意 見 書

平成 18 8 11

総務省総合通信基盤局

 電波部電波環境課 御中

郵便番号

住  所

おおいし まさとし

氏  名

大 石  雅 寿

電話番号

電子メールアドレス


注)個人情報保護の観点から上記の対応をしております。大石先生にご連絡を取りたい場合は、青山貞一までご連絡いただけると幸甚です。


無線設備規則の一部を改正する省令案及び関係省令案等についての意見の募集」に関し,別紙のとおり意見を提出します。

 なお,本意見を公表する際には,概要だけでなく全体を総務省ホームページ等で公表するようにお願い致します。


■要  旨

電力線搬送通信設備の周波数拡大および同設備の技術基準の検討に基づく諮問第3号「国際無線障害特別委員会(CISPR)の諸規格について」のうち「高速電力線搬送通信設備に係る許容値及び測定法」(以下,「答申」と呼ぶ)には,別紙に示すとおり重大な瑕疵があります。

「答申」に基づいて提案されている無線設備規則の一部を改正する省令案及び関係省令案等(以下,「改定案」と呼ぶ)は,被害を受ける同じ周波数帯域を利用する無線局および受信を専門とする設備(以下,「無線局等」と呼ぶ)関係者が明確に反対をした内容に基づいており,この改定内容では無線局等の適切な保護ができません。また,無線設備規則第60条において450kHz以下の電力線搬送通信に対する漏洩電界許容値を電界強度で規定しているにも関わらず,同条改定案においては2-30MHzに対する漏洩電界(妨害波)の許容値を電流値で規定しようとしています。これらの許容値は,無線局等を保護する目的で設定されていると考えられますが,電力線搬送設備を接続する装置を電力線に接続した場合,2-30MHzの信号に対応する電流値は電力線の位置によって大きく変動すると共に電力線のアンテナゲインも周波数の関数として大きく変動します。即ち,電力線からの漏洩電界を電流値だけで記述することはほぼ不可能であり,同周波数帯域を利用する無線局等を保護できるとは考えられません。無線局等の保護のためには,PLCに対する許容値はITU-Rの関連勧告等を参考にして電界強度で規定しなければなりません。

2-30MHz帯以外に対する非通信時妨害波許容値についても何らの周波数共用検討や実測もせずに,中波帯用の数値を暫定的に短波帯以上に対しても外挿しただけのCISPR22 ClassBの値を単に写したものであり技術的根拠は皆無です。

屋内に電力線搬送通信設備を設置したとしても同設備が電力線に送信する高周波信号は電力積算計を通過(通過損は数dB)して屋外の電力線に流れ込み,屋外で大きな妨害波を発生させます。改定案には屋外への電力線搬送通信信号(高周波電流)の漏洩防止策が盛り込まれておらず,規則として大きな不備があります。

医療関係者からの懸念を払拭するための検討は何らも実施されておらず,国民の安心・安全を守るべき行政としての責務が全く果たされていません。

よって意見募集対象となっている改定案の全てに反対し,情報通信審議会情報通信技術分科会における審議のやり直しを求めます。

別紙

はじめに

短波帯高速電力線搬送通信(以下,「PLC」と呼ぶ)は既存の電力線を通信線とみなし,2-30MHz帯(短波帯)の高周波信号を電力線に重畳させるものであるが,電力線は50/60Hzの交流を伝送するために最適化されており,かつ,漏洩を防止する機構が元来備わっていないために,高周波信号を乗せると極めて大きな妨害波が発生する。

総務省は平成17年から高速電力線搬送通信に関する研究会(以下,「PLC研究会」と呼ぶ)を実施し,これに基づきCISPR委員会,情報通信審議会情報通信技術分科会を経て一部答申(諮問第3号「国際無線障害特別委員会(CISPR)の諸規格について」のうち「高速電力線搬送通信設備に係る許容値及び測定法」)したが,短波帯を用いる既存無線業務に下記の観点の大きな問題点が生じうることが判明している。

■電力線のアンテナ特性解析からの問題点

屋内外を問わず,電力線の配線形態が複雑であることは周知の事実である。また,電力線の長さが半波長に近ければ電力線は効率の良いアンテナとして働き,効率よく放射するだけでなく周囲からの雑音電波を効率よく受信することが予想される。PLC研究会ではある波長についてモーメント法に基づいてシミュレーションを実施してアンテナとしての電力線の振る舞いを理解したと報告しているが,それには疑義があったため,独自にシミュレーションを実施した。シミュレーションに用いたソフトウエアは,miniNECベースでありモーメント法に基づいたMMANA (http://www33.ocn.ne.jp/~je3hht/mmana/index.html)である。シミュレーションはいくつかのケースに対して実行した。

(注:必要であればシミュレーションで用いたアンテナモデルを記述したファイルをお渡しすることができます。)

(1)  PLC研究会のモデル
http://www.soumu.go.jp/joho_tsusin/policyreports/joho_tsusin/bunkakai/pdf/060629_3_1-2.pdf
51ページ,図5-1)

同モデルに対してシミュレーションした結果のうち,以下に2-30MHzに渡る(1a)アンテナゲインの周波数分布,(1b)放射パターンの周波数変化,(1c)電力線上の電流分布を示す。容易に理解されるようにアンテナゲインは約-40dBiから約7dBiの間で変化し,特に,周波数17MHz以上ではゲインは正の値になる。同時に放射の最大方向も周波数が高くなるにつれて水平に近くなる。しかし水平方向に最大放射方向がこないので,漏洩電界を電力線と同じ高さに設置したアンテナで測定しても意味ある結果が得られないことも判明した。電流分布は一定ではなく,電力線上の位置の関数となっている。これらは電力線を設置する高さによって大きく変化する。3つの図は高さ0mに相当するが,二階に相当する3mの高さで計算すると電力線がより効率のよいアンテナになることが分かった。

(1a) アンテナゲインの周波数分布
(1b) 放射パターンの周波数変化
 (1c) 電力線上の電流分布


(2)       Folded Dipoleモデル

 続いてどの家屋にでも存在するような1本の電力線が折れ曲がって配線されている場合について同様のシミュレーションを行った。地上高は2.5mであり,二階の床面の高さに配線されている場合に相当する。以下に2-30MHzに渡る(2a)アンテナゲインの周波数分布(2b)放射パターンの周波数変化,(2c)電力線上の電流分布を示す。

(2a) アンテナゲインの周波数分布
(2b) 放射パターンの周波数変化
2c)電力線上の電流分布


 ゲイン変化や放射パターン変化は(1)の場合と同様であり,20MHz以上の周波数では正のゲインを持つ効率の良いアンテナとして電力線が振る舞うことが分かる。エレメントの電流分布を見ると両エレメントの電流はバランスしているので,本線のディファレンシャルモード電流だけで駆動されることが分かる。この場合,コモンモード電流はほぼゼロである。しかし電力線は正のゲインを持つ良いアンテナとして働いていることが分かった。特許「特開2005-311405 平衡伝送装置」を用いると見かけ上コモンモード電流は小さくできるが,その場合でもディファレンシャルモード電流だけで大きな妨害波が発生しうる。

 他にも複数の分岐やスイッチがあるケースについてもシミュレーションしたが,全体的な振る舞いは同様であったので詳細は割愛する。

 これらのシミュレーションの結果を纏める。

電力線をアンテナと見なした場合のゲインは多くの場合20MHz以上では正の値となる。即ち効率のよい放射が起きうる。

放射パターンも周波数や地上高の関数として大きく変化する。周波数が高くなると最大ゲイン方向の仰角が小さくなる。

ディファレンシャルモード電流だけで駆動される,即ち,コモンモード電流が存在しない場合でも電力線が良いアンテナとなり,効率よく電波が放射される。即ち大きな妨害波が発生する場合がある。言い換えればコモンモード電流だけで妨害波強度を規定することは不可能と言え,規制するならば電界強度で無線局等を適切に保護できる許容値を定めなければならない。事実,現行の無線設備規則第60条における450kHz以下の電力線搬送通信設備に対する漏洩電波規制は電界強度で定められている。短波帯電力線搬送通信についても電界強度で規制しなければ,無線設備規則としても矛盾を抱えることになる。

■EMCの観点からの問題点

国際電気通信連合条約の付属文書であり,国際条約の位置づけを持つ無線通信規則(RR)第15.12条には電力網に接続された機器が無線に障害を与えないよう各主管庁が適切な措置を執ることを要請している。国際条約遵守は日本国憲法にも定められた国民の義務であり,PLC研究会構成員や総務省も含め,遵守しなければならない。PLCからの放射が国境を越えて伝搬する可能性があることを考慮すると,RR15.12を満たさない無線設備規則改定案および電波法施行規則改定案は無効と考えられる。

PLCは,背景雑音よりも強い雑音を出さないと通信が成り立たない。従ってPLCはこれまでEMC関係者がノイズを減らそうとの努力を水泡に帰す可能性が高い。(http://www.elmac.co.uk/pdfs/whyPLTisbadforemc.pdf

CISPR委員会による背景雑音実測例が少なすぎる。下記ITU-Tへの寄与文書に示される東京都内某所での背景雑音はCISPR委員会による測定値より10dBほど低い。より多くの電力線配備サンプル(100サンプル以上は必要と考えられる)を取り,そのいずれにおいても無線局等に障害を与えない許容値を定めるべきである。
http://www.itu.int/md/T05-SG05-060522-TD-GEN-0297/en -- 添付資料1

CISPR22の策定に当たっては,中波帯までの放送を対象として許容値を決めた。CISPR221GHzまで適用されることになっているが,実は,短波帯以上については無線局等を保護するための基準値と整合性があることを技術的に確認することなく,とりあえず中波帯で決めた数値を外挿したものである。CISPR22策定者自身であるNTT-ATの雨宮氏がこのように述べている。よって,PLCおよび電力線からの漏洩電波がCISPR22と同等ならば問題ないとするPLC研究会及びCISPR委員会の主張には根拠がない。

海外の主管庁におけるPLCに対する規制値検討では,複数のPLCからの障害を総合した累積効果を考慮することが必然であるとされている(例:ECCレポート24)。しかし,PLC研究会は不要であるとし,単体のPLCモデムだけを検討対象とした。明らかに国際的な考え方と矛盾している。
ECC Report24:
    http://www.ero.dk/documentation/docs/docfiles.asp?docid=1941&wd=N

PLC研究会に対するパブリックコメントとして医療関係者から懸念の声が上がったが,同研究会は「医療機器への影響は検討しない」と回答した。国民の安全・安心を保証するのが国の仕事であるが,国はその責任を未だに果たしていない。
http://www.soumu.go.jp/joho_tsusin/policyreports/chousa/kosoku_denryokusen/pdf/051222_2_2.pdf 8ページ)

■無線業務との周波数共用の観点からの問題点

国際電気通信連合条約の付属文書であり,国際条約の位置づけを持つ無線通信規則(RR)第15.12条には電力網に接続された機器が無線に障害を与えないよう各主管庁が適切な措置を執ることを要請している。国際条約遵守は日本国憲法にも定められた国民の義務であり,PLC研究会構成員や総務省も含め,遵守しなければならない。PLCからの放射が国境を越えて伝搬する可能性があることを考慮すると,RR15.12を満たさない無線設備規則改定案は無効と考えられる。

そもそもPLCに対する許容値の設定については“実験結果の公開や研究開発等を通じて実用上の問題がないことが確保されたものについて,活用を推進する”が必須条件とされている(e-Japan重点計画2004)。しかしながら,PLC推進者による実験結果は10例ほどを除いて公開されず,CISPR委員会において委員会主査が「推進者からは実測データが提出されなかった」と指摘し,また,総務省担当者からも「実測データは審議会に自由にご提出ください」とまで言われている始末であった。このため周波数共用の検討に当たっても,実際の漏洩状況を踏まえた検討はできず手探りで検討せざるを得なかったのが実態である。

被干渉側(無線局等からの代表者)からはITU-Rの関連勧告に基づいた保護基準が提示されたが,PLC研究会はこれらを無視し,これらの勧告値よりも数桁高いCISPR22 ClassBを参照した“独自の基準”を導入した。本無線通信設備規則改定案は無線局等を保護することができないことが分かっている「許容値」に基づいたものである。

CISPR22の策定に当たっては,中波帯までの放送を対象として許容値を決めた。CISPR221GHzまで適用されることになっているが,実は,短波帯以上については無線局等を保護するための基準値と整合性があることを実証実験等を通して技術的に確認することなく,とりあえず中波帯で決めた数値を外挿したものである。CISPR22策定者自身であるNTT-ATの雨宮氏がこのように述べている。よって,PLCおよび電力線からの漏洩電波がCISPR22と同等ならば問題ないとするPLC研究会及びCISPR委員会の主張,即ち,情報通信審議会答申の内容には技術的根拠がない。

CIPSR22 ClassBではアマチュア無線業務の保護に不十分であることがECCレポート24で指摘されている。CISPR委員会の提案値はCISPR22 ClassBに準じていることからもアマチュア無線業務およびアマチュア無線よりも数桁弱い信号を受信する電波天文業務を保護できないことは明白である。
http://www.ero.dk/documentation/docs/docfiles.asp?docid=1941&wd=N

PLC研究会およびCISPR委員会はPCからのノイズ規制はCISPR22 ClassBに準拠しているので多く普及しているPCからのノイズと同等ならばよいはずだと主張したが,PCから1mも離せば短波帯受信機に障害は出ない。しかしPLC研究会は,離隔距離として10m(商業地,住宅地)または30m(田園地帯)を主張した。離隔距離の観点からもPLC研究会の主張するPLC許容値はPCのノイズとは異なる。また,PC等の機器からの放射は近似的に点源とみなせるが,電力線は1次元分布をしており点源とみなすのは困難である。PCからのノイズと同等ならば,離隔距離として1m(妥協案として3mならば受け入れられる)にするべきである。同離隔距離は非常に重要なパラメータ(仮定)でありながら,それらに関して情報通信技術分科会ではCISPR委員会からは特に説明もされなかった。
http://www.soumu.go.jp/joho_tsusin/policyreports/joho_tsusin/bunkakai/pdf/060629_3_1-1.pdf

ITU-Rの放送,固定業務グループによるPLCへの許容値検討では,背景雑音の上昇を現状の1%増しにするよう要請している。一方PLC研究会では100%増しする提案をしている。ここには20dBの乖離が存在する。即ち,これらの無線業務には極めて重大な障害が生じうる。
Preliminary draft new Recommendation ITU-R F.[HF-PLT] - Protection requirements for fixed radio services operating below 30 MHz against the impact of power line telecommunication (PLT) systems ? Document 9C/TEMP/61-E
http://www.itu.int/md/R03-WP9C-060628-TD-0061/en --
添付資料2
(Draft new Recommendation ITU-R [6/229] - Protection requirements for broadcasting systems operating in the LF, MF, HF and VHF bands below 80 MHz against the impact of power line telecommunication (PLT) systems
http://www.itu.int/md/choice_md.asp?id=R03-SG06-C-0229!R1!MSW-S&lang=en&type=sitems ?
添付資料3)

ITU-T SG5は現行のPLCに対する許容値(1-30MHz)12dB厳しくする勧告K.60改定案を取り纏めた。帯域幅は9kHzである。

   現行:528.8log(f)[dBμV/m]@3m
   提案:408.8log(f)[dBμV/m]@3m

過日開催された情報通信審議会ITU-T部会電磁防護・野外設備委員会にて同勧告改訂案が紹介され,異議なく了承された。情報通信技術分科会答申は,本勧告改定案よりも緩い許容値を与えることとなり矛盾が生じている。

情報通信技術分科会答申に示される許容値では,離隔距離を10mもしくは30mとしているため,我が国の住宅事情を勘案すると,自家のみならず隣接家屋でPLCが運用されている場合,屋内における短波帯受信はほぼ不可能となる。離隔距離を3m程度として許容値を再検討することが必須と考えられる。

 短波放送については総務省が事業免許を措置している。しかし,その総務省が屋内における短波放送の聴取を不可能とする関連省令改訂を進めようとしている。免許制度,もしくは,周波数行政のあり方そのものが問われていると思われる。

国土交通省航空局から航空管制(地上局および航空機局)への障害を懸念する声が上がっているが,総務省は無視した。特に北米路線の北太平洋上の管制は短波通信でのみ可能であり,PLCによる航空管制への障害可能性は乗客乗員の安全確保にとって大きな懸念材料となる。航空管制では負の信号雑音比(S/N-6 -- -3 dB)で運用されているため,答申案の許容値では航空管制運用に大きな障害が起きる可能性が高い。

北朝鮮によるミサイル発射の際,日本海では多くの漁船が操業中であった。その安否確認のために中短波帯漁業無線が使用された。海上数百km先まで通信できる漁業無線は命がけで操業している漁業者の安全に大きく役立っており,PLCからの障害可能性は漁業者の安全確保に対する大きな懸念材料である
http://www.soumu.go.jp/joho_tsusin/policyreports/chousa/kosoku_denryokusen/pdf/051212_2_3.pdf No.313

海外の主管庁におけるPLCに対する規制値検討では,複数のPLCからの障害を総合した累積効果を考慮することが必然であるとされている(例:ECCレポート24)。しかし,PLC研究会は不要であるとし,単体のPLCモデムだけを検討対象とした。また,海外ではコモンモード電流値での許容値を設定するのではなく漏洩電界によって許容値を設定するほうが大勢を占めている。事実ETSIPLCに対するコモンモード電流値による規制を諦め,2年掛けて再検討することとした。このためESTI内における検討は中断している。
http://webapp.etsi.org/workProgram/Report_Schedule.asp?WKI_ID=19265)。情報通信技術分科会答申は明らかにこれらの国際的な考え方や動向と矛盾している。

情報通信技術分科会答申の許容値では,電波天文業務に破滅的な障害が起きることを認識しておきながら,なんらの保護措置も執っていない。よって我が国における短波帯電波天文観測は実行不能となる可能性が高い。
http://www.soumu.go.jp/joho_tsusin/policyreports/chousa/kosoku_denryokusen/pdf/050926_2_11.pdf 16ページ)なお,当該資料では,PLCからの放射減衰の距離特性に誤りがあり,資料に書かれている数値よりも妨害は大きくなります。

屋内に電力線搬送通信設備を設置したとしても同設備が電力線に送信する高周波信号は電力積算計を通過(通過損は数dB
http://www.homeplug.org/en/news/presentations/japanexec_2006/Interoperability-EffectiveCo-existence-Logvinov.pdf
4ページ ? 平成18712日に東京で開催されたHome Plug Powerline Allianceによるセミナー資料)して屋外の電力線に流れ込み,屋外で大きな妨害波を発生させます。事実,TDKNECトーキンは屋外への漏洩を防止するフィルターを開発しています。本省令改定案には屋外への電力線搬送通信信号(高周波電流)の漏洩防止策が盛り込まれておらず,規則として大きな不備があります。                   

以  上

配付資料1

INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION

STUDY GROUP 5

TELECOMMUNICATION
STANDARDIZATION SECTOR

STUDY PERIOD 2005-2008

TD 297 (GEN/5)

English only

Original: English

Question:

2/5

Osaka, 22-26 May 2006

TEMPORARY DOCUMENT

Source:

Rapporteur for Question 8/5

Title:

Example of Electromagnetic Environment below 30 MHz in Japan


1            Introduction

This contribution presents one example of Electromagnetic environment below 30MHz in the field. This result was carried out in urban residential area in the middle of Tokyo. Purpose of this contribution is to reconsider EM-environment below 30 MHz.

2            Measurement conditions

2.1        Geographical condition

 Measurement place is in middle of Tokyo and is the urban and residential area. Nearest MW broad casting station (810 kHz, 50 kW) is about 20km far from here and there is no industrial facilities in the surroundings.

2.2        Measurement setup

EM environment was measured using loop antenna and spectrum analyser. Number of 30 frequencies was selected and each frequency was individually measured. Resolution band width and Span frequency of spectrum analyser were 10 kHz and 0 Hz, respectively. Loop antenna (EMCO 6512) was used and its height was 1.5m above the ground.

 Magnetic field was measured by the antenna during a day and the results were converted to electric field by adding antenna factor of the loop antenna.

3            Measurement results

Annex A shows measurement results of the EM environment. From these figures, following points are carried out.

1) Electromagnetic fields are varying with change of time.

2) Variation is not the same in each frequency.

3) Maximum deviation is about 30 ? 40 dB.

4) Field strength of MW radio is stable during the day.


 This result is one example of the EM environment in the specific place. EM environment depends on a surrounding situation. Therefore, we should carry out more measurement in order to clarify EM environment below 30MHz in the fields.


Annex A

Example of Electromagnetic environment in Tokyo

配布資料2

INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION

RADIOCOMMUNICATION
STUDY GROUPS

Meeting of Working Party 9C
Kobe, Japan, 28 June ? 4 July 2006

Document 9C/TEMP/61-E

3 July 2006

English only

Source:                 Document 9C/107 (Annex 6)

Subject:                Question ITU-R 221/1

Working Party 9C
(SWP 9C-2)
Preliminary draft new recommendation ITU-R F.[HF-PLT]

Protection requirements for fixed radio services operating below 30 MHz against the impact of power line telecommunication (PLT) systems

The ITU Radiocommunication Assembly,

considering

a) that power line telecommunication (PLT) systems are being developed utilizing power lines;

b) that those PLT systems radiate and occupy a broad bandwidth that may affect fixed radio

services operating below 30 MHz;

c) that the power lines are not designed or installed for wideband signal transmission, and

radiation from the conductors will inevitably occur;

d) that any unwanted radiation from such PLT systems may cause harmful interference to the

reception in fixed radio services operating below 30 MHz;

e) that PLT systems are not recognized as a class of emission or a service in ITU-R and can be treated as an unintended radiation source;

f) that the receiver noise consists of intrinsic receiver noise and external radio noise;

g) that Recommendation ITU?R P.372 describes levels of external radio noise, including

atmospheric, manmade and galactic noise;

h) that external noise is the major receiver noise even in quiet rural areas in receivers for fixed services operating below 30 MHz;

j)  that the minimum level of external noise is determined by the manmade noise as this is the dominant factor when the atmospheric noise fades;


k) that the figure for manmade noise in quiet rural areas be used as a reference because in future manmade noise in other environments should be suppressed as much as possible;

l)  that radiation from such PLT systems increases the level of manmade radio noise, causing an increase in the external radio noise;

m) that the increase in external radio noise results in necessity to increase the transmitter power of the radio systems,

noting

a)  that Article No. 15.12 of the Radio Regulations states that: administrations shall take all practicable and necessary steps to ensure that the operation of electrical apparatus or installations of any kind, including power and telecommunication distribution networks, but excluding equipment used for industrial, scientific and medical applications, does not cause harmful interference to a radiocommunication service and, in particular, to a radionavigation or any other safety service operating in accordance with the provisions of these Regulations (in this matter, administrations should be guided by the latest relevant ITU?R Recommendations);

b) that the signal peak factor of such systems may be higher than the ordinary receiver noise, accordingly, the acceptable r.m.s. level of PLT radiation should be lower than that for white noise;

c) that branch lines and spurs which are parts of the power lines - such as for ceiling lights - may generate additional PLT radiation;

d) that electric equipment connected to an AC power socket may also generate additional radiation,

recommends

1  that the total radiated noise from PLT systems operating over power lines and from electric

equipment connected to a power socket, should not exceed a level of 20 dB below manmade noise, as given in Recommendation ITU-R F.1094, for quiet rural areas given in Recommendation
ITU?R P.372 at any place where a receiver antenna of fixed services below 30 MHz might be located.

NOTE ? The limit in recommends 1 assumes that interference (disturbance) from PLT systems is the same as that from white noise when the r.m.s. levels are equal. When different waveforms in the PLT system cause the interference (disturbance) effect to differ from that of white noise, an equivalent adjusted level must be used.



配布資料3

INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION

RADIOCOMMUNICATION
STUDY GROUPS

Document 6/229-E

17 October 2005

English only

Source:        Document 6E/TEMP/162(Rev.1)Proposed procedure: PSAA

Working Party 6E

draft new recommendation ITU?R [Doc. 6/229]

Protection requirements for broadcasting systems operating in the LF,
MF, HF and VHF bands below 80 MHz
against the impact of
power line telecommunication (PLT) Systems

(Question ITU?R 32/6)

Scope

This Recommendation is intended to protect broadcasting systems in the LF, MF, HF and VHF bands below 80 MHz from the impact of power line telecommunication (PLT) Systems. Its principal focus is on the impact of PLT Systems installed and used inside buildings.

The ITU Radiocommunication Assembly,

considering

a)           that new telecommunication systems are being developed which utilize Electrical Infrastructure Wiring for the transmission of signals;

b)           that those telecommunication systems radiate and occupy a broad bandwidth that may affect the use of LF, MF, HF and VHF bands below 80 MHz;

c)           that the Electrical Infrastructure Wiring is not designed or installed for wideband signal transmission, and radiation from the conductors will inevitably occur;

d)           that any unwanted radiation from such PLT Systems may cause interference to the reception of broadcasting services;

e)           that broadcasting systems are designed and services are planned, taking into account intrinsic receiver noise and external radio noise, including atmospheric, man-made and galactic noise;

f)            that radiation from such PLT Systems increases the level of man-made radio noise, causing an increase in the external radio noise;

g)           that the increase in external radio noise results in an increase in the minimum usable field strength and degradation of the reception quality of the broadcasting services;

h)           that Recommendation ITU?R P.372 describes levels of some types of radio noise;

j)            that the reception environment of broadcasting services should be protected from interference,

noting

a)           that Article No. 15.12 of the Radio Regulations states that: administrations shall take all practicable and necessary steps to ensure that the operation of electrical apparatus or installations of any kind, including power and telecommunication distribution networks, but excluding equipment used for industrial, scientific and medical applications, does not cause harmful interference to a radiocommunication service and, in particular, to a radionavigation or any other safety service operating in accordance with the provisions of these Regulations (in this matter, administrations should be guided by the latest relevant ITU?R Recommendations);

b)           that the signal peak factor of such PLT Systems may be higher than the ordinary broadcasting receiver noise, accordingly, the acceptable r.m.s. level of PLT radiation should be lower than that for white noise;

c)           that the broadcasting service in a low SNR environment, which is marginally available with analogue modulation (AM) transmission, may be completely lost by radiation from such PLT Systems, with digital modulation operated with the transmitting power reduced by several dB for compatibility with AM;

d)           that external radio noise and the broadcasting received signal may be attenuated when entering inside the building;

e)           that branch lines and spurs which are parts of the Electrical Infrastructure Wiring ? such as for ceiling lights ? may generate additional PLT radiation;

f)            that electric equipment connected to an AC power socket may also generate additional radiation;

g)           that a broadcasting receiver connected to an AC power socket may receive noise coming from such PLT Systems directly through its own power cable, in particular, when an external long wire antenna is used for better reception (the power line itself acts as part of the antenna, since RF frequencies present on it are capacitively coupled to the receiver ground plane), or when the power line is itself intentionally used as an antenna by grounding the external antenna terminal (this is often done in buildings where broadcasting radio wave is shielded);

h)           that a broadcasting receiver with an AC power supply (or even without) is usually located close to a wall where an AC power socket is provided and/or AC power wiring is installed,

recommends

1            that the total radiated noise from PLT Systems operating over the Electrical Infrastructure Wiring and from electric equipment connected to a power socket should not be higher than the value given in Section 5 and Fig. 3 of Annex 1 at any place where a receiver might be located;

2            that interference through a receiver power cable to a broadcasting receiver connected to an AC power socket should not be higher than the equivalent value given in Section 5 and Fig. 3 of Annex 1, including the case when an external long wire antenna is used.

NOTE ? The limits in recommends 1 and 2, and in Section 5 and Fig. 3 of Annex 1, assume that interference (disturbance) from PLT Systems is the same as that from white noise when the r.m.s. levels are equal. When different waveforms in the PLT System cause the interference (disturbance) effect to differ from that of white noise, an equivalent adjusted level must be used.

Glossary

Different terms are used in different parts of the world to describe the various elements of the electrical distribution chain from the power station through to individual appliances, lighting, etc. connected to it. For the purpose of this document the following terms are taken to have the attached meanings and are “capitalized” throughout the document:

Electrical Infrastructure Wiring ? This means the whole of the electrical distribution wiring from the generating station through to power sockets, light fittings, switches, etc., and the individual appliances, lamps, etc. connected directly to it. Importantly, since the primary focus of this document is the effects found inside buildings, the Electrical Infrastructure Wiring includes household and/or office and other building wiring systems, AC outlets and all spurs or branches to light fittings, ceiling outlets, etc.

PLT System ? The communications system which uses the Electrical Infrastructure Wiring, or parts of it, to transfer high-frequency data signals from place to place. The PLT System is typically superimposed on existing Electrical Infrastructure Wiring.

Annex 1

1            Receiver sensitivity

Using the AM bands as an example, the sensitivity of AM sound broadcast receivers is defined in Recommendation ITU?R BS.703 (Reference receivers for planning purposes). It is defined as the minimum usable field strength, using a built-in antenna (even if a terminal for an external antenna is provided), and for a receiving quality of: 26 dB AFS/N, with 30% modulation, in the absence of external noise. The values are as follows:

             LF:     66 dB(μV/m),

             MF:    60 dB(μV/m),

             HF:     40 dB(μV/m).

2            Receiver noise level and acceptable interference level

To estimate deterioration in receiver sensitivity from co-channel interference, or to estimate the acceptable co-channel interference level, it is essential to know the receiver noise level, which consists of internal and external noise, rather than the receiver sensitivity. If the co-channel interference power is the same level as the original receiver noise, the resultant noise power increases twofold (3 dB) and the sensitivity is deteriorated by 3 dB (neglecting the difference of noise waveforms). The effective sensitivity is essentially determined by the total noise.

2.1        Receiver internal (intrinsic) noise

The receiver external noise and interference level are usually expressed as a field strength. Accordingly, for ease of comparison, it is convenient also to express the receiver internal noise as an equivalent field strength (as if it were being received by a noiseless receiver through a specified antenna).


Receiver internal noise level, corresponding to receivers, whose sensitivities are specified in the previous paragraph 1, can be assumed to be:

                                   

Substituting the conditions: AF S/N = 26 dB, and modulation degree = 30% (?10.5 dB), RF C/N which corresponds to the minimum usable field strength is 36.5 dB. Accordingly, the field strength equivalent to the receiver internal noise is 36.5 dB below the minimum usable field strength. That is:

             LF:     29.5 dB(μV/m),

             MF:    23.5 dB(μV/m),

             HF:     3.5 dB(μV/m).

Although this receiver internal noise is calculated using analogue receiver sensitivity, these results also apply to digital receivers when the bandwidth differences are taken into account.

2.2        Receiver external noise and overall noise

Receiver noise usually includes external noise that is received through the receiving antenna besides receiver internal noise generated in the receiver. The external noise for receivers operating below 80 MHz includes man-made, cosmic noise and below 30 MHz atmospheric noise.

Recommendation ITU?R P.372 expresses the average strength of each kind of external noise when received through a lossless short vertical monopole antenna with a perfect ground plane by comparing it with the thermal noise level (kTo). Their field strengths can be calculated as shown in Section 2.3. Therefore, it is convenient to convert the receiver internal noise level into equivalent field strength (Eri), as mentioned above, based on the identical antenna.

Equivalent field strength of the receiver (overall) noise (Ert) is expressed by the field strength corresponding to the power sum of the above Eri and average field strength of the external noise (Ere). That is:

                                                                  Ert2 = Eri2 + Ere2                                                             (1)

When co-channel interference of field strength, Eu, is superposed on this Ert, the equivalent field strength of the receiver noise power increases to Ertu; corresponding to the power sum of Ert and Eu. That is:

                                                                  Ertu2 = Ert2 +Eu2                                                                                  (2)

As examples:

Ratio of additional noise to receiver noise expressed in dB

Sensitivity reduction (dB)

0 dB

3 dB

?6 dB

1 dB

?10 dB

0.5 dB

?20 dB

0.05 dB

When Eu is 20 dB lower than Ert, receiver sensitivity deteriorates by 0.05 dB.

That is, in order to limit the receiver sensitivity deterioration due to co-channel interference (Eu) within 0.05 dB, Eu should be 20 dB lower than equivalent field strength of the receiver (overall) noise (Ert).


Receiver internal noise in Section 2.1 is calculated using the receiver sensitivity with a built-in antenna. However, the sensitivity figures in Section 2.1 are significantly improved by using an external antenna, such as a short wire extended in the room. Taking this improvement and low loss performance in the antenna matching of VHF receivers into account, external noise, whose minimum value is determined by the man-made noise, is considered the major component of receiver noise in receivers operating below 80 MHz.

2.3        Equivalent field strength of receiver noise

With the above antenna condition defined in Recommendation ITU?R P.372, a lossless short vertical monopole antenna with perfect ground plane, the received power (Pr ) from a field strength E is expressed by:

                                                                  Pr = E 2l2/(640p2)                                                             (3)

where:

                          Pr:   maximum available received power (W)

                           E: field strength (V/m)

                           l: wavelength (m) = 3 × 102/f

                            f:   frequency (MHz).

Substituting kTob (?164.5 dBW) into the above Pr, equivalent field strength of the thermal noise; E(kTob) for (= 9 000 Hz) is given by:

                                                      E(kTob) = 20 log f ?56 dB (mV/m)                                                 (4)

where:

                 E(kTob):   equivalent field strength of the thermal noise: kTob dB(mV/m)

                            k:   Boltzmann’s constant = 1.38 × 10?23 J/K

                          To:   reference temperature = 288 K

                            b:   receiver effective noise bandwidth (Hz)

                      kTob:   ?164.5 dBW (for b = 9 000 Hz (the bandwidth b is to be adjusted in accordance with the necessary bandwidth of the transmitter system)).

The value of E(kTob) is shown in Fig. 2. Recommendation ITU?R P.372 expresses the average strength of each kind of external noise by comparing it with the thermal noise level (Fam dB relative to kTo). That is, each field strength is obtained as Fam dB above E(kTob) dB(mV/m).

3            External noise

Recommendation ITU?R P.372 expresses each of average strength of atmospheric noise, man-made noise, and cosmic noise comparing with the thermal noise level (Fam dB relative to kTo) when they are received through a lossless short vertical monopole with a perfectly grounded plane.

3.1        Man-made noise

Figure 1 shows a summary of man-made noise in various environments. Equivalent field strengths are shown in Fig. 2 (for b = 9 000 Hz).

3.2        Comparison between man-made noise and atmospheric noise

The minimum level of external noise is determined by the man-made noise as this is the dominant factor when the atmospheric noise fades.


4            Permissible interference field strength

From the above, it is concluded that:

?           When an external antenna is used, external noise is the major receiver noise.

?           With a built-in-antenna, external noise is the major factor in business and residential areas. Even in rural areas the external noise is significant.

?           Since the minimum value of external noise is determined by the man-made noise, the permissible interference field strength is also determined by man?made noise.

?           It is suggested that the figure for man-made noise in quiet rural areas be used as a reference because in future man-made noise in other environments should be suppressed as much as possible.

?           In order to limit receiver sensitivity deterioration due to a co-channel interference (Eu) to within 0.05 dB, Eu should be 20 dB lower than equivalent field strength of the man-made noise for quiet rural area, shown as limit F in Fig. 3. If 10 dB attenuation of man-made noise is assumed when entering inside the building, the interfering PLT signal level (Eu) in the building on the limit F is 10 dB lower than field strength of the man-made noise for quiet rural area and sensitivity deterioration is 0.5 dB.

5            Interference limits for PLT Systems

1)          The total radiated noise, from PLT Systems operating over the Electrical Infrastructure Wiring and from electrical equipment connected to a power socket, should not be higher than the value shown as line F in Fig. 3 (r.m.s. value) and should not be higher than the value shown as line G in Fig. 3 (peak value) at any place where a receiver might be located.

2)          Interference through a receiver power cable to a broadcasting receiver using an AC power supply should not be higher than the equivalent value given in Fig. 3, including the case when an external long wire antenna is used or when a power line is used as an antenna by grounding the external antenna terminal.

NOTE ? The limits in Sections 4 and 5 and in Fig. 3 assume that interference (disturbance) from PLT Systems is the same as that from white noise when the r.m.s. levels are equal. When different waveforms in the PLT System cause the interference (disturbance) effect to differ from that of white noise, an equivalent adjusted level must be used.

FIGURE 1

Relative medium man-made noise level comparing with the thermal noise level
(Fam dB
relative to kTo) when they are received through a lossless short
vertical monopole with perfectly grounded plane

Environmental categories:                                        A: Business                                                     D: Quiet rural                                                                                                                                                  B: Residential                                                  E: Cosmic noise
                                                                                                                                                  C: Rural

Median values of man-made noise power for a number of environments are shown in Fig. 1. The Figure also includes a curve for galactic noise.

In all cases results are consistent with a linear variation of the median value, Fam, with frequency f of the form:

                                                 Fam = c ? d log f               (dB)                                             (5)

With f expressed in MHz, c and d take the values given in Table 1. Note that equation (5) is valid in the range 0.3 to 250 MHz for all the environmental categories except those of curves D and E as indicated on the Figure.

TABLE 1

Values of the constants c and d

Environmental category

c

d

Business (curve A)

76.8

27.7

Residential (curve B)

72.5

27.7

Rural (curve C)

67.2

27.7

Quiet rural (curve D)

53.6

28.6

Galactic noise (curve E)

52.0

23.0


Since the above are received values with lossless short vertical monopole above a perfect ground plane, the vertical component of the r.m.s. field strength is obtained as Fam dB above E(kTob) dB given by equation (4).

For b = 9 000 Hz,

                                                 En = Fam + 20 log f ? 56     dB(mV/m)                                            (6)

where:

                          En:   field strength in bandwidth b, and

                            f:   centre frequency (MHz)

                            b:   receiver effective noise bandwidth (Hz).

Median values of man-made noise field strength for a number of environments obtained from equation (6) are shown in Fig. 2.

FigurE 2

Equivalent field strength of man-made noise (b: 9 000 Hz)

By substituting Fam expressed by equation (5) into equation (6),

                                 En = c ? d log f + 20 log fMHz ? 56              dB(mV/m)                    (7)

                                           = c′ + d log f                                          dB(mV/m)      (8)

where:

                            c = c ? 56

                            d = 20 ? d

c′ and d′ take the values given in Table 2.


Table 2

Values of the constants c and d

Environmental category

c

d′

Business (curve A)

20.8

?7.7

Residential (curve B)

16.5

?7.7

Rural (curve C)

11.2

?7.7

Quiet rural (curve D)

?2.4

?8.6

Galactic noise (curve E)

?4

?3.0



FigurE 3


F:     limit for r.m.s value of interference field strength (20 dB below curve D
in Fig. 2 at below 30 MHz)

G:    limit for peak value of interference field strength (20 dB above F).

c′ and d′ for curves F and G take the values given in Table 3.

Table 3

Values of the constants c and d at below 30 MHz

Environmental category

c

d

Curve F

?22.4

?8.6

Curve G

?2.4

?8.6