1.2. Классификация мер обеспечения преимущественного использования частот

Для наиболее полного выявления известных мер обеспечения преимущественного использования частот целесообразно провести их классификацию, которая позволит наиболее полно охватить ситуации, для которых решаются задачи оптимального частотного планирования. Анализ изложенных в п.1.1 данных позволяет сделать вывод, что руководящие документы органов радиочастотной службы [3,4,5] для обеспечения совместной работы РЭС различной ведомственной принадлежности предусматривают на этапе планирования две группы мер обеспечения права преимущественного использования частот. Первая группа (блок 1.1 на классификационной схеме, представленной на рис.1.1) – это установление в Регламенте радиосвязи [3] категорий приоритетности радиослужб – например, использование частот на первичной либо вторичной основе. Практическая реализация этого способа осуществляется при оперативном частотном планировании (присвоении частот радиостанциям в территориальных районах). Возникающая при этом задача оптимального присвоения частот (задача А1.1.1 на схеме рис.1.1) отличается от известных задач [23-48] тем, что допустимо лишь одностороннее взаимовлияние РЭС и использование известных методов частотного планирования приведет к неконтролируемости помех РЭС на вторичной основе. Целесообразным в данном случае является введение двух последовательно достигаемых целевых функций: максимизировать количество частотных присвоений для РЭС первичной основы и, если частоты присвоены всем этим РЭС, - максимизировать количество частотных присвоений для РЭС вторичной основы без помех от приоритетных РЭС.

Вторая совокупность мер (1.2) – установление органами радиочастотной службы необходимых для обеспечения преимущественного использования частот приоритетными РЭС частотно-пространственных ограничений на излучение другими РЭС. Этот способ реализуется в разрешениях на выделение полос частот разрабатываемым типам РЭС, а также в разрешениях на присвоение номиналов частот вновь развёртываемым РЭС в территориальных районах и, кроме того, при введении временных запретов на излучение существующим РЭС в соответствии с действующими руководящими документами [4-6].

Обе указанных совокупности мер обеспечения права преимущественного использования частот используются также и на этапе управления использованием частот в реальном масштабе времени функционирования РЭС в условиях изменяющейся обстановки. Это требует соответствующего технического обеспечения, а именно – создания специальных диспетчерских систем управления совместным использованием частот, а также реализации в аппаратуре РЭС специальных технических решений (устройств), обеспечивающих автоматическое выполнение принимаемых диспетчерской системой мер. С технической точки зрения система управления использованием частот в процессе функционирования РЭС может конструироваться как полностью централизованная (как правило, на объектах) либо централизованно-децентрализованная (в территориально-распределённых группировках РЭС).

Учитывая вышесказанное, можно следующим образом определить содержание используемого в данной работе термина «полоса преимущественного использования». Полоса преимущественного использования – это полоса совместного использования частот различными РЭС, в которой органами радиочастотной службы установлены те или иные меры обеспечения приоритетности РЭС.

Рассмотрим более детально особенности указанных выше мер обеспечения права преимущественного использования частот, а также специфику возникающих при этом задач частотного планирования.

Рис. 1.1. Классификация мер обеспечения преимущественного использования частот. Ситуации, в условиях которых рассматриваются решаемые в работе задачи

Мера обеспечения преимущественного использования частот, состоящая в установлении в Таблице распределения полос радиочастот РФ [3] двух категорий приоритетности радиослужб (использование частот на первичной и вторичной основе – способ 1.1.1 на рис.1.1), в Регламенте радиосвязи МСЭ [1] формулировался в более общем виде, поскольку в рассмотрение вводится три категории приоритетности – использование частот на первичной, разрешённой и вторичной основе – способ 1.1.2. При этом в [1] отмечается, что первичная и разрешённая категории идентичны за исключением того, что РЭС на первичной основе имеют преимущество при выборе (присвоении) частоты. Это исключение обуславливает специфику решения задачи присвоения частот в данном случае (задача А_1.1.2).

Факт применения в [1] трёх категорий приоритетности использования частот позволяет предложить рассмотрение более общей меры – введения нескольких (более трёх) категорий (основ) приоритетности радиослужб (мера 1.1.3). В этом случае радиослужбу любой (i-ой) категории (кроме низшей) следует наделить возможностью требовать от органов радиочастотной службы безусловного исключения помех от станций радиослужб более низкой категории вплоть до введения запрета на излучение. При этом помехи от станций радиослужб более высокой категории считаются допустимыми (не могут быть опротестованы). Схема допустимого и недопустимого взаимовлияния станций радиослужб при различных способах введения категорий приоритетности использования частот представлена на рис.1.2.

Введение нескольких категорий приоритетности должно позволить более дифференцированно регулировать вопросы преимущественного использования частот. С методической точки зрения несколько категорий приоритетности РЭС приводит к более общей задаче оптимального присвоения частот в полосах преимущественного использования, а именно к задаче с несколько последовательно достигаемыми целевыми функциями (задача А_1.1.3).

Организационные меры обеспечения преимущественного использования частот, заключающиеся в установлении частотно-пространственных ограничений (блок 1.2 на рис.1.1), могут осуществляться как временно, так и постоянно, с указанием и без указания РЭС, имеющих право преимущественного использования частот. Временные ограничения для существующих РЭС (мера 1.2.3) вводятся в соответствии с [6] как временные запреты на излучение всем существующим РЭС на объявленных частотах в определённом территориальном районе. При этом сами РЭС, имеющие преимущественное использование частот не указываются и не оценивается, будут ли в действительности возникать помехи приоритетным РЭС от РЭС, на которые накладываются запреты. Целью запрета является гарантированное исключение помех типа «основное излучение по основному каналу приёма». Перепланирование частот РЭС, попадающим под действие вводимых запретов, указанными документами не предусматривается. Очевидно, что когда частотные присвоения существующих РЭС могут быть перепланированы с учётом вводимых запрещённых частот, количество временных запретов на излучение может быть существенно снижено. Возникает задача минимизации временных запретов путём оптимального переприсвоения частот существующим РЭС в условиях заданных частотных ограничений (задача В_1.2.3).

Постоянные частотные ограничения в интересах преимущественного использования частот приоритетными РЭС органы радиочастотной службы в своей практической деятельности вводят для вновь развёртываемых РЭС в рассматриваемом регионе. При этом ограничения могут устанавливаться в виде запрещенных номиналов (полос) частот без указания приоритетных РЭС (анонимно) или в виде априорно заданных частотных присвоений приоритетным РЭС (меры 1.2.1 и 1.2.2 соответственно).

При анонимном введении ограничений также, как и при введении временных запретов оценка ЭМС не проводится и запрещенные частоты не могут быть использованы ни одним РЭС (задача В_1.2.2). Ограничения в виде априорно заданных частотных присвоений приоритетным РЭС вводятся органами радиочастотной службы при необходимости установления очерёдности принятия решения по вопросу о присвоении частоты по радиочастотной заявке (например, в случае преимущественного использования своих частот существующими РЭС – мера 1.2.1). В этом случае частоты, присвоенные ранее существующим РЭС перепланированию не подлежат, а их использование другими РЭС допускается при обеспечении ЭМС в группировке. Задача присвоения частот решается здесь с целью максимизации частотных присвоений для развёртываемых РЭС (задача В_1.2.1).

Рис. 1.2. Схема допустимого и недопустимого взаимовлияния станций радиослужб при различных вариантах введения категорий приоритетности использования радиочастот

Меры обеспечения права преимущественного использования частот в процессе функционирования РЭС в условиях изменяющейся обстановки могут быть классифицированы прежде всего по степени централизации управления. Способ централизованного управления (мера 2.1) может быть применен либо в целях реализации процедуры итерационного присвоения частот по мере изменения обстановки, которая может быть определена термином «динамическое присвоение частот» (мера 2.1.1), либо динамического введения временных запретов на излучение (мера 2.1.2 – бланкирование излучения передатчиков на объектах). В данной работе оценивается динамическое присвоение частот применительно к сетям УКВ радиосвязи и системам сотовой связи в условиях изменения трафика (задачи С_2.1.1, С_2.1.2). В первом случае производится сравнительная оценка эффективности одиночного и группового динамического присвоения частот. Под одиночным понимается случай, когда присвоение частот для снижения потери пропускной способности сетей осуществляется лишь для вновь включающейся в работу сети, а преимущество использования частот определяется приоритетом сетей. При групповом динамическом присвоении производится перепланирование частот для всех сетей, работающих на данном интервале времени, с целью наиболее точной оптимизации частотного плана. В задаче динамического присвоения частот в системах сотовой связи с переменным трафиком (задача С_2.1.2) оценивается эффективность введения приоритета присвоения частот тем трансиверам, которые дополнительно подключаются к работе в местах локального возрастания трафика с тем, чтобы обеспечить требуемую вероятность обслуживания абонентов в этом районе.

При централизованно-децентрализованном управлении использованием частот в процессе функционирования РЭС (мера 2.2.1) факторы преимущественного использования частот (приоритетность РЭС и частотные ограничения) устанавливаются центральным пунктом управления, а РЭС в процессе своей работы децентрализовано (автоматически) реализовывают установленные ограничения и приоритетность использования частот.