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Coordination aux frontières dans la nouvelle bande 5G 3,5 GHz

31/01/2020

La propagation des fréquences ne connait pas de frontières géographiques. Pour un déploiement sans  brouillage de part et d’autre dans chacun des pays, la coordination aux frontières entre administrations est essentielle. Elle permet d’acquérir des droits d’usage et de protection vis-à-vis des pays voisins. Un enjeu déterminant pour permettre une bonne qualité de service des réseaux mobiles sur tout le territoire.

En vue de l’introduction de la 5G, l’Arcep a lancé le 31 décembre 2019  la procédure de sélection pour l’attribution des fréquences de la bande 3490 ‑ 3800 MHz (aussi appelée 3,5 MHz) aux opérateurs mobiles. L’arrivée de la 5G,  prévue sur le territoire métropolitain dès le second semestre 2020, permettra d’améliorer les performances des services mobiles proposés aux utilisateurs notamment en termes de débit et de latence.

Cette technologie implique une adaptation des métriques utilisées en coordination aux frontières. Elles  devront tenir compte de l’effet combiné de l’usage des antennes actives, qui génèrent de multiples faisceaux dans la direction des terminaux (voir figure 1) et du mode de transmission en duplex temporel (TDD), où la même fréquence est utilisée par la voie montante et la voie descendante à des intervalles de temps différents.

Les antennes actives (source ANFR)

En mode TDD,  une trame  détermine le séquencement de la durée de transmission dans un sens puis dans un autre et le temps de renversement et une horloge commune permet de faire fonctionner tous les équipements ensemble. A date, seuls le Royaume-Uni et Monaco ont fait le choix de la trame (illustrée ci-dessous) définie par l’Arcep pour cette bande. La plupart des pays n’ont pas encore pris de décision.

Lorsque deux réseaux TDD adjacents utilisent des structures de trame différentes ou des structures identiques mais de façon non synchronisée, des perturbations peuvent survenir. En effet si une station de base émet au moment où une station reçoit, il peut y avoir brouillage (figure 2).

Les brouillages en mode TDD (source : ANFR)

Dans ce cas, la zone d’impact sur le déploiement peut s’avérer importante. La figure 3 représente la zone de brouillage à la frontière, évaluée à partir du dépassement d’un seuil de 0 dBµV/m/5 MHz. La figure 3 illustre pour des pays comme la Belgique, le Luxembourg ou la Suisse ce que pourrait être la zone d’impact, pour un corridor de coordination de 100 km de large. 

Exemple de corridor de coordination d’une largeur de 100 kms

Les débats s’engagent alors à de multiples niveaux, entre pays mais aussi  entre opérateurs mobiles et leurs fournisseurs qui recherchent la meilleure solution technique et les moyens pour les mettre en œuvre. Le temps presse alors que les enchères sont engagées en France et dans de nombreux pays d’Europe. 

Plusieurs obstacles rendent difficile la recherche de solution : 

  • le caractère novateur du mode de transmission jamais utilisé à grande échelle pour les réseaux mobiles dans un contexte concurrentiel ;
  • la présence de réseaux 4G TDD dans la bande 3,5 GHz, tels que les réseaux THD en  France;
  • le caractère obligatoire de la synchronisation des réseaux TDD au niveau national : en France, la synchronisation des réseaux 5G entre eux et avec les réseaux 4G (THD radio), sur la base de la trame commune 4G/5G, est obligatoire.  Dans de nombreux pays européens, les opérateurs mobiles peuvent s’accorder entre eux pour définir le mode de synchronisation, le régulateur n’intervenant qu’en absence d’accord.


L’ANFR, les opérateurs français et les équipementiers sont activement engagés dans la recherche d’une solution. Ainsi de nouveaux seuils de coordination pour les réseaux TDD 5G, synchronisés et non-synchronisés, dans la  bande 3.4- 3.8 GHz, vont être recommandés dans un livrable de référence européen. Une solution technique, encore perfectible, est proposée pour éviter que des réseaux émettent un signal descendant quand les réseaux voisins émettent un signal montant, lorsque les réseaux sont synchronisés mais utilisent des trames différentes. On parle de downlink symbol blanking (DSB) .  Des travaux complémentaires seront nécessaires pour harmoniser au mieux les structures de trame 5G et détailler les techniques comme le DSB, qui nécessitent aussi de limiter la combinatoire entre les structures de trame 5G.

Des discussions sont en cours avec les administrations voisines afin de voir comment adresser cette problématique. Ces échanges doivent aussi permettre la protection des autres services existants. Parmi eux,  le THD radio et les stations terriennes (stations FSS) recevant les signaux des satellites dans les bandes 3,4-3,8 GHz et 3,8-4,2 GHz. La figure 4 illustre à date l’emplacement des stations terriennes étrangères à protéger.

 

 Les stations terriennes aux frontières

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Les bandes millimétriques sont le nouveau défi de la #5G. Elles permettront de renforcer la couverture en zone très dense mais aussi de raccorder certains relais au réseau. Voici les équipements qu’utilisera l'@anfr pour contrôler ces bandes. https://t.co/iB5Pw78UME

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Un agent de l'@anfr en train de réaliser une mesure d’exposition du public aux ondes. Les résultats seront publiés sur https://t.co/s8clyclD8z. En 2021, l’exposition de 1 500 sites sera testée avant et après l’allumage de la #5G sur le territoire national. https://t.co/VI0f7rbjSb

Aujourd'hui, l’@anfr est à @Bordeaux, pour présenter au Secrétaire d’Etat @cedric_o, au @PrefAquitaine33 Fabienne Buccio et à plusieurs élus ses moyens de contrôle de la #5G. https://t.co/9PUOgRfb4t

What new frequencies could offer connectivity for 5G and beyond? Our final panel at #EU5GConf includes Rob Yates @LYAcAhead, Branimir Stantchev @EU_Commission, Eric Fournier @anfr, Mohaned Juwad @ESOA_SAT, Lars Backlund @BNEurope & @CamargosLuciana @gsma https://t.co/NPv3pGHMy7

Savez-vous ce qu’est un réseau local sans fil (RLAN) ? Utilisé notamment par des collectivités locales ou des entreprises dans la bande de fréquences 5 GHz, il doit répondre à un certain nombre de règles pour ne pas brouiller d’autres usages. + d'infos⤵️ https://t.co/fonJkBsF8C https://t.co/tULS1Q5QXA

Eric Fournier, directeur de la Direction de la planification et des affaires internationales de l'@anfr, interviendra jeudi après-midi à la Conférence Européenne sur la #5G organisée par le @ForumEurope. Infos et inscription :⤵️
https://t.co/GvaZOE1gxl #EU5GConf https://t.co/lUE3n2yuGl

Qu’est-ce qu’un brouilleur radioélectrique ? Il s'agit d'un émetteur📻conçu pour brouiller les services de radiocom:📱,💻, wifi, RLAN, Wimax...
La loi interdit cet équipement en 🇫🇷 car il porte atteinte aux droits d’utilisation des détenteurs de fréquences https://t.co/q6CDahvoHp https://t.co/EDf8FDwJu1

Savez-vous que l'ANFR réalise des enquêtes pour localiser et identifier l'origine des brouillages qui empêchent l’utilisation d’équipements connectés grâce aux fréquences ? Pour en savoir + sur les interventions terrain de l’@anfr ⤵️
https://t.co/i7tMySwcOF https://t.co/ZoJ4hlK7wX

Quel rôle joue le Fonds de réaménagement du spectre (FRS) dans le déploiement de la #5G ? Outil qui s’est avéré indispensable pour la mise à disposition rapide de la bande 3,5 GHz, voici comment il fonctionne ⤵️
https://t.co/dymVSdeS9t https://t.co/mSaisFfjjf

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Demain 👉 Inauguration des deux premiers sites #4G multi-opérateurs #NewDealMobile dans les @hautesalpes avec @JoelGiraud05, la @Prefet05, @ClaireBouchet05, @Arnaud_jm, le Maire des Orres, les opérateurs et les élus locaux ➡️ https://t.co/6Uipl4Srjx https://t.co/nG1Gc2Y82m

🔊📻🎙Pourquoi capte-t-on aussi bien les radios suisses côté Français ? Comme @Couleur3 ? Derrière votre poste se joue une véritable diplomatie des ondes, où chaque fréquence est négociée entre la Suisse et la France pour éviter les embouteillages. #Genève
https://t.co/F0aP4ZQyah

🔍Comment mesurer le taux d'exposition d'un logement aux ondes électromagnétiques ? Dossier Familial explique la démarche à faire auprès de nos services 👇 https://t.co/UogHa6UWp5

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📻 #JourneeMondialedelaRadio | Où en est le déploiement de la radio numérique #DabPlus en France ? Réponse dans notre carte interactive : https://t.co/3CT3S8cWfQ https://t.co/hgPYS5PF1d

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