ITU-R F 1500 SPANISH-2000 PREFERRED CHARACTERISTICS OF SYSTEMS IN THE FIXED SERVICE USING HIGH ALTITUDE PLATFORMS OPERATING IN THE BANDS 47 2-47 5 GHz AND 47 9-48 2 GHz《在固定业务中使用运行在.pdf

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1、 Rec. UIT-R F.1500 1 RECOMENDACIN UIT-R F.1500*CARACTERSTICAS PREFERIDAS DE LOS SISTEMAS DEL SERVICIO FIJO QUE UTILIZAN PLATAFORMAS DE GRAN ALTITUD EN LAS BANDAS 47,2-47,5 GHz Y 47,9-48,2 GHz (Cuestin UIT-R 212/9) (2000) Rec. UIT-R F.1500 La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a)

2、 que se est desarrollando una nueva tecnologa que utiliza estaciones repetidoras de telecomunicacin situadas en puntos fijos en la estratosfera (vase la Nota 1); b) que los sistemas que utilizan una o ms estaciones situadas en plataformas de gran altitud (HAPS) en un punto fijo de la estratosfera pu

3、eden contar con atributos convenientes para las comunicaciones digitales de banda ancha y gran velocidad, incluyendo las aplicaciones de vdeo interactivo y otras diversas, con un potencial significativo de reutilizacin de frecuencias; c) que dichos sistemas pueden ser capaces de dar cobertura a regi

4、ones metropolitanas con grandes ngulos de elevacin y a las zonas rurales separadas o a pases vecinos con ngulos de elevacin reducidos; d) que los servicios digitales de banda ancha proporcionados por dichos sistemas en el servicio fijo se destinan a infraestructuras de informacin de comunicaciones g

5、eneralizadas que propician la realizacin de la infraestructura mundial de la informacin; e) que los enlaces radioelctricos entre repetidores situados en HAPS pueden establecer una red de telecomunicaciones de mbito nacional o regional; f) que el espectro radioelctrico por encima de 30 GHz est atribu

6、ido a diversos servicios radioelctricos y que muchos sistemas distintos utilizan ya o prevn utilizar estas atribuciones; g) que hay una demanda creciente de acceso a estas atribuciones; h) que como los sistemas del servicio fijo que utilizan HAPS pueden valerse de toda la gama de ngulos de elevacin,

7、 la comparticin con otros sistemas del servicio fijo y los sistemas de otros servicios en las bandas 47,2-47,5 GHz y 47,9-48,2 GHz puede presentar dificultades; j) que conforme al nmero S5.552A del RR la atribucin al servicio fijo en las bandas 47,2-47,5 GHz y 47,9-48,2 GHz est prevista para la util

8、izacin por estaciones situadas en HAPS; k) que conforme a la Resolucin 122 (CMR-97), se insta a las administraciones a facilitar la coordinacin entre estaciones del servicio fijo situadas en HAPS que funcionan en las bandas 47,2-47,5 GHz y 47,9-48,2 GHz y otros servicios con atribucin coprimaria en

9、su territorio y en los territorios adyacentes, recomienda 1 que al analizar la reutilizacin de frecuencias y las posibilidades de comparticin entre dichos sistemas y otros sistemas del servicio fijo en las bandas 47,2-47,5 GHz y 47,9-48,2 GHz se apliquen provisionalmente las caractersticas de los si

10、stemas del servicio fijo que utilizan HAPS indicadas en el Anexo 1. NOTA 1 Se reconoce que los sistemas que utilizan HAPS en la estratosfera pueden servir potencialmente para servicios diversos, tales como el mvil y el de radiodifusin. Esta Recomendacin se centra nicamente en las aplicaciones del se

11、rvicio fijo. _ *Esta Recomendacin debe sealarse a la atencin de las Comisiones de Estudio 1 (Grupo de Trabajo (GT) 1A), 3 (GT 3K y 3M), 4 (GT 4A), 6 (GT 6E y 6S), 7 (GT 7D), 8 (GT 8A, 8D y 8F) de Radiocomunicaciones as como a la Comisin de Estudio 2 del Sector de Desarrollo de las Telecomunicaciones

12、. 2 Rec. UIT-R F.1500 ANEXO 1 Caractersticas preferidas de los sistemas del servicio fijo que utilizan plataformas de gran altitud en las bandas 47,2-47,5 GHz y 47,9-48,2 GHz 1 Introduccin La Resolucin 122 (CMR-97) peda estudios urgentes sobre los criterios tcnicos adecuados de comparticin entre sis

13、temas del servicio fijo que utilizan HAPS y los sistemas de los servicios fijo, fijo por satlite y mvil en las bandas 47,2-47,5 GHz y 47,9-48,2 GHz. Aparte de dichos estudios, este Anexo presenta un conjunto de parmetros tcnicos para aplicaciones en el servicio fijo de gran densidad que utilizan pla

14、taformas de gran altitud. 2 Sistema situado en plataforma de gran altitud El sistema comprende una plataforma de gran altitud situada en un emplazamiento nominalmente fijo en la estratosfera, a una altura comprendida entre 21 y 25 km. La comunicacin se establece entre la plataforma y los terminales

15、de usuario en el suelo, en una disposicin celular que permite una reutilizacin de frecuencias considerable. Los terminales de usuario se clasifican segn su situacin en una de las tres zonas siguientes: zona de cobertura urbana, zona de cobertura suburbana y zona de cobertura rural, respectivamente).

16、 Adems, las comunicaciones se establecen en las mismas bandas de frecuencia entre la plataforma y una serie de estaciones de cabecera situadas en el suelo, en las zonas de cobertura urbana o suburbana, que establecen la interconexin con la red fija de telecomunicacin. 2.1 Caractersticas de funcionam

17、iento La plataforma de gran altitud se alimenta con clulas solares eficaces y clulas de regeneracin de combustible hidrgeno-oxgeno. Los componentes de la clula de combustible de regeneracin y del subsistema electroltico convierten el agua en combustible durante el da y dicho combustible se utiliza p

18、ara generar la energa elctrica que requiere el funcionamiento nocturno. El electrolito convierte el agua en gases hidrgeno y oxgeno para el funcionamiento nocturno de la clula de combustible. El sistema de propulsin consta de unas hlices de velocidad variable activadas por un motor elctrico, aunque

19、tambin pueden emplearse otros tipos de propulsin con caractersticas de funcionamiento similares. Las HAPS utilizan un sensor GPS diferencial para el mantenimiento mediante control en bucle cerrado de su emplazamiento espacial en un crculo de 400 m de radio y una variacin vertical de 700 m de altitud

20、. La carga til cuenta con un sistema giroscpico de 3 ejes. Dicha carga til tiene su propio sistema de estabilizacin para compensar el movimiento de la plataforma y mantener un esquema de cobertura estable en el suelo. La carga til aporta tambin su propio control trmico, estando refrigerada por un fl

21、uido presurizado. La zona de cobertura total de la HAPS se divide en tres zonas que son las necesarias para garantizar un servicio de banda ancha coherente a los usuarios a lo largo de toda la huella en el suelo de la HAPS que tiene un dimetro de unos 1 000 km. Las zonas son: Zona de cobertura urban

22、a: La zona de cobertura urbana se extiende entre 36 y 43 km desde un punto situado directamente bajo la plataforma. Los usuarios de estas zonas pueden utilizar mdems de terminal de usuario porttil con una abertura de haz de unos 11, o una ganancia de antena de 26 dBi y antenas de 10 cm 10 cm. Las an

23、tenas de la plataforma deben tener una ganancia de 30 dBi (1W o potencia de RF por canal). Todos los usuarios de estas zonas tendrn un ngulo de elevacin comprendido entre 30 y 90 desde el suelo hacia la plataforma HAPS. Los terminales de usuario requieren aproximadamente una potencia de RF de transm

24、isin de 0,15W. Zona de cobertura suburbana: La zona de cobertura suburbana va desde la zona de cobertura urbana hasta 76,5/90,5 km, dependiendo de la altitud de funcionamiento. Los usuarios de la zona de cobertura suburbana utilizarn antenas direccionales de ganancia superior (41 dBi) con una potenc

25、ia de transmisin de 0,2 W. Pueden tambin utilizarse las mismas antenas en las zonas de cobertura urbana para instalaciones fijas en azoteas. Las antenas de transmisin de la plataforma son las mismas que para las zona de cobertura urbana. Los ngulos de elevacin oscilan entre 15 y 30. Zona de cobertur

26、a rural: Los ngulos de elevacin van de 15 a 5. Esta zona se reserva para el acceso especializado de gran velocidad punto a punto y para coberturas de zona amplia en bandas de frecuencia inferiores, tales como las de 800 MHz a 5 GHz. Hay demasiada atenuacin atmosfrica y debida a la lluvia en 47/48 GH

27、z. Rec. UIT-R F.1500 3 CUADRO 1 Zonas de cobertura Una carga til tpica de plataforma HAPS tendr un sistema de antenas de ranura giroscpico con una insercin de unidad de polarizacin que asegure un aislamiento adecuado de transpolarizacin. El sistema de antenas proyectar un total de 700 haces en cada

28、una de las zonas de cobertura urbana y de cobertura suburbana y una cobertura selectiva en la zona de cobertura rural con un total de hasta 700 haces. El esquema de clulas presentar un factor de reutilizacin de frecuencias de 7:1. Para hacer mxima la eficacia espectral se utiliza un esquema de acces

29、o mltiple por asignacin dinmica que permite a los usuarios compartir eficazmente la anchura de banda, y a bordo hay una unidad de conmutacin y multiplexadores de modo de transferencia asncrono (ATM) para multiplexar estadsticamente el trfico de usuario. En el enlace ascendente y en el descendente se

30、 utiliza la modulacin MDP-4 y una codificacin FEC concatenada de ndice 0,6 (Reed-Solomon + codificacin convolucional de ndice 2/3 con limitacin de longitud 9). Se utiliza tambin la codificacin de entrelazado para reducir los errores de rfaga. Dada la eficaz comparticin de la anchura de banda y el re

31、ducido ciclo de trabajo en la mayora de los tipos del trfico de banda ancha, cabe esperar que la totalidad de los 110 560 usuarios logren una velocidad mxima de carga de 2 048 Mbit/s y una velocidad de descarga de 11,24 Mbit/s con una atribucin de frecuencia de slo 2 100 MHz. Suponiendo que en todo

32、momento est activa una media del 10% de la poblacin total de abonados, una sola red HAPS (red de plataforma de gran altitud (HAPN) puede servir para una poblacin de abonados de cerca de un milln de usuarios con la atribucin de 2 100 MHz. Si la atribucin de frecuencia se aumenta a 2 300 MHz, cabe esp

33、erar que una sola HAPN sirva para ms de cinco millones de abonados. El sistema de base incluye tambin estaciones mltiples de cabecera en el suelo que utilizan el mltiplex por divisin en el tiempo (MDT) sncrono de gran velocidad por enlace para el trfico que da la HAPN a la RTPC y a Internet. La velo

34、cidad de este enlace de conexin es de hasta 0,72 Gbit/s para una atribucin de frecuencia de 300/300 MHz. Se utiliza la modulacin MAQ-64 y una codificacin FEC de ndice 0,71 para optimizar la anchura de banda disponible. Tambin pueden establecerse enlaces adicionales punto a punto de gran velocidad pa

35、ra clientes empresariales y suministradores de servicio. 2.2 Caractersticas del sistema de comunicaciones Las HAPN tienen una configuracin en estrella, dando servicio a la plataforma HAPS en el nodo principal. La carga til proyecta mltiples haces puntuales en el suelo y da una cobertura ubicua en un

36、 crculo de unos 150 km de dimetro. 1500-01FIGURA 1Configuracin de la redDispositivosde usuarioPlataforma HAPS con cargatil de comunicacionesEstaciones de cabeceraEstaciones de abonado prximasEstacindecabeceraWWW RDCP RTPCRDCP: Red de datos con conmutacin de paquetesFIGURE 1/F.1500.D01 = 3 CM Alcance

37、 del suelo (km) Zona de cobertura ngulos de elevacin (grados) Plataforma a 21 Plataforma a 25 Urbana 90-30 0-36 0-43 Suburbana 30-15 36-76,5 43-90,5 Rural 15-5 76,5-203 90,5-234 4 Rec. UIT-R F.1500 Los terminales de usuario son dispositivos porttiles que comunican directamente con la carga til. Un t

38、erminal de usuario consta de una antena y una unidad de interfaz digital. Se prevn diversas unidades de interfaz digital, incluyendo tarjetas de computador personal y terminales de mesa multifuncin. La conmutacin de las comunicaciones entre usuarios se realiza directamente en la carga til que contie

39、ne una gran unidad de conmutacin ATM. Con las estaciones de cabecera los usuarios pueden acceder a las actuales redes pblicas tales como la RTPC y a Internet. El sistema se concibe de forma que las estaciones de cabecera puedan estar situadas bsicamente en cualquier punto de la zona de cobertura, a

40、fin de minimizar los requisitos de infraestructura en el suelo. Normalmente estarn situadas en una instalacin central de operador o en un punto de presencia de proveedor de servicio de Internet. Pueden aadirse estaciones de cabecera en el suelo a medida que la operacin lo exija. En los sistemas de p

41、rimera generacin no habr un enlace directo entre dos HAPN. Las comunicaciones entre las HAPN se efectuarn a travs de estaciones de cabecera. La capacidad de la estacin de cabecera est comprendida entre 4 Gbit/s y 12 Gbit/s, con posibilidad de tramitar el 60% de todo el trfico de usuario. La capacida

42、d total de la carga til es por tanto de 11-33 Gbit/s. El sistema HAPS se disea para dar canales digitales dplex de velocidad variable a hogares y a las denominadas pequeas oficinas de profesin liberal y teletrabajo. Los servicios previstos son los de aplicaciones multimedio tales como videoconferenc

43、ia y videotelfono, adems del acceso a Internet de gran velocidad. Las velocidades binarias elevadas, una gran cobertura metropolitana y el hecho de que los terminales de usuario no dependan de una infraes-tructura en el suelo, hace tambin de las HAPS una plataforma ideal para un intercambio de traba

44、jo en el domicilio propio o en el del cliente. As pues, el sistema se concibe para dar servicio a un gran nmero de redes de rea local (LAN) virtuales, de forma que los usuarios puedan acceder a sus redes empresariales como si estuvieran en la oficina. En el enlace descendente, cada terminal de usuar

45、io recibir constantemente, pero slo mantendr las clulas a las que tiene derecho. De esta manera se puede aprovechar al mximo la ventaja de la multiplexacin estadstica de la conmutacin ATM. Una estacin de cabecera utiliza las mismas frecuencias excepto para el segmento que emplea la clula en la que e

46、st situada. De esta manera, cada cabecera utiliza un tramo importante de la anchura de banda total atribuida. Tambin utiliza la otra polarizacin para lograr un aislamiento adicional. El sistema HAPS utilizar un par de bandas de la gama 47,2-48,2 GHz con una anchura de banda de 100 MHz a 300 MHz. Con

47、 un factor de reutilizacin de frecuencias de 7, una atribucin de 2 100 MHz se reutilizar 100 veces en cada una de las zonas de cobertura. Cada intervalo de tiempo AMDT del enlace ascendente lleva una clula ATM. El carcter asncrono del ATM ofrece gran flexibilidad. Por ejemplo, no se requiere un plan

48、 de tiempos de rfaga. El esquema de acceso mltiple por asignacin dinmica mencionado se integrar en la llamada de tipo ATM y en la gestin del trfico para hacer mxima la eficacia de la gestin de recursos de comunicacin. En el lado del usuario, se utilizan multiplexores ATM inteligentes para reducir el

49、 nmero de puertos en el Centro de Conmutacin Principal. Cada multiplexador ATM multiplexa 16 haces en un puerto OC3 (portadora ptica, nivel 3 (155,52 Mbit/s) de la central de conmutacin. Se necesitan como mnimo 44 puertos para encargarse de 1 400 haces. El AMDT dinmico convierte cada haz en un bus compartido. P