ITU-R INFORME M 2030 SPANISH-2003 Coexistence between IMT-2000 time division duplex and frequency division duplex terrestrial radio interface technologies around 2 600 MHz operatincal .pdf

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1、 I. UIT-R M.2030 1 INFORME UIT-R M.2030 Coexistencia de las tecnologas terrenales de las interfaces radioelctricas dplex por divisin en el tiempo y dplex por divisin en frecuencia de las IMT-2000 alrededor de 2 600 MHz y que utilizan bandas adyacentes en la misma zona geogrfica (Cuestin UIT-R 229/8)

2、 (2003) 1 Introduccin 1.1 Introduccin y esquema bsico En este Informe se analiza la coexistencia de las interfaces de radio en modo dplex por divisin de frecuencia (DDF) y dplex por divisin en el tiempo (DDT) de las IMT-2000. Especficamente, se estudian las caractersticas de la interferencia entre s

3、istemas de acceso mltiple por divisin de cdigo con dispersin directa de las IMT-2000 (denominados sistemas AMDC de banda ancha, en ingls WCDMA, o acceso radioelctrico terrenal universal DDF (UTRA, universal terrestrial radio access, DDF) y sistemas CDMA DDT de las IMT-2000 (UTRA DDT) en sus dos modo

4、s, es decir, DDT de alta velocidad de chip (HCR, high chip rate, a 3,84 Mchip/s) DDT y DDT de baja velocidad de chip (LCR, low chip rate, a 1,28 Mchip/s) para numerosos escenarios. La parte principal de este documento describe la interferencia entre estaciones de base (EB-EB), cuando existe proximid

5、ad entre ellas y cuando estn coubicadas en el mismo emplazamiento. Asimismo, se estudian los casos de interferencia de estacin mvil (EM) a EB, EB-EM y entre EM-EM en situaciones de proximidad. En el 2.4-2.5, se describen las caractersticas del transmisor y del receptor. En el 2.8 se analiza la relac

6、in entre nivel de interferencia externa, cobertura y capacidad. En el 3.2 se describe la metodologa de los escenarios de interferencia EB-EB y EM-EM determinsticos. En el 3.3 se describen los mtodos Monte Carlo. En el 4 se presentan los resultados y en el 5 las conclusiones. La lectura de los 1, 2.1

7、-2.3 y 5 permite tener una visin general de los resultados. 1.2 Campo de aplicacin Para el anlisis realizado en este Informe, se ha supuesto que los sistemas DDT y DDF a 2,5 GHz tienen caractersticas similares a las de los sistemas AMDC de banda ancha y DDT HCR/LCR de la Recomendacin UIT-R M.1457. 1

8、.3 Resumen En este Informe se hace un anlisis y se presentan los resultados de los efectos de la interferencia de canal adyacente en la compatibilidad entre sistemas DDF y DDT para diversos escenarios. El estudio se basa en clculos determinsticos para escenarios de interferencia entre EB-EB de los q

9、ue se derivan la distancia o separacin necesaria y/o los requerimientos de aislamiento o la gama de clulas admisibles. La interferencia de EM sobre EM y sobre EB se analiza mediante clculos determinsticos y estadsticos que permiten deducir la prdida de capacidad y/o la probabilidad de interferencia.

10、 2 I. UIT-R M.2030 La viabilidad de algunos de los escenarios depende de la consecucin de un determinado compromiso entre factores tcnicos, reglamentarios y econmicos. En este Informe se reflejan puntos de vista sobre factores tales como condiciones de propagacin, densidad de usuarios y emplazamient

11、os correspondientes a distintas alternativas posibles de compromiso. Dichos puntos de vista no excluyen en absoluto otros diferentes. Las conclusiones que se exponen a continuacin slo son el resultado de los estudios realizados en este Informe. Debe notarse que en este Informe no se analizan mejoras

12、 potenciales que pueden conseguirse utilizando tcnicas de mitigacin tales como la ingeniera de emplazamientos, las antenas adaptativas, etc., y que deben ser objeto de estudios adicionales. Principales resultados Interferencia EB-EB: Observaciones generales Varios de los escenarios y valores de parm

13、etros examinados se asocian a problemas de interferencia grave. Las distancias de separacin se han calculado sobre un intervalo de interferencia externa admisible, en el que un valor menor de distancia de separacin implica un nivel superior de interferencia externa admisible planificada que, a su ve

14、z, significa una menor cobertura y/o capacidad, as como potencias de transmisin superiores para la EM del sistema interferido. No existe una diferencia fundamental en la magnitud de la interferencia cuando se considera la interferencia sobre el enlace descendente DDF, o sobre el enlace ascendente DD

15、T, o cuando se considera la interferencia del enlace descendente DDT sobre el enlace ascendente DDF en cualquiera de los escenarios analizados. Por lo tanto, los problemas potenciales se derivan del hecho bsico de que los transmisores del enlace descendente estn geogrfica y espectralmente prximos a

16、receptores del enlace ascendente sensibles, con independencia del modo dplex de que se trate. Se asumen, en la mayor medida posible, los requisitos mnimos de las especificaciones proyecto de asociacin tercera generacin (3GPP) sobre las caractersticas de transmisores y receptores. Debe observarse que

17、 los equipos reales pueden tener mejores caractersticas de exigencia en las especificaciones. En varios de los escenarios se requieren distancias de separacin grandes o valores de aislamiento adicionales para conseguir condiciones de baja interferencia. Algunos esce-narios presentan distancias de se

18、paracin reducidas y no requieren aislamiento adicional. En algunos escenarios de despliegue puede establecerse un cierto compromiso entre requisitos relativos a separacin y caractersticas de filtrado por un lado, y a cobertura y una mayor potencia de transmisin de la EM del sistema interferido por o

19、tro. Existen una serie de acciones bsicas que pueden tomarse aisladamente o de forma conjunta a fin de mitigar problemas de interferencia EB-EB. Todas las acciones conllevan un cierto coste u otras dificultades que deben tenerse en cuenta, pues siempre es posible un cierto compromiso. Interferencia

20、EB-EB en proximidad: AMDC de banda ancha/DDT a 3,84 Mchip/s La separacin requerida se encuentra comprendida entre 1 m y 15 km en funcin del tipo de clulas implicadas y la separacin entre portadoras utilizadas. Los valores ms bajos corresponden a escenarios entre pico clulas (pico-pico) y los ms elev

21、ados a escenarios entre macro clulas (macro-macro). I. UIT-R M.2030 3 Interferencia EB-EB en proximidad: AMDC de banda ancha/DDT a 1,28 Mchip/s Los supuestos relativos a las distancias de separacin de referencia permiten establecer que slo el escenario macro-macro requiere un aislamiento adicional s

22、ignificativo. Para otros escenarios, el aislamiento bsico es suficiente. Coubicacin BS-BS: AMDC de banda ancha/DDT a 3,84 Mchip/s La coubicacin de EB ser predominante en los sistemas futuros. Si hay EB macro AMDC de banda ancha y 3,84 Mchip/s coubicadas, los umbrales de ruido de ambos sistemas se ve

23、n considerablemente afectados cuando se tiene en cuenta una prdida de acoplamiento de 30 dB. La cobertura y la capacidad se ven gravemente afectadas si no se proporciona el aislamiento adecuado entre las EB. Sobre la base de las especificaciones existentes y en los supuestos de prdida de acopla-mien

24、to mnima (MCL, minimum coupling loss), incluso una banda de guarda de 5 MHz y de 10 MHz no elimina el problema. Se deben continuar realizando estudios destinados a definir las especificaciones de sistemas y las bandas de guarda necesarias, segn proceda, que tengan en cuenta la coubicacin de EB y el

25、hecho de que en los sistemas reales se pueda lograr un cierto grado de aislamiento. Interferencia EM-EB y EB-EM Para los escenarios analizados de tipo Manhattan, con usuarios uniformemente distribuidos en zonas abiertas, las simulaciones de Monte Carlo sugieren que la interferencia EM-EB y EB-EM tie

26、ne un efecto reducido o despreciable sobre la capacidad cuando se promedian sobre el sistema. Interferencia EM-EM Las simulaciones de Monte Carlo sugieren que la interferencia EM-EM tiene un efecto reducido o despreciable sobre la capacidad cuando se promedia sobre el sistema y se utilizan densidade

27、s uniformes de usuarios (vase el 4.2.2.3). Los clculos EM-EM determinsticos sugieren que un mvil puede producir una interferencia grave a otro mvil que se encuentre cercano geogrfica y espectralmente (vase el 4.2.3). Por lo tanto, son necesarios estudios adicionales para los casos con densidades de

28、usuarios no uniformes, ya que son situaciones ms probables en sistemas reales que cubren zonas de elevada utilizacin (vase el 4.2.3) Las interrupciones no pueden reducirse demasiado, ni an con una reduccin de la densidad de EB o de la capacidad. En lugar de ello, deben imponerse requisitos sobre el

29、nivel de servicio. 2 Supuestos 2.1 Tecnologas de la interfaz radioelctrica consideradas Las tecnologas IMT-2000 consideradas en este Informe son la correspondiente a la especificacin radioelctrica de AMDC de banda ancha con dispersin directa de IMT-2000 basada en DDF y la correspondiente a la especi

30、ficacin de CDMA DDT de IMT-2000 basada en DDT con dos modos, a saber, DDT HCR (a 3,84 Mchip/s) y DDT LCR (tambin conocida como TD-SCDMA, a 1,28 Mchip/s). Por simplicidad, se hace referencia a ellas como sistemas DDF y DDT, respectivamente. 4 I. UIT-R M.2030 2.2 Escenarios de interferencia En este In

31、forme se consideran los escenarios bsicos siguientes: Interferencia sobre EB DDF causada por EB DDT (clculos determinsticos) Interferencia sobre EB DDT causada por EB DDF (clculos determinsticos) Interferencia sobre EB DDF causada por equipos de usuario (UE, user equipment) DDT (simulaciones de Mont

32、e Carlo) Interferencia sobre EB DDT causada por UE DDF (simulaciones de Monte Carlo) Interferencia sobre UE DDF causada por UE DDT (simulaciones de Monte Carlo) Interferencia sobre UE DDT causada por UE DDF (simulaciones de Monte Carlo) Interferencia sobre UE DDF causada por EB DDT (simulaciones de

33、Monte Carlo) Interferencia sobre UE DDT causada por EB DDF (simulaciones de Monte Carlo) Interferencia sobre UE DDF causada por UE DDT (clculos determinsticos) Interferencia sobre UE DDT causada por UE DDF (clculos determinsticos) En el 3 se describe la metodologa utilizada en los clculos y simulaci

34、ones. 2.3 Capas de clulas implicadas Se deben considerar todos los escenarios posibles, es decir, macro, micro y pico. Sin embargo, no se han investigado todas las combinaciones posibles de capas de clulas DDF y DDT, ya que se considera que algunas son poco probables. 2.3.1 Atribucin de frecuencias

35、El estudio se centra en la coexistencia en las bandas IMT-2000 comprendidas entre 2 500 y 2 690 MHz. Se supone que la atribucin realizada es del tipo que refleja la Fig. 1. El estudio se centra en la interferencia entre DDT y el enlace ascendente DDF, as como entre DDT y el enlace descendente DDF. N

36、o se considera la interferencia entre el enlace ascendente DDF y el enlace descendente DDF (debido a la separacin de frecuencias). No se hacen supuestos especficos en relacin con el tamao de las bandas puesto que el estudio se centra en los efectos que tienen lugar en los lmites entre el enlace asce

37、ndente DDF y DDT, y entre DDT y el enlace descendente DDF respectivamente. Rap 2030-012 500 2 690Frequencia (MHz)FIGURA 1Modelo de atribucin de frecuencias consideradoEnlaceascendente DDFDDTEnlacedescendente DDFEn los clculos se supone que las bandas de DDF y DDT estn separadas por una cierta anchur

38、a de banda (cuyo ancho puede ser cero). La separacin entre portadoras se define como la distancia espectral entre las frecuencias centrales de las bandas respectivas, incluyendo las posibles anchuras de banda de guarda. I. UIT-R M.2030 5 Rap 2030-02Sistema 1 Sistema 2Separacin entre portadorasFIGURA

39、 2Separacin entre portadorasPor tanto, la separacin entre portadoras es la mitad de la anchura de banda del sistema 1 ms la mitad de la anchura de banda del sistema 2 ms una posible banda de guarda adicional. Para AMDC de banda ancha DDT a 3,84 Mchip/s, la separacin entre portadoras es de al menos 2

40、,5 + 2,5 = 5 MHz y para AMDC de banda ancha/TD-SCDMA es de al menos 2,5 + 0,8 = 3,3 MHz. Con una banda de guarda adicional de 5 MHz, la separacin entre portadoras pasa a ser de 10 MHz y 8,3 MHz, respectivamente. 2.3.2 Escenarios de despliegue y ubicacin de EB En este estudio se han considerado disti

41、ntos tipos de EB (para despliegues DDF y DDT), a saber, EB macro, micro y pico. Se supone que una EB macro est ubicada por encima de la lnea de tejados, tanto en reas de densidad elevada como de baja densidad. El objetivo principal de las EB macro es conseguir cobertura sobre un rea relativamente gr

42、ande. Se supone que una EB micro est situada en el exterior y por debajo de la lnea de tejados, en zonas con una elevada densidad de usuarios. Las EB micro se utilizan principalmente para mejorar la capacidad en reas con una elevada densidad de usuarios. Una EB pico se encuentra en interiores y se u

43、tiliza exclusivamente para cobertura a interiores. Un escenario de despliegue tpico es un edificio de oficinas. La EB pico puede estar situada en cualquier piso del edificio. Sin embargo, en lo que sigue se supone que la altura de la EB pico es aproximadamente la misma que la de la EB micro. En el C

44、uadro 1 se resumen los supuestos relativos a las alturas de las distintas EB. Adems, se supone que la altura de construccin media es de 24 m y que, por tanto, las EB macro se sitan 6 m por encima de la altura media de los tejados. CUADRO 1 Alturas estimadas de las EB macro, micro y pico (para DDF y

45、DDT) Tipo de EB Altura (m) Macro 30 Micro 6 Pico 6 6 I. UIT-R M.2030 2.4 Caractersticas del transmisor Las caractersticas del transmisor incluyen restricciones de potencia de salida as como la ganancia de la antena transmisora. 2.4.1 Potencia de salida y ganancia de antena En el Cuadro 2 figuran la

46、potencia de salida mxima de una EB y la ganancia de antena para EB DDF y DDT. CUADRO 2 Potencia de salida mxima y ganancia en transmisin de la antena para EB, macro, micro y pico (DDF y DDT) Se asume que la EB DDF transmite de forma continua mientras que la EB DDT transmite durante la mitad del tiem

47、po (factor de actividad = 0,5). En el Cuadro 3 figuran la potencia de salida mxima y la ganancia en transmisin de la antena de las EM DDF y DDT. CUADRO 3 Potencia de salida mxima y ganancia en transmisin de la antena de EM DDF y DDT Tipo de EB Potencia de salida mxima (dBm) Ganancia en transmisin de

48、 la antena (dBi) DDF macro 43 15 DDF micro 30 6 DDF pico 24 0 DDT 3,84 Mchip/s macro 43 15 DDT 3,84 Mchip/s micro 30 6 DDT 3,84 Mchip/s pico 24 0 TD-SCDMA macro 34(1)15 TD-SCDMA micro 21(1)6 TD-SCDMA pico 12(1)3(1)(1)Se supone que la potencia del transmisor de la EB TD-SCDMA es menor que para 3,84 M

49、chip/s debido a la utilizacin de sistemas de antenas inteligentes de 8 elementos en los sistemas TD-SCDMA. Tipo de EM Potencia de salida mxima (dBm) Ganancia en transmisin de la antena (dBi) DDF 21 0 DDT 21 I. UIT-R M.2030 7 2.4.2 Mscaras espectrales y valores de ACLR Los valores de la relacin de potencia de fuga del canal adyacente (ACLR,