ITU-R F 1766 SPANISH-2006 Methodology to determine the probability of a radio astronomy observatory receiving interference based on calculated exclusion zones to protect against inity .pdf

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1、 Rec. UIT-R F.1766 1 RECOMENDACIN UIT-R F.1766*Metodologa para determinar la probabilidad de que un observatorio de radioastronoma reciba interferencia basndose en las zonas de exclusin calculadas para protegerse contra la interferencia de las aplicaciones de alta densidad punto a multipunto en el s

2、ervicio fijo que funcionan en bandas en torno a 43 GHz (2006) Cometido Esta Recomendacin proporciona una metodologa para obtener las zonas de exclusin en torno a los emplazamientos de radioastronoma para transmisiones de aplicaciones de alta densidad punto a multipunto (P-MP) del servicio fijo (HDFS

3、), que pueden utilizar las administraciones en las discusiones nacionales y bilaterales como mtodo para proteger los emplazamientos de radioastronoma contra la posible interferencia procedente de las estaciones P-MP HDFS. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que la banda de

4、frecuencias 42,5-43,5 GHz se utiliza o est prevista su utilizacin para observaciones del continuum; b) que las bandas de frecuencias 42,77-42,87 GHz; 43,07-43,17 GHz y 43,37-43,47 GHz son utilizadas por los radioastrnomos para observar las rayas espectrales del monxido de silicio; c) que estas obser

5、vaciones pueden realizarse utilizando una sola antena o mediante una red de antenas que utilizan tcnicas de interferometra con lnea de base muy larga (VLBI); d) que estas observaciones utilizan antenas de muy alta ganancia y amplificadores de muy bajo nivel de ruido para recibir emisiones radioelctr

6、icas csmicas extremadamente dbiles sobre las que los astrnomos no tienen control; e) que las aplicaciones de alta densidad punto a multipunto (P-MP) del servicio fijo (HDFS) podran exigir la instalacin de un gran nmero de terminales para los cuales sera imposible efectuar la coordinacin individual;

7、f) que las administraciones que desean proteger los emplazamientos del servicio de radioastronoma (SRA) contra la interferencia procedente de las estaciones P-MP HDFS pueden considerar la utilizacin de una zona de exclusin en torno a dichos emplazamientos en sus discusiones nacionales y bilaterales;

8、 g) que la determinacin del tamao de la zona de exclusin podra mejorarse considerando la topologa y los datos demogrficos en torno a los emplazamientos del SRA, *Esta Recomendacin debe sealarse a la atencin de la Comisin de Estudio 7 de Radiocomunicaciones. 2 Rec. UIT-R F.1766 reconociendo 1 que la

9、banda de frecuencias 42,5-43,5 GHz est atribuida al servicio de radioastronoma (SRA) a ttulo primario en todo el mundo; 2 que el nmero 5.149 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR) indica que se insta a las administraciones a que, al hacer asignaciones a estaciones de otros servicios a los que es

10、tn atribuidas las bandas 42,5-43,5 GHz; 42,77-42,87 GHz; 43,07-43,17 GHz y 43,37-43,47 GHz, tomen todas las medidas prcticamente posibles para proteger el servicio de radioastronoma contra las interferencias perjudiciales; 3 que la banda 42,5-43,5 GHz est tambin atribuida al servicio fijo a ttulo pr

11、imario; 4 que el nmero 5.547 del RR indica que la banda 42,5-43,5 GHz est disponible para aplicaciones de alta densidad en el servicio fijo y que las administraciones deben tener en cuenta esta circunstancia cuando consideren las disposiciones reglamentarias relativas a esta banda, observando a) que

12、 la Resolucin 79 (CMR-2000) invita al UIT-R a realizar estudios sobre la distancia de coordinacin entre estaciones de radioastronoma que funcionan en la banda 42,5-43,5 GHz y estaciones HDFS asociadas, con objeto de elaborar Recomendaciones UIT-R; b) que la Recomendacin UIT-R F.1765 describe una met

13、odologa para calcular la potencia istropa radiada equivalente combinada (p.i.r.e.c.) procedente de estaciones P-MP HDFS que funcionan en bandas en torno a 43 GHz, recomienda 1 que se utilice el Anexo 1 para determinar la probabilidad de que una observacin del SRA reciba interferencia procedente de u

14、na instalacin de P-MP HDFS fuera de una zona de exclusin (ZE) especificada basndose en las distribuciones de p.i.r.e.c.; 2 que se utilice el Anexo 2 para determinar la ZE en torno al emplazamiento del SRA, definida por unas prdidas de propagacin a partir de dicho emplazamiento fuera de la cual las e

15、staciones P-MP HDFS pueden instalarse sin peligro de que causen interferencia inaceptable al SRA, utilizando la metodologa del Anexo 1 para calcular la probabilidad de interferencia. Anexo 1 Metodologa para determinar la probabilidad de que una observacin del SRA reciba interferencia procedente de u

16、na instalacin de P-MP HDFS fuera de una ZE especificada basndose en las distribuciones de p.i.r.e.c. 1 Introduccin Para garantizar al SRA el nivel requerido de proteccin, es preciso poder predecir los niveles de interferencia que puede aparecer en un emplazamiento del SRA causada por instalaciones d

17、e estaciones P-MP HDFS. Este nivel de interferencia depender de las caractersticas supuestas para cada servicio y del terreno y los ecos parsitos en torno al emplazamiento del SRA. Rec. UIT-R F.1766 3 Un cierto nmero de parmetros de entrada no estn disponibles como constante numrica pero varan de ac

18、uerdo a una distribucin. Por ejemplo, las prdidas de propagacin entre dos puntos dependen de varios parmetros incluido el porcentaje de tiempo. La metodologa descrita en el presente Anexo se basa en las tcnicas de Monte Carlo donde se aplica una convolucin a estas distribuciones de entrada mediante

19、una ecuacin de interferencia para elaborar una distribucin de la interferencia en funcin de la probabilidad de que se rebasen estos niveles de interferencia. Este mtodo permite la comparacin con los umbrales del SRA definidos en la Recomendacin UIT-R RA.769, que se definen en trminos de umbral de in

20、terferencia (potencia media durante la observacin) y probabilidad de que resulte interferida una observacin. El clculo requiere tres etapas: 1 definicin del modelo del SRA; 2 definicin del modelo P-MP HDFS; 3 clculo de la interferencia. En los siguientes puntos se describe cada una de estas etapas.

21、2 Modelo del SRA 2.1 Umbral de interferencia La base del modelo del SRA es el criterio de proteccin de las mediciones de radioastronoma descrito en la Recomendacin UIT-R RA.769. Para proteger el servicio de radioastronoma es necesario que una observacin est libre de interferencias con una probabilid

22、ad del (100 x)%. Una observacin no sufre interferencia si la potencia interferente media a lo largo del periodo de integracin T es inferior a los niveles especificados en el Anexo 1 a la Recomendacin UIT-R RA.769. En esta Recomendacin y en otros anlisis de comparticin con el SRA se utiliza normalmen

23、te un valor de T = 2 000 s. Este periodo de integracin tambin determina la sensibilidad del receptor y, por consiguiente, el umbral o nivel medio de la interferencia. Estos valores varan dependiendo del tipo de observacin; por ejemplo, observaciones del continuum u observaciones de rayas espectrales

24、. Las observaciones del continuum son ms sensibles que las de las rayas espectrales y, por tanto, requieren un umbral inferior. El funcionamiento de un telescopio como parte de un sistema VLBI da lugar a unos valores umbral ms elevados a causa de la baja correlacin de las fuentes de interferencia. L

25、os valores que aparecen en el Cuadro 1 de la Recomendacin UIT-R RA.769-2 se refieren a valores medios de los niveles umbrales de interferencia en trminos de densidad espectral del flujo de potencia basndose en una ganancia supuesta del receptor de 0 dBi. Ello corresponde a una antena con los lbulos

26、laterales que figuran en la Recomendacin UIT-R SA.509 para un ngulo con respecto al eje de 19. A fin de poder establecer modelos de telescopios del SRA para ngulos de elevacin menores e incluir otros diagramas de ganancia para el telescopio, es necesario definir el umbral en trminos de interferencia

27、 en el receptor; es decir, utilizando el valor PHdefinido en la ecuacin (4) de la citada Recomendacin. Como se ha indicado anteriormente, una observacin debe estar libre de interferencia con una probabilidad del (100 x)%; es decir, no debe rebasarse este valor umbral. La Recomendacin UIT-R RA.1513 i

28、ndica que para una red sencilla, en este caso para una instalacin P-MP HDFS, debe utilizarse un valor de x = 2%. 4 Rec. UIT-R F.1766 2.2 Emplazamiento El emplazamiento de la antena del SRA viene definido por su latitud, su longitud y su altura sobre el terreno local. 2.3 Diagrama de ganancia La ante

29、na del SRA debe modelarse mediante un diagrama de ganancia adecuado tal como el que se especifica en las Recomendaciones UIT-R S.1328 o UIT-R RA.1680 o, si se dispone de ellos, basndose en los datos medidos. Como se ha indicado anteriormente, el nivel umbral de interferencia se basa en la interferen

30、cia media a lo largo de un periodo de observacin, normalmente de 2 000 s. Suponiendo que el entorno de propagacin y la instalacin de P-MP HDFS es constante a lo largo de dicho periodo, la interferencia media se calcular utilizando la ganancia media a lo largo del periodo de observacin. La ganancia m

31、edia de un telescopio del SRA puede determinarse: ubicando un cierto nmero de puntos de prueba (por ejemplo, cada 3) sobre el horizonte en torno al emplazamiento de prueba del SRA; fijando la antena del SRA al diagrama de ganancia seleccionado como se describe anteriormente; seleccionando la elevaci

32、n de la antena al valor mnimo para las observaciones en este emplazamiento (por ejemplo 5) y con un acimut = 0; aumentando la elevacin de la antena a una velocidad igual a la de la rotacin de la Tierra durante 2 000 s; determinando la ganancia media en cada punto de prueba a lo largo de este periodo

33、. El valor medio debe expresarse en unidades lineales y no en dBi, aunque el cuadro resultante puede presentarse en dBi. El cuadro de (ganancia media a lo largo de 2 000 s), (ngulo a partir del acimut del SRA) puede utilizarse para representar el diagrama de ganancia media de la antena del SRA hacia

34、 el horizonte a lo largo de un periodo de observacin. 2.4 Resumen Los parmetros de entrada necesarios para definir el modelo del SRA se resumen en el Cuadro 1. 3 Modelo P-MP HDFS 3.1 Distribuciones de p.i.r.e.c. Los sistemas de P-MP HDFS podran emplear una gama de servicios, arquitecturas y caracter

35、sticas. Para soportar la regulacin de esta banda, pueden definirse modelos de referencia con caractersticas tales como mximo tamao de clula, p.i.r.e., alturas de antena, etc. A partir de estos modelos de referencia es posible obtener distribuciones de la p.i.r.e. combinada (p.i.r.e.c.) que definen l

36、a probabilidad de que la p.i.r.e.c. dentro de una zona o bloque de edificios no supere un cierto valor. El algoritmo para determinar estas distribuciones de p.i.r.e.c. se describe en el proyecto de nueva Recomendacin UIT-R F.1765 Metodologa para determinar la potencia istropa radiada equivalente com

37、binada producida por aplicaciones de alta densidad punto a punto en el servicio fijo que funcionan en bandas por encima de 30 GHz. Rec. UIT-R F.1766 5 CUADRO 1 Parmetros del modelo SRA Parmetro de entrada Origen Umbral de interferencia Interferencia media a lo largo de los 2 000 s del periodo de obs

38、ervacin calculado a partir de la Recomendacin UIT-R RA.769 para el tipo de observacin pertinente Probabilidad aceptable de que una observacin reciba interferencia De una red P-MP HDFS, el 2% segn la Recomendacin UIT-R RA.1513 Latitud del SRA A partir del emplazamiento del SRA Longitud del SRA A part

39、ir del emplazamiento del SRA Altura de la antena del SRA sobre el suelo A partir del emplazamiento del SRA Ganancia media a lo largo de la observacin Cuadro de (ganancia media a lo largo de 2 000 s), (ngulo a partir del acimut del SRA), calculado utilizando el algoritmo descrito anteriormente La p.i

40、.r.e.c. engloba las caractersticas de todos los transmisores en el interior del bloque de edificios, incluidos aspectos tales como control de potencia, diagramas de ganancia, combinacin y ecos parsitos. La instalacin de terminales P-MP HDFS variar segn los bloques de edificios; sin embargo, es proba

41、ble que un nmero elevado de bloques de edificios produzca una gama de p.i.r.e.c. como la definida por la distribucin. Una hiptesis podra basarse en una amplia instalacin de un solo modelo de referencia P-MP HDFS, en cuyo caso la entrada sera una sola distribucin de p.i.r.e.c. Sin embargo, instalacio

42、nes ms complejas podran implicar distintos tipos de modelos de referencia P-MP HDFS y en este caso habra mltiples distribuciones de p.i.r.e.c. 3.2 Altura del transmisor La altura del transmisor ser la mxima que puede utilizarse para cada modelo de referencia y, por consiguiente, viene asociada con l

43、a distribucin de p.i.r.e.c. 3.3 Zona de instalacin La zona de instalacin (ZI) representa los emplazamientos donde podra haber transmisores P-MP HDFS y est tpicamente entre: la zona de exclusin (ZE) en torno al emplazamiento del SRA en el que la instalacin P-MP HDFS no est permitida. Podra expresarse

44、 en forma de una distancia a partir del emplazamiento del SRA, D, o emplazamientos para los cuales las prdidas de propagacin, determinadas utilizando un modelo tal como el que describe la Recomendacin UIT-R P.452, sean mayores que un valor especificado; es decir, L452 X dB; la mxima distancia Dmxa p

45、artir de la cual una instalacin adicional aportara un aumento despreciable en el nivel de interferencia calculado y, por consiguiente, no es necesario considerarla. Las ZE basadas en la distancia consisten en crculos centrados alrededor del emplazamiento del SRA. Las ZE basadas en las prdidas de pro

46、pagacin pueden ser polgonos. 6 Rec. UIT-R F.1766 La mxima distancia a considerar variar dependiendo del emplazamiento de la ZE. Por ejemplo, con una ZE definida por D = 50 km, no es necesario considerar la instalacin de estaciones P-MP HDFS ms all de Dmx= 110 km. El valor de Dmxpuede determinarse aa

47、diendo ms estaciones interferentes hasta que el incremento en el nivel de interferencia sea despreciable. Si la ZI es un estrecho anillo alrededor del emplazamiento del SRA es probable que deba aumentarse el valor de Dmx. En el interior de la ZI debe localizarse un conjunto de puntos de prueba a int

48、ervalos regulares, cada uno de ellos representando un bloque de edificios. La zona utilizada para obtener la p.i.r.e.c. determina la distancia de separacin entre los puntos de prueba. La ZI podra contener una distribucin uniforme de bloques de edificios, todo ello representando el mismo modelo de re

49、ferencia P-MP HDFS, o podran ser emplazamientos con distintos tipos de servicio, arquitectura, etc., representados por distintas distribuciones de p.i.r.e.c. La ZI podra incluir tambin zonas sin instalaciones P-MP HDFS. La distribucin de p.i.r.e.c. podra representar emisiones en banda o fuera de banda (OoB) procedentes de transmisores P-MP HD