1. Empirical compatibility assessment in Poland LTE causes interference to ARNS
Mateusz Berlik
Office of Electronic Communications, Poland
Department of Frequency Resources Management
ITU Regional Seminar for Europe and CIS Countries
Warsaw, May 2012

2. Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, 7 - 9 May 2012
Agenda
Introduction to the LTE vs. ARNS problem
Aims and conditions of the measurements
Radio systems under tests
Measurements action
Summary
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

3. Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, 7 - 9 May 2012
Agenda
Introduction to the LTE vs. ARNS problem
Aims and conditions of the measurements
Radio systems under tests
Measurements action
Summary
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

4. Introduction to the LTE vs. ARNS problem
MOBILE added by WRC-07
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

5. Introduction to the LTE vs. ARNS problem
WRC-12 AI to consider results of sharing studies between the mobile service and other services in the band MHz in Regions 1 and 3, in accordance with Resolution 749 (WRC-07), to ensure the adequate protection of services to which this frequency band is allocated, and take appropriate action.
MOBILE
FIXED
BROADCASTING
ARNS
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

6. Introduction to the LTE vs. ARNS problem
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

7. Introduction to the LTE vs. ARNS problem
Two approaches proposed by CPM-12:
coordination distances: 125 – 515 km (depending on ARNS system and scenario)
coordination field strength triggers
aggregate values – eg m in 6 MHz RBW for RLS1 radar;
single values – eg m for ARNS terrestrial station
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

8. Introduction to the LTE vs. ARNS problem
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

9. Introduction to the LTE vs. ARNS problem
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

10. Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, 7 - 9 May 2012
Agenda
Introduction to the LTE vs. ARNS problem
Aims and conditions of the measurements
Radio systems under tests
Measurements action
Summary
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

11. Aims of the measurements:
to analyse an impact of the LTE system on the radar system;
to determine/assess the maximum level of the interfering signal.
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

12. Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, 7 - 9 May 2012
What did we have?
4 ARSN systems operating in Poland;
agreement of the army on measurements (with some restrictions);
LTE test terminals (provided by the operator);
LTE signal generator (provided by Nokia Siemens Networks Poland);
ARNS’s system operators/service staff.
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

13. Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, 7 - 9 May 2012
What did we NOT have?
detailed knowledge about the ARNS systems;
documentation of the ARNS systems;
specialists in old ARNS systems;
compatibility criteria(!).
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

14. Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, 7 - 9 May 2012
Agenda
Introduction to the LTE vs. ARNS problem
Aims and conditions of the measurements
Radio systems under tests
Measurements action
Summary
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

15. Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, 7 - 9 May 2012
Scenario
LTE terminal/signal generator
ARNS ground station
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

16. Object of the measurements
RSP-10 MN-1 radar system:
primary (RLS1) / secondary (RLS2) radar;
only RLS1 module currently in use;
radiolocator for traffic controllers;
less than 100 km operational radius;
is going to be replaced by modern systems.
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

17. RSP-10 Radar system (RLS1)
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

18. RSP-10 Radar system (RLS1)
Zdjęcia jako ciekawostki
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

19. RSP-10 Radar system (RLS1)
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

20. RSP-10 Radar system (RLS1)
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

21. Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, 7 - 9 May 2012
Agenda
Introduction to the LTE vs. ARNS problem
Aims and conditions of the measurements
Radio systems under tests
Measurements action
Summary
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

22. Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, 7 - 9 May 2012
Military airfield
Pomiary odbywały się:
15-16 lutego w bazie w Toruniu – radar w konserwacji,
17-18 lutego na lotnisku w Malborku – działający radar.
Z powodu nieplanowanych lotów w Malborku, konieczne było powtórzenie pomiarów na działającym radarze w Toruniu, 30 marca.
Military base
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

23. Measurement I (Toruń, 15-16.02.2011)
The radar under maintenance works;
Direct connection to the radar receiver.
W Toruniu badany radar był w końcowym etapie konserwacji/remonu – został przygotowany do pracy, więc był sprawny.
Możliwe było bezpośrednie podłączenie na wejście odbiornika, oraz wykorzystanie procedur testowych opisanych przez producenta.
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

24. Measurement I (Toruń, 15-16.02.2011)
Układ pomiarowy.
Sztucznie generowane impulsy nadawane i odbierane były sumowane z sygnałem LTE z generatora i podawana na wejście odbiornika radaru.
Ponieważ nie było możliwe wykonanie w pełni obiektywnego pomiaru, przyjęto dwa pośrednie kryteria oceny zakłóceń:
opinia obsługi radaru;
obserwacja poziomu sygnału z wyjścia radaru na oscyloskopie
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

25. Measurement I (Toruń, 15-16.02.2011)
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

26. Measurement I (Toruń, 15-16.02.2011)
LTE parameters:
Bandwidth [MHz] 5 10 20
Modulation
QPSK
16-QAM
G4-76A generator settings:
„Reflected” signal [dBm]
- 92.3
-82.3
-72.3
LTE generator „critical” power:
LTE Power [dBm]
- 89.1
-87.1
Wyniki pomiarów w Toruniu.
Widać, że szerokość kanały LTE i modulacja nie wpływają na dopuszczalny poziom zakłóceń. Co dziwne, poziom dopuszczalnych zakłóceń nie zmienia się w zależności od mocy sygnału odbitego odebranego przez radar
Pol H: E = 24.6 dBμV/m
Pol V: E = 48.6 dBμV/m
Sensitivity: dBm
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

27. Measurement II (Malbork, 17-18.02.2011)
Operating radar used by military airfield in Malbork
Pomiary w Malborku miały na celu sprawdzenie koegzystencji LTE i RSP-10 w warunkach rzeczywistych.
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

28. Measurement II (Malbork, 17-18.02.2011)
The radar in „receive-only” mode:
very optimistic results
(allowable interference > 50 dBµV/m);
Received interference’s level dramatically higher when it works in regular „send-and-receive” mode;
there was no ability to repeat the measurements.
Tutaj napisałbym, że nie udało nam się zrealizować planu pomiarów, ale zauważyliśmy ważną rzecz:
Pomiary wykonywane były na czynnym lotnisku. Niestety, z powodu nieplanowanych wcześniej lotów odbywających się na lotnisku, nie udało się zrealizować planu pomiarów. Po stwierdzeniu, że radar jest dużo bardziej czuły jeśli pracuje w trybie nadawanie-odbiór, nie udało się przeprowadzić właściwych pomiarów.
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

29. Measurement III (Toruń, 30.03.2011)
Operating radar (after maintenance works);
Measurements similar to ones performed in Malbork;
LTE terminals as interfering transmitters.
Niedokończone pomiary z Malborka postanowiono przeprowadzić w Toruniu. Użyto tego samego, radaru, który był serwisowany w lutym – tym razem jednak radar był ulokowany na terenie bazy i normalnie pracował.
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

30. RSP-10 Radar system (RLS1)
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

31. Measurement III (Toruń, 30.03.2011)
Antenę terminala LTE zamontowano na dachu samochodu, który poruszał się w okolicy bazy w Toruniu. Szukane były pozycje terminala, dla których zakłócenia na wskaźniku radaru przestają być widoczne. W okolicy radaru znajdował się samochód pomiarowy, przy pomocy którego dokonywano pomiaru mocy w punkcie odbioru.
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

32. Measurement III (Toruń, 30.03.2011)
Measure No.
Received power [dBm]
Field strength at receiving point [dBμV/m]
Distance [m]
Frequencies 1
-95,2
35,5
706
RSP-10: 835 MHz
LTE: MHz 2
-96,5
34,2
1 488 3
-96,3
34,4
1 504 4
-80,3
50,4
128
LTE: MHz 5
-69,7
61,0
LTE: MHz
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

33. Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, 7 - 9 May 2012
Agenda
Introduction to the LTE vs. ARNS problem
Aims and conditions of the measurements
Radio systems under tests
Measurements action
Summary
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012

34. Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, 7 - 9 May 2012
Summary
Because of the lack of the technical compatibility criteria, it was difficult to use the results as a point in discussion.
General conclusions:
LTE terminal does really interfere RSP-10 radar;
allowable interference field strength is probably higher than protection level from the CPM-12 Report.
The results were useful for our administration.
Mateusz Berlik, UKE :: Warsaw, May 2012