больших многонациональных территориях, и аналогичное было, из Восточноевропейских стран, только у Российской Федерации.
1. Краткий анализ Планов телерадиовещания Украины
В соответствии с Региональным Соглашением «Женева - 06» по планированию ЦНРС в полосах частот 174-230 МГц, 470-862 МГц и связанных з ним цифровым и аналоговым Планами Украина имеет:
• 847 частотных выделений, которые представляют цифровую часть Плана (GE06D) Соглашения «Женева-06», в том числе по диапазонам:
• 1555 частотных присвоений для аналогового телевизионного вещания (АТВ), которые представляют аналоговую часть Плана (GE06A) Соглашения «Женева-06».
Цифровой план Украины - план частотных выделений для 81 зоны планирования. Он рассчитан на квазирегулярную структуру зон и учитывает размещения существующих опор и мощных РЭС АТВ. За каждой из зон закреплен набор частот из 1-4 частотных выделений для T-DABи 8-10 выделений - для DVB-T. Реализация одного сплошного покрытия (мультиплекса) в стандарте сжатия MPEG4 позволяет обеспечить прием до 10 программ в пределах всей территории страны.
Частотный план ЦНРС Украины рассчитан на обеспечение:
1. Мобильного приема DVB-T и T-DAB (высота приемной антенны 1,5 м).
2. Покрытие 95% местоположений (АТВ обеспечивало покрытие 50% мест).
3. В некоторых частях зоны обеспечивается возможность портативного приема вне и внутри зданий (на портативную антенну 1,5 м, 95% мест).
4. В Плане GE06D для Украины не указаны:
· вариант систем вещания;
· параметры модуляции;
· кодовая скорость;
· стандарт компрессии;
· тип поляризации.
При таких условиях требования по планированию могут быть обеспечены при разной топологии инфраструктуры, и уже заслуга оператора состоит в том, чтобы выбрать конфигурацию, которая лучше всего отвечает его возможностям и взятым обязательствам по покрытию конкретной зоны при условии ограничения помех всем другим зонам совмещенного ТВ канала (ТВк) и АТВ.
Обеспечение эффективности использования спектра на этапе синтеза цифрового плана на РКР-06 Главной целью частотного планирования на РКР-06 было обеспечение высокой эффективности использования радиочастотного ресурса(РЧР) полос 174-230 МГц, 470-862 МГц, а также учет, в максимально возможной мере, национальных интересов и требований администраций связи (АС) относительно будущего развития возможных видов цифрового вещания.
Планирование велось по специально созданным для Соглашения «Женева-06» техническим критериям. Сами критерии были синтезированы из условия предоставления АС права выбора и возможности осуществления частотных присвоений с требуемым набором технических характеристик для:
· разных конфигураций сетей: одночастотные - SFN, многочастотные - MFN;
· разных вариантов и режимов приема: фиксированный, мобильный, портативный вне помещения, портативный внутри помещения;
при зафиксированных в Плане GE06D зонах покрытия и зонах помех посредством использования набора эталонных технических параметров: эталонные конфигурации планирования (RPC1-RPC5), эталонные сети (RN1-RN3) и варианты систем DVB? T и T? DAB.
Результаты исследований МСЭ [1, 2] показали, что:
· использование MFN требует в несколько раз большего количества необходимого РЧР, чем в случае SFN сетей (Рис. 1);
· один или два расположенных в центре зоны все направленных РЭС создают большую помеху, чем большее количество направленных РЭС равномерно расположенных по зоне покрытия SFN (Рис. 2). Фактически это значит, что использование SFN сетей с большим числом РЭС и меньшей эффективной излучаемой мощностью (ЭИМ) требует затрат меньшего количество спектра, и соответственно позволяет увеличить количество слоев (мультиплексов) покрытия в зоне. По оценкам МСЭ от 6-8 слоев на страну.
· эффективность распространения программ цифрового телерадиовещания требует повышения вероятности покрытия до 95% мест положения для DVB? T и 95% - 99% - для T? DAB (для сравнения, планирование АТВ велось с вероятностью покрытия 50% мест (L) и времени (T) на стандартизированную приемную антенну высотой 10 м).
Для обеспечения реализации этих требований на РКР-06 было выполнено 4 итерации планирования с учетом следующих аспектов и критериев:
а) принципы и сценарии планирования;
b) защита существующих и запланированных присвоений АТВ;
с) механизмы и календарные сроки, перехода от АТВ к ЦНРС;
d) защита существующих и запланированных присвоений других первичных служб в полосах частот 174–230 МГц, 470–862 МГц;
f) характеристики распространения и методы прогнозирования величин напряженности поля в диапазонах ОВЧ и УВЧ;
g) критерии планирования (включая защитные отношения), методы планирования и конфигурации сетей (SFN / МFN);
h) критерии совместного использования частот разными службами, а в рамках отдельных служб и критерии их совместимости, в том числе в отношении частот, сопредельных с полосами 174–230 МГц и 470–862 МГц.
Планирование усложнялось тем, что РКР-06 необходимо было принять полностью совместимый План. Совместимость между соответствующими выделениями, присвоениями, выделениями и присвоениями, и наоборот (Рис. 3) необходимо было обеспечить техническими мерами, а также с помощью административных деклараций. Не совместимые и не скоординированные цифровые требования АС не принимались к рассмотрению, чтобы в последующем они не смогли помешать будущим модификациям Плана. Одновременно АС необходимо было определиться с мерой совместимости составляющих Цифрового и Аналогового Планов на переходный период. Последнее необходимо, чтобы цифровые выделения/присвоения, которые не совместимы с существующими и запланированными присвоениями АТВ и с существующими присвоениями других служб получили в цифровом Плане примечание относительно необходимости завершения координации до введения в эксплуатацию РЭС ЦНРС.
Проблема совместимости требований при планировании на РКР-06 решена путем подписания деклараций о совместимости. Техническими экспертами УГЦР совместно с экспертами АС соседних стран было подготовлено и подписано более 50 000 деклараций о совместимости требований.
Желаемое количество покрытий (от 8 до 10) на РКР-06 достигнуто исключительно благодаря подписанию «административных деклараций о совместимости» технически несовместимых требований и существующих присвоений: «присвоения АТВ – цифровые требования», «присвоения других служб – цифровые требования», «цифровые требования–присвоения АТВ», «цифровые требования – присвоения других служб». Техническая несовместимость присвоений АТВ и выделений ЦНРС зафиксирована в примечании к Плану GE06D путем внесения наименования затронутой администрации.Кроме того, на двухсторонней и многосторонней основе АС договаривались о необходимости обеспечения ЭМС на этапе реализации Плана и дополнительных технических условий проведения конвертации выделений в набор частотных присвоений для сетей ЦНРС. Основные технические ограничения, вытекающие из дополнительных условий, следующие:
· суммарная напряженность поля от заявленных на координацию цифровых частотных присвоений сети, в каждой точке на краю зоны обслуживания РЭС АТВ не должна превышать Е?=Емин – 3 дБ;
· величина суммарной напряженности поля (Е?) от всех со-канальных частотных присвоений не должна превышать (для контрольных точек на границе защищаемого контура выделения):
- 38 дБмкВ/м для диапазона III (DVB-T на DVB-T);
- 39 дБмкВ/м для диапазона III (T-DAB на T-DAB);
- 33 дБмкВ/м для диапазона III (DVB-T на T-DAB);
- 45 дБмкВ/м для диапазона III (T-DAB на DVB-T);
- 46(f*) дБмкВ/м для диапазонов IV / V (DVB-T – DVB-T), где f*- показывает зависимость от частоты (номера ТВк).
3. Особенности распределения и доступность спектра ЦНРС в Украине
Существующие распределение полос частот 174-230 МГц и 470-862 МГц, а также доступность в Украине РЧР для радиотехнологий определены:
· Национальной таблицей распределения полос радиочастот Украины, утвержденной Постановлением Кабинета Министров Украины от 15.12.05 №1208;
· Планом использования радиочастотного ресурса Украины, утвержденным Постановлением Кабинета Министров Украины от 15.12.05 №815.
Анализ распределений показывает, что значительная часть, более 40%, спектра недоступна для радиовещательной службы Украины, поскольку он непосредственно выделен для РЭС других первичных служб. Для сравнения необходимо отметить, что в странах ЕС для гражданского применения доступно от 70 до 85 % общего РЧР, что и позволяет достичь высокого уровня развития мультимедийных и телекоммуникационных технологий в этих странах.
Анализ доступности РЧР полосы 174-230 МГц (диапазон III) и 470-862 МГц (диапазоны IV и V)для радиотехнологий ЦНРС показывает, что:
· полосы, предусмотренные для внедрения радиотехнологий ЦНРС, активно используются АТВ, для которого произведено около 4000 частотных присвоений, из них:
- 76% – мощностью до 100 Вт, зоной обслуживания 10-12 км и расстоянием повторного использования совмещенного ТВк – 70 км;
- 16% – мощностью до 1 кВт и расстоянием повторного использования совмещенного ТВк - 110 км;
- 5% – мощностью до 5 кВт и расстоянием повторного использования ТВк - 210 км;
- 2,5% – мощностью до 25 кВт и расстоянием повторного использования ТВк - 225 км;
- 0,5% – мощностью до 50 кВт с расстоянием повторного использования ТВк - 290 км.
· за годы независимости Украины очень высокой была динамика роста количества РЭС АТВ: 1992г - 858, 2000г -1901, 2009г - около 4000. Такого роста количества РЭС не имела ни одна из соседних стран;
· вследствие высокой плотности и неравномерности размещения РЭС АТВ, РЧР 6-12, 21-44, 47-52 та 57, 64 ТВк оказался фактически полностью исчерпанным;
· более 40% РЧР, полосы 470-862 МГц распределено РЭС других радиослужб. В частности, есть ряд номиналов ТВк не доступных как для АТВ, так и для ЦНТВ (Рис. 4). На сегодня частотный ресурс 45-46, 53-56, 58-63, 68-69 ТВк практически по всей территории Украины используется РЭС специального назначения. При этом, технологически устарелые РЭС ВРНС не позволяют использовать 45-46, 53-56, 58-63, 68-69 ТВк не только в Украине, а и на расстояниях до 400-500 км в глубь территории соседних стран. Кроме того, частотный ресурс 65-67ТВк выделен для исключительного использования сетями сотовой связи стандарта CDMA. По причине наличия других служб в полосе 470-862 МГц не возможно использование 229 из 636 выделений, назначенных Украине Планом GE06D для внедрения ЦНТВ.
– аналоговое (цифровое) наземное телевидение (АТВ/ЦНТВ);
– воздушная радионавигационная служба (ВРНС);
– сотовая связь с кодового разделения каналов CDMA(до 01.01.06 )
· полоса частот ІІІ диапазона (174-230 МГц), практически полностью используется средствами АТВ и специальных пользователей. Переход на ЦНРС в этой полосе усложняется необходимостью, согласно Плана GE06D, обеспечить переход с 8 МГц растра (ширины канала вещания) АТВ к 7 МГц растру ЦНРС. При этом во внимание необходимо принять международные обязательства, которые связаны с разными подходами к каналообразованию соседними странами. Большинство стран Европы, в том числе и Украина, обязаны перейти на 7 МГц растр ТВк, тогда как администрации Российской Федерации, Республики Беларусь и Грузии продолжат использовать 8 МГц растр. Как следствие, без вывода из эксплуатации действующих РЭС АТВ Украина не сможет реализовать в этой полосе ни одного из 211 выделений Плана GE06D.
· большое количество сетей (SFN) необходимо построить на побережье Черного и Азовского морей. Последнее требует обеспечения международной координации (МК) соответствующих частотных присвоений со всеми странами Черноморского бассейна, Республикой Молдова, а также реализации ряда ограничений на мощность излучения в сторону моря.
Наиболее оптимальным вариантом использования РЧР могло бы стать включение РЭС ЦНРС в полосах, свободных от АТВ. Такой подход используется во многих европейских странах на 61-69 ТВк. Украина такой возможности не имеет: весь спектр ЦНРС интенсивно используется РЭС АТВ, специальных пользователей и других радиослужб.
На сегодня для внедрения ЦНТВ ограничено могут использоваться только некоторые соседние и зеркальные ТВк полосы 470-862 МГц, которые не доступны для АТВ, не используются специальными пользователями, другими службами и внедрение ЦНТВ на которых не окажет влияние на АТВ в соседних регионах или приграничных государствах.
Существующего РЧР достаточно только для создания не более одного слоя покрытия (мультиплекса) территории Украины ЦНТВМ. Последующее планирование SFN требует вывода из эксплуатации существующих РЭС АТВ и других службв полосе 470-862 МГц.
Подходы к обеспечению эффективности использования спектра на этапе реализации цифрового Плана Реализация Плана ЦНРС Украины очень сложная задача, зависящая от ряда факторов и причин, которые усложняют эту работу.
Прежде, чем анализировать эти факторы, необходимо отметить, что, следуя взятым на РКР-06 международным обязательствам (Статья 12 Соглашения «Женева-06») Украина должна завершить переход на ЦНРС до 17 июня 2015 года (для сравнения все соседние восточноевропейские страны должны завершить переход до 2012 году). До этого времени в отношении Украины будут действовать положения и процедуры переходного периода.
Переходный период, в первую очередь, характеризуется необходимостью сосуществования в полосах частот ЦНРС, РЭС АТВ и РЭС других служб. Поскольку, для достижения компромисса, без которого бы План на РКР-06 не получился, было принято решение не учитывать при планировании РЭС АТВ и подписать декларации о совместности частотных выделений и присвоения, которые не были совместимы при планировании.
Именно, эти два фактора: учет РЭС других радиослужб при осуществлении частотных присвоений РЭС ЦНРС, и принятие во внимание ограниченный в соответствии с подписанными декларациями являются определяющими при оценке возможности реализации цифрового плана GE06D и определении подходов к оптимизации использования спектра.
Кроме этого, Украина имеет свои, административные и технические аспекты, которые существенно влияют на процесс частотного планирования. Основные административные аспекты и подходы к их решению следующие:
1. Прием АТВ возможен далеко за границами зон уверенного приема.
2. Прием ЦНТВ очень быстро исчезает при снижении напряженности поля ниже определенной величины, так называемый «эффект резкого срыва».
3. Анализ защитных отношений показывает, что помеха от РЭС ЦНТВ соизмерима с помехой от РЭС АТВ.
4. Зоны всех РЭС вещания известны, соответственно при внедрении ЦНТВ у действующих РЭС АТВ не должна сокращаться зрительская аудитория.
5. Условия ЭМС РЭС АТВ и ЦНТВ могут быть обеспечены только при условии поэтапного выключения определенных РЭС АТВ или значительном уменьшении ЭИМ РЭС сетей ЦНТВ, которые планируются.
С технической точки зрения, планирование сетей ЦНРС - сложная много этапная итерационная процедура конвертации выделения в набор частотных присвоений для РЭС конкретной зоны. Решение задачи планирования требует:
1. Принятия чётко определённого решения о стратегии внедрения ЦНРС, а отсюда его частотного планирования (по слоям, по отдельным или группамзон, этапности и приоритетности внедрения ЦНТВ), определяемой какими–либо признаками: географическими, социально – политическими, этнографическими, демографическими.
2. Отбора, принятия на государственном уровнерешения и стандартизации: типа конфигурации сетей, вида режима приема и основных технических характеристик, на которые, должно вестись планирование. При планировании на РКР-06 Украина для защиты приняла мобильный вид приёма. Причина: реализация одного из основных преимуществ ЦНРС – возможности обеспечения мобильности приема и защиты РЧР Украины в приграничных зонах (на 200-250 км вглубь территории Украины). Если бы защищалсяфиксированный приём (например, Емин=54,2 дБмкВ/м для системы С3) , то в приграничных зонах выделений Украина должна была бы согласиться набольшие, более 28 дБмкВ/м, превышения поля от РЭС других государств рассчитанных на обеспечение мобильного приема (Емин=82,6 дБмкВ/м - система С3). То есть, согласно Плану соседние страны получили бы возможность вещать с большей мощностью, и превышать уровень поля отечественных РЭС. В тоже время, задекларировав на РКР-06 фиксированный прием, в будущем, Украине было бы сложно (а если, и возможно, то только с потерей ресурса) повысить требования по защите сетей, чтобы перейти к современным видам мобильного/портативного приёма.
3. Полного соответствия техническим принципам, режимам и параметрам, которые определены в Плане GE06D. Это даст возможность оптимальным образом осуществить планирование ЦНРС и обеспечит наиболее эффективное использование дефицитного РЧР.
4. Обеспечения ограничений:
– на минимальную напряженность поля на границе зоны;
– на максимальную ЭИМ и эффективные высоты антенны;
– на суммарную помеху от присвоений сети на границе со-канального выделения < 46(f*) дБмкВ/м, для повторного использования ТВк.
5. Обеспечения уверенного приема в 95% мест и особенно на краях и в густо заселенных районах зоны.
6. Наличия в каждой зоне достаточного количества опор с необходимой эффективной высотой (эталонная - 150 м), которые в перспективе позволят обеспечить портативный прием внутри помещения. Существующая инфраструктура АТВ имеет явно недостаточное количество и не оптимальную топологию существующих антенно–мачтовых сооружений (опор), с точки зрения обеспечения эффективности планирования ЦНРС и обеспечения качества приёма в каждойиз зон.
7. Нового расчета технических характеристик присвоений сети на каждом новом ТВк, поскольку характеристики, рассчитанные для одного номера ТВк, повторно не могут использоваться из-за их зависимости от частоты.
8. Больших объёмов и сложности вычислений, которые определяются значительным количеством зон, частотных выделений в зоне, количеством частотных присвоений АТВ, ЦНРС, спецпользователей, других служб, действующих РЭС других стран, которые необходимо учитывать при осуществлении вычислений.Так, например, для обеспеченияв зоне размером 100*100 км уровня сигнала необходимого для обеспечения мобильногоприёма требуется около 15 опор с требуемой эффективной высотой антенны, т.е. произвести 15 присвоений. Особенности конвертации выделения в набор частотных присвоений предполагают проведение расчета через 1° и построение 7 контуров помех для каждого присвоения, а также проведения повторного расчета эталонной помехи от эталонной сети и ее сравнения с суммарной помехой от всех частотных присвоений сети. Только для одной такой зоны, описанной, например, 50 контрольными точками необходимо провести: 15*360*50*7*20*2 = 75 600 000 вычислений, дополнительно требующих человеческого ресурса для их анализа. При этом важно отметить, что расчеты должны проводиться с высокой точностью и в строгом соответствии с техническими критериями Соглашения «Женева-06», поскольку задача экспертизы правильности конвертации выделения в набор присвоений перед внесением в План GЕ06D возложена на БР МСЕ.
9. Принятияво внимание временного фактора, связанного со сроками получения положительных результатов международной координации (МК) от затронутых стран и согласований радиочастотных органов спецпользователей Украины. Учитывая наличие теплого Азовского и Черного морей, а также превосходящие эффективные высоты Карпатских и Крымских гор, такие присвоения ЦНРС Украины затрагивают довольно большое количество стран, причастных к МК (от 10 до 15).
По результатам расчетов ЭМС УГЦР определил возможность использования частотных выделений (ТВк в пределах контуров зон частотного планирования) для 2-х мультиплексов (пролицензированых, как МХ4 и МХ6) сплошного покрытия Украины сетями ЦНТВ. Реализация мультиплекса:
· МХ4 фактически не требует вывода из эксплуатации действующих РЭС АТВ;
· МХ6 станет возможной только после вывода из эксплуатации ряда РЭС АТВ, которые использует более 70 частот в различных регионах Украины.
УГЦР, дополнительно направил в Национальный совет результаты определения возможности и условия пользования РЧР для сетей мультиплекса МХ4 в 10, 12, 51, 52, 70 та 74 зонах выделений, согласно 1-го этапа внедрения ЦНТВ (34 частотных присвоения), утвержденного Национальным советам, Госкомтелерадио и НКРЗ, Плана поэтапного перехода телевещания на цифровые стандарты вещания. Одновременно, с целью обеспечения последующего планирования ЦНТВ, УГЦР определил перечень ТВк возможных для планирования сетей мультиплексов МХ1, МХ2 и МХ3 в этих зонах с указанием РЭС АТВ, которые необходимо выключить. Однако Национальный совет, не определился по срокам и процедуре выключения РЭС АТВ.
Только благодаря проделанной УГЦР беспрецедентной по объемам работе, Украина на сегодня единственная из стран Восточной Европы и СНГ страна, где уже разработаны частотные планы, которые позволяют реализовать 2 мультиплекса сплошного покрытия территории сетями ЦНТВ.
Более того, ведутся работы по подбору частот для еще 3-х общенациональных мультиплексов МХ1, МХ2 и МХ3. Однако уже сейчас можно констатировать, что без принятия государственного плана вывода с эксплуатации РЭС специальных пользователей (радиолокационной, радионавигационной службы, средств связи специальных пользователей), фиксированной и мобильной службыобщих пользователей с переводом их в другие полосы радиочастот, а также поэтапного вывода использования РЭС АТВ, задачу обеспечения ЦНРС необходимым РЧР решить нельзя. Главной целью проведения конверсии полос частот 174-230 МГц, 470-862 МГц должно стать приведение порядка их использования к общеевропейским нормам, определенным Общеевропейской таблицей распределения полос частот.
Подходы к повышению эффективности использования спектра
На этапе реализации Плана, из-за ограниченной доступности РЧР, целесообразны следующие подходы для повышению эффективности использования спектра ЦНРС Украины:
1. Использование частот Плана GE06D: по слоям,в отдельных зонах все покрытия (в группах зон). Второй вариант – менее предпочтительный. Так как оптимальное частотное обеспечение может быть получено только при распределении РЧР по всем 81 зонам. Тогда как одновременное назначениевсех ТВк соответствующих мультиплексов отдельной зоне будет производиться в ущерб соседним, поскольку не будут учтены их особенностей и взаимосвязи по условиям ЭМС с соседними зонами.
2. Подбор частот и преобразование выделений в набор присвоения для послойного покрытия территории Украины синхронными сетями ЦНТВ.
3. Взаимодействие с приграничными государствами по согласованию выделений и частотных присвоений на переходный период для немедленного внедрения ЦНРС.
4. Принцип совместного использования РЧР АТВ и ЦНРС с поэтапным выводом с эксплуатации РЭС АТВ, специальных пользователей и РЭС фиксированной службы общих пользователей. Разработка норм частотно-территориального разноса, обеспечивающих ЭМС РЭС ЦНРС и спецпользователей. Оптимизация совместного использования спектра.
5. Адаптивный подход к внедрению ЦНРС в каждой из зон, с учетом ее географических, демографических, социальных и экономических возможностей.
6. Максимальное использование опор, на которых размещены действующие РЭС аналогового телевидения. Использование по мере необходимости сооружений операторов мобильной связи, зданий, высотных объектов различных форм собственности и прочее.
7. Постепенное наращивание процента покрытия ЦНТВ и ЦНЗМ территории каждой зоны, обеспечивающий принцип развития «от фиксированного (мобильного) приема к портативному приему внутри помещения».
8. Определение необходимого количества маломощных ретрансляторов для синхронного вещания на участках , где отсутствует прием.
9. Поэтапное изменение Плана GЕ06D при условии не увеличения уровня суммарной помехи со-канальным зонам и сетям.
10. Повышение точности расчетов до уровня соответствующему требованиям Соглашения «Женева-06» и точности программного обеспечения, которое БР МСЕ использует для проведения экзаменации в отношении:
· присвоений АТВ Украины и других стран, записанных в Регистр Частот;
· присвоений других систем и служб, заявленных в «рамках» цифровой записи.
Кроме вышеуказанных технических подходов повышению эффективности использования спектра так же может поспособствовать принятие следующих решений по ряду административных вопросов связанных с доступностью спектра для технологий ЦНРС:
1. Проведение в кратчайшие сроки конверсии РЧР в полосах частот, выделенных для ЦНРС. С этой целью целесообразно:
· разработать и принять Государственную целевую программу по повышению эффективности использования РЧР Украины в полосах 174-230 МГц, 470-862 МГц;
· предусмотреть в планах и других нормативных документах, которые регламентируют внедрение ЦНТВ в Украине, полное соответствие техническим принципам, режимам и параметрам, которые определяются Планом GE06D. Это даст возможность оптимальным образом осуществить планирование сетей ЦНРС и обеспечит наиболее эффективное использование дефицитного частотного ресурса.
2. Обеспечить приведение порядка использования полос частот 174-230 МГц, 470-862 МГц в соответствие с общеевропейскими нормами, которые определены в Общеевропейской таблице распределения полос частот. С этой целью внести в Национальную таблицу распределения полос радиочастот Украины следующие изменения:
- удалить примечание У036 и соответствующее распределение в Национальной таблице;
- удалить распределение на вторичной основе „Подвижной спутниковой, за исключением воздушной подвижной спутниковой (Земля-космос)” радиослужбе в полосе радиочастот 790-862 МГц.
3. Внести в План использования радиочастотного ресурса Украины следующие изменения. Перевести радиотехнологию „Цифровое наземное радиовещание стандарта T-DAB” и „Цифровое наземное звуковое вещание стандарта DRM” с раздела 2 „Перспективные для внедрения радиотехнологии” в п. 37 раздела 1 „Действующие радиотехнологии”.
4. Предусмотреть мероприятия относительно компенсации в других полосах радиочастот потери РЧР вследствие конверсии и выведения из эксплуатацииРЭС специальных и общих пользователей из полос частот 174-230 МГц, 470-862 МГц.
В силу чрезвычайной важности проблемы обеспечения защиты интересов государства в телерадиоинформационной сфере на национальном и международном уровне, целесообразно, чтобы внедрение сетей ЦНЗВ и ЦНТВ в полосах частот 174-230 МГц (6-12 ТВ каналы), 470-862 МГц (21-69 ТВ каналы) началось на Украине в кратчайшие сроки.
Принимая во внимание результаты анализа национальных стратегий соседних странах по внедрению ЦНРС, целесообразно начать ввод в эксплуатацию сетей в первую очередь на доступных ТВ каналах и частотах, с западных и юго-западных регионов Украины, включая АР Крым, обеспечив последующую возможность расширения строительства государственных сетей ЦНРС в глубь территории страны. Главная задача - обеспечить ввод новых сетей ЦНРС без сокращения объемов аналогового вещания. Планируется, что высвобождение ТВк, занятых в настоящее время РЭС АТВ, начнется только после расширения парка цифровых телеприемников у населения.
Обобщая вышеизложенное необходимо отметить, что несвоевременный переход на ЦНРС может привести к существенному росту помех АТВ, значительному уменьшению зон покрытия действующих РЕЗ, не возможности приема программ АТВ в пограничных районах, и как следствие, к значительному снижению уровня информационной безопасности Украины.
Несвоевременное проведение мероприятий по конверсии приведет к росту уровня помех РЕЗ других первичных служб, которые принадлежат специальным и общим пользователям РЧР Украины (в том числе РЭС обеспечения полетов гражданской и военной авиации).
Перечень литературы
1. Заключительные акты Региональной конференции радиосвязи по планированию цифровой наземной радиовещательной службы в частях Районов 1 и 3 в полосах частот 174-230 МГц и 470-862 МГц (РКР-06) – Женева: МСЕ, 2006. - 301 с.
2. Study on the regulation of broadcasting issues under the new regulatory framework (prepared from European Commission Information Society and Media Directorate-General) - European Commission, 22.12.06 –161c
3. Справочник по управлению использованием спектра на национальном уровне. Международный союз электросвязи. ITU, 2005, с. 286–301
Cведения про авторов:
Бондаренко Александр Александрович - кандидат технических наук, доцент,начальник отдела радиовещательной службы управления радиочастотных присвоений государственного предприятия „Украинский государственный центр радиочастот”, г. Киев, Украина.
Кокотов Олег Викторович – кандидат технических наук, доцент, инженер отдела планирования использования частот управления анализа и международного взаимодействия присвоений государственного предприятия „Украинский государственный центр радиочастот”, г. Киев, Украина.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПЕКТРА ПОЛОС ЧАСТОТ 174-230 МГЦ, 470-862 МГЦ И ВОЗМОЖНОСТИ ЙОГО ПЕРЕПЛАНИРОВАНИЯ В ИНТЕРЕСАХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПЕРЕХОДА НА ЦИФРОВОЕ НАЗЕМНОЕ ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЕ
Неоценимый вклад в процесс внедрения цифровой наземной радиовещательной службы (ЦНРС) внесли 2 сессии Женевской конференции 2004/2006 годов(РКР-04/06). Этот беспрецедентный форум, обеспечил планирование использованияцифровогоназемноготелевизионного (ЦНТВ) и звукового вещания (ЦНЗВ) стандартов DVB-T и T-DABне только во всей Европе, но и большинстве стран Азии, Африки, Ближнего Востока. Создание Плана – результат многолетней и плодотворной работы, компромиссови сближения позиций экспертов более чем 100 стран регионов планирования.
УГЦР внёс огромный вклад в создание плана цифрового вещания, отвечающего интересам Украины. Работы по его созданию начаты ещё в середине 90-х годов (1994-1995). Многолетний опыт УГЦР позволил обеспечить планирование, согласование проекта плана Украины на международном уровне, а также финальных Планов (GE06) на Женевской конференции. При подготовке к РКР-06 УГЦР разработалуникальное программное обеспечение, которое позволяло проводить частотное планирование на больших многонациональных территориях, и аналогичное было, из Восточноевропейских стран, только у Российской Федерации.
1. Краткий анализ Планов телерадиовещания Украины
В соответствии с Региональным Соглашением «Женева - 06» по планированию ЦНРС в полосах частот 174-230 МГц, 470-862 МГц и связанных з ним цифровым и аналоговым Планами Украина имеет:
• 847 частотных выделений, которые представляют цифровую часть Плана (GE06D) Соглашения «Женева-06», в том числе по диапазонам:
| III диапазон (174-230 МГц) | IV и V диапазоны (470-862 МГц) | Всего выделений | |
| T-DAB | DVB-T | DVB-T | 847 |
| 129 | 82 | 636 | |
• 1555 частотных присвоений для аналогового телевизионного вещания (АТВ), которые представляют аналоговую часть Плана (GE06A) Соглашения «Женева-06».
Цифровой план Украины - план частотных выделений для 81 зоны планирования. Он рассчитан на квазирегулярную структуру зон и учитывает размещения существующих опор и мощных РЭС АТВ. За каждой из зон закреплен набор частот из 1-4 частотных выделений для T-DABи 8-10 выделений - для DVB-T. Реализация одного сплошного покрытия (мультиплекса) в стандарте сжатия MPEG4 позволяет обеспечить прием до 10 программ в пределах всей территории страны.
Частотный план ЦНРС Украины рассчитан на обеспечение:
1. Мобильного приема DVB-T и T-DAB (высота приемной антенны 1,5 м).
2. Покрытие 95% местоположений (АТВ обеспечивало покрытие 50% мест).
3. В некоторых частях зоны обеспечивается возможность портативного приема вне и внутри зданий (на портативную антенну 1,5 м, 95% мест).
4. В Плане GE06D для Украины не указаны:
· вариант систем вещания;
· параметры модуляции;
· кодовая скорость;
· стандарт компрессии;
· тип поляризации.
При таких условиях требования по планированию могут быть обеспечены при разной топологии инфраструктуры, и уже заслуга оператора состоит в том, чтобы выбрать конфигурацию, которая лучше всего отвечает его возможностям и взятым обязательствам по покрытию конкретной зоны при условии ограничения помех всем другим зонам совмещенного ТВ канала (ТВк) и АТВ.
Обеспечение эффективности использования спектра на этапе синтеза цифрового плана на РКР-06 Главной целью частотного планирования на РКР-06 было обеспечение высокой эффективности использования радиочастотного ресурса(РЧР) полос 174-230 МГц, 470-862 МГц, а также учет, в максимально возможной мере, национальных интересов и требований администраций связи (АС) относительно будущего развития возможных видов цифрового вещания.
Планирование велось по специально созданным для Соглашения «Женева-06» техническим критериям. Сами критерии были синтезированы из условия предоставления АС права выбора и возможности осуществления частотных присвоений с требуемым набором технических характеристик для:
· разных конфигураций сетей: одночастотные - SFN, многочастотные - MFN;
· разных вариантов и режимов приема: фиксированный, мобильный, портативный вне помещения, портативный внутри помещения;
при зафиксированных в Плане GE06D зонах покрытия и зонах помех посредством использования набора эталонных технических параметров: эталонные конфигурации планирования (RPC1-RPC5), эталонные сети (RN1-RN3) и варианты систем DVB? T и T? DAB.
Результаты исследований МСЭ [1, 2] показали, что:
· использование MFN требует в несколько раз большего количества необходимого РЧР, чем в случае SFN сетей (Рис. 1);
· один или два расположенных в центре зоны все направленных РЭС создают большую помеху, чем большее количество направленных РЭС равномерно расположенных по зоне покрытия SFN (Рис. 2). Фактически это значит, что использование SFN сетей с большим числом РЭС и меньшей эффективной излучаемой мощностью (ЭИМ) требует затрат меньшего количество спектра, и соответственно позволяет увеличить количество слоев (мультиплексов) покрытия в зоне. По оценкам МСЭ от 6-8 слоев на страну.
· эффективность распространения программ цифрового телерадиовещания требует повышения вероятности покрытия до 95% мест положения для DVB? T и 95% - 99% - для T? DAB (для сравнения, планирование АТВ велось с вероятностью покрытия 50% мест (L) и времени (T) на стандартизированную приемную антенну высотой 10 м).
Для обеспечения реализации этих требований на РКР-06 было выполнено 4 итерации планирования с учетом следующих аспектов и критериев:
а) принципы и сценарии планирования;
b) защита существующих и запланированных присвоений АТВ;
с) механизмы и календарные сроки, перехода от АТВ к ЦНРС;
d) защита существующих и запланированных присвоений других первичных служб в полосах частот 174–230 МГц, 470–862 МГц;
f) характеристики распространения и методы прогнозирования величин напряженности поля в диапазонах ОВЧ и УВЧ;
g) критерии планирования (включая защитные отношения), методы планирования и конфигурации сетей (SFN / МFN);
h) критерии совместного использования частот разными службами, а в рамках отдельных служб и критерии их совместимости, в том числе в отношении частот, сопредельных с полосами 174–230 МГц и 470–862 МГц.
Планирование усложнялось тем, что РКР-06 необходимо было принять полностью совместимый План. Совместимость между соответствующими выделениями, присвоениями, выделениями и присвоениями, и наоборот (Рис. 3) необходимо было обеспечить техническими мерами, а также с помощью административных деклараций. Не совместимые и не скоординированные цифровые требования АС не принимались к рассмотрению, чтобы в последующем они не смогли помешать будущим модификациям Плана. Одновременно АС необходимо было определиться с мерой совместимости составляющих Цифрового и Аналогового Планов на переходный период. Последнее необходимо, чтобы цифровые выделения/присвоения, которые не совместимы с существующими и запланированными присвоениями АТВ и с существующими присвоениями других служб получили в цифровом Плане примечание относительно необходимости завершения координации до введения в эксплуатацию РЭС ЦНРС.
Проблема совместимости требований при планировании на РКР-06 решена путем подписания деклараций о совместимости. Техническими экспертами УГЦР совместно с экспертами АС соседних стран было подготовлено и подписано более 50 000 деклараций о совместимости требований.
Желаемое количество покрытий (от 8 до 10) на РКР-06 достигнуто исключительно благодаря подписанию «административных деклараций о совместимости» технически несовместимых требований и существующих присвоений: «присвоения АТВ – цифровые требования», «присвоения других служб – цифровые требования», «цифровые требования–присвоения АТВ», «цифровые требования – присвоения других служб». Техническая несовместимость присвоений АТВ и выделений ЦНРС зафиксирована в примечании к Плану GE06D путем внесения наименования затронутой администрации.Кроме того, на двухсторонней и многосторонней основе АС договаривались о необходимости обеспечения ЭМС на этапе реализации Плана и дополнительных технических условий проведения конвертации выделений в набор частотных присвоений для сетей ЦНРС. Основные технические ограничения, вытекающие из дополнительных условий, следующие:
· суммарная напряженность поля от заявленных на координацию цифровых частотных присвоений сети, в каждой точке на краю зоны обслуживания РЭС АТВ не должна превышать Е?=Емин – 3 дБ;
· величина суммарной напряженности поля (Е?) от всех со-канальных частотных присвоений не должна превышать (для контрольных точек на границе защищаемого контура выделения):
- 38 дБмкВ/м для диапазона III (DVB-T на DVB-T);
- 39 дБмкВ/м для диапазона III (T-DAB на T-DAB);
- 33 дБмкВ/м для диапазона III (DVB-T на T-DAB);
- 45 дБмкВ/м для диапазона III (T-DAB на DVB-T);
- 46(f*) дБмкВ/м для диапазонов IV / V (DVB-T – DVB-T), где f*- показывает зависимость от частоты (номера ТВк).
3. Особенности распределения и доступность спектра ЦНРС в Украине
Существующие распределение полос частот 174-230 МГц и 470-862 МГц, а также доступность в Украине РЧР для радиотехнологий определены:
· Национальной таблицей распределения полос радиочастот Украины, утвержденной Постановлением Кабинета Министров Украины от 15.12.05 №1208;
· Планом использования радиочастотного ресурса Украины, утвержденным Постановлением Кабинета Министров Украины от 15.12.05 №815.
Анализ распределений показывает, что значительная часть, более 40%, спектра недоступна для радиовещательной службы Украины, поскольку он непосредственно выделен для РЭС других первичных служб. Для сравнения необходимо отметить, что в странах ЕС для гражданского применения доступно от 70 до 85 % общего РЧР, что и позволяет достичь высокого уровня развития мультимедийных и телекоммуникационных технологий в этих странах.
Анализ доступности РЧР полосы 174-230 МГц (диапазон III) и 470-862 МГц (диапазоны IV и V)для радиотехнологий ЦНРС показывает, что:
· полосы, предусмотренные для внедрения радиотехнологий ЦНРС, активно используются АТВ, для которого произведено около 4000 частотных присвоений, из них:
- 76% – мощностью до 100 Вт, зоной обслуживания 10-12 км и расстоянием повторного использования совмещенного ТВк – 70 км;
- 16% – мощностью до 1 кВт и расстоянием повторного использования совмещенного ТВк - 110 км;
- 5% – мощностью до 5 кВт и расстоянием повторного использования ТВк - 210 км;
- 2,5% – мощностью до 25 кВт и расстоянием повторного использования ТВк - 225 км;
- 0,5% – мощностью до 50 кВт с расстоянием повторного использования ТВк - 290 км.
· за годы независимости Украины очень высокой была динамика роста количества РЭС АТВ: 1992г - 858, 2000г -1901, 2009г - около 4000. Такого роста количества РЭС не имела ни одна из соседних стран;
· вследствие высокой плотности и неравномерности размещения РЭС АТВ, РЧР 6-12, 21-44, 47-52 та 57, 64 ТВк оказался фактически полностью исчерпанным;
· более 40% РЧР, полосы 470-862 МГц распределено РЭС других радиослужб. В частности, есть ряд номиналов ТВк не доступных как для АТВ, так и для ЦНТВ (Рис. 4). На сегодня частотный ресурс 45-46, 53-56, 58-63, 68-69 ТВк практически по всей территории Украины используется РЭС специального назначения. При этом, технологически устарелые РЭС ВРНС не позволяют использовать 45-46, 53-56, 58-63, 68-69 ТВк не только в Украине, а и на расстояниях до 400-500 км в глубь территории соседних стран. Кроме того, частотный ресурс 65-67ТВк выделен для исключительного использования сетями сотовой связи стандарта CDMA. По причине наличия других служб в полосе 470-862 МГц не возможно использование 229 из 636 выделений, назначенных Украине Планом GE06D для внедрения ЦНТВ.
| АТВ | ВРНС | АТВ | ВРНС | ВРНС | АТВ | CDMA | ВРНС |
| 21-44 ТВК | 45-46 ТВК | 53-56 ТВК | 53-56 ТВК | 58-63 ТВК | 64 ТВК | 65-67 ТВК | 68-69 ТВК |
| 470 - 662 МГц | 678 МГц | 726 МГц | 758 МГц | 766 - 814 МГц | 824 МГц | 843 МГц | 862 МГц |
– аналоговое (цифровое) наземное телевидение (АТВ/ЦНТВ);
– воздушная радионавигационная служба (ВРНС);
– сотовая связь с кодового разделения каналов CDMA(до 01.01.06 )
· полоса частот ІІІ диапазона (174-230 МГц), практически полностью используется средствами АТВ и специальных пользователей. Переход на ЦНРС в этой полосе усложняется необходимостью, согласно Плана GE06D, обеспечить переход с 8 МГц растра (ширины канала вещания) АТВ к 7 МГц растру ЦНРС. При этом во внимание необходимо принять международные обязательства, которые связаны с разными подходами к каналообразованию соседними странами. Большинство стран Европы, в том числе и Украина, обязаны перейти на 7 МГц растр ТВк, тогда как администрации Российской Федерации, Республики Беларусь и Грузии продолжат использовать 8 МГц растр. Как следствие, без вывода из эксплуатации действующих РЭС АТВ Украина не сможет реализовать в этой полосе ни одного из 211 выделений Плана GE06D.
· большое количество сетей (SFN) необходимо построить на побережье Черного и Азовского морей. Последнее требует обеспечения международной координации (МК) соответствующих частотных присвоений со всеми странами Черноморского бассейна, Республикой Молдова, а также реализации ряда ограничений на мощность излучения в сторону моря.
Наиболее оптимальным вариантом использования РЧР могло бы стать включение РЭС ЦНРС в полосах, свободных от АТВ. Такой подход используется во многих европейских странах на 61-69 ТВк. Украина такой возможности не имеет: весь спектр ЦНРС интенсивно используется РЭС АТВ, специальных пользователей и других радиослужб.
На сегодня для внедрения ЦНТВ ограничено могут использоваться только некоторые соседние и зеркальные ТВк полосы 470-862 МГц, которые не доступны для АТВ, не используются специальными пользователями, другими службами и внедрение ЦНТВ на которых не окажет влияние на АТВ в соседних регионах или приграничных государствах.
Существующего РЧР достаточно только для создания не более одного слоя покрытия (мультиплекса) территории Украины ЦНТВМ. Последующее планирование SFN требует вывода из эксплуатации существующих РЭС АТВ и других службв полосе 470-862 МГц.
Подходы к обеспечению эффективности использования спектра на этапе реализации цифрового Плана Реализация Плана ЦНРС Украины очень сложная задача, зависящая от ряда факторов и причин, которые усложняют эту работу.
Прежде, чем анализировать эти факторы, необходимо отметить, что, следуя взятым на РКР-06 международным обязательствам (Статья 12 Соглашения «Женева-06») Украина должна завершить переход на ЦНРС до 17 июня 2015 года (для сравнения все соседние восточноевропейские страны должны завершить переход до 2012 году). До этого времени в отношении Украины будут действовать положения и процедуры переходного периода.
Переходный период, в первую очередь, характеризуется необходимостью сосуществования в полосах частот ЦНРС, РЭС АТВ и РЭС других служб. Поскольку, для достижения компромисса, без которого бы План на РКР-06 не получился, было принято решение не учитывать при планировании РЭС АТВ и подписать декларации о совместности частотных выделений и присвоения, которые не были совместимы при планировании.
Именно, эти два фактора: учет РЭС других радиослужб при осуществлении частотных присвоений РЭС ЦНРС, и принятие во внимание ограниченный в соответствии с подписанными декларациями являются определяющими при оценке возможности реализации цифрового плана GE06D и определении подходов к оптимизации использования спектра.
Кроме этого, Украина имеет свои, административные и технические аспекты, которые существенно влияют на процесс частотного планирования. Основные административные аспекты и подходы к их решению следующие:
1. Прием АТВ возможен далеко за границами зон уверенного приема.
2. Прием ЦНТВ очень быстро исчезает при снижении напряженности поля ниже определенной величины, так называемый «эффект резкого срыва».
3. Анализ защитных отношений показывает, что помеха от РЭС ЦНТВ соизмерима с помехой от РЭС АТВ.
4. Зоны всех РЭС вещания известны, соответственно при внедрении ЦНТВ у действующих РЭС АТВ не должна сокращаться зрительская аудитория.
5. Условия ЭМС РЭС АТВ и ЦНТВ могут быть обеспечены только при условии поэтапного выключения определенных РЭС АТВ или значительном уменьшении ЭИМ РЭС сетей ЦНТВ, которые планируются.
С технической точки зрения, планирование сетей ЦНРС - сложная много этапная итерационная процедура конвертации выделения в набор частотных присвоений для РЭС конкретной зоны. Решение задачи планирования требует:
1. Принятия чётко определённого решения о стратегии внедрения ЦНРС, а отсюда его частотного планирования (по слоям, по отдельным или группамзон, этапности и приоритетности внедрения ЦНТВ), определяемой какими–либо признаками: географическими, социально – политическими, этнографическими, демографическими.
2. Отбора, принятия на государственном уровнерешения и стандартизации: типа конфигурации сетей, вида режима приема и основных технических характеристик, на которые, должно вестись планирование. При планировании на РКР-06 Украина для защиты приняла мобильный вид приёма. Причина: реализация одного из основных преимуществ ЦНРС – возможности обеспечения мобильности приема и защиты РЧР Украины в приграничных зонах (на 200-250 км вглубь территории Украины). Если бы защищалсяфиксированный приём (например, Емин=54,2 дБмкВ/м для системы С3) , то в приграничных зонах выделений Украина должна была бы согласиться набольшие, более 28 дБмкВ/м, превышения поля от РЭС других государств рассчитанных на обеспечение мобильного приема (Емин=82,6 дБмкВ/м - система С3). То есть, согласно Плану соседние страны получили бы возможность вещать с большей мощностью, и превышать уровень поля отечественных РЭС. В тоже время, задекларировав на РКР-06 фиксированный прием, в будущем, Украине было бы сложно (а если, и возможно, то только с потерей ресурса) повысить требования по защите сетей, чтобы перейти к современным видам мобильного/портативного приёма.
3. Полного соответствия техническим принципам, режимам и параметрам, которые определены в Плане GE06D. Это даст возможность оптимальным образом осуществить планирование ЦНРС и обеспечит наиболее эффективное использование дефицитного РЧР.
4. Обеспечения ограничений:
– на минимальную напряженность поля на границе зоны;
– на максимальную ЭИМ и эффективные высоты антенны;
– на суммарную помеху от присвоений сети на границе со-канального выделения < 46(f*) дБмкВ/м, для повторного использования ТВк.
5. Обеспечения уверенного приема в 95% мест и особенно на краях и в густо заселенных районах зоны.
6. Наличия в каждой зоне достаточного количества опор с необходимой эффективной высотой (эталонная - 150 м), которые в перспективе позволят обеспечить портативный прием внутри помещения. Существующая инфраструктура АТВ имеет явно недостаточное количество и не оптимальную топологию существующих антенно–мачтовых сооружений (опор), с точки зрения обеспечения эффективности планирования ЦНРС и обеспечения качества приёма в каждойиз зон.
7. Нового расчета технических характеристик присвоений сети на каждом новом ТВк, поскольку характеристики, рассчитанные для одного номера ТВк, повторно не могут использоваться из-за их зависимости от частоты.
8. Больших объёмов и сложности вычислений, которые определяются значительным количеством зон, частотных выделений в зоне, количеством частотных присвоений АТВ, ЦНРС, спецпользователей, других служб, действующих РЭС других стран, которые необходимо учитывать при осуществлении вычислений.Так, например, для обеспеченияв зоне размером 100*100 км уровня сигнала необходимого для обеспечения мобильногоприёма требуется около 15 опор с требуемой эффективной высотой антенны, т.е. произвести 15 присвоений. Особенности конвертации выделения в набор частотных присвоений предполагают проведение расчета через 1° и построение 7 контуров помех для каждого присвоения, а также проведения повторного расчета эталонной помехи от эталонной сети и ее сравнения с суммарной помехой от всех частотных присвоений сети. Только для одной такой зоны, описанной, например, 50 контрольными точками необходимо провести: 15*360*50*7*20*2 = 75 600 000 вычислений, дополнительно требующих человеческого ресурса для их анализа. При этом важно отметить, что расчеты должны проводиться с высокой точностью и в строгом соответствии с техническими критериями Соглашения «Женева-06», поскольку задача экспертизы правильности конвертации выделения в набор присвоений перед внесением в План GЕ06D возложена на БР МСЕ.
9. Принятияво внимание временного фактора, связанного со сроками получения положительных результатов международной координации (МК) от затронутых стран и согласований радиочастотных органов спецпользователей Украины. Учитывая наличие теплого Азовского и Черного морей, а также превосходящие эффективные высоты Карпатских и Крымских гор, такие присвоения ЦНРС Украины затрагивают довольно большое количество стран, причастных к МК (от 10 до 15).
По результатам расчетов ЭМС УГЦР определил возможность использования частотных выделений (ТВк в пределах контуров зон частотного планирования) для 2-х мультиплексов (пролицензированых, как МХ4 и МХ6) сплошного покрытия Украины сетями ЦНТВ. Реализация мультиплекса:
· МХ4 фактически не требует вывода из эксплуатации действующих РЭС АТВ;
· МХ6 станет возможной только после вывода из эксплуатации ряда РЭС АТВ, которые использует более 70 частот в различных регионах Украины.
УГЦР, дополнительно направил в Национальный совет результаты определения возможности и условия пользования РЧР для сетей мультиплекса МХ4 в 10, 12, 51, 52, 70 та 74 зонах выделений, согласно 1-го этапа внедрения ЦНТВ (34 частотных присвоения), утвержденного Национальным советам, Госкомтелерадио и НКРЗ, Плана поэтапного перехода телевещания на цифровые стандарты вещания. Одновременно, с целью обеспечения последующего планирования ЦНТВ, УГЦР определил перечень ТВк возможных для планирования сетей мультиплексов МХ1, МХ2 и МХ3 в этих зонах с указанием РЭС АТВ, которые необходимо выключить. Однако Национальный совет, не определился по срокам и процедуре выключения РЭС АТВ.
Только благодаря проделанной УГЦР беспрецедентной по объемам работе, Украина на сегодня единственная из стран Восточной Европы и СНГ страна, где уже разработаны частотные планы, которые позволяют реализовать 2 мультиплекса сплошного покрытия территории сетями ЦНТВ.
Более того, ведутся работы по подбору частот для еще 3-х общенациональных мультиплексов МХ1, МХ2 и МХ3. Однако уже сейчас можно констатировать, что без принятия государственного плана вывода с эксплуатации РЭС специальных пользователей (радиолокационной, радионавигационной службы, средств связи специальных пользователей), фиксированной и мобильной службыобщих пользователей с переводом их в другие полосы радиочастот, а также поэтапного вывода использования РЭС АТВ, задачу обеспечения ЦНРС необходимым РЧР решить нельзя. Главной целью проведения конверсии полос частот 174-230 МГц, 470-862 МГц должно стать приведение порядка их использования к общеевропейским нормам, определенным Общеевропейской таблицей распределения полос частот.
Подходы к повышению эффективности использования спектра
На этапе реализации Плана, из-за ограниченной доступности РЧР, целесообразны следующие подходы для повышению эффективности использования спектра ЦНРС Украины:
1. Использование частот Плана GE06D: по слоям,в отдельных зонах все покрытия (в группах зон). Второй вариант – менее предпочтительный. Так как оптимальное частотное обеспечение может быть получено только при распределении РЧР по всем 81 зонам. Тогда как одновременное назначениевсех ТВк соответствующих мультиплексов отдельной зоне будет производиться в ущерб соседним, поскольку не будут учтены их особенностей и взаимосвязи по условиям ЭМС с соседними зонами.
2. Подбор частот и преобразование выделений в набор присвоения для послойного покрытия территории Украины синхронными сетями ЦНТВ.
3. Взаимодействие с приграничными государствами по согласованию выделений и частотных присвоений на переходный период для немедленного внедрения ЦНРС.
4. Принцип совместного использования РЧР АТВ и ЦНРС с поэтапным выводом с эксплуатации РЭС АТВ, специальных пользователей и РЭС фиксированной службы общих пользователей. Разработка норм частотно-территориального разноса, обеспечивающих ЭМС РЭС ЦНРС и спецпользователей. Оптимизация совместного использования спектра.
5. Адаптивный подход к внедрению ЦНРС в каждой из зон, с учетом ее географических, демографических, социальных и экономических возможностей.
6. Максимальное использование опор, на которых размещены действующие РЭС аналогового телевидения. Использование по мере необходимости сооружений операторов мобильной связи, зданий, высотных объектов различных форм собственности и прочее.
7. Постепенное наращивание процента покрытия ЦНТВ и ЦНЗМ территории каждой зоны, обеспечивающий принцип развития «от фиксированного (мобильного) приема к портативному приему внутри помещения».
8. Определение необходимого количества маломощных ретрансляторов для синхронного вещания на участках , где отсутствует прием.
9. Поэтапное изменение Плана GЕ06D при условии не увеличения уровня суммарной помехи со-канальным зонам и сетям.
10. Повышение точности расчетов до уровня соответствующему требованиям Соглашения «Женева-06» и точности программного обеспечения, которое БР МСЕ использует для проведения экзаменации в отношении:
· присвоений АТВ Украины и других стран, записанных в Регистр Частот;
· присвоений других систем и служб, заявленных в «рамках» цифровой записи.
Кроме вышеуказанных технических подходов повышению эффективности использования спектра так же может поспособствовать принятие следующих решений по ряду административных вопросов связанных с доступностью спектра для технологий ЦНРС:
1. Проведение в кратчайшие сроки конверсии РЧР в полосах частот, выделенных для ЦНРС. С этой целью целесообразно:
· разработать и принять Государственную целевую программу по повышению эффективности использования РЧР Украины в полосах 174-230 МГц, 470-862 МГц;
· предусмотреть в планах и других нормативных документах, которые регламентируют внедрение ЦНТВ в Украине, полное соответствие техническим принципам, режимам и параметрам, которые определяются Планом GE06D. Это даст возможность оптимальным образом осуществить планирование сетей ЦНРС и обеспечит наиболее эффективное использование дефицитного частотного ресурса.
2. Обеспечить приведение порядка использования полос частот 174-230 МГц, 470-862 МГц в соответствие с общеевропейскими нормами, которые определены в Общеевропейской таблице распределения полос частот. С этой целью внести в Национальную таблицу распределения полос радиочастот Украины следующие изменения:
- удалить примечание У036 и соответствующее распределение в Национальной таблице;
- удалить распределение на вторичной основе „Подвижной спутниковой, за исключением воздушной подвижной спутниковой (Земля-космос)” радиослужбе в полосе радиочастот 790-862 МГц.
3. Внести в План использования радиочастотного ресурса Украины следующие изменения. Перевести радиотехнологию „Цифровое наземное радиовещание стандарта T-DAB” и „Цифровое наземное звуковое вещание стандарта DRM” с раздела 2 „Перспективные для внедрения радиотехнологии” в п. 37 раздела 1 „Действующие радиотехнологии”.
4. Предусмотреть мероприятия относительно компенсации в других полосах радиочастот потери РЧР вследствие конверсии и выведения из эксплуатацииРЭС специальных и общих пользователей из полос частот 174-230 МГц, 470-862 МГц.
В силу чрезвычайной важности проблемы обеспечения защиты интересов государства в телерадиоинформационной сфере на национальном и международном уровне, целесообразно, чтобы внедрение сетей ЦНЗВ и ЦНТВ в полосах частот 174-230 МГц (6-12 ТВ каналы), 470-862 МГц (21-69 ТВ каналы) началось на Украине в кратчайшие сроки.
Принимая во внимание результаты анализа национальных стратегий соседних странах по внедрению ЦНРС, целесообразно начать ввод в эксплуатацию сетей в первую очередь на доступных ТВ каналах и частотах, с западных и юго-западных регионов Украины, включая АР Крым, обеспечив последующую возможность расширения строительства государственных сетей ЦНРС в глубь территории страны. Главная задача - обеспечить ввод новых сетей ЦНРС без сокращения объемов аналогового вещания. Планируется, что высвобождение ТВк, занятых в настоящее время РЭС АТВ, начнется только после расширения парка цифровых телеприемников у населения.
Обобщая вышеизложенное необходимо отметить, что несвоевременный переход на ЦНРС может привести к существенному росту помех АТВ, значительному уменьшению зон покрытия действующих РЕЗ, не возможности приема программ АТВ в пограничных районах, и как следствие, к значительному снижению уровня информационной безопасности Украины.
Несвоевременное проведение мероприятий по конверсии приведет к росту уровня помех РЕЗ других первичных служб, которые принадлежат специальным и общим пользователям РЧР Украины (в том числе РЭС обеспечения полетов гражданской и военной авиации).
Перечень литературы
1. Заключительные акты Региональной конференции радиосвязи по планированию цифровой наземной радиовещательной службы в частях Районов 1 и 3 в полосах частот 174-230 МГц и 470-862 МГц (РКР-06) – Женева: МСЕ, 2006. - 301 с.
2. Study on the regulation of broadcasting issues under the new regulatory framework (prepared from European Commission Information Society and Media Directorate-General) - European Commission, 22.12.06 –161c
3. Справочник по управлению использованием спектра на национальном уровне. Международный союз электросвязи. ITU, 2005, с. 286–301
Cведения про авторов:
Бондаренко Александр Александрович - кандидат технических наук, доцент,начальник отдела радиовещательной службы управления радиочастотных присвоений государственного предприятия „Украинский государственный центр радиочастот”, г. Киев, Украина.
Кокотов Олег Викторович – кандидат технических наук, доцент, инженер отдела планирования использования частот управления анализа и международного взаимодействия присвоений государственного предприятия „Украинский государственный центр радиочастот”, г. Киев, Украина.
Наші друзі та партнери:
Ефірне телебачення та радіомовлення в Україні 2006-2024