1. Introduction
1.1 Contexte
En vue d'aider à gérer la demande de spectre, Innovation, Sciences et Développement économique Canada (ISDE) a mis en place un Cadre de délivrance de licences non concurrentielles locales (LNCL). Ce cadre offre à un large éventail d'utilisateurs, y compris les entreprises et les secteurs verticaux de l'industrie, la possibilité d'acquérir des licences de spectre dans des régions localisées partout au pays. La première bande dans laquelle des LNCL sont disponibles est celle de 3 900-3 980 MHz (la bande de 3 900 MHz).
Il est important de noter que la bande de 3 900 MHz est aussi très utilisée aux États-Unis. En particulier, la Federal Communications Commission (FCC) a mis aux enchères la bande de 3 700-3 980 MHz pour une utilisation flexible et prend en charge les stations terriennes (ST) du service fixe par satellite (SFS) enregistrées dans la bande de 4 000-4 200 MHz. Le Canada et les États‑Unis concluent des accords ou des arrangements pour permettre à chaque pays d'avoir un accès équitable au spectre le long de la frontière du Canada et des États-Unis, ainsi que pour réduire le risque de brouillage et faciliter la coexistence entre les systèmes.
Il est à noter que l'arrangement lié à l'utilisation du spectre le long de la frontière pour la bande de 3 900 MHz, ainsi que toutes exigences techniques connexes (aussi appelées exigences transfrontalières), fait actuellement l'objet de négociations entre ISDE et la FCC. Les exploitants de LNCL doivent respecter les exigences le long de la frontière qui en découlent et qui sont mises en œuvre par ISDE.
En attendant l'approbation de ces exigences, les exploitants canadiens de LNCL doivent se conformer aux mesures provisoires actuellement prescrites à la section 10 du PNRH-521 – Prescriptions techniques pour les services sous licence non concurrentielle locale, y compris les systèmes fixes et/ou mobiles, et les systèmes à large bande à utilisation flexible, dans la bande de 3 900 à 3 980 MHz. L'utilisation flexible fait référence au déploiement de services mobiles (p. ex., réseaux mobiles commerciaux 5G) ou fixes (p. ex., accès fixe sans fil).
1.2 Objectif du document
Le présent document décrit les pratiques exemplaires visant à aider et à guider les exploitants canadiens de LNCL dans la bande de 3 900 MHz afin qu'ils se conforment aux exigences le long de la frontière. Il ne constitue toutefois pas une ligne directrice complète pour la conception de réseaux ou le déploiement de stations et ne devrait pas être interprété comme tel. Il ne vise pas non plus à éliminer toutes les possibilités de brouillage. En cas de brouillage, ISDE peut exiger la mise en œuvre de mesures supplémentaires au besoin.
2. Exigences transfrontalières
Les exigences transfrontalières énumérées à la section 10 du PNRH-521 peuvent être résumées comme ci-dessous.
- Les exploitants de LNCL ne peuvent pas déployer des stations dont la puissance surfacique dépasse ‑114,5 dBW/m2/MHz à la frontière entre le Canada et les États‑Unis. La puissance surfacique (pfd) est une mesure de l'étalement de la puissance d'un signal radio sur une surface donnée. Elle indique la quantité de puissance du signal qui atteint un emplacement donné, comme un point le long de la frontière entre le Canada et les États‑Unis.
- Les stations sous LNCL ne doivent pas causer de brouillage préjudiciable aux stations terriennes du SFS enregistrées aux États‑Unis qui fonctionnent dans la bande de 4 000–4 200 MHz.
Les sections ci-dessous fournissent des directives sur les exigences transfrontalières pour les systèmes canadiens autorisés par rapport aux systèmes à utilisation flexible aux États‑Unis (voir la section 2.1) et aux stations terriennes enregistrées aux États-Unis (voir la section 2.2).
2.1 Coexistence avec des systèmes à utilisation flexible aux États-Unis
Les exploitants de LNCL doivent soit respecter la limite de pfd de ‑114 dBW/m2/MHz, soit conclure un arrangement de coordination commerciale mutuellement acceptable avec le ou les titulaires de licences à utilisation flexible concernés des États-Unis avant de dépasser cette limite. Une station qui dépasse la limite de pfd ne doit pas être mise en service avant la conclusion d'un accord de coordination entre les titulaires de licences concernés du Canada et des États-Unis. Il est à noter qu'ISDE ne participe pas aux accords de coordination commerciale. Les titulaires de licences qui ont conclu un tel accord sont censés collaborer pour résoudre et atténuer les problèmes de brouillage.
La finalisation des accords de coordination commerciale prend généralement beaucoup de temps et d'efforts, notamment en raison des zones sous licence plus vastes aux États-Unis, lesquelles peuvent obliger les titulaires de licence des États-Unis à se coordonner avec plusieurs exploitants de LNCL. À ce titre, ISDE encourage les exploitants de LNCL à respecter la limite de pfd, car son respect permet d'accélérer les déploiements et l'exploitation sous LNCL.
En fonction des paramètres d'exploitation actuellement permis pour les stations sous LNCL, ISDE recommande aux exploitants de LNCL de vérifier les limites de pfd s'ils se trouvent à moins de :
- 38 km de la frontière entre le Canada et les États‑Unis lorsqu'ils fonctionnent avec une licence à moyenne puissance;
- 11 km de la frontière entre le Canada et les États‑Unis lorsqu'ils fonctionnent avec une licence à faible puissance.
Dans le cas où un système à utilisation flexible des États-Unis subit du brouillage transfrontalier d'un système canadien sous LNCL, ISDE peut ordonner à l'exploitant de la LNCL de réduire son niveau de pfd à la frontière ou imposer des mesures supplémentaires comme la synchronisation duplex par répartition dans le temps (DRT) pour résoudre les problèmes de brouillage.
Dans le cas où un système sous LNCL canadien subit du brouillage transfrontalier, l'exploitant de LNCL peut demander l'aide d'ISDE en communiquant avec le bureau de district régional d'ISDE le plus près (voir CIR‑66 – Adresses et numéros de téléphone des bureaux de district).
2.1.1 Détermination du niveau de la pfd
L'exemple ci-dessous montre comment déterminer le niveau de pfd à la frontière entre le Canada et les États‑Unis à l'aide de calculs. Il est fourni à titre d'illustration seulement et suppose des conditions de visibilité directe, un affaiblissement en espace libre et une antenne équidirective.
Des exemples de paramètres de station sont fournis dans le tableau 1.
| Paramètre d'un système sous LNCL | Symbole | Valeur |
|---|---|---|
| Puissance de l'émetteur dans l'antenne d'une station de base | PT | -5 dBW |
| Largeur de bande du canal | BMHz | 10 MHz |
| Hauteur de l'antenne d'émission au-dessus du sol (AGL)1 | HT | 10 m |
| Gain de l'antenne d'émission2 | GT | 5 dBi |
| Fréquence centrale du bloc | FMHz | 3 935 MHz |
| FHz | = FMHz x 106 = 3935 x 106 Hz |
|
| Longueur d'onde | λ | = Vitesse de la lumière / FHz = (3 x 108) / (3935 x 106) = 0.076239 m |
| Distance entre la station de base et la frontière entre le Canada et les États-Unis3 | Dkm | 5 km |
1. À noter que l'exemple suppose des conditions de visibilité directe (LOS). Lorsque la LOS ne s'applique pas, il faudrait utiliser un modèle de propagation approprié qui tient compte d'une situation sans visibilité directe. Le modèle peut nécessiter l'utilisation de la hauteur de l'antenne au-dessus du sol moyen (HASM) au lieu de la hauteur AGL.
2. L'exemple suppose une antenne équidirective et applique le gain maximal vers la frontière entre le Canada et les États-Unis. Il est à noter que la limite de pfd s'applique à tous les points le long de cette frontière. Il est donc impératif que la station de base du système sous LNCL respecte cette limite dans toutes les directions. Par conséquent, pour les antennes directives, lorsque l'exploitant de LNCL calcule la pfd, il devrait tenir compte du gain d'antenne de l'émetteur dans la direction précise de la frontière entre le Canada et les États‑Unis.
3. Puisque l'exemple suppose une LOS et une antenne équidirective, la distance dans le pire des cas serait la distance la plus courte entre la station de base du système sous LNCL et la frontière entre le Canada et les États-Unis. Ce n'est peut-être pas le cas en l'absence de LOS ou pour les systèmes sous LNCL qui utilisent des antennes directives.
Figure 1: Exemple de scénario de déploiement près de la frontière entre le Canada et les États-Unis
Dans cet exemple, on peut calculer le niveau de pfd comme suit :
PT'
= PT − 10 log BMHz
= (-5 − 10 log (10)) dB(W/MHz)
= -15 dB(W/MHz)
Pfrontière
= PT' + GT – Affaiblissement
= (PT' + GT − 20 log FMHz − 20 log Dkm − 32,4) dB(W/MHz)
= (-15 + 5 − 20 log (3 935) − 20 log (5) − 32,4) dB(W/MHz)
= (-15 + 5 – 71,90 – 13,98 − 32,4) dB(W/MHz)
= -128,28 dB(W/MHz)
Puis, on peut calculer la puissance surfacique en dB(W/m2) en 1 MHz comme suit :
pfd
= Pfrontière − 10 log (λ2 / (4π))
= (-128,28 − 10 log ((0,076239 )2 / (4π)) m2
= (-128,28 − 10 log (462,53 x 10-6 m2)) dB(W/m2) en 1 MHz
= (-128,28 − (-33,35)) dB(W/m2) en 1 MHz
= -94,93 dB(W/m2) en 1 MHz
Dans cet exemple, l'analyse préliminaire montre que la station dépasse la limite de pfd puisque ‑94,93 dBW/m2/MHz est supérieur à la limite de pfd de ‑114,5 dBW/m2/MHz.
2.1.2 Réduction du niveau de la pfd
Si les analyses (mesures, calculs, etc.) permettent de conclure que la limite de pfd n'est pas respectée, les exploitants de LNCL peuvent envisager d'utiliser diverses techniques pour réduire le niveau de la pfd, notamment la réduction de la puissance vers la frontière entre le Canada et les États‑Unis en changeant la directivité ou l'orientation de l'antenne, l'ajout de blindage, le changement d'emplacement de la station, la réduction de la puissance, etc.
Il est à noter que le calcul ci-dessus à la section 2.1.1 utilise le modèle de propagation d'affaiblissement en espace libre. Ce modèle peut être trop conservateur dans l'estimation du potentiel de brouillage dans certains cas, car il ne prend pas en compte des facteurs comme le terrain et le fouillis qui pourraient diminuer l'intensité du signal à l'emplacement de réception (c'est-à-dire à la frontière entre le Canada et les États-Unis). Les exploitants de LNCL devraient aussi envisager d'utiliser d'autres modèles de propagation qui ressemblent davantage à l'environnement de propagation en question.
Les exploitants de LNCL peuvent également demander l'aide d'un professionnel, comme un ingénieur en radiofréquences qualifié, pour déterminer la conformité à la limite de pfd selon leurs scénarios et paramètres de déploiement individuels.
On conseille aux exploitants de LNCL de conserver toutes les analyses pertinentes dans leurs dossiers, car ISDE peut leur demander de démontrer la conformité à la limite de pfd tel qu'énoncée dans le PNRH.
2.1.3 Coordination avec les titulaires de licences à utilisation flexible touchés aux É.-U.
Si un exploitant de LNCL a une station de base qui dépasse la limite de pfd, avant de l'exploiter, il doit se coordonner avec les titulaires de licence à utilisation flexible aux États-Unis qui pourraient être touchés.
Pour déterminer les titulaires de licences à utilisation flexible concernés aux États‑Unis, les exploitants de LNCL peuvent effectuer une recherche de licence sur l'outil de la FCC Advanced License Search [en anglais seulement].
Les étapes ci-dessous montrent comment utiliser l'outil de recherche de licence avancé de la FCC.
Dans la section Call Sign & Radio Services (indicatif d'appel et services radio), dans le champ Service Group (groupe de service) :
- choisir MidBand (bande moyenne);
- choisir PM - 3.7 GHz Service (PM - service à 3,7 GHz).
Dans la section Frequencies (fréquences), pour Frequency (fréquence) :
- indiquer la gamme de 3 900 MHz à 3 980 MHz.
Appuyer sur le bouton GEOSEARCH (géorecherche). Un second écran apparaît et permet de restreindre les résultats à une zone géographique donnée. Choisir un ou plusieurs états (state) des États‑Unis et un ou plusieurs comtés (county) où la limite de pfd sera dépassée.
Appuyer sur SEARCH (recherche) pour obtenir une liste de résultats.
Pour obtenir les coordonnées d'un résultat individuel, cliquer sur son identifiant de bail (lease ID).
Il est à noter que les instructions ci-dessus concernent un site Web tiers non géré par ISDE et pourraient changer sans préavis.
Si les étapes ci-dessus ne s'appliquent plus, l'exploitant de LNCL peut communiquer avec le bureau de district régional d'ISDE approprié (voir CIR-66 – Adresses et numéros de téléphone des bureaux de district) pour obtenir de l'aide.
2.2 Coexistence avec des stations terriennes du service fixe par satellite enregistrées aux États-Unis
Comme on l'a mentionné précédemment, les exploitants de LNCL à proximité de la frontière entre le Canada et les États-Unis « ne doivent pas causer de brouillage préjudiciable aux stations terriennes du SFS enregistrées aux États-Unis qui fonctionnent dans la bande de 4 000‑4 200 MHz ». « Brouillage préjudiciable », comme le définit la Loi sur la radiocommunication, signifie un effet non désiré d'une énergie électromagnétique due aux émissions, rayonnements ou inductions
- qui compromet le fonctionnement d'un système de radiocommunication relié à la sécurité ou
- qui dégrade ou entrave sérieusement ou interrompt de façon répétée le fonctionnement d'appareils radio ou de matériel radiosensible.
À titre de pratique exemplaire, ISDE encourage les exploitants de LNCL qui prévoient déployer, exploiter ou modifier une station de base dans un rayon de 10 km de la frontière entre le Canada et les États‑Unis à vérifier si une station terrienne du SFS enregistrée aux États-Unis se trouve dans ce rayon. Veuillez consulter la liste Updated C-Band Incumbent Earth Station List (liste à jour des stations terriennes titulaires dans la bande C [en anglais seulement]) de la FCC pour connaître l'emplacement des stations terriennes du SFS enregistrées aux É.‑U.. Il est à noter que peu importe la distance entre une station sous LNCL et une station terrienne du SFS aux É.‑U., la même disposition transfrontalière relative au brouillage préjudiciable s'applique.
Si une station terrienne du SFS enregistrée aux É.‑U. se trouve à proximité, les exploitants de LNCL peuvent envisager de communiquer avec les titulaires de licence de stations terriennes concernés pour s'assurer que leurs stations ne causent pas de brouillage préjudiciable.
En cas de brouillage transfrontalier, ISDE exigera que les exploitants de LNCL prennent les mesures nécessaires (p. ex., modifier la directivité de l'antenne, ajouter du blindage, changer l'emplacement de la station, réduire la puissance, cesser les activités d'une station donnée, etc.) pour atténuer le brouillage. Il incombe à l'exploitant de LNCL de s'assurer qu'il n'y a pas d'impact négatif sur les stations terriennes du SFS enregistrées aux États-Unis. Les exploitants de LNCL peuvent demander l'aide d'un professionnel, comme un ingénieur en radiofréquences qualifié, pour évaluer et corriger tout problème de brouillage.
Il est à noter que les stations terriennes du SFS enregistrées aux États-Unis reçoivent seulement des signaux dans la bande de 4 000-4 200 MHz. Elles ne transmettent pas de signaux dans cette bande, et, par conséquent, elles ne causent pas de brouillage à une station de base d'un titulaire de licence NCL.