HLAVA 7 PŘEDPIS L 10/III HLAVA 7 LETECKÝ MOBILNÍ LETIŠTNÍ KOMUNIKAČNÍ SYSTÉM (AEROMACS) 7.1 DEFINICE Adaptivní modulace (Adaptive modulation) Schopnost systému komunikovat s jiným systémem používajícím více profilů přenosového bloku a schopnost systému následně komunikovat s více systémy používajícími různé profily přenosového bloku. Časové duplexní dělení (Time division duplex) (TDD) Duplexní schéma, kdy přenosy vzestupným a sestupným spojem probíhají v různých časech, ale mohou sdílet stejný kmitočet. Částečné použití sub-kanálování (Partial usage sub-channelization) (PUSC) Metoda, při níž jsou subnosné symbolu ortogonálního multiplexu s frekvenčním dělením (OFDM) rozděleny a permutovány mezi podsoubor sub-kanálů pro přenos, zajišťující částečnou kmitočtovou diverzitu. Četnost bitových chyb (Bit error rate) (BER) Počet bitových chyb v libovolném vzorku dělený celkovým počtem bitů ve vzorku, zpravidla průměrný na základě výběru mnoha vzorků. Četnost zbytkových chyb (Residual error rate) Poměr nesprávných, ztracených nebo zdvojených služebních datových bloků úrovně podsítě (SNSDU) k celkovému počtu zaslaných SNSDU. Doba spuštění podsítě (Subnetwork entry time) Doba od okamžiku, kdy mobilní stanice zahájí skenování pro vysílání BS, do okamžiku, kdy dojde k navázání spojení prostřednictvím síťového spoje a je možné odeslat protokol datového bloku (PDU) prvního uživatele sítě. Doména (Domain) Soubor koncových a mezilehlých systémů, které pracují podle stejných směrovacích postupů a které jsou součástí jediné administrativní domény. Letecký mobilní letištní komunikační systém (Aeronautical Mobile Airport Communications System) (AeroMACS) Vysokokapacitní datové spojení komunikující prostřednictvím pohyblivé a pevné sítě na ploše letiště. Letiště (Aerodrome) Vymezená plocha na zemi nebo na vodě (včetně budov, zařízení a vybavení) určená, buď zcela, nebo z části, pro přílety, odlety a pozemní pohyby letadel. Mobilní stanice (Mobile station) (MS) Stanice pohyblivé služby určená k využívání za pohybu nebo při zastávkách na předem neurčených místech. MS je vždy účastnickou stanicí (SS). Profil přenosového bloku (Burst profile) Soubor parametrů, které popisují vlastnosti přenosu vzestupným nebo sestupným spojem související s kódem IUC (interval usage code). Každý profil obsahuje parametry, jako je typ modulace, typ samoopravného kódu (FEC), délka preambule, ochranné časy, atd. Předání účastníka AeroMACS (AeroMACS handover) Proces, kdy mobilní stanice (MS) migruje od jednoho rozhraní pokrytí zajišťovaného jednou základnovou stanicí (BS) ke druhému rozhraní pokrytí zajišťovaného jinou BS. K přerušení při předání účastníka AeroMACS dochází tam, kdy je spuštěna komunikace s cílovou BS až po ukončení komunikace s předchozí obslužnou BS. Přidělování kmitočtu (Frequency assignment) Příděl středního kmitočtu a šířky pásma kanálu stanovené pro základnovou stanici (BS). Samoopravný kód (Forward error correction) Proces přidání nadbytečné informace k přenášenému signálu, který umožňuje opravit v přijímači chyby, vzniklé během přenosu. Sestupný spoj AeroMACS (AeroMACS downlink (DL)) Směr přenosu ze základnové stanice (BS) na mobilní stanici (MS). Služební datový blok (Service data unit) (SDU) Blok dat přenesených mezi entitami přilehlých úrovní, který je začleněn v rámci protokolu datového bloku (PDU protocol data unit) pro přenos do vrstvy stejné úrovně. Služební datový blok úrovně podsítě (Subnetwork service data unit) (SNSDU) Objem účastnických dat podsítě, v případě kterých při přenosu z jednoho konce spojení podsítě do druhého konce, je zachována identita. Služební tok (Service flow) Jednosměrný tok služebních datových bloků (SDU) vrstvy kontroly přístupu k médiu (MAC media access control) při spojení, které zajišťuje určitou kvalitu služby (QoS quality of service). Turbo konvoluční kódy (Convolutional turbo codes) (CTC) Typ samoopravného kódu (FEC). Účastnická stanice (Subscriber station) (SS) Zařízení zajišťující propojení mezi zařízením účastníka a základnovou stanicí (BS). Vzestupný spoj AeroMACS (AeroMACS uplink (UL)) Směr přenosu z mobilní stanice (MS) na základnovou stanici (BS). Základnová stanice (Base station) (BS) Sada vybavení zajišťující připojení, řízení a kontrolu mobilní stanice (MS). 7-1 Změna č. 90
PŘEDPIS L 10/III HLAVA 7 Zpoždění přenosu dat (Data transit delay) V souladu s ISO 8348, průměrná hodnota statistického rozdělení datových zpoždění. Toto zpoždění představuje zpoždění podsítě a nezahrnuje zpoždění při navázání spojení. 7.2 ÚVOD Poznámka 1: Letecký mobilní letištní komunikační systém (AeroMACS) je vysokokapacitní datové spojení podporující spojení prostřednictvím pohyblivé a pevné komunikace, spojené s bezpečností a pravidelností letu na ploše letiště. Poznámka 2: AeroMACS je odvozen od mobilních standardů IEEE 802.16-2009. Profilující dokument AeroMACS (RTCA DO345 a EUROCAE ED 222) uvádí veškeré prvky, které jsou povinné, neužívají se nebo jsou volitelné. Profil AeroMACS rozlišuje mezi rozsahem funkcí základnové stanice a mobilní stanice a obsahuje odkaz na platné standardy pro každý prvek. 7.3 VŠEOBECNĚ 7.3.1 AeroMACS musí splňovat požadavky této a následujících kapitol. 7.3.2 AeroMACS vysílá jen na ploše letiště. 7.3.3 AeroMACS musí podporovat letecké pohyblivé (traťové) služby (AM(R) S). 7.3.4 AeroMACS musí zprávy zpracovávat podle jim přiřazené priority. 7.3.5 AeroMACS musí podporovat více úrovní priority zpráv. 7.3.6 AeroMACS musí podporovat spojení mezi dvěma body (bod-bod). 7.3.7 AeroMACS musí podporovat komunikační služby typu multicast a rozhlasového vysílání. 7.3.8 AeroMACS musí podporovat datové služby IP (internet protocol) paketů. 7.3.9 AeroMACS musí zajišťovat mechanizmy přenosu odesílání zpráv založených na ATN/IPS a ATN/OSI (přes IP). 7.3.10 AeroMACS by měl podporovat hlasové služby. Poznámka: Informace týkající se hlasové služby prostřednictvím IP uvádí příručka Manual on the Aeronautical Telecommunication Network (ATN) using Internet Protocol Suite (IPS) Standards and Protocols (Doc 9896). 7.3.11 AeroMACS musí podporovat toky více služeb najednou. 7.3.12 AeroMACS musí podporovat adaptivní modulaci a kódování. 7.3.13 AeroMACS musí podporovat předání účastníka mezi různými základnovými stanicemi AeroMACS během pohybu letadla nebo v případě degradace spojení se současnou základnovou stanicí. 7.3.14 AeroMACS musí dodržovat celkovou úroveň rušení podle limitů stanovenými radiokomunikační sekcí Mezinárodní telekomunikační unie (ITU-R), jak požadují národní/mezinárodní předpisy týkající se plánování přidělení kmitočtových pásem a jejich zavádění. 7.3.15 AeroMACS musí podporovat flexibilní implementační strukturu umožňující, aby byly funkce linkové a síťové úrovně umístěny na různých nebo stejných fyzických entitách. 7.4 CHARAKTERISTIKY RÁDIOVÉHO KMITOČTU (VF) 7.4.1 Všeobecné rádiové charakteristiky 7.4.1.1 AeroMACS musí pracovat v módu časového duplexního dělení (TDD). 7.4.1.2 AeroMACS musí pracovat s šířkou pásma kanálu 5 MHz. 7.4.1.3 Polarizace antény mobilní stanice AeroMACS musí být vertikální. 7.4.1.4 Polarizace antény základnové stanice AeroMACS musí mít vertikální složku. 7.4.1.5 AeroMACS musí pracovat bez ochranných pásem mezi sousedními kanály AeroMACS. 7.4.1.6 AeroMACS musí pracovat v souladu s přístupovou metodou ortogonálního multiplexu s frekvenčním dělením (OFMD). 7.4.1.7 AeroMACS musí podporovat jak segmentované částečné použití sub-kanálování (PUSC), tak PUSC se všemi nosnými jako permutačními metodami subnosné. 7.4.2 Kmitočtová pásma 7.4.2.1 Vybavení AeroMACS musí pracovat v pásmu od 5 030 MHz do 5 150 MHz s kanály o šířce pásma 5 MHz. Poznámka 1: Některé státy mohou mít, na základě národních předpisů, pro podporu AeroMACS přiděleny další kmitočty. Informace týkající se technických charakteristik a provozní výkonnosti AeroMACS jsou obsaženy v dokumentech AeroMACS Minimum Operational Performance Specification (MOPS) (EUROCAE ED-223 / RTCA DO-346) a AeroMACS Minimum Aviation System Performance Standard (MASPS) (EUROCAE ED-227). Poznámka 2: Poslední střední kmitočet 5 145 MHz je zvolen jako referenční kmitočet pro číslování kanálů AeroMACS. Jmenovité střední kmitočty AeroMACS jsou číslovány sestupně od referenčního kmitočtu po krocích 5 MHz. 7.4.2.2 Mobilní vybavení musí pracovat na posuvu středních kmitočtů od prioritních kmitočtů, s posuvem o velikosti kroku 250 khz. Poznámka: Jmenovité střední kmitočty jsou prioritní střední kmitočty pro provoz AeroMACS. Avšak základnové stanice mohou mít schopnost odchýlit se od prioritních středních kmitočtů, aby Změna č. 90 7-2
HLAVA 7 PŘEDPIS L 10/III vyhověly možným problémům národního úřadu pro rozdělení rádiového spektra se zaváděním (tj. umožnit provozování AeroMACS, aniž by byly rušeny nebo způsobovaly interferenci jiným systémům pracujícím v pásmu jako MLS a AMT). 7.4.3 Vyzářený výkon 7.4.3.1 Maximální ekvivalentní izotropicky vyzářený výkon (EIRP) mobilní stanice nesmí překročit 30 dbm. 7.4.3.2 Maximální EIRP základnové stanice v sektoru nesmí překročit 39,4 dbm. 7.4.3.3 Za účelem splnění požadavků ITU celkový EIRP základnové stanice v sektoru by měl být snižován od špičkového, s ohledem na charakteristiky antény, v elevacích nad horizontem. Další informace jsou uvedeny v poradenském materiálu. Poznámka 1: EIRP je definován jako zisk antény v určeném směru elevace plus průměrný výkon vysílače AeroMACS. Ačkoli může okamžitý špičkový výkon daného vysílače tuto úroveň překročit, pokud se náhodně dostanou všechny subnosné do fáze, pokud je v analýze brán v úvahu velký počet předpokládaných vysílačů, je průměrný výkon v příslušných hodnotách. Poznámka 2: Pokud je v sektoru více vysílacích antén (např. anténa MIMO (multiple input multiple output více vstupů, více výstupů), je určený mezní výkon součtem výkonů z každé antény. 7.4.4 Minimální citlivost přijímače 7.4.4.1 Citlivost přijímače AeroMACS musí vyhovovat Tabulce 7-1 (Hodnoty citlivosti přijímačů AeroMACS). Poznáámka 1: Výpočet úrovně citlivosti pro AeroMACS je popsán v příručce Aeronautical Mobile Airport Communications System(AeroMACS) Manual (Doc 10044). Poznámka 2: V případě použití turbo konvolučních kódů (CTC) by měla být citlivost přijímače o 2 db vyšší, než je uvedeno. Poznámka 3: Úroveň citlivosti je definována jako úroveň výkonu měřená na vstupu přijímače, je-li četnost bitových chyb (BER) rovna 1 10-6 a v daném kanálu jsou přenášeny všechny aktivní subnosné. Obecně požadovaný vstupní výkon závisí na počtu aktivních subnosných daného přenosu. Poznámka 4: Hodnoty v Tabulce 7-1 předpokládají hodnotu šumu přijímače 8 db. Poznámka 5: Předpokladem hodnot citlivosti v Tabulce 7-1 je absence jakéhokoli zdroje rušení, s výjimkou teplotního šumu a šumu přijímače. Metoda modulace pomocí metody konvolučních kódů (CC) Tabulka 7-1. Hodnoty citlivosti přijímačů AeroMACS Rep. Factor Citlivost MS Citlivost BS 64 QAM 3/4 1 74,3 dbm 74,5 dbm 64 QAM 2/3 1 76,3 dbm 76,5 dbm 16 QAM 3/4 1 80,3 dbm 80,5 dbm 16 QAM 1/2 1 83,8 dbm 84,0 dbm QPSK 3/4 1 86,3 dbm 86,5 dbm QPSK 1/2 1 89,3 dbm 89,5 dbm QPSK 1/2 s opakováním 2 2 92,3 dbm 92,5 dbm Poznámka: U mobilních stanic je přenos 64 QAM volitelný. 7.4.5 Spektrální maska a emise 7.4.5.1 Výkonová spektrální hustota vyzařování, když jsou v kanálu přenášeny všechny aktivní subnosné, musí být snížena pod maximální výkonovou spektrální hustotu, jak je uvedeno dále: a) na jakémkoliv kmitočtu vzdáleném od přiděleného kmitočtu mezi 50 a 55 procenty povolené šířky pásma (BW): 26 + 145 log (procent z BW/50) db; b) na jakémkoliv kmitočtu vzdáleném od přiděleného kmitočtu mezi 55 a 100 procenty povolené šířky pásma: 32 + 31 log (procent z (BW)/55) db; c) na jakémkoliv kmitočtu vzdáleném od přiděleného kmitočtu mezi 100 a 150 procenty povolené šířky pásma: 40 +57 log (procent z (BW)/100) db; a d) na jakémkoliv kmitočtu vzdáleném od přiděleného kmitočtu více než 150 procent povolené šířky pásma: 50 db. Poznámka: Výkonová spektrální hustota na daném kmitočtu představuje výkon v rámci pásma o šířce 100 khz se středem na tomto kmitočtu děleno šířkou pásma tohoto měření. Je zřejmé, že by měření výkonové spektrální hustoty mělo zahrnovat energii po dobu nejméně jednoho rámce. 7.4.5.2 AeroMACS musí provádět kontrolu výkonu. 7.4.5.3 Minimální potlačení sousedního (±5MHz) kanálu AeroMACS, měřeno při úrovni BER=10-6 v případě výkonu rušícího signálu o 3 db vyššího než citlivost přijímače, musí být 10 db pro 16 QAM 3/4. 7.4.5.4 Minimální potlačení sousedního (±5MHz) kanálu AeroMACS, měřeno při úrovni BER=10-6 v případě výkonu rušícího signálu o 3 db vyššího než citlivost přijímače, musí být 4 db pro 64 QAM 3/4. 7.4.5.5 Minimální potlačení druhého sousedního (±10MHz) kanálu AeroMACS a dále, měřeno při úrovni BER=10-6 v případě výkonu rušícího signálu o 3 db vyššího než citlivost přijímače, musí být 29 db pro 16 QAM 3/4. 7-3 Změna č. 90
PŘEDPIS L 10/III HLAVA 7 7.4.5.6 Minimální potlačení druhého sousedního (±10MHz) kanálu AeroMACS a dále, měřeno při úrovni BER=10-6 v případě výkonu rušícího signálu o 3 db vyššího než citlivost přijímače, musí být e 23 db pro 64 QAM 3/4. Poznámka: Pro další vysvětlení požadavků stanovených v ust. 7.4.5.3, 7.4.5.4, 7.4.5.5 a 7.4.5.6, viz IEEE 802.16-2009, oddíl 8.4.14.2. 7.4.6 Kmitočtová tolerance 7.4.6.1 Kmitočtová tolerance vysílače základnové stanice AeroMACS musí být lepší než ±2 10-6 jmenovitého kmitočtu kanálu. 7.4.6.2 Střední kmitočet mobilní stanice AeroMACS musí být navázán na střední kmitočet vysílání základnové stanice s tolerancí lepší než 2 procenta odstupu subnosné. 7.4.6.3 Mobilní stanice AeroMACS musí sledovat kmitočet základnové stanice a musí pozastavit jakýkoli přenos, pokud dojde ke ztrátě synchronizace nebo překročení výše uvedených tolerancí. 7.5 POŽADAVKY NA VÝKONNOST 7.5.1 Poskytovatel AeroMACS komunikační služby 7.5.1.1 Maximální neplánovaná doba výpadku služby na jednu letištní základnu je 6 minut. 7.5.1.2 Maximální neplánovaná celková doba výpadku služby na jednu letištní základnu je 240 minut/rok. 7.5.1.3 Maximální počet neplánovaných výpadků služby nesmí překročit 40 za rok na letiště. Poznámka: Požadavky uvedené v ust. 7.5.1.1 až 7.5.1.3 se vztahují na poskytování služby poskytovatelem komunikační služby AeroMACS na ploše letiště obecně. To může zahrnovat jiné sdělovací prostředky, které mohou zajistit alternativní způsoby spojení v případě poruchy AeroMACS. 7.5.1.4 Odolnost spojení. Pravděpodobnost, že přenos bude dokončen poté, co byl zahájen, musí být pro jakýkoli jednohodinový interval AeroMACS alespoň 0,999. Poznámka: Přerušení spojení v důsledku předání uživatele AeroMACS mezi základnovými stanicemi, odpojení nebo prioritního přerušení virtuální výzvy se v těchto technických požadavcích neposuzuje. 7.5.2 Dopplerův posuv 7.5.2.1 AeroMACS musí pracovat s Dopplerovým posuvem vyvolaným pohybem MS po radiálu až do rychlosti 92,6 km (50 NM) za hodinu, vzhledem k BS. 7.5.3 Zpoždění 7.5.3.1 Doba spuštění podsítě musí být menší než 90 sekund. 7.5.3.2 Doba spuštění podsítě by měla být menší než 20 sekund. 7.5.3.3 Zpoždění datového přenosu z MS (95procentní hodnota) pro datovou službu s nejvyšší prioritou musí být menší nebo rovno 1,4 sekund v průběhu 1hodinového okna nebo 600 SDU, podle toho, co je delší. 7.5.3.4 Zpoždění datového přenosu do MS (95procentní hodnota) pro datovou službu s nejvyšší prioritou musí být menší nebo rovno 1,4 sekund v průběhu 1hodinového okna nebo 600 SDU, podle toho, co je delší. 7.5.4 Integrita 7.5.4.1 Základnová a mobilní stanice AeroMACS musí podporovat mechanizmy, jak zjistit a opravit poškozené SNSDU. 7.5.4.2 Základnová a mobilní stanice AeroMACS musí zpracovávat SNSDU adresované pouze jim samotným. 7.5.4.3 Četnost zbytkových chyb do/z MS by měla být nižší nebo rovna 5 10-8 na SNSDU. Poznámka: Pro zbytkovou četnost SNSDU do BS a MS neexistují žádné požadavky týkající se integrity, protože tento požadavek zcela plní koncové systémy v letadle a poskytovatel letových provozních služeb. 7.5.4.4 Maximální četnost zbytkových chyb po CTC- FEC nesmí překročit 10-6, pokud je přijatý signál rovný nebo silnější než minimální úroveň citlivosti pro použitou metodu modulace, jak je uvedeno v Tabulce 7-1. 7.5.5 Bezpečnost (security) 7.5.5.1 AeroMACS musí poskytovat možnost chránit integritu přenášených zpráv. kryptografické mechanizmy k zajištění integrity přenášených zpráv. 7.5.5.2 AeroMACS musí poskytovat možnost chránit dostupnost systému. zajištění, že jsou systém a jeho kapacita dostupné pro oprávněná použití během neoprávněných událostí. 7.5.5.3 AeroMACS musí poskytovat možnost chránit důvěrnost přenášených zpráv. kryptografické mechanizmy k zajištění šifrování/dešifrování zpráv. 7.5.5.4 AeroMACS musí poskytovat možnost autentizace. kryptografické mechanizmy k zajištění autentizace entity stejné úrovně, vzájemnou autentizaci entity stejné úrovně a ověření původu dat. Změna č. 90 7-4
HLAVA 7 PŘEDPIS L 10/III 7.5.5.5 AeroMACS musí poskytovat možnost zajistit pravost přenášených zpráv. kryptografické mechanizmy k zajištění pravosti přenášených zpráv. 7.5.5.6 AeroMACS musí poskytovat možnost autorizovat povolené činnosti uživatelů systému. mechanizmy, jak explicitně autorizovat činnosti autentizovaných uživatelů. Činnosti, které nejsou výslovně povoleny, jsou zamítnuty. 7.5.5.7 Pokud AeroMACS zajišťuje rozhraní více domén, musí AeroMACS poskytovat možnost zabránit napojení z domény s nižší integritou do domény s vyšší integritou. 7.6 SYSTÉMOVÁ ROZHRANÍ 7.6.1 AeroMACS musí poskytovat uživatelům systému rozhraní datové služby. 7.6.2 AeroMACS musí podporovat oznamování stavu spojení. Poznámka: Tento požadavek by mohl podporovat oznámení ztráty spojení (jako jsou události napojení a odpojení). 7.7 POŽADAVKY NA POUŽITÍ 7.7.1 AeroMACS musí podporovat služby více tříd, aby byly zajištěny příslušné úrovně služeb pro jednotlivé aplikace. 7.7.2 Pokud dojde ke konkurenci, musí AeroMACS přerušit služby s prioritou nižší, než jsou uvedeny v Předpisu L 10/II, ust. 5.1.8. ZÁMĚRNĚ NEPOUŽITO 7-5 Změna č. 90
ZÁMĚRNĚ NEPOUŽITO