ITU-R F 1607 SPANISH-2003 Interference mitigation techniques for use by high altitude platform stations in the 27 5-28 35 GHz and 31 0-31 3 GHz bands《工作在27 5-28 35 GHz和31 0-31 3 GH.pdf

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1、 Rec. UIT-R F.1607 1 RECOMENDACIN UIT-R F.1607 Tcnicas de reduccin de la interferencia para uso en las estaciones situadas en plataformas a gran altitud en las bandas 27,5-28,35 GHz y 31,0-31,3 GHz (Cuestin UIT-R 212/9) (2003) La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que se est

2、desarrollando una nueva tecnologa en la que se utilizan estaciones situadas en plataformas a gran altitud (HAPS), en la estratosfera; b) que la CMR-97 adopt disposiciones para la explotacin de las HAPS en el servicio fijo en las bandas 47,2-47,5 GHz y 47,9-48,2 GHz; c) que como las bandas de 47 GHz

3、son ms susceptibles a la atenuacin debida a la lluvia en los pases enumerados en los nmeros 5.537A y 5.543A, del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR) el UIT-R ha estudiado la gama de frecuencias 18-32 GHz para la posible identificacin de espectro adicional; d) que la CMR-2000 adopt una disposicin

4、para la utilizacin de las HAPS en el servicio fijo, en las bandas 27,5-28,35 GHz y 31,0-31,3 GHz en ciertos pases, sobre una base de ausencia de interferencia perjudicial y de proteccin, a fin de abordar los aspectos de la atenuacin debida a la lluvia asociados a las bandas de 47 GHz (nmeros 5.537A

5、y 5.543A del RR); e) que la Resolucin 122 (Rev.CMR-2000) solicita la realizacin urgente de estudios sobre los temas tcnicos, de comparticin y reglamentarios, a fin de determinar criterios para la explotacin de las HAPS en las bandas a las que se refiere el considerando d) anterior, recomienda 1 que

6、se consideren las siguientes tcnicas generales de reduccin de la interferencia en el desarrollo de sistemas que utilicen las HAPS en las bandas 27,5-28,35 GHz y 31,0-31,3 GHz (vanse las Notas 1 y 2): 1) aumentar el mnimo ngulo de elevacin operacional; 2) mejorar los diagramas de radiacin de las ante

7、nas a bordo de las HAPS y en sus estaciones en tierra; 3) aprovechar el efecto de apantallamiento por el fuselaje de la aeronave HAPS; 4) asignacin dinmica de canales; 5) control automtico de potencia de transmisin (CAPT). NOTA 1 En el Anexo 1 se describen los principios generales de estas tcnicas d

8、e reduccin de interferencia y en el Anexo 2 se presenta una descripcin ms detallada de la asignacin dinmica de canales. NOTA 2 Se debe hacer referencia a la Recomendacin UIT-R F.1569 para los sistemas HAPS que emplean las bandas de frecuencias 27,5-28,35 GHz y 31,0-31,3 GHz. 2 Rec. UIT-R F.1607 Anex

9、o 1 Tcnicas de reduccin de la interferencia propuestas para su utilizacin en las HAPS en las bandas 27,5-28,35 GHz y 31,0-31,3 GHz 1 Situacin de interferencia En la Fig. 1 se muestra un ejemplo de la situacin de interferencia entre el sistema HAPS y otros servicios. En este Anexo se presenta la tcni

10、ca de reduccin de la interferencia para lograr la comparticin de frecuencias entre el sistema HAPS con otros servicios y se describen sus principios y ventajas. 1607-01FIGURA 1Situacin de interferencia incluyendo los sistemas HAPS, del SFS, del servicio fijo, del SETS ydel SRA para el enlace ascende

11、nte de 31 GHz y el enlace descendente de 28 GHzEnlace ascendente = 31 GHzEnlace descendente = 28 GHzSFS/ET: estacin terrena del SFSHAPS/estacin en tierra: estacin en tierra para el sistema HAPSServicio fijo/estacin en tierra: estacin en tierra del servicio fijo(Transmite slo en 28 GHz)Servicio fijo/

12、estacinen tierraHAPS/estacinen tierraSFS/ETHAPSEnlace de comunicacionesSatlite de exploracin de la TierraInterferenciaOSG/no OSGAntena deradioastronomaHAPSServicio fijo/estacinen tierraSETS: servicio de exploracin de la Tierra por satliteSRA: servicio de radioastronoma2 Tcnicas de reduccin de la int

13、erferencia En el Cuadro 1 se resume la relacin entre la tcnica de reduccin y su situacin de interferencia efectiva. Adems, se ilustran en el mismo Cuadro el principio y las ventajas tcnicas de cada mtodo de reduccin de la interferencia. Rec. UIT-R F.1607 3 CUADRO 1 Relacin entre las tcnicas de reduc

14、cin de la interferencia y las hiptesis de interferencia 1) Aumento del mnimo ngulo de elevacin operacional Se podran reducir las interferencias causadas por la estacin terrena del SFS a la estacin HAPS en tierra, la correspondiente entre la estacin del servicio fijo en tierra y la estacin HAPS en ti

15、erra y la provocada por la estacin HAPS en tierra a la estacin del SRA aumentando el mnimo ngulo de elevacin operacional de la estacin HAPS en tierra de forma que se incremente el ngulo de separacin de la antena hacia las estaciones en tierra para otros servicios. Como resultado, podra acortarse la

16、distancia de separacin necesaria. Por ejemplo, si se aumenta de 20 a 40 el mnimo ngulo de funcionamiento de la estacin HAPS en tierra, la distancia de separacin se reduce aproximadamente a la mitad (0,42 concretamente) como se muestra a continuacin. En la siguiente ecuacin de la Recomendacin UIT-R F

17、.1245, se da, de acuerdo con el anlisis terico, el diagrama de radiacin de la antena de la estacin HAPS en tierra para esa gama de ngulos con respecto al eje: G() = 39 5 log10(D/) 25 log10() donde: : ngulo con respecto al eje (grados) D : dimetro de la antena : longitud de onda expresados en las mis

18、mas unidades SFS (interferencia dentro de la banda) Servicio cientfico (interferencia a la banda adyacente) Sistemas que comparten la hiptesis de interferencia Tcnicas de reduccin de interferencia Al satlite del SFS Del SFS/ET al/del servicio fijo (dentro de la banda) Al satlite del SETS A la estaci

19、n del SRA 1) Aumento del mnimo ngulo de elevacin operacional 2) Mejora de los diagramas de radiacin de las antenas a bordo de la HAPS y en la estacin en tierra 3) Efecto de apantallamiento por el fuselaje de la aeronave HAPS 4) Asignacin dinmica de canales Enlace ascendente HAPS 5) CAPT Enlace desce

20、ndente HAPS : eficaz. 4 Rec. UIT-R F.1607 La diferencia entre las ganancias de la antena para ngulos con respecto al eje de 20 y de 40 es aproximadamente, 7,5 dB. Por consiguiente, se calcula la reduccin de la interferencia mediante la frmula 1057101/,/ = 0,42, ya que las prdidas de trayecto son pro

21、porcionales al cuadrado de la distancia de transmisin. Se observa que en el caso de un mnimo ngulo de elevacin de 40 es preciso aumentar el nmero requerido de aeronaves HAPS para mantener inalterada la cobertura total del servicio. 2) Mejora de los diagramas de radiacin de las antenas a bordo de la

22、HAPS y en la estacin en tierra Se podra reducir la interferencia causada por la aeronave HAPS al segmento espacial del satlite mediante la conformacin de los diagramas de cada haz de la antena multihaz a bordo de dicha aeronave HAPS, ya que esta conformacin mejora las caractersticas de los lbulos pr

23、incipales y laterales. Como resultado de un estudio preliminar, se espera reducir en unos 5 dB la potencia de radiacin de los lbulos lateral y posterior, conformando el diagrama del haz de la antena con las caractersticas ms desfavorables mediante cuatro haces agrupados, como se ilustra en la Fig. 2

24、. La mejora se debe a la reduccin de la potencia de transmisin debido al aumento de la ganancia de la antena en el eje de puntera y tambin a la disminucin de la ganancia del lbulo lateral. 1607-02FIGURA 2Mejora del diagrama de radiacin mediante la conformacin del hazSatlitedel SFSInterferenciareduci

25、da(5 dB)InterferenciaHAPSNivel del lbulo lateralsuprimidoHAPSReduccin de 5 dB Satlitedel SFSLa mejora del diagrama de radiacin (supresin de la ganancia en el ngulo de elevacin ms pequeo que el mnimo ngulo de elevacin operacional en el sistema HAPS) de la antena en la estacin HAPS en tierra tambin es

26、 eficaz para reducir la interferencia entre esta ltima y las estaciones en tierra para otros servicios (estacin del servicio fijo, estacin terrena del SFS y estacin del SRA). Rec. UIT-R F.1607 5 3) Efecto de apantallamiento por el fuselaje de la aeronave HAPS Este efecto se produce a causa del reves

27、timiento metlico del fuselaje de la aeronave HAPS. El clculo de interferencia entre la aeronave HAPS y el segmento espacial del satlite se reduce a tener en cuenta el efecto de apantallamiento a las caractersticas del haz del lbulo lateral y del lbulo posterior de la antena a bordo de la aeronave HA

28、PS. El efecto de apantallamiento esperado se examina mediante anlisis de dispersin electromagntica utilizando el modelo del conductor cilndrico 2-D con incidencia normal en el plano de la onda. Segn el anlisis y su aproximacin en la expresin de la ecuacin, podra usarse el siguiente contorno de efect

29、o de apantallamiento para un mximo dimetro del cuerpo de la aeronave HAPS mayor de 15 m y una frecuencia de las seales superior a 20 GHz. 0 dB para 0 90 0,5( 90) dB para 90 1 km y puede que no sea factible la ADC (vase la Fig. 6A a). Tambin puede resultar muy difcil la deteccin de la seal en la esta

30、cin HAPS en la aeronave. Si el sistema del servicio fijo usa DDT o el sistema HAPS conoce uno de los pares de canales de la seal de la estacin de abonado del servicio fijo en el enlace ascendente del sistema del servicio fijo que utiliza DDF, el sistema HAPS puede conseguir la informacin del canal d

31、e la seal de la estacin CENTRAL del servicio fijo en el enlace descendente al detectar la seal de la estacin de abonado del servicio fijo. En la Fig. 6A b) se muestra que las estaciones HAPS en tierra situadas en Gay Gcpueden detectar la seal de la estacin de abonado del servicio fijo, que son casi

32、las mismas que las que producen interferencia a la estacin de abonado del servicio fijo, y que podra ser factible la ADC. Casi la misma situacin tiene lugar en la Fig. 6B, que muestra el resultado cuando las estaciones de abonado y CENTRAL del servicio fijo estn ubicadas en Foy Fa, respectivamente.

33、Puede que la estacin HAPS en la aeronave no cause interferencia a ninguna de ambas estaciones CENTRAL y de abonado del servicio fijo en las Figs. 6A c) y 6B c). 1607-06a30252015105002468252015105002468401020304050103020002468FIGURA 6AEstacin CENTRAL del servicio fijo ubicada en Foy estacin de abonad

34、odel servicio fijo ubicada en Fapara el Caso 1 (Fx= Fa)Nivelde ruido alzado en laestacinHAPSentierra/enlaaeronave(dB)a) Nivel de deteccin de la sealdel servicio fijo (Fo) Distancia d (km)de Gade Gbde Gcde Gdde la estacinHAPS de laaeronaveNivelde ruido alzado en laestacinHAPSentierra/enlaaeronave(dB)

35、b) Nivel de deteccin de la sealdel servicio fijo (Fx)Distancia d (km)de Gade Gbde Gcde Gdde la estacinHAPS de laaeronaveI/Nenlaestacindel serviciofijo(dB)c) Interferencia de estacin HAPSen tierra -servicio fijo (Fx)Distancia d (km)de Gade Gbde Gcde Gdde la estacinHAPS de laaeronave14 Rec. UIT-R F.16

36、07 1607-06b3025201510500246825201510500246820101020304050002468FIGURA 6BEstacin de abonado del servicio fijo ubicada en Foy estacin CENTRALdel servicio fijo ubicada en Fapara el Caso 1 (Fx= Fa)Nivelde ruido alzadoenlaestacinHAPSentierra/enlaaeronave (dB)a) Nivel de deteccin de la sealdel servicio fi

37、jo (Fo) Distancia d (km)de Gade Gbde Gcde Gdde la estacin HAPSen la aeronaveNivelde ruido alzadoenlaestacinHAPSentierra/enlaaeronave (dB)b) Nivel de deteccin de la sealdel servicio fijo (Fx) Distancia d (km)de Gade Gbde Gcde Gdde la estacin HAPSen la aeronave I/Nenlaestacindel serviciofijo(dB)c) Int

38、erferencia de la estacin HAPSen tierra -servicio fijo (Fx)Distancia d (km)de Gade Gbde Gcde Gdde la estacin HAPSen la aeronave b) Caso 2 En las Figs. 7A y 7B se muestra el resultado calculado para el Caso 2 cuando la estacin de abonado del servicio fijo o la estacin CENTRAL del servicio fijo se encu

39、entran en Foo Fb. Estas Figuras muestran las siguientes caractersticas. Cuando las estaciones CENTRAL y de abonado del servicio fijo estn ubicadas en Foy Fb, respectivamente (vase la Fig. 7A), la estacin de abonado del servicio fijo es interferida por las estaciones HAPS en tierra situadas en Gby Gd

40、(vase la Fig. 7A c). No obstante, las estaciones HAPS en tierra situadas en Gby Gcpueden detectar la seal de la estacin de abonado del servicio fijo siempre que d 1 km y puede que no sea factible la ADC (vase la Fig. 7A a) . Tambin puede resultar muy difcil la deteccin de la seal en la estacin HAPS

41、en la aeronave. Si el sistema del servicio fijo usa DDT o el sistema HAPS conoce uno de los pares de canales de la seal de la estacin de abonado del servicio fijo en el enlace ascendente del sistema del servicio fijo que utiliza DDF, el sistema HAPS puede conseguir la informacin del canal de la seal

42、 de la estacin CENTRAL del servicio fijo en el enlace descendente al detectar la seal de la estacin de abonado del servicio fijo. En la Fig. 7A b) se muestra que la estacin HAPS en tierra ubicada en Gbpuede detectar la seal de la estacin de abonado Rec. UIT-R F.1607 15 del servicio fijo y tambin la

43、estacin HAPS en tierra ubicada en Gdpuede detectarla cuando d 2 km, necesita reducirse la ganancia de la antena transmisora con respecto al eje de la estacin HAPS en tierra al menos en aproximadamente 15 dB o es preciso disminuir el umbral de deteccin de la portadora en la estacin HAPS en tierra has

44、ta aproximadamente 0,3 dB para lograr que est disponible la ADC. Cuando las estaciones CENTRAL y de abonado del servicio fijo estn ubicadas en Fby Fo, respectivamente (vase la Fig. 7B), slo la estacin HAPS en tierra situada en Gbinterfiere a la estacin CENTRAL del servicio fijo y la estacin HAPS en

45、tierra situada en Gbpuede detectar ambas seales de las estaciones CENTRAL y de abonado del servicio fijo. Por consiguiente podra ser factible la ADC. Puede que la estacin HAPS en la aeronave no cause interferencia a ninguna de ambas estaciones CENTRAL y de abonado del servicio fijo en las Figs. 7A c

46、) y 7B c). 1607-07a302520151050024681510500246830101020304050002468FIGURA 7AEstacin CENTRAL del servicio fijo ubicada en Foy estacin de abonadodel servicio fijo ubicada en Fbpara el Caso 2 (Fx= Fb)Nivelde ruido alzadoenlaestacinHAPSentierra/enlaaeronave (dB)a) Nivel de deteccin de la sealdel servici

47、o fijo (Fo) Distancia d (km)de Gade Gbde Gcde Gdde la estacin HAPSen la aeronave Nivelde ruido alzadoenlaestacinHAPSentierra/enlaaeronave (dB)b) Nivel de deteccin de la sealdel servicio fijo (Fx) Distancia d (km)de Gade Gbde Gcde Gdde la estacin HAPSen la aeronave I/Nenlaestacindel serviciofijo(dB)c

48、) Interferencia de la estacin HAPSen tierra - servicio fijo (Fx)Distancia d (km)de Gade Gbde Gcde Gdde la estacin HAPSen la aeronave 16 Rec. UIT-R F.1607 1607-07b30252015105002468 0246814128642010024681010203040500FIGURA 7BEstacin de abonado del servicio fijo ubicada en Foy estacin CENTRALdel servicio fijo ubicada en Fbpara el Caso 2 (Fx= Fb)Nivel deruidoalzadoenlaestacinHAPSentierra/enlaaeronave(dB)a) Nivel de deteccin de la sealdel servicio fijo (Fo) Distancia d (km)de Gade Gbde Gcde